镗削加工

镗削加工1．什么叫悬伸镗削法？它有哪些特点?使用悬伸的单镗刀杆，对中等孔径和不穿通的同轴孔进行镗削加工，这种加工方法叫悬伸镗削法。

悬伸镗削法的主要特点有：（1）由于悬伸镗削所使用的镗刀杆一般均较短、粗，刚性较好，切削速度的选择可高于支承镗刀杆，故生产效率高。

（2）在悬伸镗刀杆上装夹、调整刀具方便，在加工中又便于观察和测量，能节省辅助时间。

（3）用悬伸镗削法采用主轴送进切削时，由于镗刀杆随主轴送进而不断悬伸，刀杆系统因自重变化产生的挠度也不同，在加工较长内孔时，孔的轴线易产生弯曲。

由于主轴不断伸出，整个刀杆系统刚性不断变差，镗削时在切削力作用下，系统弹性变形逐渐增大，影响孔的镗削精度，使被加工孔产生圆柱度误差。

2、试述采用工作台进给悬伸镗削的特点。

这种镗削方式对被加工孔的精度有何影响?用工作台进给悬伸镗削时；由于主轴悬伸长度在切削前已经调定，故切削过中由刀杆系统自重和受切削力引起的挠曲变形及弹性变形相对较为稳定。

因此被加工孔产生的轴线弯曲和圆柱度误差均比用主轴进给悬伸镗削时小。

这种镗削方式影响孔加工精度的主要原因是床身和工作台导轨的直线度误差，以及它们之间的配合精度。

若床身导轨在水平平面和垂直平面内有直线度误差，会使被加工孔的轴线产生直线度误差和对基准表面产生位置误差；若导轨配合精度差，将会使被加工孔产生圆度误差。

3、什么叫支承镗削法？它有哪些特点?支承镗削法是采用架于镗床尾座套筒内的支承镗杆进行镗削的一种切削加工方式。

支承镗削法的特点是：（1）与悬伸镗削法相比，大大增强了镗杆的刚性。

（2）适合同轴孔系的加工。

可配用多种精度较高的镗刀，加工精度高，能确保加工质量。

（3）装夹和调整镗刀较麻烦、费时，不易观察加工情况，试镗、测量等操作没有悬伸镗削法那样直观、方便。

4、试述采用镗杆进给支承镗削法的特点。

这种镗削方式对被加工孔的精度有何影响?采用镗杆进给支承镗削法镗孔，镗杆伸出长度随主轴进给而不断变化，但镗杆和主轴在两支承点之间的距离不变。

而且与工作台进给支承镗孔方式相比，其两支承点之间的距离较短。

因此，由切削力所产生的镗杆挠曲变形比工作台进给支承镗孔方式小，所以抗振性好，可以采用宽刀加工。

但是，由于是镗杆进给，故镗刀在支承间的位置是变化的，因而镗杆自重造成的弯曲就会影响工件孔轴线的直线度误差。

5、试述采用工作台进给支承镗削法的特点。

这种镗削方式对被加工孔的精度有何影响?这种镗削方式，由于采用工作台进给，所以镗杆两支承间的距离很长，一般要超过孔长的2倍。

镗杆受力后产生的挠曲变形量相对要大。

用这种方法镗孔，由于刀具调整后，其到镗杆两端支承间的距离不变，因此，孔径尺寸只均匀减小一个定值。

孔的直线度误差主要与机床导轨的直线度及机床导轨和工作台导轨间的配合精度有关。

被镗孔的直线度误差较小。

6、试述用单头镗刀镗孔的主要优缺点。

使用单头镗刀镗孔时，应如何正确选择切削用量? 答：用单头镗刀镗孔有如下主要优缺点：（1）加工工艺性广，能加工扩孔钻、铰刀所不能加工的孔，如不通孔、阶梯孔、交叉孔等。

