高精度多功能镗刀模块

按 其切削刃数量可分为单刃镗刀、双刃镗刀和多刃镗刀;按其加工表面可分为通孔镗刀、盲孔镗刀、阶梯孔镗刀和端面镗刀;按其结构可分为整体式、装配式和可调式。图1所示为单刃镗刀和多刃镗刀的结构。

单刃镗刀刀头结构与车刀类似，刀头装在刀杆中，根据被加工孔孔径大小，通过手工操纵，用螺钉固定刀头的位置。刀头与镗杆轴线垂直可镗通孔，倾斜安装可镗盲孔。

单刃镗刀结构简单，可以校正原有孔轴线偏斜和小的位置偏差，适应性较广，可用来进行粗加工、半精加工或精加工。但是，所镗孔径尺寸的大小要靠人工调整刀头的悬伸长度来保证，较为麻烦，加之仅有一个主切削刃参加工作，故生产效率较低，多用于单件小批量生产。

双刃镗刀有两个对称的切削刃，切削时径向力可以相互抵消，工件孔径尺寸和精度由镗刀径向尺寸保证。

镗刀杆由钢、钨基高密度合金或硬质合金制成。合金钢是最常用的刀杆材料，也有一些镗刀杆制造商采用AISI 1144碳高速钢。无论何种牌号的碳钢和合金钢，都有相同的弹性模量:E=30×106psi。一种常见的误解是认为采用高硬度或高品质钢制造镗刀杆可以减小挠曲量。而从挠曲计算公式可以看出，决定挠曲的变量之一是弹性模量而非硬度。

钨基合金是采用粉末冶金技术加工制成。钨、镍、铁、铜等高纯度金属粉末是烧结各种合金的典型元素，其中有些合金可用于制作镗刀杆和其它刀柄。用于制作镗刀杆的典型钨基高密度合金牌号是K1700(E=45×106psi)和K1800(E=48×106psi)，用它们制成的镗刀杆在以相同切削参数进行镗削加工时，其挠曲量可比相同直径和悬伸量的钢制刀杆减小50%~60%。

用硬质合金制成的镗刀杆挠曲量非常小，因为其弹性模量比钢和高密度钨基合金高得多。制作镗刀杆的典型硬质合金牌号的碳化钨含量为90%~94%，钴含量为10%~6%，根据行业编码规定，此类牌号属于C-1(E=82×106~84×106psi)、C-2(E=85×106~87×106psi)或C-3(E=89×106psi)系列。

镗刀片可采用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、PCD、PCBN等不同刀具材料制成。硬质合金镗刀片大多采用PVD或CVD涂层。例如，PVD TiN涂层适于加工高温合金和奥氏体不锈钢;PVD TiAlN涂层用途广泛，适于加工大部分钢、钛合金、铸铁及有色金属合金。这两种涂层都涂覆于具有良好抗热变形和抗断续切削能力的硬质合金基体上。此类硬质合金基体含有约94%的碳化钨和约6%的钴，属于行业编码规定中的C-3和C-4系列，相当于ISO标准的K-10~K-20、M-10~M-25及P-10~P-20系列。

CVD涂层硬质合金牌号适用于大部分钢和铸铁材料的镗削加工。CVD涂层是由TiN、Al2O3、TiCN及TiC等多层成分组成的复合涂层，其中每一层涂层都具有特定功能，不同的涂层组合能抵抗不同的磨损机制。典型的硬质合金牌号由碳化钨、碳化钽及含钴TiC等多元碳化物组成，属于行业编码规定中的C-1~C-4、C-5~C-7系列，相当于ISO标准中的K-10~K-30、M-10~M-45和P-05~P-45系列。

陶瓷刀片牌号包括氧化铝(Al2O3)基和氮化硅(Si3N4)基两大类。氧化铝基陶瓷刀片又分为未涂层和PVD TiN涂层两类牌号。未涂层牌号具有较好的韧性和耐磨性，推荐用于合金钢、工具钢和硬度大于HRC60的马氏体不锈钢的镗削加工。涂层牌号则用于淬硬钢、铸铁(硬度HRC45或更高)、镍基及钴基合金的精镗加工。

氮化硅基陶瓷刀片包括双层CVD涂层(一层是TiN，另一层是Al2O3)牌号和未涂层牌号。涂层牌号兼具良好的韧性和刃口耐磨性，推荐用于灰铸铁和球墨铸铁的镗削加工。某些未涂层牌号具有优异的抗热冲击性及抗断裂韧性，而另一些牌号能够吸收机械冲击和保持良好的刃口耐磨性，此类牌号适于高温合金的镗削加工。具有高韧性的未涂层牌号推荐用于灰铸铁的粗镗加工和断续镗削。

金属陶瓷是由陶瓷材料(钛基硬质合金)与金属(镍、钴)结合剂组合而成的复合材料。金属陶瓷分为涂层牌号和未涂层牌号两类。未涂层牌号硬度较高，具有良好的抗积屑瘤和抗塑性变形能力，用于光洁度要求较高的合金钢精镗加工。多层PVD涂层牌号(两层TiN涂层之间夹一层TiCN涂层)可用于大部分碳钢、合金钢及不锈钢的高速精镗和半精镗加工;用于加工灰铸铁和球墨铸铁时，也可获得较长的刀具寿命和良好的表面光洁度。

聚晶金刚石(PCD)是由金刚石微粉、结合剂和催化剂在高温、高压下制成的超硬材料。PCD刀片是将PCD刀尖焊接在硬质合金基体上制成的。PCD刀具最有效的用途是加工过共晶铝合金(硅含量超过12.6%)。PCD刀具的切削刃能长久保持锋利，超过了任何其它刀具材料。此外，PCD刀具适用于高速切削。

聚晶立方氮化硼(PCBN)的硬度仅次于PCD。市场供应的PCBN刀片有多种结构型式，如焊接式PCBN刀片(将或大或小的PCBN刀尖焊接在硬质合金刀片上)、整体PCBN刀片、采用硬质合金基体的全加工面PCBN刀片等。PCBN刀片牌号通常用于淬硬钢、工具钢、高速钢(HRC45~60)、灰铸铁、冷硬铸铁以及粉末冶金材料的精镗加工。PCBN的一个独特性能是其室温硬度与切削时的高温硬度基本相同，这就使PCBN刀具在高速加工中可获得比加工相同工件的其它类型刀具更长的刀具寿命。

用于钢制镗刀杆的镗刀片型号有:CNMG 332、CNMG432和CNMG542;DNMG 332和DNMG 442;SNMG 432;TNMG 332和TNMG 432;VNMG 332和VNMG 432;WNMG 332和WNMG 432。镗刀片的主要几何角度有前角、刃倾角和余偏角。前角和刃倾角为负值，典型的前角值为-6°;刃倾角根据刀片形状的不同，在-10°~-16°之间取值;余偏角与刀片形状有关:CNMG和WNMG为-5°，DNMG和VNMG为-3°，TNMG为-1°，SNMG为15°。

用户通过对刀片材料及几何参数、刀杆材料及切削力进行认真权衡和优选，就会使镗刀的挠曲减至最小，加工出符合要求的孔。