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1 以銑代鉆加工孔的重要意義

在傳統(tǒng)的孔加工中，一般的孔加工方法是鉆中心孔—鉆孔—擴(kuò)孔（鉸孔）—鏜孔等方式才可滿足孔的加工要求，對于在數(shù)控加工中心上的多孔加工，這種孔的加工方式勢必會(huì)降低加工效率，加大勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工成本，除此之外，由于鉆頭剛性差，扭矩和軸向力等方面的問題，在加工過程中也容易出現(xiàn)孔徑超差（圖 2）、孔壁粗糙、孔位偏移、斜孔、鉆頭打滑或折斷（圖 1）等問題，無法保證孔的加工質(zhì)量。為此，提出在某些孔類如孔徑大小不一等場合以銑代鉆，以銑代鉸的方式進(jìn)行加工，一定程度上解決了當(dāng)下孔加工的一些難題，保證了孔的加工質(zhì)量。

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圖 1 鉆頭折斷圖 2 孔徑偏大

2 數(shù)控加工中心上孔加工的策略

針對于鉆削加工中存在的問題，提出幾點(diǎn)在數(shù)控銑床上孔的加工策略。

2.1 以銑代鉆

螺旋銑孔的過程是由主軸的“自轉(zhuǎn)”和主軸繞孔中心“公轉(zhuǎn)”的 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成，刀具的中心軌跡不再是直線而是螺旋線，加工過程中既有徑向進(jìn)給同時(shí)又有軸向進(jìn)給（圖 3），螺旋銑削可以實(shí)現(xiàn)斜面、型槽、孔加工等。

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2.2 采用螺旋銑孔的優(yōu)點(diǎn)

（1）螺旋銑孔時(shí)，銑刀的側(cè)刃是斷續(xù)進(jìn)行切削加工的，因此降低了刀刃與工件的接觸時(shí)間，降低了切削區(qū)的溫度，提高了刀具的使用壽命。

（2）易于排屑，由于使用的刀具直徑小于孔徑，在切削過程中可以避免切屑對已加工表面的損傷。

（3）可以實(shí)現(xiàn)一把刀具加工不同大小的孔，節(jié)省換刀時(shí)間和次數(shù)，降低加工準(zhǔn)備時(shí)間和提高加工效率。

3 插銑代替鉸孔

鉆削過程之所以出現(xiàn)孔徑偏大、鉆歪等問題，主要是刀具在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中容易出現(xiàn)擺動(dòng)，鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸線與主軸的旋轉(zhuǎn)軸線之間會(huì)偏離一個(gè)角度 α，鉆頭尾部和軸線位置也會(huì)發(fā)生了變化，這樣鉆頭在進(jìn)行自轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行公轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生一個(gè)附加角度 △φ，導(dǎo)致鉆頭幾何軸線、鉆頭旋轉(zhuǎn)軸線和主軸旋轉(zhuǎn)軸線不重合而引起的加工誤差，致使孔徑超差，而在采用銑刀加工方式時(shí)，其銑刀的偏離角度 α 和附加角度 △φ 較鉆頭會(huì)降低很多，因此采用插銑式的加工方法一定程度上提高了孔的尺寸公差。特別是對于孔徑小且表面質(zhì)量要求高的銷孔類，比如加工 φ6 +0.012 的銷孔，粗糙度為 1.6 μm，采用先鉆后鉸的加工方式，鉸出來的孔超差+0.003 mm，而改用合金銑刀采用插銑方式進(jìn)行加工，則公差在可控范圍之內(nèi)。

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3 交叉孔的加工

從圖 4 的鉆頭受力平衡的角度來分析，當(dāng)?shù)毒咴谶M(jìn)行切削過程中，其受力是平衡的：其關(guān)系 F1+F4=F8+F10，F(xiàn)5=F6;如果鉆交叉孔，在鉆第二個(gè)孔時(shí)鉆頭因受力不平衡而出現(xiàn)鉆頭打滑，導(dǎo)致鉆出斜孔，如圖 5 所示，若采用以銑代鉆的方式進(jìn)行加工，由于銑刀的切削刃在圓周上，軸向沒有出現(xiàn)力不平衡的現(xiàn)象，因此就可以避免打刀、鉆出斜孔的問題。

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4 結(jié)語

銑孔比起鉆孔在軸向的穩(wěn)定性好，不受孔徑大小的限制，可實(shí)現(xiàn)一刀多用，比如可以代替鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔等，避免傳統(tǒng)孔加工中頻繁換刀的問題，同時(shí)也避免了鉆削中難排屑、層間易分層的現(xiàn)象，是實(shí)現(xiàn)高效、低缺陷、高質(zhì)量制孔的一種有效加工方式。

標(biāo)簽：加工中心數(shù)控加工中心

分類：加工中心

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