（2）可以纠正由于钻孔、扩孔而留存的各种偏差。

加工精度高，表面粗糙度较细，并能保证孔的形状和位置精度。

（3）使用硬质合金刀片，能够进行高速切削，生产效率高。

（4）主要缺点是调整刀具和对刀时间较多，影响生产效率的提高。

在用单头镗刀镗孔时，切削深度和进给量不宜过小，如果两者过小，容易使刀头磨损，从而使被镗孔的尺寸精度和表面粗糙度达不到要求。

7、用浮动镗刀精镗孔前，被镗孔必须满足哪些基本技术要求?用浮动镗刀精镗孔前，被镗孔必须满足以下基本技术要求：（1）孔的直线度要好，表面粗糙度值控制在Rα3.2μm并且要求孔壁上不允许有明显的走刀波纹。

（2）精镗余量不能太大，一般控制在0.06~0.12mm之内。

8、为保证用浮动镗刀精镗孔时的加工精度，应如何正确选择切削用量?浮动镗刀精镗孔时的切削深度，一般为0.05~0.10mm；进给量一般为0.3~0.7mm/r；镗削速度v可换算成主轴每分钟转速，一般取8~12r/min。

9、在镗床上加工零件时，常用哪几种定位方法?各有什么特点？在镗床上加工零件时，常用下述四种定位方法：（1）划线找正定位其特点是不需专用夹具及镗模；由于增加了划线工序，生产效率低；定位精度低。

（2）利用定位元件定位其特点是简单、可靠；不需成套工艺装备；定位误差较小；成本较低。

（3）利用夹具定位其特点是工件定位迅速，夹紧可靠，加工方便。

但镗床夹具制造周期较长，成本高。

（4）利用其他形式定位如利用千斤顶加特形垫块、利用工件上的工艺搭子定位等。

这些方法，定位精度较低，生产效率不高。

10、加工孔系时，找正镗床主轴起始坐标位置的常用方法有哪几种？各有何特点?加工孔系时，找正镗床主轴起始坐标位置常用的方法有：（1）利用百分表测量装置找正定位这种方法，必须先用百分表定心器或定位心轴，将工件上的基准孔坐标定出来，然后根据基准孔坐标，定出主轴的坐标位置。

其特点是精度较高，操作较方便。

（2）利用检验棒找正定位此种方法的特点是找正定位精度低，找正费时。

但这种定位方法可直接找正镗床主轴与起始孔的坐标位置。

（3）利用孔的分界面拢正定位这种方法的特点是可用于分离式箱体孔系的镗削加工。

缺点是辅助时间较长。

（4）利用样板找正定位此种方法的特点是样板结构简单，无需复杂的调整。

但样板易变形，而且当工件需要加工几个不同面上的孔系时，需要几块样板，找正和定位精度也较低。

(end)有效提高镗削的加工质量现在的新型镗刀可缩短工艺过程中的调刀时间，帮助用户高速、小批量地生产产品，从而保证工厂和车间及时完成生产加工任务。

此外，这种镗刀自身可进行自动调节、修正磨损、补偿误差或自动成形。

以KomTronic 镗刀为例，这一系列的侍服传动镗刀由美国Komet 公司生产提供。

镗削加工头内的滑板由侍服电机传动，它控制着脉冲，使镗杆向较大的直径方向移动，或支持其向较小的直径方向移动。

这一机构提高了镗床的加工精度，不需采用手工调节的方法调节螺丝。

Komet 公司的工程师们也在镗杆内安装了导轨，采用侍服电机来传动镗刀片，可使一锥形刀杆轴向移动，也可使镗刀片向外扩大到更大的直径或向内缩小到更小的直径。

这取决于镗刀的设计，它可通过一个闭环系统，自动地对两个平面进行补偿。

镗刀头的行程范围可以变化，比如MO42可以在-1.0～+1.5mm 的行程范围内调节1mm ，而U 轴可偏离中心移动高达±25mm ，镗削精度可达±10mm 。

尽管这种自动化系统的费用较高，但其投资能够很快得到回报，特别是在大批量生产过程中。

比如在汽车工业中，MO42镗刀头可根据仪表测量值对连杆的每一次切削进行自动调节。

再比如，一个U 轴镗削系统在镗削时，可使一台加工中心的加工能力在某种意义上像车床那样，能够切削凹面和进行倒角，有效地增加了一个加工轴。

同时，一台加工中心可以镗削一个在高速情况下难以在卡盘上装夹的零件。

因为此时旋转的只是镗刀，而工件是不旋转的，因此加工中心可以用这种刀具在很短的时间内进行加工生产，以达到所要求的表面光洁度智能刀具Makino 公司使用的是Smart 系列智能刀具。

