摘要：機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，無(wú)論是箱體型的零件還是回轉(zhuǎn)體的零件都需要進(jìn)行孔加工，孔的用途不同對(duì)技術(shù)加工的精度要求存在差異性，在選擇孔的加工工藝時(shí)，首先需要了解孔的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)綜合分析和用戶提出的設(shè)計(jì)需求，了解孔的具體用途，在加工階段進(jìn)行合理安排，在保證孔加工質(zhì)量的同時(shí)，也需要選擇與相匹配的設(shè)計(jì)工具。本文主要研究了數(shù)控銑削機(jī)床孔加工工藝以及精度控制，希望能夠?qū)Ξ?dāng)前設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行校正，保證孔加工的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削機(jī)床;孔加工;加工工藝分析;精度控制

孔加工在零件加工中占有很重要的比重，孔加工質(zhì)量的好壞往往影響著零件的使用性能，那么在制訂孔的加工工藝時(shí)就需要對(duì)孔的技術(shù)要求進(jìn)行全面分析，再結(jié)合孔的用途綜合考慮、安排，并通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合的辦法解決孔精度超差問(wèn)題。

數(shù)控機(jī)床孔加工與普通機(jī)床孔加工雖然方法、工藝相近，但由于數(shù)控加工自動(dòng)化的特點(diǎn)，要求我們?cè)谥朴喛椎墓に嚂r(shí)要充分考慮影響孔精度的各種因素。數(shù)控銑削機(jī)床，在設(shè)計(jì)階段需要加裝孔加工模塊，專門負(fù)責(zé)孔加工工藝操作，該模塊的主要工作內(nèi)容有：對(duì)加工刀具的整體管理，能夠獨(dú)立完成孔系加工，并設(shè)計(jì)專門的鉆削、鏜削、銑削模塊，支持螺紋銑削工藝。在進(jìn)行數(shù)控銑削機(jī)床孔加工的過(guò)程中，分析現(xiàn)有的機(jī)床刀具是否能夠滿足孔加工的工藝要求，并進(jìn)行加工參數(shù)的計(jì)算和修正，設(shè)置好孔加工時(shí)采用的加工工序，調(diào)整機(jī)床的加工動(dòng)作，將得到的數(shù)據(jù)信息輸出到數(shù)控機(jī)床中心，保證加工流程的安全性，減低傳統(tǒng)人為編程出錯(cuò)對(duì)加工質(zhì)量的影響。

一、數(shù)控銑削機(jī)床孔加工工藝

1、數(shù)控銑削機(jī)床鉆孔加工工序。數(shù)控銑削機(jī)床在鉆孔加工過(guò)程中，想要全面提高鉆頭的剛性，滿足孔加工的精度需求，通常不會(huì)設(shè)置鉆模，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆孔的深度與鉆頭直徑的比值進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)鉆孔的尺寸較大時(shí)，需要選擇剛度較為理想的硬質(zhì)合金扁鉆，能夠排除碎屑到槽間，全面提高機(jī)床的加工效率，被廣泛應(yīng)用到實(shí)體零件的鉆削中。數(shù)控銑削機(jī)床在鉆孔加工的過(guò)程中會(huì)采用普通的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，不會(huì)設(shè)置鉆套進(jìn)行方向引導(dǎo)，很容易出現(xiàn)兩切削刃的切削力不均衡情況，導(dǎo)致鉆孔發(fā)生偏斜，為了解決以上鉆孔問(wèn)題，需要提高兩切削刃的刃磨精度，保證兩切削刃的長(zhǎng)度處于一致，頂角與鉆頭軸心線處于對(duì)稱的工作狀態(tài)。想要在提高孔加工效率的同時(shí)，延長(zhǎng)鉆頭的使用周期，需要對(duì)普通麻花鉆的材質(zhì)進(jìn)行特殊處理，工作人員需要定期完成鉆頭表面的涂層處理工作，目的是全面提高鉆頭的抗粘結(jié)性和耐磨損性，提高斷屑效果，減小軸向切削力。當(dāng)鉆削直徑在20-60mm區(qū)間內(nèi)，可以選擇轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆，在鉆桿的芯部設(shè)置冷卻通道，在前部設(shè)置排屑槽，頭部安裝一組菱形刀片，在鉆頭外緣處安裝具有較強(qiáng)耐磨性的刀片，與鉆芯接近的區(qū)域安裝韌性較高的刀片，提高切削效率高，保證孔加工質(zhì)量，被廣泛應(yīng)用到箱體類的零件鉆孔加工中。

