鏜孔加工與鏜桿的防振

母丙岑

（鶴壁高級技工學(xué)校 河南鶴壁458030）

鏜孔加工與鏜桿的防振

母丙岑

（鶴壁高級技工學(xué)校 河南鶴壁458030）

本文針對在一體化教學(xué)中鏜孔加工出現(xiàn)的鏜桿的振動問題，提出了行之有效的解決方法，體現(xiàn)了在一體化教學(xué)過程中實(shí)操與理論相結(jié)合的一種新的教育理念。

鏜孔加工 鏜桿 減振

鏜孔加工是機(jī)械加工中應(yīng)用比較廣泛的一種工藝方法。這種方法的特點(diǎn)是加工的孔比擴(kuò)、鉸加工有較高的位置精度和同軸度。加之刀具磨損后一般情況下可更換固定在鏜桿上的刀塊，因此換刀方便，成本較低。

一、鏜孔加工的幾種結(jié)構(gòu)形成

目前鏜孔加工大致有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是鏜桿在支撐導(dǎo)套內(nèi)工作。另一種是懸臂加工。前者多用在加工的孔距離主軸端面較遠(yuǎn)的情況下，以提高鏜桿剛性、防止其自重下垂、保證工件加工精度為目的。這種結(jié)構(gòu)形式雖然夾具結(jié)構(gòu)由于增加導(dǎo)套而變得復(fù)雜，甚至還要增加主軸定位和工件讓刀等裝置，但是只要支撐導(dǎo)套位置、數(shù)量、鏜桿直徑和切削速度等參數(shù)選擇合適，一般來講是可以避免鏜桿發(fā)生振動的，并且能保證工件的加工精度。

但是在有些情況下，由于被加工工件結(jié)構(gòu)及其加工孔的特點(diǎn)（如盲孔、深孔）等原因，無法安裝支撐導(dǎo)套，此時只能采用懸臂鏜桿的結(jié)構(gòu)形式。這種鏜桿由于結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)床的敞開性好，從而使工件的裝卸、切削處理等均比較方便，因此是比較常用的一種方法。但是當(dāng)鏜桿懸伸太長的情況下，則加工時容易發(fā)生振動。如何避免這一問題，則涉及其鏜桿直徑、長度、材質(zhì)以及切削參數(shù)等選擇及其鏜桿結(jié)構(gòu)形式的確定。根據(jù)某機(jī)床廠對它二十多年來生產(chǎn)的專用機(jī)床試車情況的調(diào)查表明，其中由于機(jī)床崩刀問題而影響機(jī)床順利出廠占有一定比例，而在崩刀的事例中，鏜孔加工所占的比例為最大。因此如何防止機(jī)床鏜孔加工的崩刀問題是當(dāng)前人們最關(guān)心的問題之一。

二、鏜桿的選擇與設(shè)計

1.只要加工孔的直徑允許，在不妨礙排屑的情況下，應(yīng)盡可能加大鏜桿的直徑。這是因?yàn)殓M桿的靜剛度與它直徑的4次方成正比。如1時直徑的鏜桿其靜剛度比時直徑的鏜桿高2.441倍。

2.只要結(jié)構(gòu)允許，應(yīng)盡可能縮短鏜桿的長度，這是因?yàn)殓M桿靜剛度與它的懸伸長度的3次方成正比。如8寸長的鏜桿比10寸長的鏜桿僅小2寸，但靜剛度提高一倍。

3.鏜桿安裝在夾持器內(nèi)，除了要很好的緊固外，與夾持體結(jié)合的有效長度應(yīng)為鏜桿直徑的2.5倍左右，不要太小。

4.為了減小鏜桿切削抗力，避免鏜桿振動，鏜刀應(yīng)選擇正前角。

但是在某些情況下，由于被加工孔的特點(diǎn)，迫使鏜桿直徑與其本身的長度之比超過時，僅僅遵守上述原則還不夠，還要在鏜桿本身的結(jié)構(gòu)上下功夫，否則還會引起崩刀。

三、具有減振裝置的鏜桿結(jié)構(gòu)

圖1所示為帶有減振器的鏜桿結(jié)構(gòu)示意圖。這種結(jié)構(gòu)是在鏜桿前端的空心套筒內(nèi)放入若干直徑大小不同的圓墊，這些圓墊由慣性較大的鎢合金制成，并由彈簧輕微的壓著。當(dāng)鏜桿振動時，這些圓墊表面互相摩擦來消耗鏜桿的振動能量，

同時這些圓墊又壓縮鏜桿套筒內(nèi)的空氣，產(chǎn)生粘性衰減，從而也起到消耗或抑制鏜桿振動能量的作用。在鏜桿振動的過程中，這些圓墊也跟著做上下沖擊運(yùn)動，但是由于圓墊慣量很大，它們總是按著直徑大小不同的次序，有先有后、無規(guī)則的沖擊著鏜桿的內(nèi)壁，產(chǎn)生出一種與鏜桿運(yùn)動方向相反的沖擊力，從而抑制或消除鏜桿的振動。

實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)鏜桿直徑與其本身的長度之比在之間時，可以采用在鏜桿前端帶有減振器的鋼制鏜桿結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)鏜桿直徑與長度之比在之間時，應(yīng)采用帶有減振器的硬質(zhì)合金鏜桿。這種材質(zhì)的鏜桿不僅能起到抑制振動的作用，而且因彈性系數(shù)非常高，使鏜桿在受到切削力作用時變形微小，能提高工件的加工精度。當(dāng)然這種鏜桿的制造成本比普通鏜桿要高得多。當(dāng)鏜桿的直徑與長度比超過時，根據(jù)加工的情況應(yīng)做特殊處理。一般情況下可采用帶有減振器的復(fù)合式鏜桿結(jié)構(gòu)形式。這種防振鏜桿其前后均由兩種金屬焊接而成。前部分是帶有空心的、材質(zhì)為鎢合金的套筒，后部分則是整體的硬質(zhì)合金材料。鎢合金材料焊接性能好，與硬質(zhì)合金熱膨脹系數(shù)大致相同，因此兩者焊接不會發(fā)生太大的變形。

同時應(yīng)該指出的是，鏜孔加工過程中產(chǎn)生崩刀的因素很多，在選擇和設(shè)計合理的鏜桿結(jié)構(gòu)時，還要注意機(jī)床的其它因素對振動系統(tǒng)的影響。

《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》第四版中國勞動出版社

《數(shù)控車床加工工藝與編程》第二版中國勞動社會保障出版社

《齊齊哈爾大學(xué)報：自然科學(xué)版》2007第一期《鏜孔工序孔的位置精度改進(jìn)加工方法》

《山東機(jī)械》1989第五期 《組合鏜桿能增加鏜孔深度提高鏜削加工質(zhì)量》