Makino 公司采用的方法不是利用电机进行传动，而是采用切削液使其通过刀具，在流经切削区润滑和冷却前，迫使切削液起到另一个作用，那就是帮助清除切屑。

一种称作冷却液可调镗杆或CABB 的双重镶刀片设计形式的镗刀，其中包含一个内部的尼龙气囊。

随着压力的增加，气囊随之膨胀，迫使含有镶刀片刀架上的两个刀片向外扩张，因此使刀具的直径扩大。

然而，为了适应气囊的要求，镗刀所需的局限直径至少应为51mm 。

为了使这一机构能缩套在镗刀上，其直径应小到25.4mm ，为此，设计组开发了一种“简易密封”装置。

Makino 公司在两个镶刀片之间增加了一个夹心钢片。

这一中心件是固定的，随着压力的增加，里面的液体将推动刀片向外分离。

虽然Makino 公司设计和生产了精度达到0.51mm 的镗杆(见图1)，但其设计的大部分CABB 镗刀精度却能达到0.25mm 左右。

其原因是因为当刀具的精度一旦大大超过这一数值时，对于大部分工图1 福特公司的Eaton Saginaw 工厂采用有Makino 公司提供的水冷式镗杆，正在对Duratec 2.5L 发动机缸体进行精加工作而言，精度就开始过度下降。

大部分的镶刀片在需要更换前，其磨损只有0.127 mm 或更少。

因此，仍然有余地使刀具扩大至第二次、甚至扩大至第三次使用。

这一性能可以使其减少许多无效的生产时间，比如用于对偏移量的调节、更换刀具和通过镗孔将刀具退出。

这样，就可以在进刀过程中加工，并扩大间隙——一般在每一镗孔的底部——然后在退刀过程中进行加工。

CNC 数控机床的软件可以根据主轴背面获得的压力读数进行自动调节。

为了达到很高的精度，可采用气压表测量孔径，并给闭环控制系统提供必要的反馈信息。

Makino 公司制造了一种能够在切削过程中使镶刀片径向内、外移动的另一类液压镗刀，可镗削略呈椭圆形的孔径，其直径≥51mm 。

由于CNC 数控机床的切削液压力是可变的，其镶刀片后面的叶片弹簧既可以使镶刀片向外推动延伸，也可以在松弛后将它向内拉紧。

其每侧最大的移动距离为0.127mm 。

在发动机生产过程中，这一较小的移动量足以使孔径成形，并纠正其圆柱度问题。

模块式组合镗刀模块式镗刀即是将镗刀分为：基础柄(Basic Holder)、延长器(Extension)、减径器(Reduction)、镗杆、镗头(Boring Head)、刀片座(Insert Holder)、刀片(Insert)、(倒角环)等多个部分，然后根据具体的加工内容(粗镗、精镗；孔的直径、深度、形状；工件材料等)进行自由组合。

这样不但大大地减少了刀柄的数量，降低了成本，也可以迅速对应各种加工要求，并延长刀具整体的寿命。

模块式镗刀最先出现在欧洲市场，大约20年前日本大昭和精机株式会社(BIG)与瑞士KAISER 公司进行技术合作，BIG-KAISER 模块式镗刀首次出现在日本市场，并逐渐取代了一体式镗刀的地位。

现代镗刀之所以能够提供高精度和较大灵活性的另一因素是模块式组合镗刀的制造商也像其他的制造商那样，已经投资了较好的生产加工工艺，以便充分发挥现代机床的加工能力。

因此，现在的模块式组合镗刀具有更高的精度。

据Ingersoll 刀具公司的镗削加工生产线经理介绍，10年前，零件的组装重复精度达到0.0127～0.0178mm 是可以接受的。

但现在的情况不再如此了。

他指出，Ingersoll 刀具公司的模块式组合刀具一般的公差尺寸范围为2～4mm(见图2)。

当然，这并不是意味着单件的实心镗杆将很快在任一时间退出历史舞台。