在零件內(nèi)孔車削特別精車過程中，加工刀具的振動最終會影響到零件的尺寸精度和外表質(zhì)量，同時也會影響刃具及根底主軸的壽命，因而我們在加工中盡可能地防止振刀現(xiàn)象的發(fā)作。

傳統(tǒng)的機械加工處理刀具振動的最終結(jié)果通常是降低制造效率。隨著現(xiàn)代金屬切削加工技術(shù)的不時開展，特別是現(xiàn)代數(shù)控刀具構(gòu)造的迭代更新，為有效處理內(nèi)孔切削振動問題提供了新途徑和新辦法。

本文從工程理論角度闡述了典型的減少內(nèi)孔切削振動的處理辦法。

01

采用重金屬/硬質(zhì)合金刀體減輕振動

阻尼避振刀具技術(shù)呈現(xiàn)之前，機加工業(yè)內(nèi)普遍采用改動刀體的資料抵達減輕刀具振動的目的。

即把采用普通合金鋼制造的刀體改為采用重金屬制造，或者整體采用硬質(zhì)合金制造的刀體，如圖1所示。刀體裝夾懸伸長度與刀體直徑之間產(chǎn)生避振效果的長徑比可達4~6。

但許多工程理論經(jīng)歷標明，在相同長徑比的情形下，采用重金屬刀體的內(nèi)孔車削消振效果不如整體硬質(zhì)合金刀體。表1所示為各種材質(zhì)的刀體裝夾懸伸長度與刀體直徑長徑比。

用采用重金屬和整體硬質(zhì)合金制造的刀體，重量增加了許多，價錢也貴，總體來看應(yīng)用并不普遍。

02

應(yīng)用阻尼技術(shù)避振刀體減輕振動

通常狀況內(nèi)孔切削車刀受力是一個較為復(fù)雜過程，假如僅僅依托進步刀體的彈性模量難以從基本處理刀具振動問題，同時會降低制造效率以及刀具刃口的平安性。批量消費中，假使對深孔停止平安有效地加工，則必需采用阻尼避振刀體。

鋼刀體和硬質(zhì)合金刀體都能夠選用帶有減振器的構(gòu)造，以增大刀體可用的長徑比。

SilentTools的設(shè)計包括：一塊浸入特種油狀液體中由起彈簧作用的橡膠軸襯懸掛的重金屬塊。特種油狀液體將吸收切削過程產(chǎn)生的振動能量，且經(jīng)過能量轉(zhuǎn)化將振動能量轉(zhuǎn)換為熱量。

借助于內(nèi)孔車刀體上的螺釘來調(diào)整重金屬塊的慣量，優(yōu)化振動頻率，調(diào)理橡膠軸襯懸架的張力，使減振效果到達最佳狀態(tài)。內(nèi)孔車刀體還設(shè)有內(nèi)冷卻通道，優(yōu)化排屑效果。

圖3所示的肯納金屬車刀體則在設(shè)計時組合了幾種比擬理想的特征：包括高剛性的硬質(zhì)合金刀體；質(zhì)量為硬質(zhì)合金一半的鋼襯套位于內(nèi)孔車刀體前端，以產(chǎn)生更高的固有頻率（與硬質(zhì)合金刀柄熱配合）；內(nèi)孔車刀體前端的槽能夠減輕重量、進步固有頻率; 減振器組合體衰減振動等。

03

選擇適宜切削條件減輕振動

3.1

采用90°主偏角有利于減少徑向力，從而減輕振動

內(nèi)孔車削刀具的主偏角影響徑向力、軸向力以及合成力的方向和大小。主偏角增大招致軸向切削力增大，而主偏角減小則招致徑向切削力增大。

由于軸向切削力朝著機床主軸方向普通狀況不會對加工產(chǎn)生負面影響，因而，選擇較大的主偏角是有利的。

90°主偏角常常內(nèi)孔車削的首選，經(jīng)過鏜體軸直接傳回進給力，使變形和振刀最小化。45°或者75°主偏角內(nèi)孔車刀徑向力常常會使刀體發(fā)作變形，從而招致振刀，見圖4。

3.2

在徑向切削深度一定狀況下，減少刀尖圓弧

半徑可減輕振動

在內(nèi)孔車削工序中，應(yīng)首選小刀尖半徑。刀尖半徑增大，徑向和切向切削力也會隨之增大，并且，還會帶來增強振動趨向的隱患。另一方面，刀具在徑向上的偏斜會遭到切削深度與刀尖半徑之間相對關(guān)系影響，見圖5。

當(dāng)切削深度小于刀尖半徑時，徑向切削力隨著切削深度的加深而不時增加。切削深度等于或大于刀尖半徑，徑向偏斜將由主偏角決議。選擇刀尖半徑的經(jīng)歷規(guī)律是刀尖半徑應(yīng)稍小于切削深度。

這樣，能夠使徑向切削力最小。同時，在確保徑向切削刀最小的狀況下，運用最大刀尖半徑可取得更鞏固的切削刃、更好的外表紋理以及切削刃上更平均的壓力散布。

3.3

在堅持刀具一定耐用度狀況下，刀尖角越小越好

較小的刀尖角度會確保切屑的外形分歧，并增加容屑空間，確保更好的排屑性能。較小的刀尖角，副主偏角較大，副切削刃與被加工面的顫抖很難轉(zhuǎn)化為振動。較大的刀尖角度招致切削刃嚙合量過大，從而招致振動，見圖6。