2、數(shù)控銑削機(jī)床鉸孔加工工序。在進(jìn)行大直徑通孔加工的過(guò)程中，需要采用數(shù)控銑削機(jī)床專用的浮動(dòng)鉸刀，避免加工過(guò)程中出現(xiàn)刀片掉落，鉸前孔口進(jìn)行倒角設(shè)置，浮動(dòng)鉸刀的使用能夠精準(zhǔn)定心，自動(dòng)化完成加工誤差抵償，誤差的產(chǎn)生主要來(lái)源于刀具安裝偏差，或刀桿出現(xiàn)徑向跳動(dòng)，同時(shí)直徑處于連續(xù)調(diào)整的狀態(tài)。能夠更好地保證孔加工流程的穩(wěn)定性和精度，并與其他類型的鋼鉸刀相比使用壽命更長(zhǎng)。

3、數(shù)控銑削機(jī)床鏜孔加工工序。鏜孔加工方式主要采用懸臂加工，因此，需要保證兩刃或兩刃鏜刀頭的對(duì)稱性，保證徑向切削力的平衡性，能夠減小孔加工過(guò)程中的振動(dòng)，在進(jìn)行階梯孔加工的過(guò)程中，需要更換數(shù)控銑削機(jī)床鏜刀，采用組合式鏜刀全面提高鏜削的效率，控制好鏜刀的徑向尺寸。

4、確定進(jìn)給路線。進(jìn)給路線設(shè)計(jì)包括從初始平面到加工平面的快進(jìn)路線、刀具切削加工采用的工進(jìn)路線等內(nèi)容，在孔加工的過(guò)程中刀具退回平面的選擇會(huì)影響到空行程路線的距離，因此需要結(jié)合孔在零件上所處的位置，確保加工的安全性，縮短空行程距離。當(dāng)多個(gè)孔處于同一平面上時(shí)，孔與孔間會(huì)產(chǎn)生凸起障礙，導(dǎo)致孔加工時(shí)刀具無(wú)需退回到初始平面，被迫退回到相鄰平面，達(dá)到縮短空行程的目的，在退回過(guò)程中如果刀具順利到達(dá)，并且全程不與刀具、工件發(fā)生碰撞，需要退回到初始平面，當(dāng)越過(guò)孔間障礙后回到設(shè)計(jì)平面，路線中增設(shè)新平面，需要結(jié)合加工經(jīng)驗(yàn)，選擇與零件最高平面相近的位置。

二、數(shù)控銑削機(jī)床孔加工精度控制

1、提高鉆孔加工精度。鉆孔加工是孔加工的第一道工序，會(huì)直接影響到孔加工的整體質(zhì)量，同時(shí)作為下道工序開展的前提和基礎(chǔ)，數(shù)控銑削機(jī)床轉(zhuǎn)孔加工過(guò)程中需要注意刀具的選擇和加工流程的控制。

1.1刀具的處理和選擇。鉆孔加工需要采用高速鋼和硬質(zhì)合金材質(zhì)的鉆頭，在安裝前檢查鉆頭是否比直，工作人員將鉆頭平放在平面臺(tái)，用手輕輕滾動(dòng)鉆頭，觀察滾動(dòng)一圈的鉆頭表現(xiàn)，滾動(dòng)的過(guò)程中要正對(duì)光，通過(guò)目光觀測(cè)法觀察鉆頭與平板接觸區(qū)域的透光表現(xiàn)是否均勻。透光均勻證明鉆頭比直，不均勻則鉆頭是彎的，同時(shí)要分析鉆頭兩個(gè)主切削刃的對(duì)稱性，將鉆頭對(duì)光舉起，仔細(xì)觀察兩條主切削刃的長(zhǎng)度是否相等，主要觀察區(qū)域有：棱邊的交接處高度。如果高度不相等，需要對(duì)切削刃進(jìn)行修磨，保證兩主切削刃處于對(duì)稱狀態(tài)，能夠減小鉆出孔直徑的擴(kuò)張區(qū)域。

1.2孔加工工藝的流程管理。當(dāng)?shù)毒邼M足生產(chǎn)條件后，需要對(duì)加工流程進(jìn)行管理，保證最終的孔加工京都，對(duì)孔軸線進(jìn)行調(diào)整預(yù)防歪斜現(xiàn)象存在對(duì)后續(xù)加工產(chǎn)生影響，孔軸線調(diào)整要改變鉆頭與工件接觸產(chǎn)生的進(jìn)給量，降低進(jìn)給量預(yù)防鉆頭剛性過(guò)高、定心不準(zhǔn)確引發(fā)孔軸線歪斜問(wèn)題。當(dāng)鉆出孔的直徑>鉆頭直徑時(shí)，會(huì)形成孔加工誤差，在進(jìn)行數(shù)控銑削機(jī)床深孔加工的過(guò)程中，需要下達(dá)深孔鉆削循環(huán)指令，避免發(fā)生切削碎屑堵塞在鉆頭容屑槽的現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆頭卡死甚至斷裂。

