數控反鍃刀具的設計

X軸和Y軸定位之後，主軸自動定向停止，刀具以反刀尖方向偏移q，並快速定位在孔底R點。在此，刀具按原偏移量返回(回到所加工的孔中心位置)，並以順時針方向啟動主軸(M03)，進行反鍃切削；Z軸方向上一直加工Z點，主軸在這個位置再次准停之後，刀具退出原偏移量，並快速退出孔外，然後刀具返回原點並按原偏移量返回，主軸停轉(M05)，轉入下一程序段。

採用該方法反鍃切削時要進行讓刀運動，而且僅能完成鍃面直徑比較小的反鍃切削，因此該方法有很大的局限性。為了保證鏜桿剛性，如果孔比較小，反鍃面的位置比較遠，或反鍃面的直徑與孔徑的比值較大時，那麼，反鍃切削就無法實現。那麼即使能夠進行反鍃切削，但由於刀桿剛性差，易發生振動，使反鍃面出現波紋，表面粗糙度值升高，加工精度變差，效率降低。

(2)從正進行鍃孔加工

工件在孔加工完后，將工作台旋轉180°，從正面進行鍃孔，則增加了加工輔助時間；一般情況下，還要選用刀桿較長的刀具，因而剛性相對較差，影響加工精度。如果工件結構不允許(如圖1a、1d)，則這種方法也無法實現。

(3)用反鏜固定循環Ⅰ(G87)指令加工

此法的加工過程描述，如圖4所示。刀具達到孔底且主軸停止時，控制系統進入進給保持狀態，在此情況下，刀具可用手動方法移動，可以執行任意手動操作，手動裝卸刀具，手動反鍃切削。為了再啟動加工，應轉換到紙帶或存貯器方式，按START(啟動)鍵，然後按下一程序段NC指令執行。

(4)手動反鍃加工

在加工過程中，遇到反鍃工序時，給一任選停止指令M01，機床停止，由操作者手工裝卸反鍃刀具進行手動反鍃加工。

用第三種和第四種方法加工，增加了加工輔助時間，使數控加工的效率大大降低。這兩種方式與加工中心的自動化相矛盾，特別是在自動線上，其缺點更為突出。另外還增加了勞動強度。數控機床特別是較大規格的數控機床，加工區一般都用全防護裝置隔開，要完成反鍃工序，操作者必須隨時注意機床的運動情況，等停機後進入加工區安裝反鍃刀，而後手動或自動完成反鍃切削，手動卸下反鍃刀。然後再髮指令(按START鍵)。這樣既不安全，又影響生產效率，數控機床全自動的優越性發揮不出來。有些反鍃工序在加工中心上無法進行，因此必須在後續工序中專門進行反鍃加工。

可見，上述四種方法均有一定的局限性，這些方法還影響加工精度和加工效率，甚至有些反鍃孔根本不能用上述方法加工。可以說，反鍃加工是柔性製造系統或無人化生產的一大障礙。針對上述情況，為了解決加工中心反鍃存在的問題，筆者設計了加工中心用反鍃刀具，能有效地解決反鍃加工這一難題。

刀具裝入主軸后，給機床一向前運動的指令，當反鍃刀頭13移動到適當位置時，件14與工件表面接觸，刀體1繼續向前運動，件8和件7不再向前移動，但件2、6、10仍繼續向前移動。當它們移動到一固定位置時，在件10的作用下，刀頭13順時針轉動90°(即使刀刃處於切削方位)，同時，件6在凸輪的作用下旋轉並實現軸向定位。此時，給機床一向後退的指令，即刀體1向後移動，由於彈簧18的作用，件7、件8不能後退，件6受件<4的作用也不能後退，以保證刀頭13可靠定位。件3移動到與件7的鍵槽右端接觸時，啟動主軸旋轉並給機床一切削指令進行反鍃切削。反鍃結束后，主軸停止旋轉而向前運動，運動到第一次向前運動的最終位置時，在件2的作用下，消除件4對件6的軸向定位，這樣在刀具後退時，在件3和件7的右端接觸之前，件7、件8還不能後退，但件6由於消除了軸向定位，在彈簧9的作用下，件6、10向後退出，在件11的作用下，刀頭13逆時針轉動90°，後退到一定位置，在件3的作用下，整個刀具退出工件。至此，便完成了切削工序。以上整個動作均由機床程序自動完成。

對同一尺寸的孔，根據反鍃面所在的位置，可適當調整件14、15的位置，或更換件8所在的位置。件3的作用是傳遞扭矩及向後的拉力。件2、<4>、6是用來實現軸向定6所示。件4固定，件2作往複運動，件6作往複運動的同時，還作旋轉運動。件6處於位置(二)時實現軸向定位，處於位置(四)時消除軸向定位。動作S1、S2在加工前完成，S3、S4在加工后完成。

對不同規格的加工中心和數控機床，刀體1軸向凸輪定位機構有一二種規格即可。刀桿和切削部分則可根據具體的加工對象進行選用。

數控反鍃刀具的設計，解決了數控機床上難以實現或無法實現的反鍃切削問題，實現了加工中心反鍃加工自動化。實踐證明，這種刀具刀桿剛性好，性能可靠，使用方便，與傳統方法相比，具有顯著的優越性，能完成各種反鍃加工，實用.