3.4

運用正前角刀片槽型

刀片槽型對切削過程有著決議性的影響，內(nèi)孔加工普通選用切削尖利，刃口強度高的正前角槽型刀片，以減小內(nèi)孔車削時的切削力。

圖7上圖是用于內(nèi)孔車削和鏜削的刀片。刀片的斷屑槽是磨削構(gòu)成的貫穿槽， 常規(guī)的車刀片斷屑槽普通是經(jīng)過壓制燒結(jié)的封鎖槽。磨削的槽比燒結(jié)的槽刃口尖利一些，也是降低切削力的一個辦法。

采用正前角，具有平穩(wěn)切削性能槽型的刀片，從而降低切削力，見圖8。PVD刀片為首選，較薄的涂層能夠確保較小的刃口處置。

3.5

車刀刃口處置的選用

刀片的切削刃倒圓（ER）也會影響切削力。普通而言，非涂層刀片的切削刃倒圓比涂層刀片（GC）的倒圓要小，這一點應(yīng)予以思索，特別是在長刀具懸伸和加工小孔時。刀片的后刀面磨損（VB）將改動刀具相對孔壁的后角，并且，這還可能會成為影響加工過程切削作用的本源。

04

改善刀體的夾持方式從而減輕振動

刀具的夾持穩(wěn)定性和工件的穩(wěn)定性，在內(nèi)孔加工中也十分重要，它決議了加工時振動的量級，并決議這種振動能否會加大。刀體的夾緊單元滿足所引薦的長度、外表粗糙度和硬度是十分重要的。

刀體的夾緊是關(guān)鍵的穩(wěn)定要素，在實踐加工中，刀領(lǐng)會呈現(xiàn)偏斜，刀體的偏斜取決于刀體資料、直徑、懸伸、徑向、切向切削力，以及刀體夾緊方式。

關(guān)于普通刀體而言，夾緊系統(tǒng)將刀體在圓周上完整夾緊的方式可取得最高的穩(wěn)定性。整體支撐要好于螺釘直接夾緊的刀體，用螺釘將刀體夾緊在V型塊上較為合適，但不引薦用螺釘直接夾緊圓柱柄刀體，由于螺釘直接作用在刀體上會損壞刀體。

圖9是兩種內(nèi)孔車刀的裝夾方式。前者是用螺釘直接壓住壓力面，后者是經(jīng)過啟齒夾套夾緊刀體。螺釘壓緊的方式刀體和孔的接觸面積比擬小，刀體的穩(wěn)定性較差，比擬容易呈現(xiàn)振動；啟齒夾套的方式則是整個夾套緊緊地箍住刀體，剛性大大增強，抗振性能就好了許多。

關(guān)于進步內(nèi)孔車刀體抗振性能，筆者引薦如下經(jīng)歷，可供讀者參考：

（1）為了確保內(nèi)孔車刀體充沛地夾緊接觸面積，請求刀座夾持孔外表粗糙度值約為 Ra1.0；

（2）引薦的夾緊長度為4d。倡議對直徑超越200mm的內(nèi)孔車刀體，由于質(zhì)量很大，夾緊長度為6d;

（3）運用大直徑內(nèi)孔車刀體時，可采用兩段式刀座;

（4） 引薦運用啟齒襯套來夾持的圓柄內(nèi)孔車刀體。襯套夾持孔極限偏向為H7，資料最小硬度為45HRC （避免永世性變形）。

05

采用內(nèi)冷方式減輕振動

內(nèi)孔車削加工中，排屑關(guān)于加工效果和平安性能的影響也十分重要，特別是在加工深孔和盲孔時尤為如此。較短的螺旋屑是內(nèi)孔車削較理想的切屑，該類型切屑比擬容易被排出，并且在切屑折斷時不會對切削刃形成大的壓力。

加工時切屑過短，斷屑作用過于激烈，會耗費更高的機床功率，并且會有加大振動的趨向。

而切屑過長會使排屑更艱難，向心力將切屑壓向孔壁，殘留的切屑被擠壓到已加工工件外表，就會呈現(xiàn)切屑梗塞的風(fēng)險進而損壞刀具。

因而，停止內(nèi)孔車削時，引薦運用帶內(nèi)冷的刀具。這樣，切削液將會有效地把切屑排出孔外。

加工通孔時，也可用緊縮空氣替代切削液，經(jīng)過主軸吹出切屑。另外，選擇適宜的刀片槽型和切削參數(shù)，也有助于切屑的控制和排出。

06

完畢語

高效率深孔車削加工是一個請求十分棘手的課題，現(xiàn)代金屬切削技術(shù)為處理內(nèi)孔車削振動提供了多種途徑和辦法。

但在很多場所下，要綜合思索眾多的切削條件，合理選擇最適合的刀具構(gòu)造，并分離機床本身條件和工件的加工工藝作出正確斷定。