這種孔背面銑刀，你見過嗎？

最新 02-14

作者：趙海岸

單位名稱：齊齊哈爾北方機器有限責任公司機加四分廠

文章來源：《金屬加工》(冷加工)2017年第22期

在普通鏜床或鏜銑加工中心加工箱體、架體類零件時，常會遇到孔及孔背面需要加工的情況。為保證裝配關係，設計人員通常在產品圖中要求該被加工孔的背面相對於該孔有垂直度，有時甚至會要求平面度、表面粗糙度或直接要求該背面與前端面有較嚴格的尺寸公差。此時，加工孔背面很難保證產品圖樣的相關公差要求。

1.孔背面常用加工方法

（1）使用高速鋼刀條橫裝至鏜刀桿內刮削加工端面。具體方法是：①粗、精加工該孔，將鏜刀桿準確定位到該孔，使鏜桿與該孔中心線重合。②將鏜桿穿過該孔並留有足夠的操作空間，將高速鋼刀條橫裝在鏜刀桿並通過螺釘將刀條緊固在鏜刀桿上。③旋轉主軸，手搖手輪（或在數控設備上以增量方式點動）進給刮削該孔背面（見圖1）。

此種加工方法的不足有：

①除加工效率低外，受刀桿直徑限制，刀桿剛性差，刮削較大直徑端面時刀具讓刀現象明顯。

②刮削出的背面容易出現窪心現象，平面度很差，通常靠操作者憑經驗刃磨高速鋼刀條，使其出現正偏角保證端面的平面度。

③受工件背面坯料狀態限制（如背面為焊接件，有熱熔焊區域，局部硬化或該孔為半瓦結構需要斷續加工時），當平面度要求較嚴，且內部尺寸要求很精時，此方法很難保證設計要求。

（2）使用平旋盤及其專用鏜具鏜削加工該孔背面。通用鏜床或數控鏜床，如果設備附帶有平旋盤及其輔具，可以將專用平旋盤鏜桿緊固在平旋盤上，利用平旋盤進給加工該孔背面。

具體方法是：

①粗、精加工該孔，將機床主軸準確定位到該孔。

②將機床主軸縮回至平旋盤以內，安裝平旋盤專用鏜桿。

③平旋盤專用鏜桿穿過該孔，將鏜刀條橫裝在該鏜刀桿，通過螺釘將鏜刀條緊固在該鏜刀桿上。

④旋轉平旋盤，機動進給加工該孔背面（見圖2）。

使用此方法加工孔背面，切削深度及切削速度可以調整，切削條件相對理想，但不是所有設備都配備平旋盤，所以該方法僅適用於配有該輔助裝置的設備。

（3）當加工空間允許時，使用圓柱形棒銑刀自該孔垂直方向進給加工該孔背面。當孔背面的垂直方向有足夠容納圓柱形棒銑刀銑削的空間時，可使用圓柱形棒銑刀銑加工該孔背面（見圖3）。

採用此種加工方法時，工件待加工表面所在位置，有時會限制所選用的棒銑刀直徑和長度。當選擇的刀具直徑過大或長度過短時，則無法滿足待加工部位的設計要求。此外，沿刀具軸線方向，待加工表面過長，銑削麵積過大，銑削過程中會造成刀具母線方向各點受力不均，產生讓刀現象。為此，操作者在選用刀具時，通常會將刀具遠離主軸端人為磨得直徑較大些，併合理匹配切削參數，從而彌補刀具切削過程中的讓刀現象。此加工方法的刀具切削麵積大，使切削阻力相應增大，對機床系統的剛性要求較為嚴格。

（4）當加工空間允許時，使用交錯齒三面刃銑刀自該孔垂直方向進給加工孔背面。某些小直徑孔需要加工孔背面時，可以選擇半徑差（切削刃外沿與銑刀柄之間差值）足夠大的三面刃銑刀進行加工。具體方法是：①粗、精加工孔，將機床主軸定位於工件輪廓沿孔徑向方向某點（交錯齒三面刃銑刀半徑差應大於被加工孔背面的徑向尺寸）。②旋轉交錯齒三面刃銑刀，利用交錯齒三面刃銑刀背向刀齒，機動進給加工孔背面（見圖4）。

