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深孔鏜鉸復合刀具設計

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更新時間：2014-10-10
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深孔鏜鉸復合刀具設計
深孔鏜鉸復合刀具設計
摘要：深孔加工作為二戰以后發展起來的一種新型加工工藝，在國民經濟發展中發揮著越來越巨大的作用。然而，由于我國深孔加工技術起步較晚，發展不容樂觀。本文研究了深孔加工原理。并針對設計要求加工材料設計了適合加工中小直徑深孔的復合刀具。本文重點在于分析深孔加工過程尤其是深孔加工過程的工藝特點。初步地對深孔加工工藝特點進行分析。同時介紹分析了目前國內外深孔刀具現狀，并根據設計要求對鏜孔和鉸孔進行結合從而進行復合刀具結構設計，運用Solidwork和AutoCAD軟件進行鏜、鉸復合刀具的三維建模。

關鍵字：深孔刀具；復合刀具；鏜孔；鉸孔

Deep Hole Boring hinge composite tool design
Abstract：Deep processing as a new process developed after World War II, plays a huge role in national economic development. However, due to the late start of the deep hole processing technology in China is not optimistic. In this paper, a deep hole machining principle. And processing materials for the design requirements and design tool suitable for processing small and medium diameter deep hole. This paper focuses on analysis of the process characteristics of the process of deep hole machining, deep hole machining process. The preliminary analysis of the deep hole machining process characteristics. This article describes the current status of deep-hole cutting tool at home and abroad, combined with the structural design of composite tool, boring and reaming for Solidwork and AutoCAD boring, reaming three-dimensional modeling of composite tool according to design requirements.

Key words：Deep-hole cutting tool；Composite Tool；Boring；Reaming
孔加工（鉆、鏜、鉸孔）復合刀具
[前言]對零件的內孔進行加工的工作，在機械廠、金工車間（特別是鉗工和車工工種）是家常便飯，也是不可或缺的事情，而不同零件的結構特點和加工要求性質以及現有設備的限制，那么所采取的工藝方法，所選擇的工種工人及其技能水平和刀具特點效能的發揮作用，都直接影響到零件的加工質量（加工精度）和生產的成本（生產效益）。
鉗工工種進行孔加工的過程簡單，可達較高的加工精度，但是要使加工出來的孔其形位精度和表面粗糙度均較高時，體現出鉗工加工孔的難度和成效性就很明顯，若有精良的設備、刀具和技藝精湛的操作工人那是不費吹灰之力，輕而易舉就能滿足加工要求（確保高精度孔加工的要求），但是在通常的加工環境（條件），是不可能十全十美、應有盡有（包括設備、刀具和技藝精湛的操作工人），如標準刀具尺寸不符，設備技術參數規格不符合等，給加工帶來的困難，用常用的方法就難于完成零件內孔的加工（勉為其難），但是就有限的資源（條件），也要完成產品的加工且要確保其加工質量，那么只有針對現狀，考慮經濟性改進不符的因素來滿足加工的條件（要求），才能使困難迎刃而解。

我加工了一批箱體（WS120型蝸桿減速器）的內孔，該孔的精度要求較高，， Ra =1.6μm，由于此孔的孔徑和精度要求校高，通常用的加工手段有兩種方法：方法一，先用鉆頭鉆出孔（粗加工）后，留出精加工余量，再由技術水平較高的工人師傅直接鏜出內孔達到精度要求；方法二，先對工件鉆孔→擴孔→粗鉸（留0.1～0.2mm的鉸削余量）→精鉸，來保證孔的質量。兩種方法的優劣勢各有不同，方法一中，其操作過程簡單，加工出的孔，其直線度較好，刀具消耗低，但是對鏜孔工序的工人技能要求較高（在普通機床上加工并非數控機床設備上加工時），而且較容易產生廢品，工作效率也低；而方法二加工出來的孔徑取決于鉸刀的精度、尺寸相對穩定，對操作工人的技能水平要求也相對不很高，但是加工出來的孔其表面粗糙度低，孔的直線度較差，鉸刀的消耗也很大，效率非常低，只適宜單件生產，不適合批量生產，若能綜合兩種加工方法的優點，既保證零件的加工精度，工人技能要求也不需很高，且又能降低生產成本,提高效率的加工方法（措施）。那么就這批產品的生產特點（批量）和當時工廠的生產條件（設備非常欠缺，只有一臺Z525型鉆床）及采取常規的加工方法，進行生產的難度較大且效率較低的問題就可得到很好的改善。因此，通過查找資料、借鑒工藝、設計出一款將鉆孔、鏜孔、鉸孔容為一體的專用復合刀具。如圖1所示：

⒈刀具設計的構思
⑴就應工廠現有的加工條件，完成產品加工，保證質量和提高效率及降低成本

⑵為減少裝拆刀具的時間，從鉆孔、擴孔（或鏜孔），到最后的鉸孔，一次性安裝刀具完成三道工序（孔的粗加工、半精加工和精加工），即將鉆頭和擴孔鉆（或鏜刀）及鉸刀三種刀具共用一刀體結構。

⑶為減少刀具刃磨的輔助時間和提高刀具的耐用度，減少刀具消耗，降低生產成本，分別對鉆孔、鏜孔和鉸孔用刀具的切削部分針對各自加工特點（切削條件）而采用不同材質型號特點的硬質合金刀片。

⒉刀體結構原理設計

根據鉆頭加工內孔鉆削效率高的特點，刀頭部分用一塊材料為YG8 E225型合金刀片鑲嵌（銅焊）在刀桿一端而成為鉆頭部分，完成粗加工（鉆孔）工序，但是加工出的孔其表面粗糙度和孔經直線度都較差，尺寸精度不高等缺陷，將具有修正孔徑直線度，穩定孔徑尺寸的鏜刀部分，放在合金鉆頭后，將鉆削出的孔進行鏜削加工（由于鏜削余量較大，分單刀三級鏜削），利用鏜孔的優點來保證加工出的孔徑直線度和穩定孔徑尺寸，完成半精加工工序（包括粗鏜、半精鏜），為鉸孔工序做好準備工作（提高表面粗糙度和使鉸削余量均勻合理），鉸孔的鉸刀部分放在復合刀具體切削部分的最后來完成最后的精加工，保證孔的精度（孔的形位精度和表面粗糙度）、刀具體夾持部分制成莫氏3號錐柄。為了容易排屑和刀具不同時參與切削（減輕切削力），每一刀具的切削部分的起始點在軸向間隔大于或等于25 毫米（大于孔深），其中鉆與第一級鏜之間大于25 毫米（因鉆孔的鐵屑多），同時也增大了容屑空間，使排屑順暢，避免前后刀面切下的切屑互相干擾和阻塞，致使刀具崩刃及影響孔的質量。
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