2、提高鉸孔加工精度。鉸削加工工序是保證孔加工精度的主要階段，鉸刀的直徑和加工精度會(huì)直接決定最終的孔尺寸和精度。

2.1控制主軸跳動(dòng)。在鉸孔加工的過(guò)程中如果出現(xiàn)主軸徑向跳動(dòng)，將刀柄安裝在主軸上的鉸刀會(huì)受到影響出現(xiàn)頻繁跳動(dòng)，無(wú)法保證孔加工精度，因此在進(jìn)行鉸孔加工前需要采用百分表對(duì)主軸徑跳的情況進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)跳動(dòng)頻率穩(wěn)定在0.01mm以內(nèi)時(shí)處于平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)，可以進(jìn)行孔加工，當(dāng)主軸徑跳頻率過(guò)高時(shí)，需要對(duì)鉸刀進(jìn)行修磨，主軸徑跳超過(guò)的差量為修磨量。

2.2降低鉸刀誤差。當(dāng)數(shù)控銑削機(jī)床的主軸徑跳次數(shù)滿足孔加工要求后，需要對(duì)鉸刀的誤差值進(jìn)行計(jì)算檢查，保證安裝在刀柄處的鉸刀不會(huì)出現(xiàn)中心偏離，保證加工流程的可靠性，其次要對(duì)安裝在主軸的鉸刀圓周刃進(jìn)行檢查，判斷鉸刀圓周刃的尺寸是否一致。檢測(cè)流程：將刀具系統(tǒng)安裝在主軸上，將百分表的表?xiàng)U平穩(wěn)固定在立柱上，百分表的表頭與鉸刀的刀刃進(jìn)行接觸，通過(guò)主軸旋轉(zhuǎn)仔細(xì)觀察鉸刀刃在百分表中顯示出的刻度線區(qū)域，將次作為判斷鉸刀圓周刃誤差的主要依據(jù)。采用修磨校正法進(jìn)行鉸刀刃誤差修整，當(dāng)滿足各項(xiàng)條件的設(shè)計(jì)要求后，數(shù)控機(jī)床鉸孔加工程序中下達(dá)G01指令，鉸孔加工過(guò)程中做好切削量的選擇，對(duì)鉸孔過(guò)程進(jìn)行冷卻處理。

3、提高銑孔加工精度。銑孔加工需要采用銑刀完成大直徑孔的銑削加工，是常用的一種數(shù)控銑削機(jī)床孔加工方式，銑削加工主要分為粗銑加工和精銑加工兩種形式，粗銑孔加工需要時(shí)先去除余量，如果預(yù)先設(shè)置好鉆孔可以省略該步驟，通過(guò)銑刀擴(kuò)大孔的直徑。銑刀在使用過(guò)程中受到力的作用，產(chǎn)生“讓刀”的現(xiàn)象，因此粗銑需要采用分層切削的方式，精銑孔需要保證孔的表面不存在接刀痕跡，一次將銑刀下放到孔深處完成銑削加工。想要減少“讓刀”現(xiàn)象造成的孔錐度，精銑加工要進(jìn)行相同的走刀安排，有效處理位于孔底部的錐度，提高孔的平滑性。如果在切削過(guò)程中沒(méi)有合理安排走刀路線，刀具引入處的孔壁會(huì)出現(xiàn)明顯的接刀痕跡，影響孔加工的整體質(zhì)量，因此需要對(duì)精銑路線進(jìn)行妥善安排。

三、結(jié)語(yǔ)

孔加工質(zhì)量的好壞往往影響著零件的使用性能。而影響孔加工質(zhì)量的因素很多，包括刀具、夾具、機(jī)床、工藝等。所以在孔的工藝設(shè)計(jì)分析的過(guò)程中，需要充分考量不同設(shè)計(jì)方案對(duì)孔加工精度的影響，制定出合適的設(shè)計(jì)工藝，保證孔加工精度，并通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合的辦法解決孔精度超差問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：莫小鳳（1986.02-）女，壯族，廣西南寧人，講師，研究生，研究方向：機(jī)械工程。