刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。孔加工刀具，包括鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等。和其它機(jī)械加工相比，鏜孔加工是屬一種較難的加工。它只靠調(diào)節(jié)一枚刀片(或刀片座)要加工出像H7、H6這樣的微米級(jí)的孔。隨著加工中心的普及，現(xiàn)在的鏜孔加工只需要進(jìn)行編程、按扭操作等。正因?yàn)檫@樣，就需要有更簡(jiǎn)單、更方便、更精密的刀具來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量。這里主要從刀具技術(shù)的角度來(lái)分析加工中心的鏜孔加工。

一、加工中心上鏜孔加工的特點(diǎn)

1.刀具轉(zhuǎn)動(dòng)

和車床加工不同，加工中心加工時(shí)由于刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，便不可能在加工中及時(shí)掌握刀尖的情況來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)刀量等。也不可能像數(shù)控車床那樣可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按扭就可以改變加工直徑。這便成了完全自動(dòng)化加工的一個(gè)很大的障礙。也正因?yàn)檫@樣所以就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)能，特別是在精鏜時(shí)根據(jù)公差要求有時(shí)必須在微米級(jí)調(diào)節(jié)。

另外，加工中心鏜孔時(shí)由于切屑的流出方向在不斷地改變，所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時(shí)難的多。

2.刀具的顛振

鏜孔加工時(shí)最常出現(xiàn)的、也是最令人頭疼問(wèn)題是顛振。在加工中心上發(fā)生顛振的原因主要有以下幾點(diǎn)

1)工具系統(tǒng)的剛性：包括刀柄、鏜桿、以及中間連接部分的剛性。因?yàn)槭菓冶奂庸に蕴貏e是小孔、深孔及硬質(zhì)工件的加工時(shí)，工具系統(tǒng)的剛性尤為重要。

2)刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡：相對(duì)于刀具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，刀具自身如有一不平衡質(zhì)量，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因不平衡的離心力的作用而導(dǎo)致顛振的發(fā)生。特別是在高速加工時(shí)刀具的動(dòng)平衡性所產(chǎn)生影響很大。

3)工件自身或工件的固定剛性：像一些較小、較薄的部件由于其自身的剛性不足，或由于工件形狀等原因無(wú)法使用合理的夾具進(jìn)行充分的固定。

4)刀片的刀尖形狀：刀片的前角、刀尖半徑、斷屑槽形狀的不同所產(chǎn)生的切削抗力也不同。

5)切削條件：包括切削速度、進(jìn)給量、進(jìn)刀量以及給切削油方式及種類等。

6)機(jī)器的主軸系統(tǒng)：機(jī)器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性。

3.刀具的裝夾

在鏜削孔時(shí)，最重要的是在加工中心上正確裝夾刀具。在小孔鏜削中，刀具的中心高是導(dǎo)致刀具失效的重要因素。如果刀具安裝低于中心高，將影響刀具的加工性能。主要表現(xiàn)在：

1)切削刃相對(duì)于工件的主后角減小，導(dǎo)致刀具的后刀面與工件接觸，使刀片與工件之間發(fā)生摩擦，當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)時(shí)，這種摩擦進(jìn)一步會(huì)使刀尖發(fā)生偏離，導(dǎo)致刀具更深地切入工件。切削刃的幾何參數(shù)對(duì)切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度，減小刀頭的散熱體積。

2)當(dāng)?shù)毒吆蠼菧p小時(shí)，刀片相對(duì)于工件的前角也增大，從而引起刀具刮削工件，引起刀具振動(dòng)并損壞刀具。這種情況在鏜削小孔時(shí)更為嚴(yán)重。

為此建議刀具安裝應(yīng)略高于中心高(但應(yīng)盡可能接近中心高)。這樣可使刀具相對(duì)于工件的法向后角增大，切削條件得到改善，如果加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，刀尖會(huì)向下和向中心偏斜，從而接近理想的中心高。刀具也可輕微地退出，減小削傷工件的可能性。此外，刀具前角也將減小，這樣可穩(wěn)定工作壓力。如果前角減小到0°，就會(huì)產(chǎn)生太大的工作壓力，導(dǎo)致刀具失效。所以在鏜孔時(shí)，應(yīng)選取正前角的鏜刀，在鏜1mm的小孔時(shí)，鏜桿的直徑只有0.75mm左右，使刀具承受的切削力減小。

4.切屑的排出

在鏜削孔時(shí)，切屑的有效排出至關(guān)重要。加工時(shí)，由于刀具在孔內(nèi)，切削液很難到達(dá)切削刃，造成切屑排出困難，影響刀具壽命。為解決這一難題，一些刀具制造商開發(fā)出一種沿切削刃帶冷卻槽的刀片，使切削液直接流向切削刃，防止切屑堵塞和刀具損壞。