隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。它不僅解決了普通機(jī)床難以解決的許多加工難題，而且提高了加工精度和生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)加工工藝和刀具設(shè)計(jì)提出了許多新的、更高的要求。為使這些先進(jìn)的設(shè)備更好地發(fā)揮作用，必須解決這些問題。本文通過對(duì)幾種航天產(chǎn)品中典型零件的加工及刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)，總結(jié)出了加工刀具的應(yīng)用。
 
      航天制造業(yè)是軍工制造業(yè)最為重要的組成部分，其技術(shù)水平和生產(chǎn)能力是國(guó)家制造業(yè)實(shí)力和國(guó)防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防現(xiàn)代化中有著舉足輕重、不可替代的地位和作用。由于航天產(chǎn)品對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能和性能、服役環(huán)境、產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性等方面都有很高甚至是苛刻的要求，大量新材料、新結(jié)構(gòu)首先在航天產(chǎn)品中得到應(yīng)用；國(guó)防需要以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求航天產(chǎn)品的研制周期和生產(chǎn)周期大大縮短；此外，要求最終產(chǎn)品的全生命周期使用成本不斷降低。航天產(chǎn)品對(duì)制造技術(shù)提出了更高的要求，國(guó)內(nèi)外的航天制造業(yè)都廣泛地采用先進(jìn)制造技術(shù)。現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)與裝備是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成，在航天產(chǎn)品制造中已成為決定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。
 
      2 幾種典型零件的加工及刀具設(shè)計(jì)
 
      2.1 連桿的加工
 
      為我公司加工某航天產(chǎn)品中連桿設(shè)計(jì)圖，零件的材料為ZL101A，在加工過程中存在以下主要加工難點(diǎn)：
 
      孔加工精度要求高，并且靠近內(nèi)側(cè)臺(tái)階孔加工難度較大。
 
      各孔之間的形位公差要求高，難以保證。
 
      2.1.1 連桿主要加工難點(diǎn)的分析
 
      由于沒有合適的標(biāo)準(zhǔn)刀具，采用手工磨制硬質(zhì)合金刀具或普通鏜刀桿加工時(shí)，精加工反臺(tái)階孔時(shí)，由于孔的精度要求高，同時(shí)受中間φ9孔的限制，刀體寬度受到了限制，經(jīng)計(jì)算，反臺(tái)階孔內(nèi)側(cè)到φ9孔處尺寸為2mm，刀桿直徑必須小于9mm，因而刀體強(qiáng)度低，剛性差，在刃磨時(shí)刀尖精度難以控制，在進(jìn)行首件加工時(shí)需反復(fù)調(diào)整刀具尺寸參數(shù)，而且加工過程不可靠，操作難度大，加工效率低。
 
      2.1.2 連桿加工刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 
      2.1.2.1 確定刀具結(jié)構(gòu)
 
      為解決精加工刀具精度，所設(shè)計(jì)的刀具必須能夠進(jìn)行微調(diào)，并且微調(diào)精度須控制在0.01以內(nèi)，利用公司現(xiàn)有刀具進(jìn)行改制。
 
      2.1.2.2 刀體及鏜頭的選取
 
      為了合理利用刀具并充分考慮刀具的精度，刀體及鏜頭選用瑞典山高刀具中EM 型 - DIN 69871-AD 刀柄，A72002 - 精鏜頭，軸向型，細(xì)長(zhǎng)，帶微調(diào)（增量0.01 mm，微調(diào) 2.5 μm，直徑方向上）。
 
      2.1.2.3刀桿的設(shè)計(jì)
 
      為了確保刀桿的鋼度及精度，現(xiàn)采用φ10或φ12進(jìn)口硬質(zhì)合金立銑刀報(bào)廢刀具進(jìn)行改制。
 
      2.1.2.4刀片的設(shè)計(jì)
 
      為了使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，在加工過程中盡可能的少調(diào)整，提高加工工藝性
 
      此刀片用白鋼刀進(jìn)行制作，采用線切割機(jī)床切成3×3×8后，對(duì)刀片進(jìn)行刃磨，刃口鋒利，在加工時(shí)需加工正面孔和反面臺(tái)階孔，因此須刃磨上下刃口。
 
      2.1.3刀具的安裝及使用
 
      刀具使用時(shí)，在鏜A處孔時(shí)，進(jìn)行對(duì)刀，首先進(jìn)行粗鏜，用內(nèi)徑千分表量出實(shí)際加工孔徑后，調(diào)整精鏜頭處刻度2來滿足加工精度要求，加工完A處孔后，加工B處孔時(shí)，停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將刀桿通過φ9孔，偏移合適坐標(biāo)，將刀具移到加工孔位置，啟動(dòng)主軸，用加工程序控制加工B處孔尺寸。
 
