钻车刀在数控加工中应用

摘要：分析了钻车刀在数控加工中的优势，就如何使用好该种刀具，总结出了一套应用技巧，并针对不同的加工材料给出了钻车刀应用时的切削参数。通过与常规机械加工方式进行对比，应用钻车刀显著提高了加工效率。

关键词：钻车刀；数控加工；应用技巧

1序言

钻车刀（见图1）是一种高效率、复合多用途刀具，但在数控加工中，使用不当会造成很多问题，达不到使用效果。在机械加工中，有一个大家都无法回避的难题：工件形状越复杂，加工刀具越多，换刀频率就越高，导致工件加工时间增加。该难题已成为机械加工中提高生产效率的瓶颈问题。随着数控刀具技术的迅速发展，许多高速、高效的多功能刀具应运而生，钻车刀就是一种结合了钻削、车削特点的具有代表性的高效率、多功能刀具[1]。钻车刀一改以往刀具功能单一的不足，1把刀具可同时完成端面车削、钻孔、内孔车削和外圆车削4种高精度、高效率的加工方式，大大减少了加工时选刀、换刀及编程的复杂程度，成为高效生产的“倍增器”。为了使钻车刀这种多功能刀具在数控加工中得到广泛推广和应用，最大限度地发挥钻车刀和数控机床的技术优势，笔者针对钻车刀在数控机床实际运用中经常出现的问题，总结出一套通用的钻车刀使用技巧，显著提高了加工效率。

2钻车刀在数控加工中的优势

1）钻车刀可同时完成端面车削、钻孔、内孔车削和外圆车削4种高精度、高效率的加工方式，1把刀可实现4把刀的功能，如图2所示。2）钻车刀在钻削平底孔时，1把刀可以完成普通加工时需要中心钻、钻头和平底钻3把刀具才能完成的任务，并且可以保证底面与孔壁成90°垂直，无需再进行补充加工。3）钻车刀可实现多阶梯孔的钻削、车削，并能镗孔、倒角及偏心钻孔。4）钻车刀可加工精度为±0.05μm、表面粗糙度值Ra＝1.6μm的孔，并可实现高进给、高速度且高效率的切削。5）钻车刀钻削时切屑多为短屑，刀具自身的内冷功能可形成高压冷却水流进行安全排屑，无需清理刀具上的切屑，有利于产品加工的连续性，缩短加工时间。6）在标准长径比加工条件下，使用钻车刀加工孔时无需退屑。7）钻车刀为可转位单刃刀具，刀片磨损后无需刃磨，更换较方便，成本低廉。8）使用钻车刀加工出的孔表面粗糙度值低，一般可达到Ra＝3.2μm，公差范围小，可节省部分镗刀的工作。9）钻车刀的切削参数降低30%后，可实现断续切削，如加工相交孔、相贯孔和相穿孔。10）使用钻车刀技术不但能减少钻削、车削刀具，而且因钻车刀采用的是头部镶单刃硬质合金刀片的方式，其切削寿命为普通钻头的15倍，同时，刀片上有4个切削刃，刀片磨损时可随时更换切削刃进行再切削，无需重新对刀，节省了大量磨削切削刃和更换刀具的时间，能平均提高生产效率6～7倍。

3钻车刀在数控加工中的问题

1）刀片损坏过快，刀具容易折断，使加工成本增加。2）加工时发出刺耳的噪声，切削状态不正常。3）机床抖动影响加工精度。4）钻车刀在倾斜的表面上加工孔，容易造成刀具损坏。

4钻车刀使用技巧

1）钻车刀使用时对机床的刚性、转速、刀具及工件的对中性要求较高，因此，钻车刀适合在大功率、高刚性且高转速的数控机床上使用。2）使用钻车刀时，刀片应选用韧性好、正前角的刀片。3）加工不同材料时，应选用不同槽形的刀片，一般情况下，低进给速度、公差小且钻车刀长径比大时，选用切削力较小的槽形刀片；反之进行粗加工、公差大且钻车刀长径比小时，则选用切削力较大的槽形刀片[2]。4）使用钻车刀时，一定要考虑机床主轴功率、钻车刀装夹稳定性、切削液的压力和流量，同时控制好钻车刀的排屑效果，否则将在很大程度上影响孔的表面粗糙度和尺寸精度。5）装夹钻车刀时，一定要使钻车刀中心与工件中心重合，误差＜0.1mm，并使钻车刀垂直于工件表面。6）钻车刀调整中心高时，每次只需将钻车刀旋转180°（调整好中心的钻车刀钻出的底平面会有1个0.1mm的凸起）。7）使用钻车刀时，要根据不同的零件材料，选择合适的切削参数（见表1）[3]。8）钻车刀试切削时，一定不要因为害怕而随意减小进给量或降低转速，否则会使钻车刀刀片破损或损坏刀体。9）使用钻车刀加工时，会出现各种问题，常见问题及对应的解决方法见表2。10）使用钻车刀加工阶梯孔时，一定要先加工大孔，再加工小孔。11）钻车刀使用时注意切削液要有足够的压力（＞1000kPa），以便将切屑冲出。12）使用钻车刀钻孔时，可采用工件旋转、刀具旋转以及刀具和工件同时旋转的方式，但是当刀具以线性进给方式移动时，最常采用工件旋转方式。13）钻车刀刀片切削刃需要与工件中心处重合，否则会造成刀具损坏过快，刀具容易折断，加工成本增加。14）钻车刀钻通孔，在即将钻通时，切记一定要降低进给量（降低50%），以免造成刀片破损。

5结束语

采用以上钻车刀的使用技巧，可有效解决使用钻车刀进行数控车削、铣削时经常出现的问题，能有效保证零件的加工质量，零件的加工效率可提高20倍，使钻车刀与数控机床能够完美结合，更加有效地提高刀具与机床的使用效率，使数控机床最大限度地发挥出其效率高、精度高的优势。

作者:邹峰 张甜甜 张伟 单位:湖北三江航天红林探控有限公司