镗孔加工与镗杆的防振

母丙岑

（鹤壁高级技工学校 河南鹤壁458030）

镗孔加工与镗杆的防振

母丙岑

（鹤壁高级技工学校 河南鹤壁458030）

本文针对在一体化教学中镗孔加工出现的镗杆的振动问题，提出了行之有效的解决方法，体现了在一体化教学过程中实操与理论相结合的一种新的教育理念。

镗孔加工 镗杆 减振

镗孔加工是机械加工中应用比较广泛的一种工艺方法。这种方法的特点是加工的孔比扩、铰加工有较高的位置精度和同轴度。加之刀具磨损后一般情况下可更换固定在镗杆上的刀块，因此换刀方便，成本较低。

一、镗孔加工的几种结构形成

目前镗孔加工大致有两种结构形式：一种是镗杆在支撑导套内工作。另一种是悬臂加工。前者多用在加工的孔距离主轴端面较远的情况下，以提高镗杆刚性、防止其自重下垂、保证工件加工精度为目的。这种结构形式虽然夹具结构由于增加导套而变得复杂，甚至还要增加主轴定位和工件让刀等装置，但是只要支撑导套位置、数量、镗杆直径和切削速度等参数选择合适，一般来讲是可以避免镗杆发生振动的，并且能保证工件的加工精度。

但是在有些情况下，由于被加工工件结构及其加工孔的特点（如盲孔、深孔）等原因，无法安装支撑导套，此时只能采用悬臂镗杆的结构形式。这种镗杆由于结构简单，机床的敞开性好，从而使工件的装卸、切削处理等均比较方便，因此是比较常用的一种方法。但是当镗杆悬伸太长的情况下，则加工时容易发生振动。如何避免这一问题，则涉及其镗杆直径、长度、材质以及切削参数等选择及其镗杆结构形式的确定。根据某机床厂对它二十多年来生产的专用机床试车情况的调查表明，其中由于机床崩刀问题而影响机床顺利出厂占有一定比例，而在崩刀的事例中，镗孔加工所占的比例为最大。因此如何防止机床镗孔加工的崩刀问题是当前人们最关心的问题之一。

二、镗杆的选择与设计

1.只要加工孔的直径允许，在不妨碍排屑的情况下，应尽可能加大镗杆的直径。这是因为镗杆的静刚度与它直径的4次方成正比。如1时直径的镗杆其静刚度比时直径的镗杆高2.441倍。

2.只要结构允许，应尽可能缩短镗杆的长度，这是因为镗杆静刚度与它的悬伸长度的3次方成正比。如8寸长的镗杆比10寸长的镗杆仅小2寸，但静刚度提高一倍。

3.镗杆安装在夹持器内，除了要很好的紧固外，与夹持体结合的有效长度应为镗杆直径的2.5倍左右，不要太小。

4.为了减小镗杆切削抗力，避免镗杆振动，镗刀应选择正前角。

但是在某些情况下，由于被加工孔的特点，迫使镗杆直径与其本身的长度之比超过时，仅仅遵守上述原则还不够，还要在镗杆本身的结构上下功夫，否则还会引起崩刀。

三、具有减振装置的镗杆结构

图1所示为带有减振器的镗杆结构示意图。这种结构是在镗杆前端的空心套筒内放入若干直径大小不同的圆垫，这些圆垫由惯性较大的钨合金制成，并由弹簧轻微的压着。当镗杆振动时，这些圆垫表面互相摩擦来消耗镗杆的振动能量，

同时这些圆垫又压缩镗杆套筒内的空气，产生粘性衰减，从而也起到消耗或抑制镗杆振动能量的作用。在镗杆振动的过程中，这些圆垫也跟着做上下冲击运动，但是由于圆垫惯量很大，它们总是按着直径大小不同的次序，有先有后、无规则的冲击着镗杆的内壁，产生出一种与镗杆运动方向相反的冲击力，从而抑制或消除镗杆的振动。

实验证明，当镗杆直径与其本身的长度之比在之间时，可以采用在镗杆前端带有减振器的钢制镗杆结构形式。当镗杆直径与长度之比在之间时，应采用带有减振器的硬质合金镗杆。这种材质的镗杆不仅能起到抑制振动的作用，而且因弹性系数非常高，使镗杆在受到切削力作用时变形微小，能提高工件的加工精度。当然这种镗杆的制造成本比普通镗杆要高得多。当镗杆的直径与长度比超过时，根据加工的情况应做特殊处理。一般情况下可采用带有减振器的复合式镗杆结构形式。这种防振镗杆其前后均由两种金属焊接而成。前部分是带有空心的、材质为钨合金的套筒，后部分则是整体的硬质合金材料。钨合金材料焊接性能好，与硬质合金热膨胀系数大致相同，因此两者焊接不会发生太大的变形。

同时应该指出的是，镗孔加工过程中产生崩刀的因素很多，在选择和设计合理的镗杆结构时，还要注意机床的其它因素对振动系统的影响。

《机械制造工艺基础》第四版中国劳动出版社

《数控车床加工工艺与编程》第二版中国劳动社会保障出版社

《齐齐哈尔大学报：自然科学版》2007第一期《镗孔工序孔的位置精度改进加工方法》

《山东机械》1989第五期 《组合镗杆能增加镗孔深度提高镗削加工质量》