      2.2 套筒的加工
 
      我公司加工某航天產(chǎn)品中的套筒零件，零件材料為30CrMnSiA高強(qiáng)度鋼。
 
      2.2.1套筒的加工主要工藝性分析
 
      套筒是深孔類零件的加工，深孔是指深徑比大于5:1的孔，當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，可以通過選擇相應(yīng)的設(shè)備和工藝裝備來解決深孔加工問題，這些設(shè)備為專用設(shè)備，在航天產(chǎn)品生產(chǎn)中，由于航天產(chǎn)品具有特殊性，其生產(chǎn)特點(diǎn)為多品種、小批量、產(chǎn)品精度高。這些生產(chǎn)特點(diǎn)決定了航天產(chǎn)品的生產(chǎn)以通用設(shè)備為主，并且受生產(chǎn)周期和加工成本的限制，深孔加工往往成了加工生產(chǎn)中的瓶頸問題。近年來，我公司航天產(chǎn)品研制較多，在生產(chǎn)過程中遇到不少深孔加工問題，在加工過程中經(jīng)過多次摸索，通過制作浮動(dòng)拉鉸刀刀具來解決深孔加工精度。
 
      2.2.2 套筒加工的刀具設(shè)計(jì)
 
      2.2.2.1 浮動(dòng)拉鉸刀結(jié)構(gòu)
 
      該刀具結(jié)構(gòu)類似于浮動(dòng)鉸刀，但導(dǎo)向面位于切削刃后部。
 
      2.2.2.2 浮動(dòng)拉鉸刀裝置結(jié)構(gòu)
 
      浮動(dòng)拉鉸刀刀柄1與開口彈簧夾頭3相連，裝入莫氏錐體4中通過鎖緊螺母2進(jìn)行鎖緊連接。
 
      2.2.2.3 刀具安裝使用
 
      該刀具裝在車床上使用，將浮動(dòng)拉鉸刀1刀柄部份穿過工件內(nèi)孔，然后將工件與刀具一起裝在卡盤上，將莫氏錐體4放入尾座中，將開口彈簧夾頭3放置在鎖緊螺母里，把鎖緊螺母輕輕擰入莫氏錐體4上，并根據(jù)工件的長(zhǎng)度來調(diào)整尾座與卡盤間的距離，再擰緊鎖緊螺母，用尾座拉動(dòng)浮動(dòng)拉鉸刀進(jìn)行加工零件。
 
      2.3 殼體中小孔的加工
 
      在航天產(chǎn)品，由于裝配和性能的需要，在很多殼體的加工過程中均會(huì)遇到一些孔徑小精度高的孔系零件，各孔的孔徑較小、精度要求高，在產(chǎn)品前期研制過程中，生產(chǎn)數(shù)量少，由于產(chǎn)品未進(jìn)入定型狀態(tài)，設(shè)計(jì)方案隨時(shí)都會(huì)發(fā)生更改，通過生產(chǎn)過程的模索，為了保證研制加工周期并確保產(chǎn)品加工精度，針對(duì)該產(chǎn)品設(shè)計(jì)了浮動(dòng)鏜刀來滿足加工需求。
 
      2.3.1 殼體零件工藝性分析
 
      殼體中小孔數(shù)量較多，孔徑精度要求高，孔的形位公差要求高，由于該殼體為非定型產(chǎn)品，為便于今后設(shè)計(jì)改進(jìn)后刀具還能繼續(xù)使用，對(duì)通孔和盲孔分別設(shè)計(jì)鏜刀刀具，由于孔徑精度要求，鏜刀設(shè)計(jì)成帶微調(diào)裝置的鏜刀，為了充分利用現(xiàn)有資源，刀體及鏜頭選用瑞典山高刀具中EM 型 - DIN 69871-AD 刀柄，A72002 - 精鏜頭，軸向型，細(xì)長(zhǎng)，帶微調(diào)。
 
      2.3.2 殼體中φ3~φ6通孔刀具結(jié)構(gòu)
 
      在加工過程中刀桿部分為多種規(guī)格，根據(jù)孔徑不同范圍進(jìn)行更換不同規(guī)格的刀片和刀桿，也可根據(jù)孔徑范圍對(duì)刀片進(jìn)行調(diào)整來滿足加工需要。
 
      2.3.3 殼體中盲孔刀具結(jié)構(gòu)
 
     在加工過程中刀桿部分為多種規(guī)格，根據(jù)孔徑不同范圍進(jìn)行更換不同規(guī)格的刀片和刀桿。
 
      1-刀片 2-頂桿 3-刀桿 4-精鏜頭 5-刻度盤 6-刀體
 
      3 結(jié)束語
 
      在航天產(chǎn)品加工過程中，由于航天產(chǎn)品精度要求高、批量小、更新?lián)Q代周期短的特點(diǎn)，在精密數(shù)控加工時(shí)對(duì)刀具的選取應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。但是在某些特殊零件的試制、小批量加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一些刀具的設(shè)計(jì)。