國產(chǎn)孔加工刀具的創(chuàng)新：深孔變徑鏜加工技術(shù)

　　在各類加工形式中，孔的加工是難度較大的一類，由于孔加工是對(duì)零件內(nèi)表面進(jìn)行加工，加工過程的觀察、控制相對(duì)困難，因此孔加工比外圓等開放型表面的加工難度大，而在各類孔加工中，復(fù)雜、異型、深孔的加工尤為困難。例如：瓶腔深孔的加工，異型深孔的加工，深盲孔平底的加工，都對(duì)刀具提出了更高的要求。

　　這些孔的加工有以下幾個(gè)方面的要求：

　　1.深孔加工要解決抗振問題；

　　2.深孔瓶腔要解決徑向進(jìn)刀問題；

　　3.對(duì)于瓶腔孔精度及光潔度較高，刀具要具有精確進(jìn)刀的同時(shí)，還要具有光整加工的能力；

　　4.深孔盲孔加工要解決后排屑問題，同時(shí)解決冷卻問題、密封問題。

　　西安萬威研發(fā)的變徑鏜就是基于上述要求應(yīng)運(yùn)而生的。變徑鏜即刀具的直徑是在變化的，因而俗稱“變徑鏜”。它可以在加工中變換直徑，也可在加工前變換直徑。

　　數(shù)控變徑鏜削系統(tǒng)在制造工業(yè)的各種領(lǐng)域得到了應(yīng)用，包括石油工業(yè)、汽車工業(yè)和航空航天工業(yè)，以及軍工企業(yè)等。從壓力閥的加工到飛機(jī)的起落裝置。

　　變徑鏜削系統(tǒng)都含有一個(gè)由機(jī)床CNC系統(tǒng)控制的精密的內(nèi)部執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以精確地控制實(shí)際加工過程中刀具的徑向移動(dòng)。它可用于多個(gè)直徑不同孔的加工，也可用于復(fù)雜幾何輪廓的自動(dòng)加工，比如圓錐、圓柱、倒角、多直徑輪廓和螺紋。

　　目前通行的變徑鏜都要求鏜銑床具有W軸，通過機(jī)床W軸移動(dòng)在刀具當(dāng)中轉(zhuǎn)化為U軸運(yùn)動(dòng)，這樣U軸與Z軸聯(lián)動(dòng)，形成各種母線的回轉(zhuǎn)內(nèi)腔。

　　當(dāng)前，具有W軸的鏜銑床價(jià)格比較昂貴，中小企業(yè)少有這樣設(shè)備，各企業(yè)使用的鏜銑床，三坐標(biāo)占絕大多數(shù)，都不具有W軸功能。針對(duì)這種情況，西安萬威開發(fā)的變徑鏜是可以在三坐標(biāo)鏜銑床上使用的，即遠(yuǎn)端微調(diào)變徑鏜，在石油行業(yè)的采油樹設(shè)備的閥腔孔加工中獲得了成功。

　　一個(gè)加工實(shí)例，是采油樹一個(gè)零件局部圖。瓶頸孔為Φ52，瓶腔有三個(gè)臺(tái)階分別為Φ69、Φ78、Φ81，閥座孔深為500mm，粗糙度為Ra0.4。

　　這個(gè)孔具備了前三項(xiàng)特征。所以，該零件閥座孔是比較典型瓶腔深孔。

　　下面就以這個(gè)孔為例，分析一下，在三坐標(biāo)鏜銑床上，瓶腔深孔的加工。

　　首先看一下，遠(yuǎn)端微調(diào)變徑鏜的組成：

　　1.刀柄。刀柄用來完成刀具與機(jī)床主軸的連接。

　　2.變徑進(jìn)給機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)內(nèi)，滑塊與驅(qū)動(dòng)桿通過斜齒梳齒盤嚙合，將驅(qū)動(dòng)桿軸向移動(dòng)轉(zhuǎn)成滑塊徑向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)徑向進(jìn)給。

　　3.遠(yuǎn)端微調(diào)機(jī)構(gòu)。是螺紋付機(jī)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)螺母，驅(qū)動(dòng)螺桿移動(dòng)，并將其移動(dòng)提供給變徑進(jìn)給機(jī)構(gòu)。

　　4.導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)。起著支撐和導(dǎo)向作用。即提高了刀具切削的同軸度，又解決深孔加工刀具振動(dòng)的問題。

　　加工操作步驟：

　　1.將刀頭直徑調(diào)到一個(gè)初始值；

　　2.使刀桿從瓶頸孔進(jìn)入切削區(qū)域。將支撐套送到預(yù)定位置；

　　3.將刀頭后退到加工孔的中間位置，即使刀夾的兩個(gè)刀尖對(duì)稱中心線，與閥座孔兩個(gè)端面的對(duì)稱中心平面對(duì)齊。

　　4.旋轉(zhuǎn)螺母環(huán)進(jìn)刀，進(jìn)給量為第一刀切深ap；

　　5.旋緊鎖緊環(huán)，旋緊滑塊上的鎖緊螺釘；

　　6.反鏜、正鏜切削第一刀；

　　7.松開鎖緊螺釘和鎖緊環(huán)，重復(fù)d、e兩序，切削第二刀，直到預(yù)定尺寸；

　　8.松開鎖緊螺釘和鎖緊環(huán),將刀頭直徑調(diào)到一個(gè)初始值,旋緊鎖緊環(huán)，將刀桿退到工件之外，切削完成。

　　9.更換上倒角刀夾，加工倒角。

　　至此，閥座孔的基本加工已完成，但是還有個(gè)關(guān)鍵部位沒有完成，即Ra0.4表面加工，通常的變徑鏜是無法完成的，這里采用了特殊的方案。遠(yuǎn)端微調(diào)變徑鏜，增加了一個(gè)光整加工模塊。該模塊帶有滾壓頭。加工時(shí)采用刮削和滾壓結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了Ra0.4表面加工，使該零件順利完成。對(duì)于具有W軸的鏜銑床，可以將遠(yuǎn)端微調(diào)機(jī)構(gòu)模塊卸下，組裝成數(shù)控變徑鏜，完成以上加工。

　　孔加工刀具的創(chuàng)新，解決了各類復(fù)雜、異型、深孔的加工問題，提高了國內(nèi)孔加工的工藝水平和加工能力，增強(qiáng)了裝備制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。