■ 慶安集團(tuán)有限公司 （陜西西安 710077） 丁東旭 張永紅 梁 銳

1. 模塊式鏜刀的組成形式

鏜刀是一種很常見的孔加工用刀具，一般用于孔的精加工，根據(jù)鏜刀結(jié)構(gòu)類型主要分為模塊式鏜刀和整體式鏜刀。模塊式鏜刀是將不同的工具模塊互相組合，形成可以滿足加工要求的加工模塊。一般用于鏜孔的模塊按其組成主要分為五部分：①刀柄，主要功能是將鏜桿與機(jī)床主軸相連，刀柄的后端形式主要取決于機(jī)床的主軸類型，常用的有BT、JT、GT和HSK等幾種刀柄連接方式。②鏜頭，主要功能是微調(diào)鏜刀的徑向范圍。③鏜桿或刀夾，安裝在鏜頭上，通過更改不同的鏜桿和刀夾型號(hào)，可以較大程度地調(diào)整鏜刀的徑向加工范圍。④輔助元件（過渡套、延長器等），過渡套主要用于調(diào)整接口連接范圍，延長器可以用來調(diào)節(jié)鏜刀的加工深度。⑤鏜刀片，與鏜桿或刀夾相連，是參與切削的主要元件，其材質(zhì)或涂層選擇主要取決于工件材料。

模塊式鏜刀組成繁多，是模塊化刀具中最復(fù)雜的工具之一。其使用方便、組配靈活、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，很大程度地降低了生產(chǎn)過程中的刀具成本，所以在實(shí)際生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給刀具選型帶來了不便。另外隨著企業(yè)精細(xì)化管理、工藝要素升級(jí)和編碼系統(tǒng)的推行，模塊式鏜刀的選型工作量加大，并且對選型的準(zhǔn)確性也提出了更高的要求。

2. 工藝選取過程及需求分析

工藝人員在選型過程中首先要根據(jù)設(shè)備及工件的一些加工特性（如孔徑、孔深、孔底圓角及工件材料等），從刀具樣本中選取能夠滿足加工要求所需鏜刀模塊的組合，然后在ERP系統(tǒng)中查找各個(gè)模塊所對應(yīng)的工具編碼。如果選取的鏜刀在ERP系統(tǒng)中沒有，則需重復(fù)上述步驟，最終得到ERP系統(tǒng)中存在并且滿足加工要求的模塊式鏜刀的工具編碼，并將所有的編碼填寫到工藝文件中，流程如圖1所示。

由此可以看出，刀具選型主要分為兩步，首先從刀具樣本中選取刀具，然后在ERP系統(tǒng)中查找其對應(yīng)的工具編碼。以大昭和CK加長鏜刀的選型為例說明刀具選型過程（見圖2）。工藝人員要根據(jù)設(shè)備型號(hào)、孔的直徑、圓角及工件材料等加工特性，選取滿足加工要求的強(qiáng)力夾頭刀柄、變徑套、硬質(zhì)合金直柄刀桿、精鏜頭、刀片座和鏜刀片等模塊元件。在選型過程中，各個(gè)模塊的接口尺寸、型號(hào)確定后再在ERP系統(tǒng)中查找各個(gè)模塊的工具編碼。分析其工藝選取過程，可以將ERP系統(tǒng)中的工具編碼與鏜刀模塊一一對應(yīng)，然后建立各個(gè)模塊數(shù)據(jù)表，最后創(chuàng)建數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，通過輸入工件信息和設(shè)備信息獲取模塊式鏜刀工具編碼。

圖1 模塊式鏜刀工藝選取流程

圖2 CK加長鏜刀選型過程

3. 鏜刀查詢系統(tǒng)的構(gòu)建

（1）確定模塊式鏜刀連接方式 一般模塊式精鏜刀的連接方式有以下5種。

1）極小徑鏜刀。其由鏜刀柄、鏜頭、過渡套和整體式鏜桿4個(gè)模塊組成，主要用于加工極小徑的孔，一般加工范圍為φ1～φ9mm。

2）可轉(zhuǎn)位小徑鏜刀。與極小徑鏜刀相比，其刀片是可以更換的，一般加工范圍為φ6～φ9mm。

3）螺紋聯(lián)接的小徑鏜刀。與可轉(zhuǎn)位小徑鏜刀相比，其鏜桿上用螺紋聯(lián)接了可以更換的小鏜頭，通過更換不同規(guī)格的鏜頭可調(diào)整鏜刀的加工范圍，一般加工范圍為φ9～φ50mm。

4）刀夾式鏜刀。刀夾式鏜刀是在鏜頭上安裝刀夾，通過更換刀夾來調(diào)整鏜刀的加工范圍，并且可以通過延長器調(diào)整鏜刀的加工深度，此類鏜刀加工范圍大，一般加工直徑＞20mm的孔。

5）加長鏜頭。此類鏜刀與刀夾式鏜刀相比，是在鏜頭與刀柄之間增加了一個(gè)長度較長的硬質(zhì)合金延長桿，這類鏜刀主要用于深孔加工。

這5種模塊式鏜刀基本上涵蓋了所有孔徑的加工。不同鏜刀的連接方式如圖3所示，由12種模塊通過不同的組合方式來完成，每個(gè)模塊之間的連接有其標(biāo)準(zhǔn)的接口形式?；阽M刀模塊的標(biāo)準(zhǔn)化接口，可以運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)構(gòu)建各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)表，各個(gè)模塊數(shù)據(jù)表包含其型號(hào)參數(shù)以及接口尺寸，然后通過數(shù)據(jù)庫查詢語句傳遞各表之間的接口參數(shù)。

