淺析數控車床刀具安裝和鉆孔工藝優化

楊小梅

數控機床是一種高技術、高精度、高效率的現代化加工設備，其應用越來越普遍。其中，數控車床在加工領域中占有非常重要的地位。很多數控加工企業中，工人師傅都碰到過這樣的問題。問題一，數控刀具安裝時，為了使刀尖和工件軸線等高，刀具的高低需要通過墊鐵反復調整，這樣會耗費大量時間，怎樣才能縮短調整時間并提高其加工效率？問題二，很多經濟型數控車床可以完成工件外輪廓和內輪廓的自動加工，但是鉆孔操作只能手動完成，導致鉆孔精度差，影響最終工件精度，數控車床如何實現自動鉆孔加工？如何解決以上兩個問題，提高機床的加工效率和加工精度，這就是本文主要的探討內容。

一、數控車床刀具安裝和調整

（一）數控車刀安裝要求

在各類金屬切削機床中，數控車床是應用最廣泛的一類，約占機床總數的50%。數控車床既可用車刀對工件進行車削加工，又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。在企業廣泛被采用的，大部分為臥式數控車床。

依據《車削加工通用工藝守則》（JB/T9168.2-1998）關于數控車刀的裝夾要求如下：

1.車刀刀桿伸出刀架不宜太長，一般長度不應超出刀桿高度的1.5倍（車孔、槽等除外）。2.車刀刀桿中心線應與走刀方向垂直或平行；3.車刀刀尖一般應與工件軸線等高。

（二）數控車刀安裝問題

數控車床在加工過程中，刀尖安裝高度對曲面的形狀、尺寸精度有很大影響，在加工形狀、尺寸精度均較高的回轉曲面時，必須考慮刀尖安裝高度對形狀、尺寸精度產生的影響。因此，在車削零件時，一般要求車刀刀尖安裝高度與零件的回轉中心一致。但在實際操作中，無法完全使車刀刀尖安裝高度與零件的回轉中心一致，是一定存在誤差的。

大多數墊鐵都是有操作人員從不同厚度的鋼板上剪切下來的，這些墊鐵尺寸、規格、材質均不同，墊鐵在擰緊刀架螺栓后會發生變形，影響加工精度。其次，在對刀尖高度進行調整時，需要反復的增減墊鐵，然后與主軸中心高進行對比。同時墊鐵之間間隙較大，調整困難，很難做到“剛剛好”，即使調整好了，但是浪費了大量時間和精力，其誤差依然很大。

（三）提高數控車刀安裝效率的解決辦法

要解決數控車刀安裝調整問題，就需要制作標準墊鐵。根據刀架及刀具的規格，將相應的墊鐵進行標準化，并對其進行標號。

假設把型號為SCGCR/L1212H06的90度外圓車刀安裝到型號為CK6140數控車床上，該車床的刀架規格25X25，那么我們就要制作規格為兩種墊鐵。第一種車端面、車圓錐面、車螺紋、車成形面的加工需求，車刀刀尖一般應與工件軸線等高。使用鋼板墊鐵，將墊鐵尺寸設為長X寬X高=82X12X13MM，然后將墊鐵進行表面熱處理，增加其表面硬度，并對其進行研磨，保證和刀具刀柄下表面有較大的接觸面積，這樣直接將此墊鐵放在該刀具下面，就不需要進行調整，直接夾緊后就可以進行加工。第二種適應粗車外圓、精車孔加工，要求刀尖一般應比工件軸線稍高，那么可以將墊鐵厚度增加0.5MM即可，即該墊鐵的尺寸為長X寬X高=82X12X13.5MM。

二、數控車床如何實現鉆孔的自動加工

（一）數控車床鉆孔問題

數控機床是按照輸入的加工程序自動運行工作的。經濟型數控車床由普通車床發展而來，在經濟型數車上鉆孔，與在普通車床上鉆孔并無兩樣，仍然依靠在車床尾座上安裝鉆頭，通過轉動尾座手輪進行鉆孔。因尾座沒有自動進給功能，依靠手動縱向進給，則操作者的勞動強度大，生產效率低，精度不易保證。

（二）數控車床自動鉆孔的解決辦法

如何在經濟性數控車床上實現鉆孔的自動加工？數控車床是通過控制刀架的位移，實現對切削加工的而控制，只要將鉆孔刀具合理的安裝到四方刀架上，自然能實現孔的自動加工。

所以就需要制作標準鉆套（2015年申請為實用性新型專利—一種數控機床的刀具夾持裝置）。按照麻花鉆的鉆柄分類，可將麻花鉆分為直柄鉆頭和錐柄鉆頭。直柄鉆頭直徑于ψ13.0mm以下，皆采用直柄。錐柄鉆頭柄為錐度狀，一般其錐度均采用莫氏錐度。

因此，依據錐柄的尺寸規格，制作與之相配合的錐套，以保證麻花鉆能安裝到四方刀架中。實現用指令來控制零件的鉆孔加工，不再需要操作人員手搖進行鉆孔，大大提高了生產效率和加工的精度。

綜上所述，制作標準墊鐵，可以大大縮減數控刀具的調整時間。制作標準鉆套，不但能完成鉆孔的自動加工，而且可通過更換刀具完成不同直徑的鉆孔、擴孔、鉸孔的自動進給，不用時也可迅速將鉆夾座從刀臺上取下，不影響其它刀具的安裝，在經濟型數控車床上完成了標準型數控車床的工作。

（作者單位：酒泉工貿中等專業學校）