在當(dāng)前制造業(yè)咳龄，使用加長刀具加工精密鉆孔和進(jìn)行車削變得愈發(fā)困難。市場對更嚴(yán)密公差和可靠重復(fù)性的需求日益增長。新的高性能工件材料更難以加工诗充，并且增大了加工系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)力。為了節(jié)省時間和成本诱建，制造商正在將多個零件整合到單個整體工件中蝴蜓，但此類工件需要在多任務(wù)機床上加工深孔和車削復(fù)雜部件。

要克服這些挑戰(zhàn)武骆，制造商必須研究其加工系統(tǒng)中的所有要素榛舍，并采用可靠的加工技術(shù)和刀具。關(guān)鍵要素包括機床穩(wěn)定性硝锨、刀具夾持耽慌、工件夾緊和刀具槽型。通常储佣，堅固的夾具辅任、剛性刀具和謹(jǐn)慎的刀具應(yīng)用是精確高效鏜削和長懸伸車削加工的基礎(chǔ)。

石油天然氣位蓉、發(fā)電和航空航天部件的生產(chǎn)商是新型加工刀具和技術(shù)的主要潛在買家立漏，他們經(jīng)常處理那些需要使用長懸伸刀具進(jìn)行加工的大型復(fù)雜部件。這些部件大多是由難以加工的堅硬合金制成冶媚，需要施加高切削力聪戳，但容易引發(fā)振動。通常彭旬，如果能夠改善長懸伸鏜削加工的生產(chǎn)率和成本缰俊，幾乎所有的制造商都會受益。

變形和振動

深孔鏜削與其他切削加工的區(qū)別在于娩梨，切削刃在距離機床接口較遠(yuǎn)的孔內(nèi)進(jìn)行加工沿腰。長懸伸內(nèi)圓車削加工具有類似的加工條件放案，并且這些鏜削和車削加工均可能涉及斷續(xù)切削的孔，比如在泵殼矫俺、壓縮機殼體等工件中吱殉。所需的刀具懸伸量取決于孔的深度，并且可能導(dǎo)致鏜桿或加長車刀彎曲變形厘托。

變形會放大切削過程中的變力友雳，引起振動和顫動，進(jìn)而會損害零件表面質(zhì)量铅匹、加快刀具磨損押赊、造成刀具斷裂以及損壞機床部件（例如主軸），并且被迫需要進(jìn)行昂貴的維修和長時間停機包斑。變力是由機床部件失衡流礁、系統(tǒng)剛性不足或加工系統(tǒng)構(gòu)件的共振引起的。此外罗丰，隨著切屑的形成和斷裂神帅，刀具周期性地加載和卸載，因此切削壓力也會隨之變化腊囤。加工振動的不利影響包括表面質(zhì)量變差几菲、孔尺寸不準(zhǔn)確、刀具磨損加快韭展、材料利用率降低杉唇、生產(chǎn)成本增加以及刀柄和機床損壞。

機床剛性和工件夾緊

控制加工振動的基本方法是最大限度地提高加工系統(tǒng)的剛性酬裆。為了限制不必要的運動辟侠，機床應(yīng)當(dāng)采用堅固的重型構(gòu)件制造而成，并用混凝土或其他吸振材料加固這些構(gòu)件葱有。機床軸承和襯套必須裝配緊密眨柑、堅固耐用。

工件必須準(zhǔn)確定位柑耙，并且牢靠地固定在機床內(nèi)述茂。夾具應(yīng)以簡約和剛性作為主要的設(shè)計考量搂瓣，并且應(yīng)盡可能靠近切削加工點雷鸟。從工件角度來看，薄壁零件氢拥、焊接零件以及無支撐截面的零件在加工時容易產(chǎn)生振動蚌铜。零件可以重新設(shè)計以提高其剛性，但這樣會增加成品的重量并降低其性能嫩海。

刀柄

為了最大限度地提高剛性冬殃，鏜桿或車桿必須盡可能短囚痴，但長度需確保能夠加工整個長度的孔或部件。鏜桿直徑應(yīng)盡可能大审葬，但前提是適合鏜孔并且仍然可以高效地排屑深滚。

隨著切屑的形成和斷裂，切削力會上升和下降涣觉。力的變化成為振動的另一個來源痴荐，這種振動可能與刀柄或機床的固有振型發(fā)生共振，并會自我維持甚至增強官册。刀具磨損或走刀深度不夠也會引起這種振動生兆。這些因素會導(dǎo)致加工過程不穩(wěn)定，或者與機床主軸或刀具的固有頻率發(fā)生共振膝宁，進(jìn)而產(chǎn)生有害的振動鸦难。

鏜桿或車桿懸伸較長時可能觸發(fā)加工系統(tǒng)發(fā)生振動〖控制振動的基本方法包括使用較短的剛性刀具水仑。刀桿長徑比越大，發(fā)生振動的可能性就越高铃踪。

不同的刀桿材料具有不同的振動行為掌社。長徑比不超過 4:1 (L/D) 的鋼制刀桿通常具有抗振性。由鎢合金制成的重金屬刀桿比鋼制刀桿更致密窄切，在長徑比高達(dá) 6:1 時仍具有抗振性簇茉。整體硬質(zhì)合金刀桿擁有更高的剛性，允許抗振長徑比達(dá)到 8:1炫胡，但其缺點是成本較高哈寂，特別是在需要大直徑刀桿的情況下，更是如此狗城。

