鉆車刀在數控加工中的應用技巧

鄒峰，張甜甜，張偉

1. 湖北三江航天紅林探控有限公司 湖北孝感 432000

2. 湖北三江航天紅峰控制設備有限公司 湖北孝感 432100

1 序言

鉆車刀（見圖1）是一種高效率、復合多用途刀具，但在數控加工中，使用不當會造成很多問題，達不到使用效果。在機械加工中，有一個大家都無法回避的難題：工件形狀越復雜，加工刀具越多，換刀頻率就越高，導致工件加工時間增加。該難題已成為機械加工中提高生產效率的瓶頸問題。

圖1 鉆車刀

隨著數控刀具技術的迅速發展，許多高速、高效的多功能刀具應運而生，鉆車刀就是一種結合了鉆削、車削特點的具有代表性的高效率、多功能刀具[1]。鉆車刀一改以往刀具功能單一的不足，1把刀具可同時完成端面車削、鉆孔、內孔車削和外圓車削4種高精度、高效率的加工方式，大大減少了加工時選刀、換刀及編程的復雜程度，成為高效生產的“倍增器”。

為了使鉆車刀這種多功能刀具在數控加工中得到廣泛推廣和應用，最大限度地發揮鉆車刀和數控機床的技術優勢，筆者針對鉆車刀在數控機床實際運用中經常出現的問題，總結出一套通用的鉆車刀使用技巧，顯著提高了加工效率。

2 鉆車刀在數控加工中的優勢

1）鉆車刀可同時完成端面車削、鉆孔、內孔車削和外圓車削4種高精度、高效率的加工方式，1把刀可實現4把刀的功能，如圖2所示。

圖2 鉆車刀可實現的加工形式

2）鉆車刀在鉆削平底孔時，1把刀可以完成普通加工時需要中心鉆、鉆頭和平底鉆3把刀具才能完成的任務，并且可以保證底面與孔壁成90o垂直，無需再進行補充加工。

3）鉆車刀可實現多階梯孔的鉆削、車削，并能鏜孔、倒角及偏心鉆孔。

4）鉆車刀可加工精度為±0.05mm、表面粗糙度值Ra＝1.6mm的孔，并可實現高進給、高速度且高效率的切削。

5）鉆車刀鉆削時切屑多為短屑，刀具自身的內冷功能可形成高壓冷卻水流進行安全排屑，無需清理刀具上的切屑，有利于產品加工的連續性，縮短加工時間。

6）在標準長徑比加工條件下，使用鉆車刀加工孔時無需退屑。

7）鉆車刀為可轉位單刃刀具，刀片磨損后無需刃磨，更換較方便，成本低廉。

8）使用鉆車刀加工出的孔表面粗糙度值低，一般可達到Ra＝3.2mm，公差范圍小，可節省部分鏜刀的工作。

9）鉆車刀的切削參數降低30%后，可實現斷續切削，如加工相交孔、相貫孔和相穿孔。

10）使用鉆車刀技術不但能減少鉆削、車削刀具，而且因鉆車刀采用的是頭部鑲單刃硬質合金刀片的方式，其切削壽命為普通鉆頭的15倍，同時，刀片上有4個切削刃，刀片磨損時可隨時更換切削刃進行再切削，無需重新對刀，節省了大量磨削切削刃和更換刀具的時間，能平均提高生產效率6～7倍。

3 鉆車刀在數控加工中的問題

1）刀片損壞過快，刀具容易折斷，使加工成本增加。

2）加工時發出刺耳的噪聲，切削狀態不正常。

3）機床抖動影響加工精度。

4）鉆車刀在傾斜的表面上加工孔，容易造成刀具損壞。

4 鉆車刀使用技巧

1）鉆車刀使用時對機床的剛性、轉速、刀具及工件的對中性要求較高，因此，鉆車刀適合在大功率、高剛性且高轉速的數控機床上使用。

2）使用鉆車刀時，刀片應選用韌性好、正前角的刀片。

3）加工不同材料時，應選用不同槽形的刀片，一般情況下，低進給速度、公差小且鉆車刀長徑比大時，選用切削力較小的槽形刀片；反之進行粗加工、公差大且鉆車刀長徑比小時，則選用切削力較大的槽形刀片[2]。

4）使用鉆車刀時，一定要考慮機床主軸功率、鉆車刀裝夾穩定性、切削液的壓力和流量，同時控制好鉆車刀的排屑效果，否則將在很大程度上影響孔的表面粗糙度和尺寸精度。

5）裝夾鉆車刀時，一定要使鉆車刀中心與工件中心重合，誤差＜0.1mm，并使鉆車刀垂直于工件表面。

6）鉆車刀調整中心高時，每次只需將鉆車刀旋轉180°（調整好中心的鉆車刀鉆出的底平面會有1個0.1mm的凸起）。

7）使用鉆車刀時，要根據不同的零件材料，選擇合適的切削參數（見表1）[3]。

8）鉆車刀試切削時，一定不要因為害怕而隨意減小進給量或降低轉速，否則會使鉆車刀刀片破損或損壞刀體。

表1 鉆削與車削不同材料的切削參數

9）使用鉆車刀加工時，會出現各種問題，常見問題及對應的解決方法見表2。

表2 鉆車刀加工中的問題及解決方法

10）使用鉆車刀加工階梯孔時，一定要先加工大孔，再加工小孔。

11）鉆車刀使用時注意切削液要有足夠的壓力（＞1000kPa），以便將切屑沖出。

12）使用鉆車刀鉆孔時，可采用工件旋轉、刀具旋轉以及刀具和工件同時旋轉的方式，但是當刀具以線性進給方式移動時，最常采用工件旋轉方式。

13）鉆車刀刀片切削刃需要與工件中心處重合，否則會造成刀具損壞過快，刀具容易折斷，加工成本增加。

14）鉆車刀鉆通孔，在即將鉆通時，切記一定要降低進給量（降低50%），以免造成刀片破損。

5 結束語

采用以上鉆車刀的使用技巧，可有效解決使用鉆車刀進行數控車削、銑削時經常出現的問題，能有效保證零件的加工質量，零件的加工效率可提高20倍，使鉆車刀與數控機床能夠完美結合，更加有效地提高刀具與機床的使用效率，使數控機床最大限度地發揮出其效率高、精度高的優勢。