在机械制造中,经常会遇到孔的加工,对于中小型零件,一般可在车床上镗孔。在制定镗孔工艺规程时,镗刀杆尺寸的确定便十分重要。受到孔径大小的限制,镗刀杆的直径不可能选得过大,但镗刀杆直径选得太小,又将影响到镗孔的质量和生产率,因此必须合理的确定镗刀杆的尺寸。传统的做法多凭经验,一般采用类比法。
本文采用优化设计的方法,更科学、更合理的来确定镗刀杆的尺寸。 车床上镗孔时,镗刀杆的刀体压在刀架上,刀头伸入孔内进行切削加工,因此镗刀杆可以看成是在切削力作用下的一根悬臂梁。 根据金属切削原理可知,在镗孔加工过程中,镗刀承受了切向力fc,径向力fp和轴向力ff的作用。ff较小且作用在镗刀杆的轴线方向上,对镗刀杆尺寸影响不大,为简化问题起见,将其忽略。在fc和fp的作用下,镗刀杆将产生弯曲、扭转等变形甚至破坏。因此镗刀杆必须有适当的尺寸,以获得足够的强度和刚度,保证镗孔的质量。 另外,在镗孔的时候,如果镗刀杆太粗,将会造成镗刀杆与孔壁相碰,并使切屑难以排除,这样不仅影响到加工的质量,甚至会使加工不能顺利进行。同时,为了保证镗出孔的全长,镗刀杆的长度还应大于孔的长度。因 此镗刀杆的尺寸必须与孔的尺寸相适应,以满足镗孔工艺的要求。