■哈爾濱哈量集團(tuán)數(shù)控刀具有限責(zé)任公司（黑龍江 150040）張榮耀 武春紅 彭中偉

隨著制造技術(shù)的快速發(fā)展、數(shù)控機(jī)床的迅速普及和用戶要求的不斷提高，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工工藝性和加工要求也提出了更高的要求。按照常規(guī)的加工工藝，反锪孔加工出的工件表面粗糙度是不成問題的，但對(duì)于保證尺寸加工精度和位置精度就很困難。影響尺寸加工精度和位置精度的因素如下：

（1）工具系統(tǒng)的剛性：包括刀柄、刀片、刀桿及中間連接部分的剛性。如果是懸臂加工深孔且工件硬度高時(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，刀具自身動(dòng)平衡不好，尤其是刀桿，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因動(dòng)不平衡產(chǎn)生的離心力的作用尤其顯著，從而加劇工具系統(tǒng)的振動(dòng)。特別是在數(shù)控機(jī)床高速加工時(shí)，對(duì)刀具的動(dòng)平衡性所產(chǎn)生的影響更大。

（3）切削條件：刀片的形狀（刀片的前角、刀尖半徑、斷屑槽形狀等）、切削速度、進(jìn)給量不同，形成了不同的切削條件。

（4）冷卻方式：因切削液的供給方式及種類的不同而不同，冷卻方式有內(nèi)冷卻和外冷卻。冷卻充分可以降低切削溫度，減少刀具磨損，還可以有效地減少刀具與切削粘結(jié)等。

如圖1所示，機(jī)械零件中用常規(guī)反锪刀加工90 mm和105 mm孔很難保證尺寸、加工精度和位置精度。本文針對(duì)此結(jié)構(gòu)的工件，設(shè)計(jì)了粗、精反锪刀，可以保證尺寸、加工精度、位置精度及表面粗糙度的要求。

1.反锪刀具工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

反锪加工中，刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要。要加工圖示結(jié)構(gòu)的工件，如圖1所示，可以看出尺寸加工精度和位置精度要求都很高，且被加工工件孔部位為封閉式結(jié)構(gòu)，用以往的反锪孔加工方法很難滿足圖樣要求。這就要求我們必須從刀具的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，如采用刀桿穿過加工孔后安裝刀具且多刃切削的結(jié)構(gòu)，锪刀的制造精度就可確?？壮叽缇?、位置精度及切削質(zhì)量。若想實(shí)現(xiàn)加工出的孔表面粗糙度值低，那么刀具系統(tǒng)整體剛性必須好，冷卻方式最好采用內(nèi)冷卻，利用機(jī)床切削液的內(nèi)壓力有效控制切屑順暢排出，降低被加工孔表面粗糙度值。

以下將對(duì)此反锪整體刀具系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和使用方法加以詳細(xì)介紹。

反锪整體刀具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理：要求被加工工件在同一個(gè)工部內(nèi)，由機(jī)床和刀具來完成鉆、擴(kuò)、鏜和反锪等工序加工，這樣刀具的回轉(zhuǎn)中心不會(huì)變，符合基準(zhǔn)同一原則，因此加工誤差必然小，可以保證被加工零件的位置精度。零件的尺寸精度靠反锪刀來達(dá)到。根據(jù)反锪工序分為粗、精兩道工序，反锪刀相應(yīng)制造成粗、精兩把反锪刀，粗反锪刀用來去除加工余量，精反锪刀用來保證尺寸加工精度。粗，精反锪刀三維結(jié)構(gòu)，如圖2和圖3所示。

圖1 加工零件示圖

2.反锪刀具工具系統(tǒng)的具體操作方法

反锪粗刀采用三刃，工作外圓尺寸回轉(zhuǎn)精度公差為±0.15 mm；反锪精刀采用兩刃，工作外圓尺寸回轉(zhuǎn)精度公差為±0.05 mm。兩者均應(yīng)采用兩個(gè)內(nèi)冷卻孔，在反锪刀工作狀態(tài)下起到冷卻刀具及工件的作用。以保證零件的尺寸加工精度和位置精度。

反锪整體刀具系統(tǒng)組成如圖4所示。7∶24錐度刀桿、浮動(dòng)銅套、擋圈、傳動(dòng)鍵、反锪刀、緊固螺釘及開口墊圈（見圖5）構(gòu)成反锪整體刀具系統(tǒng)。在反锪整體刀具系統(tǒng)工作前，先將反锪刀及開口墊圈卸下，按照事先編制的加工程序，在保證刀具各個(gè)部位不接觸通孔的條件下，讓反锪整體刀具系統(tǒng)穿過被加工孔，然后利用工件的半敞開結(jié)構(gòu)，裝反锪粗刀，注意反锪粗刀傳動(dòng)鍵槽及兩個(gè)內(nèi)冷卻孔必須和反锪整體刀具系統(tǒng)傳動(dòng)鍵及兩個(gè)內(nèi)冷卻孔對(duì)正聯(lián)接，安裝開口墊圈擰緊緊固螺釘，達(dá)到緊固反锪刀的目的。此時(shí)可以進(jìn)行反锪整體刀具系統(tǒng)反锪粗加工工序，粗加工工序結(jié)束，反锪整體刀具系統(tǒng)往前進(jìn)刀，把反锪刀移動(dòng)到工件的半敞開結(jié)構(gòu)中，松開緊固螺釘移走開口墊圈，卸下反锪粗刀，更換反锪精刀進(jìn)行反锪整體刀具系統(tǒng)反锪精加工工序，刀具更換在工件內(nèi)部便可進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了快換刀具的同時(shí)提高了工作效率。此時(shí)反锪整體刀具系統(tǒng)完成單個(gè)循環(huán)中的工作狀態(tài)。

3.結(jié)語

圖2 反锪粗刀

圖3 反锪精刀

圖4 刀具整體結(jié)構(gòu)圖

在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中，合理選擇和使用反锪刀，基本上可以解決常規(guī)加工中無法完成的反锪孔加工。隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛使用，以前難以實(shí)現(xiàn)或無法實(shí)現(xiàn)的反锪切削問題，已得到解決。反锪整體刀具系統(tǒng)保證了加工質(zhì)量，提高了工作效率，具有很高的使用、推廣價(jià)值。本文所設(shè)計(jì)的反锪刀在實(shí)際應(yīng)用過程中，均能滿足產(chǎn)品工藝的要求，并且已經(jīng)在上海某電機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司得到具體應(yīng)用。

圖5 開口墊圈

[1]袁哲俊，劉華明.金屬切削刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]牟宗平.反锪刀的設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].金屬加工（冷加工），2010.（23）.