精加工淬火鋼內孔刀具-CBN鏜刀

2020-12-05 難切削材料加工技術

機械零件本身有許多各種各樣的孔 ，如油孔、工藝孔、減重孔等。按幾何特徵的不同，可分為通孔、盲孔、階梯孔、錐孔等。孔加工刀具尺寸由於受被加工孔徑的限制，刀具橫截面尺寸較小，特點是用於加工小直徑孔和深徑比較大的孔的時候刀具更難選擇，那麼經過淬火後的鋼件內孔如何選擇刀具精車加工呢？

淬火鋼內孔加工刀具

第一部分：孔加工技術要求及孔加工刀具特點

1、孔加工的技術要求

在孔加工過程中，應避免出現孔徑擴大孔直線度過大、工件表面粗糙度差及鑽頭過快磨損等問題，以防影響鑽孔質量和增大加工成本。應儘量保證以下的技術要求：

（1）尺寸精度：孔的直徑和深度尺寸的精度；

（2）形狀精度：孔的圓度、圓柱度及軸線的直線度；

（3）位置精度：孔與孔軸線或孔與外圓軸線的同軸度；孔與孔或孔與其他表面之間的平行度垂直度等。

同時，還應該考慮以下5個要素：

（1）孔徑孔深、公差表面粗糙度孔的結構；

（2）工件的結構特點，包括夾持的穩定性懸伸量和迴轉性；

（3）工具機的功率轉速、冷卻液系統和穩定性；

（4）加工批量；

（5）加工成本。

2、孔加工刀具特點

①大部分孔加工刀具為定尺寸刀具，刀具本身的尺寸精度和形狀精度不可避免地對孔的加工精度有重要的影響。

②孔加工刀具尺寸由於受到加工孔直徑的限制，刀具橫截面尺寸較小，特點是用於加工小直徑孔和深徑比(孔的深度與直徑之比的數值)較大的孔的刀具，其橫截面尺寸更小，所以刀具剛性差，切削不穩定，易產生振動。

③孔加工刀具是在工件已加工表面的包圍之中進行切削加工，切削呈封閉或半封閉的狀態，因此排屑困難，切削液不易進入切削區，難以觀察切削中的實際情況，對工件質量、刀具壽命都將產生不利的影響。

④孔加工刀具種類多、規格多。

孔加工刀具

第二部分：內孔加工刀具選擇

內孔加工有兩種形式，一種是本身機械零件上就有孔，只需對其進行擴大，加工到尺寸即可，常用刀具有鏜刀，鉸刀，絲錐等。另一種則是本身機械零件上有沒有，需要加工出一個孔， 這種常用刀具有鑽頭，銑刀等。

孔加工方式

1、鏜刀鏜內孔

鏜刀是鏜削刀具的一種，一般是圓柄的，也有較大工件內孔比較大的使用方刀杆（車刀代替鏜刀加工），專門用於對已有的孔進行粗加工、半精加工或精加工的刀具。因裝夾方式的不同，裝配鏜刀的刀柄有方柄、莫氏錐柄和7:24錐柄等多種形式。

鏜刀最常用的場合就是內孔加工，同時還有外圓鏜和端面鏜。鏜刀可在鏜床、車床或銑床上使用。

鏜孔刀具

2、鉸刀鉸孔

鉸刀用於鉸削工件上已鑽削（或擴孔）加工後的孔，主要是為了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度，是用於孔的精加工和半精加工的刀具，加工餘量一般很小。

鉸刀有一個或多個刀齒組成，鉸刀有手用鉸刀和機用鉸刀，手用鉸刀一般材質為合金工具鋼（9SiCr），機用鉸刀材料為高速鋼（HSS），同時機用鉸刀還可提供超硬材質鉸刀，在高速鋼或合金鋼的集體上鑲嵌上超硬材料，可鉸削高硬度材料或高精度要求工件。

鉸孔刀具

3、絲錐攻內孔螺紋

部分工件內孔屬於螺紋孔，需要攻絲，此時就需要絲錐進行攻絲，對於小尺寸的內孔攻螺紋來說，絲錐幾乎是唯一的加工刀具。

絲錐的種類有：手用絲錐、機用絲錐、螺母絲錐、擠壓絲錐等。同時如果工件硬度較高的話，可以採用塗層絲錐。

攻絲刀具

4、鑽頭鑽孔

鑽孔刀具有麻花鑽，深孔鑽，擴孔鑽，中心鑽和定心鑽。

其中麻花鑽是最常見的孔加工刀具，它可在實心材料上鑽孔，也可用來擴孔，

深孔鑽則用於長徑比 (L/D) 大於5的深孔，其深孔鑽便於切削液注入，輕鬆排屑。

擴孔鑽，是將工件上已有的孔 (鑄出、鍛出或鑽出的孔) 擴大的加工方法。加工中心上進行擴孔多採用擴孔鑽，也可使用鍵槽銑刀或立銑刀進行擴孔，比普通擴孔鑽的加工精度高。

鑽孔刀具

5、銑刀銑孔

銑刀銑孔同樣也分為兩種，一種在機械零件上沒有孔，需要銑出來一個孔，另外一種就是本身零件有一個孔，需要擴大處理，可採用鍵槽銑刀或立銑刀進行加工。

銑孔刀具

第三部分：淬火鋼內孔加工刀具-CBN鏜刀

淬火鋼內孔加工刀具有兩種結構形式，一種是機夾數控刀片，配合數控刀杆使用，可以在普通車床，數控車床，加工中心上使用。另一種是高精密小鏜刀，屬於非標定製產品，一般內孔小於10mm選擇此類鏜刀。

針對淬火鋼內孔加工，採用CBN材料刀具精車效果更為理想，如BN-H10，BN-H21，其中CBN鏜刀片常用型號有：CNMN120408，CCGW060202，CCGW060204，CCGW060208，CCGW09T304，CCGW09T308，TCGW090204，TCGW0908等。

淬火鋼內孔刀片

針對10mm以下的淬火件內孔，採用CBN精密小鏜刀，最小可加工2mm左右內孔，配合鏜刀杆使用，此類CBN鏜刀為非標定製的焊接刀具，需根據實際加工現場情況確定CBN鏜刀圖紙進行定製，CBN鏜刀材質有BN-H10，BN-H21等。

BN-H05材質CBN鏜刀加工淬火鋼齒輪內孔參數

齒輪材質：20CrMnTi

齒輪硬度：HRC58-62

刀片型號：BN-H05 CNGA120408

切削參數：Vc=180m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.1mm

加工方式：乾式切削

結果：BN-H05材質PCBN刀片相較於其他品牌CBN刀片，表面粗糙度穩定在Ra0.8以內，刀具壽命也提高45%以上。

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