採用此種方法時，被加工孔應距離刀具可切入的工件邊緣很近，且孔徑不大，被加工部位距離主軸不遠。此方法加工時所選擇的三面刃銑刀與刀柄的半徑差應大於被加工部位。使用此方法應考慮入刀及出刀時不應與工件、輔具或夾具發生干涉。若需加工部位沿銑刀徑向方向太遠，會導致所選銑刀直徑過大，切削阻力也會相應增大，所選用的切削參數應隨之減小。

（5）交錯齒三面刃銑刀伸入該孔行星銑削加工該孔背面。伴隨數控切削技術的普及，具有兩軸或兩軸以上聯動的數控機床，可以實現XY平面內兩軸的插補聯動，進而實現該平面內各種形狀的插補加工。對於孔徑較大而被加工背面與已加工孔的半徑差較小時，可以選擇此方法加工孔背面（見圖5）。

使用此方法銑削加工孔背面，三面刃銑刀應小於孔徑，刀具從孔內伸出銑削孔背面，因此工件孔徑不宜太小。銑刀桿長於該孔，為保證銑刀桿剛性，已加工完孔的深度不宜過長。待加工的孔背面受銑刀外沿與刀桿間半徑差限制，因此加工的半徑差不宜太大。當孔徑大於刀柄最大直徑時，為完整加工孔背面。實際加工中，當工件孔背面有足夠操作空間時，需分多次，多把刀具從工件內該孔背面將刀具分別安裝到主軸上以等距線形狀銑削加工該表面。由於多把刀具長度尺寸不一致，需要多次試刀保證產品圖樣要求。此方法較適用於數控設備，普通設備因不便於觀察，不適合單人操作。

（6）使用工作台迴轉加工孔背面。帶有數控轉檯的數控設備，可實現迴轉台角度的精確定位。在迴轉台迴轉精度很高的數控鏜床或加工中心等數控機械加工設備上，可通過機床迴轉精確定位後，使用刀盤或圓柱形棒銑刀對某些架體、箱體或座體類工件孔背面進行加工（見圖6）。

使用此方法加工的工件，孔深較長且孔背面沒有干涉結構，通過機床迴轉加工孔背面，保證相應的尺寸、形狀及位置精度。為此對機床迴轉精度要求較高。另外，此方法也適用於帶有迴轉銑頭的龍門銑床上孔背面的加工，加工後的工件精度同樣受迴轉銑頭定位精度限制。

2.徑向可伸縮刀具的提出及使用方法

生產實踐中，我們經常使用方法5在數控設備上加工孔背面。但由於受工件孔徑及刀桿直徑的限制，常會出現使用此方法加工不到位的現象。由此，我們提出了一種徑向可伸縮刀具（見圖7），在加工過程中加大刀具直徑，以滿足大部分工件的加工。

採用此刀具時，首先將徑向伸縮刀夾收縮至刀具的最小端，將刀具置於孔內背面待加工部位，利用數控程序銑出收縮狀態下能加工出的最大直徑尺寸。刀具回退至孔心，使程序暫停。將扳手插入螺旋體內的扳手槽中，調節刀具，使伸縮刀夾放大到最大直徑並旋緊伸縮刀夾，繼續執行數控加工程序，完成對該背面的銑削。完成背面銑削後，刀具移至孔心，使程序暫停。將扳手插入螺旋體內的扳手槽中，調節刀具，使伸縮刀夾收縮到最小直徑並旋緊伸縮刀夾。執行數控加工程序將刀具回退至工件外，完成對該背面的數控加工。徑向可伸縮式背面銑刀的收縮與伸出狀態如圖8、圖9所示。