加工中心上的鏜孔加工的刀具技術

1. 緒言
所謂鏜孔加工(Boring)就是指將工件上原有的孔進行擴大或精化。它的特徵是修正下孔的偏心、獲得精確的孔的位置，取得高精度的圓度、圓柱度和表面光潔度。所以，鏜孔加工作為一種高精度加工法往往被使用在最後的工序上。例如，各種機器的軸承孔以及各種發動機的箱體、箱蓋的加工等。
和其它機械加工相比，鏜孔加工是屬一種較難的加工。它只靠調節一枚刀片(或刀片座)要加工出象H7、H6這樣的微米級的孔。隨著加工中心(Machining center)的普及，現在的鏜孔加工只需要進行編程、按扭操作等。正因為這樣，就需要有更簡單、更方便、更精密的刀具來保證產品的質量。這裡主要從工具技術的角度來分析加工中心的鏜孔加工。
2. 加工中心的鏜孔加工的特點
2.1工具轉動
和車床加工不同，加工中心加工時由於工具轉動，便不可能在加工中及時掌握刀尖的情況來調節進刀量等。也不可能象數控車床那樣可以只調節數控按扭就可以改變加工直徑。這便成了完全自動化加工的一個很大的障礙。也正因為加工中心不具有自動加工直徑調節機能(附有U軸機能的除外)，就要求鏜刀必須具有微調機構或自動補償機能，特別是在精鏜時根據公差要求有時必須在微米級調節。
另外，加工中心鏜孔時由於切屑的流出方向在不斷地改變，所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時難的多。特別是用縱型加工中心進行鋼的盲孔粗鏜加工時，至今這個問題還沒得到完全解決。
2.2顫振(Chatter)
鏜孔加工時最常出現的、也是最令人頭疼問題是顫振。在加工中心上發生顫振的原因主要有以下幾點
①工具系統的剛性(Rigidity)：包括刀柄、鏜桿、鏜頭以及中間連線部分的剛性。因為是懸臂加工(Stub Boring)所以特別是小孔、深孔及硬質工件的加工時，工具系統的剛性尤為重要。
②工具系統的動平衡(Balance)：相對於工具系統的轉動軸心，工具自身如有一不平衡質量，在轉動時因不平衡的離心力的作用而導致顫振的發生。特別是在高速加工時工具的動平衡性所產生影響很大。
③工件自身或工件的固定剛性(Clamping Rigidity)：象一些較小、較薄的部件由於其自身的剛性不足，或由於工件形狀等原因無法使用合理的治具進行充分的固定。
④刀片的刀尖形狀(Geometry of Edge)：刀片的前角、逃角、刀尖半徑、斷屑槽形狀的不同所產生的切削抗力也不同。