七问U轴刀具，要你到底有何用？
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故事的最开始，我们先看两段视频，大家来猜猜这是什么？两点提示：
1.它可以一刀多用；
2.在加工中心上径向运动，具备车削功能。
更换过程
这是用于加工中心上进行复杂工件加工的U轴刀具，可能你还对它有所疑惑，于是接下来我们一起对U轴刀具进行一场“拷问”。
图1 U轴刀具传动示意图
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什么是U轴？
刀具旋转的同时，刀头可沿着刀架端面可做径向运动。这种在NC控制下可达到0.001mm的精度、沿径向进行运动的轴，称之为U轴。
图2
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U轴刀具可以加工哪种工件？
可用加工中心加工的车削件（外圆加工，内孔加工，端面加工），U轴刀具都可以加工；还可以实现锥面加工，径向加工，螺纹加工，凹槽加工等
图3
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U轴刀具加工的最大直径是多少？
U轴刀具的最大行程是固定不变的，但可以通过更换刀架来扩展可加工工件的尺寸范围。刀架可按需要任意设计，例如：安装镗刀的孔径可改变，刀头的安装位置可以偏离中心。
图4 刀具行程计算
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外表面车削加工能实现吗？
可通过调整刀头安装方向，即把刀头反转向内安装，实现对工件外表面的车削加工。
图5 外表面车削
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U轴刀具可进行重切削镗孔吗？
可以，如图案例所示：（机床进给: TVU4 (BT40)，材料：FC25 (V=80m/min) ，切削深度: 6mm，进给:0.2mm/rev，材料：S45C (V=120m/min)，切削深度：4mm，进给：0.1mm/rev）
图6 切削镗孔
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U轴刀具加工可达到的精度是多少？
通过使用一套自动测量和补偿系统，可确保加工的公差要求，达到定位精度重复±3μm，定位精度±1.5μm
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U轴刀具加工的圆度可达到多少？
如上图的案例：直圆柱部圆度2.3μm，锥体部圆度2.6μm（加工条件：转速1000rpm，进给：0.06mm/rev）
图7 圆度加工
到现在我们知道，对于复杂的工件，传统的做法是在加工每个面、孔、柱时，需要独自的刀具来加工。而使用带u轴刀具的加工中心，只要把复杂工件固定在工件台上后就可以进行各种加工，同时精度也有保证。但是问了U轴刀具这么多问题，它自己也有话要说！以下这些是它的优势所在。
1.我可以减少镗孔车刀的使用数量，一把U轴刀具相当于好几把镗削刀具
图8
2.我易于调整，并用于形状复杂的工件加工。对于复杂工件，传统做法是配重后进行车削加，现在使用带U轴刀具的加工中心，则可把工件固定在工作台上进行加工。
图9
3.除非使用U轴刀具，通常加工中心无法进行内锥面加工。如下图加工案例（材料: S45C 尺寸: φ60×30加工条件主轴转速: 2300rpm进给: 0.06mm/rev加工精度表面粗糙度: 4S）
图10 内锥面加工
4.除非使用U轴刀具，通常加工中心无法进行球面加工。如下图案例（材料: SCM414硬度: HRC58～62加工条件主轴转速: 600rpm进给: 0.05mm/rev进刀量φ0.1mm加工精度形状φ200.0278＋0.033表面粗糙度:2.5S）
图11 球面加工
5.U轴刀具的程序简单，格式（半径指令）与车床程序相同，使用G01，G02，便可自由自在地加工锥度R。
图12 加工图纸
图13 编制程序
结 语
故事的最后，让我们对这个身兼不同职能的多用U轴刀具表示感谢，因为它简化了复杂的、偏心或不规则的零件加工工艺；使用刀具少；加工时间短；生产效率高，加工成本低。一次性投资即可终身受益。
-End-
?来源：夹具侠、金属加工
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