专用刀具在大中批量生产中的应用（二）

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撞靠式致动刀具

    这种刀具（图4）的工作原理是：机床主轴向前移动，当刀体上的刀具到达预定加工部位时，一个用轴承支承在刀体上的环形套就顶靠在工件的端面或夹具的止靠面上，使刀体不再向前移动，而主轴仍继续向前移动，此时通过传动元件（如齿条—齿轮—齿条或斜滑块，或传动杆等）将机床的轴向进给运动转换为刀具的轴向、斜向或圆周进给运动。

    撞靠式致动刀具与推（拉）杆致动刀具一样，在生产中是应用频率较高的专用刀具。

    离心力致动刀具

    这是一种很有创意的专用刀具，这种刀具是巧妙地利用了在高速加工时产生的离心力来推动刀具的移动或进给运动。

    图5所示是利用离心力致动的加工气门阀座和导管孔的专用刀具。这种刀具在加工时，刀具先是以1000r/min的转速锪削阀座工作锥面，锪削完后，刀具后退约0.2mm，接着刀具转速提高到5000r/min，此时刀体油腔中的活塞由于离心力的作用而径向外移，挤压油腔中的油去推动中心油腔中的活塞，从而推动铰刀对导管孔进行加工。在内部油路中设有节流阀，以便使铰刀保持恒定的进给速度。当导管孔加工完毕后，专用刀具的转速又降至1000r/min，铰刀在弹簧力的作用下自动退回到起始位置。

    采用上述专用刀具，气门阀座与导管孔的同轴度可达＜10μm。

    冷却润滑液致动的刀具

    这种刀具是利用机床冷却润滑液（约106Pa的压力）通过活塞来推动刀具的移动或转位。在生产中，这类致动刀具应用不多。

    2电子受控刀具

    这种刀具是在刀柄或刀体内装有伺服电动机进行工作的专用刀具，这种刀具通过非接触式（感应）的能量（电流）和数据传输，将刀体中的伺服电动机与机床的CNC控制系统连接起来，由机床CNC系统直接控制刀具的进给运动。微电子技术和刀具技术的结合，不仅为专用刀具的开发开拓了新的途径，并且更为刀具的智能化提供了可能。这就使这类电子受控刀具（图6）不仅能够实现常规刀具通常不能完成、需由机床或由设在机床主轴中的附加装置来完成的一些功能，并且还能实现NC技术所具有的一些功能，从而为这种刀具的多方面应用创造了条件。

    由于集成NC轴，使这类电子受控刀具成为加工中心的一个附加的和可更换的U轴。

    这类电子受控刀具，既可用来实现车端面、切槽、扩孔和铰孔等工序，又可与Z轴进行直线插补和圆弧插补而用来进行轮廓加工（斜面、圆弧、球面等）。

    这类电子受控刀具，当装上相应的传感器（测量加工的实际直径和切削力）就可对刀具的磨损进行补偿或对刀具的耐用度进行监控。

    目前，这种电子受控刀具已应用于对缸盖的气门阀座和导管孔的综合加工（如德国Makino和Grob公司在加工缸盖的设备上已应用了这种刀具）。

    利用NC插补的复合刀具

    这种复合刀具在加工中心上可以通过X轴和Y轴的圆弧插补实现刀具的圆周进给运动，利用X-，Y-，和Z轴的插补可实现刀具的螺旋进给运动。利用刀具的圆周进给就可以将切槽、倒角和镗孔工序集中在一把刀具上，而利用螺旋进给运动就可以将钻孔和铣螺纹集中在一把钻铣螺纹刀具上。

    预粗镗（去除铸造飞边）、粗镗、精镗、倒角和圆周铣削孔中的环槽。采用这种复合刀具与采用单个刀具进行加工相比，这种刀具显著减少了辅助时间，从而大大缩短了加工时间。

    目前，像加工连杆大头孔、链节铰链孔的复合刀具，也都利用机床轴的圆弧插补实现孔的倒角加工。

    专用刀具应用实例

    加工缸盖气门阀座和导管孔用的专用刀具

    图7所示的是一把采用车削阀座工作锥面和铰削导管孔的专用刀具（应用于组合机床），刀体上装有平衡滑板，以平衡车削刀架进给运动时所产生的不平衡力。

    阀座工作锥面的加工，通常有锪削和车削两种工艺。采用锪削工艺时，由于阀座是淬硬材料（HRC50～58），刀刃的磨损较快，这种刀刃磨损的轮廓会复制在工作锥面上，这会影响到阀座工作时的密封性。在这里所示的专用刀具由于采用车削工艺加工阀座工作锥面从而可避免锪削时出现的缺陷。

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