基于大直径孔的简易精镗刀设计与应用

卢万强，罗忠良，万圣

(1. 四川省装备制造业产业集群技术创新中心，四川德阳618000;2. 四川工程职业技术学院，四川德阳618000)

随着机械零件的多样化、复杂化，大型零部件中大直径孔的加工越来越常见，而且加工表面粗糙度和尺寸精度要求较高，为此，大直径镗刀的使用显得尤为迫切。目前常见的大直径孔加工镗刀有两种:一种是桥式镗刀，结构见图1，由刀柄5、桥式刀座3、滑块座4、滑块2、刀卡1、紧固件6 等组成，其缺点是组成复杂、体积庞大，即使采用铝合金等材料的刀座，其质量仍然很重，整套镗刀装到机床上非常困难，而且装调繁琐;第二种是在镗刀杆上直接装方刀杆，再在方刀杆上装机夹刀片进行加工，这种方案的缺点在于没有微调装置，故在不借助其他微调辅助装置的条件下不能精确调整刀尖的位置，影响加工质量和使用效率，只能用于粗镗加工，不能用于精加工。为此，研制一种质量较轻，结构简单，既便于操作，又能保证加工精度的简易大直径精镗刀，具有非常重要的生产意义。

图1 桥式镗刀结构

1 大直径简易精镗刀的设计

1.1 简易精镗刀结构

如图2 所示，该大直径简易精镗刀结构主要由以下几个部分组成:刀柄1，带刻度的刀盒2，刀盒锁紧螺钉3，镗头座4，微调镗头5，微调镗头锁紧螺钉6，镗头座锁紧螺钉7。

图2 简易精镗刀结构图

1.2 简易精镗刀工作原理

利用该简易精镗刀加工时，将刀柄1 通过拉杆直接装到落地镗床的主轴上，带刻度的刀盒2 插入刀柄1 方孔中，根据所需加工孔的尺寸调整刀盒的伸出长度E (假设刀盒长度L，则刀盒伸出长度尺寸E 可以介于L/2 和L－G/2 之间，实际使用中刀盒伸出长度E 是刀具径向尺寸的粗调尺寸，单位可以取为mm)，旋紧刀盒锁紧螺钉3 固定刀盒;再将调整好的镗头座4 装到刀盒2 的安装孔中，用镗头座锁紧螺钉7 压紧，此时，刀具的实际径向尺寸为R = E + F (R 为所需加工孔的半径尺寸);微调镗头通过微调镗头锁紧螺钉6 固定在镗头座上，使用中可以根据加工尺寸的实际偏差状况转动微调镗头5，实现刀具径向尺寸的微调，达到满足孔加工精度的需要。

2 大直径简易精镗刀的生产效益

(1)提高了数控落地镗床的孔加工精度。该简易新型精镗刀带有粗调和精调机构，可以根据加工孔的实际情况调节不同的机构，刀片又是专业化程度很高的标准化件，整个刀具的尺寸精度可以调整得较高，能很好地保证镗孔精度。

(2)有效地扩大了孔的加工范围。该简易新型精镗刀的刀盒带有刻度，而且刀盒的调整范围较大，可以适用于孔径变化较大的情况，解决了一般镗刀适合加工孔径范围较小的问题。

(3)具有方便调整、定位精度高、互换性较好、刀具成本较低的优点。该简易新型精镗刀使用时可以很方便地通过粗、精调达到较高的定位精度，可以根据所加工孔的具体情况更换刀盒，快速满足加工要求，不需要专门的刀柄，极大地降低了刀具的成本。

(4)和同规格的专业镗刀相比，该简易新型精镗刀极大地减小了刀具自身的质量，解决了桥式专用大直径镗刀安装困难、因自重变形的问题，有利于孔加工精度的提高。

(5)由于该简易新型精镗刀所述的刀柄、微调镗头和刀片都由专业化的生产厂家提供，自制零件少，所以生产周期短，生产成本低。

(6)该简易新型精镗刀结构简单，改变了在数控落地镗床上加工大直径孔的刀具成本高、安装调整困难问题，在数控落地镗铣床大直径孔的加工领域具有极大的现实意义。

3 简易精镗刀的实际使用

3.1 简易精镗刀使用场合

经过生产实践的验证，该大直径简易精镗刀制造装配精度可以控制在0.03 mm 以内，主要用于在镗床、铣床上精加工尺寸公差带在0.07 mm 以上的直径大于250 mm 通孔(直径250 mm 以内的小孔镗削可以直接购买双刃或单刃精镗刀，此款简易精镗刀没有明显优势)，配上合适的刀柄转换套也可用于钻床上的孔加工。另外，还可以用于反刮公差带大于0.07 mm 的孔。

3.2 简易精镗刀的加工效果

加工图3 所示通孔，孔的直径为380 mm，公差为0 ～0.14 mm，加工后内圆柱面的粗糙度要求Ra3.2 μm。镗削此孔时，将此款简易精镗刀安装到机床铣头上，采用SANDVIK 刀片，切削深度ap=0.5 mm，切削速度vc=90 m/min，进给速度f =0.2 mm/r，加工后表面粗糙度和尺寸精度都能达到要求。

图3 大直径孔加工效果图

4 结论

文中论述的简易精镗刀具有加工精度较高、实用方便、价格便宜、拆装快捷的优点，在大直径孔加工中能满足尺寸精度和表面粗糙度的要求，在实际生产中得到广泛应用。

［1］王峻．现代深孔加工技术［M］．哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2005．

［2］郭逊．重型机械制造、装备、工装设计新技术新工艺与技术测量及相关标准规范适用手册［M］．黑龙江:黑龙江文化电子音像出版社，2006．

［3］吕亚臣．重型机械工艺手册［M］．哈尔滨:哈尔滨出版社，1998．