另一種減振方法是使用可調(diào)刀桿佑茴。這種刀桿具有內(nèi)部減振塊，能夠與有害的振動異相共振蚊楞、吸收其能量并使振動最小化键闺。例如，山高刀具的 Steadyline 減振刀柄采用一個被動動態(tài)減振系統(tǒng)澈驼，內(nèi)置預(yù)調(diào)過的重金屬阻尼單元辛燥，包含一個由高密度材料制成的阻尼體，該阻尼體靠近刀柄前端缝其，支撐在刀柄腔體內(nèi)挎塌。當(dāng)切削刀具將振動傳遞到桿體時，阻尼體會立即吸收振動内边，從而減少整個刀柄的振動變形榴都。

在更加復(fù)雜和昂貴的主動刀具減振方法中待锈，可采用電子驅(qū)動裝置的形式來感測振動的存在，并使用電子致動器在刀柄中產(chǎn)生次級運動來消除有害運動嘴高。

工件材料

工件材料的切削特性可能引起振動竿音。材料的硬度、形成積屑瘤的傾向拴驮、形成加工硬化的傾向或堅硬夾雜物的存在會改變或中斷切削力谍失，進(jìn)而可能產(chǎn)生振動。在某種程度上琢播，調(diào)整切削參數(shù)可以在加工某些材料時將振動降至最低铝比。

刀具幾何特征

切削刀具本身會發(fā)生切向和徑向變形。徑向變形會影響孔徑精度茄颈。在切向變形時穷筒，刀片被迫向下遠(yuǎn)離零件中心線。尤其是鏜削小直徑孔時去柿，孔內(nèi)徑的彎曲會減小刀片和孔之間的間隙角弦撤。

切向變形會向下推動刀具并遠(yuǎn)離所加工部件的中心線，進(jìn)而減小間隙角幅裳。徑向變形會減小切削深度鼠基、影響加工精度和改變切屑厚度。切削深度的變化會改變切削力并可能導(dǎo)致振動铆寓。

刀片前角假怔、主偏角、刀尖半徑等幾何特征會增強或減輕振動陵蜻。例如怕收，正前角刀片會產(chǎn)生較小的切向切削力。但正前角配置會使間隙變小舆瘪，因此可能引起摩擦和振動片效。大前角和小切削刃角會產(chǎn)生鋒利的切削刃，從而減少切削力英古。然而淀衣，鋒利的切削刃容易受到?jīng)_擊損壞或出現(xiàn)不均勻磨損，進(jìn)而會影響孔表面質(zhì)量召调。

較小的切削刃主偏角會產(chǎn)生較大的軸向切削力膨桥，而較大的主偏角會產(chǎn)生徑向力。軸向力對鏜削加工的影響有限某残，因此主偏角較小比較合適国撵。但是，較小主偏角也會使切削力集中在切削刃的較小部分玻墅，這可能會對刀具壽命產(chǎn)生不利影響介牙。此外，刀具主偏角會影響切屑厚度和切屑流動方向澳厢。刀片的刀尖半徑應(yīng)小于切削深度环础，以盡量減小徑向切削力。

切屑控制

清除孔徑中的切屑是鏜削加工中的關(guān)鍵問題姊康。刀片槽型岗翔、切削速度和工件材料的切削特性都會影響排屑。鏜削時需要短切屑碎瓢，這樣可以更容易從孔中排屑并使切削刃受力最小蹲鱼。高度輪廓化的刀片槽型雖然專門用于切斷切屑，但往往會消耗更多的動力并可能引起振動戴仁。

如果需要加工出良好的表面質(zhì)量哲耐，可能需要采用較淺的切削深度，但這將產(chǎn)生更薄的切屑贱僚，從而增加了切屑控制難度鳞爱。增加進(jìn)給量可能有助于切斷切屑，但會增加切削力并產(chǎn)生顫振吝沃，這會對表面質(zhì)量產(chǎn)生不利影響便师。在加工低碳鋼時，高進(jìn)給量還會導(dǎo)致積屑瘤俱竭，因此在鏜削這些更具韌性的合金鋼時刮粥，增大切削進(jìn)給量并采用最佳的內(nèi)部冷卻液供應(yīng)可能是合適的切屑控制解決方案。

結(jié)論

使用長懸伸刀具進(jìn)行深孔鏜削和車削是非常重要的常見金屬切削加工類型谋减。為了高效地執(zhí)行這些加工炊汹，需要對整個加工系統(tǒng)進(jìn)行評估，以確保通過綜合措施盡量減少振動并保證產(chǎn)品質(zhì)量逃顶，從而實現(xiàn)最高的生產(chǎn)率和收益率讨便。

通過減振刀具提升生產(chǎn)率

山高刀具的 Steadyline 減振刀柄不僅可以使典型長懸伸加工的速度提高到非減振刀具的兩倍，而且還可以改善零件表面質(zhì)量以政、延長刀具壽命并減小機床所受應(yīng)力霸褒。該系統(tǒng)的被動式動態(tài)減振技術(shù)可以實現(xiàn)某些特定的加工應(yīng)用，例如使用長徑比大于 6:1 的刀具盈蛮，其他系統(tǒng)即使在最簡單的加工參數(shù)下也無法實現(xiàn)這一點废菱。對于深達(dá) 10xD 的大孔和小孔，車削和鏜孔加工可靠且高效抖誉。

（山高刀具）

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