（2）建立模塊式鏜刀數(shù)據(jù)表及關(guān)系 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)需求分析和實(shí)際數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。系統(tǒng)分析階段的概念數(shù)據(jù)建模步驟主要是建立實(shí)體-關(guān)系（E-R）圖。E-R圖是數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，描述數(shù)據(jù)對象、屬性及其關(guān)系。模塊式鏜刀數(shù)據(jù)表的E-R圖如圖4所示，圖中定義了各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)表，包含了各個(gè)模塊的名稱和各種屬性，并將各個(gè)數(shù)據(jù)表中的接口屬性相連。通過E-R圖可以清晰表達(dá)模塊式鏜刀選型的實(shí)施過程。

（3）基于Web的鏜刀查詢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 鏜刀查詢系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，B/S是Brower/Server的縮寫，客戶機(jī)上只需安裝一個(gè)瀏覽器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服務(wù)器上安裝Oracle、Mysql或SQL Server等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過Web Server和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本文中編程語言選用Java，數(shù)據(jù)庫選用MySQL，采用工廠設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)鏜刀查詢系統(tǒng)的構(gòu)建。

經(jīng)需求分析，在鏜刀查詢系統(tǒng)中輸入工件加工特征（包含加工孔直徑、圓角和工件材料）和設(shè)備信息，然后通過數(shù)據(jù)庫查詢語句分別在5種鏜刀連接關(guān)系中查詢滿足工藝要求的鏜刀，并在顯示層顯示查詢結(jié)果。鏜刀查詢系統(tǒng)構(gòu)建流程如下。

1）在瀏覽器獲取工藝輸入的設(shè)備信息和加工信息。

String gongjianzhijing=request.getPa rameter("gongjianzhijing");

圖3 模塊式鏜刀的連接方式

圖4 模塊式鏜刀數(shù)據(jù)表E-R圖

String shendu=request.getParameter("shendu");

2）連接服務(wù)器端的MySQL數(shù)據(jù)庫。

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection conn=DriverManager.get Connection("jdbc:mysq l://localhost:3306/tangdaochaxun","ro ot","******");

Statement stmt=conn.createStatement();

3）執(zhí)行SQL查詢語句創(chuàng)建查詢。

Result Setrs=stmt.executeQuery(sql);

4）通過瀏覽器輸出查詢結(jié)果。其中數(shù)據(jù)庫查詢方式采用等值內(nèi)連接后的條件查詢，其方式是將模塊式鏜刀中各個(gè)模塊的接口屬性通過等值的關(guān)系連接起來，然后將加工特性和設(shè)備信息作為條件進(jìn)行查詢，以下為刀夾式鏜刀的查詢語句。

SELECT sb. shebeixinghao AS A,tdb. daobingxinghao AS B,tdb. qiyebianma AS C, ewnjtt. ttxinghao AS D, ewnjtt.qiyebianma AS E, dpz. xinghao AS F, dpz.qiyebianma AS G, ewndp. daopianxinghao AS H, ewndp. qiyebianma AS I, tdb.youxiaojiagongshendu AS J

FROM sb INNER JOIN tdb ON sb. daobingleixing = tdb.daobingleixing INNER JOIN ewnjtt ON tdb. ckno =ewnjtt.tt_ckno INNER JOIN dpz ON ewnjtt.ttxinghao = dpz. Duiyingtangtou

INNER JOIN ewndp ON dpz.duiyingdaopian = ewndp. daopianfenlei

WHERE sb. shebeixinghao = ?AND dpz. zuidajiagongzhijing >= ?AND dpz. zuixiaojiagongzhijing <= ?AND ewndp. daojianbanjing = ? AND ewndp. gongjiancailiao = ? AND tdb.youxiaojiagongshendu >= ?;

4. 鏜刀查詢系統(tǒng)在工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

使用鏜刀查詢系統(tǒng)之后，工藝人員在選取鏜刀時(shí)無需再重復(fù)使用樣本查找型號(hào)，通過ERP系統(tǒng)查找工具編碼，只需將加工特性輸入到鏜刀查詢系統(tǒng)中，獲取滿足加工要求的模塊式鏜刀，并將工具編碼填寫到CAPP中。例如加工φ28H7的孔，工件材料為7050（鋁合金），加工深度為45mm，孔底圓角為R0.4mm，加工設(shè)備為DMC60U（立臥轉(zhuǎn)換加工中心），工藝人員在瀏覽器中打開鏜刀查詢系統(tǒng)網(wǎng)址，輸入所需的加工信息（見圖5），在輸入工件材料時(shí)需按ISO513對工件材料進(jìn)行分組（一般分為P、M、N、S和K等）然后進(jìn)行查詢。

通過查詢發(fā)現(xiàn)螺紋聯(lián)接式鏜刀、刀夾式鏜刀以及加長鏜刀均有可以滿足加工要求的型號(hào)。對于上述三種鏜刀，由于加長鏜刀較長，所以在另外兩類鏜刀中選擇一種，在選取鏜刀時(shí)工藝人員還需掌握一定的專業(yè)知識(shí)，鏜刀查詢系統(tǒng)中查到的是所有能滿足加工要求的模塊式鏜刀，但其中某些鏜刀并非最優(yōu)選擇。

最后工藝人員只需將選取的模塊式鏜刀的型號(hào)和工具編碼填寫到CAPP的數(shù)控工藝卡片中（見圖6）。

圖5 加工信息輸入界面

圖6 CAPP數(shù)控工藝卡片

5. 結(jié)語

鏜刀查詢系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是通過知識(shí)工程的思想，在工藝設(shè)計(jì)過程中將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范融入到現(xiàn)有工藝設(shè)計(jì)中，從而在一定程度上減少工藝人員的重復(fù)工作，另一方面也有助于企業(yè)知識(shí)的積累，還可幫助工藝人員快速完成鏜刀選型。