關於鏜削加工已有許多技術文章，其一些文章寫得很不錯，但也有一些文章存明顯謬誤。為了有效完成這種重要內孔精加工，必須消除有關鏜削一些錯誤觀念。
鏜削一種用刀具擴大孔或其它圓形輪廓內徑車削工藝，其應用範圍一般從半粗加工到精加工，所用刀具通常為單刃鏜刀（稱為鏜桿）。
鏜刀有三個基本元件：可轉位刀片、刀桿鏜座。鏜座用於夾持刀桿，夾持長度通常約為刀桿直徑4倍。裝有刀片刀桿從鏜座伸出長度稱為懸伸量（鏜刀無支承部分）。懸伸量決定了鏜孔最大深度，鏜刀最重要尺寸。懸伸量過大會造成刀桿嚴重撓曲，引起振顫，從而破壞工件表面質量，還可能使刀片過早失效。這些都會降低加工效率。
對於大多數加工應用，用戶都應該選用靜剛度動剛度儘可能高鏜刀。靜剛度反映鏜刀承受因切削力而產生撓曲能力，動剛度則反映鏜刀抑制振動能力。
本文第一部分主要分析鏜刀靜剛度。文資料來源於作者對鏜刀撓曲研究。鏜刀撓曲取決於刀桿材料機械性能、刀桿直徑切削條件。
切削力
作用於鏜刀上切削力可用一個旋轉測力計進行測量。被測力包括切向力、進給力徑向力。與其它兩個力相比，切向力量值最大。
切向力垂直作用於刀片前刀面，並將鏜刀向下推。需要注意，切向力作用於刀片刀尖附近，而並非作用於刀桿心軸線，這一點至關重要。切向力偏離心線產生了一個力臂（從刀桿心線到受力點距離），從而形成一個力矩，它會引起鏜刀相對其心線發生扭轉變形。
進給力量值第二大力，其作用方向平行於刀桿心線，因此不會引起鏜刀撓曲。徑向力作用方向垂直於刀桿心線，它將鏜刀推離被加工表面。
因此，只有切向力徑向力會使鏜刀產生撓曲。已沿用了幾十年一種經驗演演算法為：進給力徑向力大小分別約為切向力25％50％。但如今，人們認為這種比例關係並非「最優演演算法」，因為各切削力之間關係取決於特定工件材料及其硬度、切削條件刀尖圓弧半徑。推薦採用以下公式來計算切向力Ft：
Ft＝396000×切削深度×進給率×功率常數
加工不同工件材料時鏜刀所受徑向力計算公式見表1。
表1 鏜刀徑向力計算
工件材料－布氏硬度－徑向力計算公式
碳鋼，合金鋼，不鏽鋼，工具鋼－80～250－Fr＝0.308×Ft
碳鋼，合金鋼，不鏽鋼，工具鋼－250～400－Fr＝0.672×Ft
球墨鑄鐵，灰鑄鐵－150～300－Fr＝0.331×Ft
鏜刀撓曲
鏜刀類似於一端固定（鏜座夾持部分）、另一端無支承（刀桿懸伸）懸臂樑，因此可用懸臂樑撓曲計算公式來計算鏜刀撓曲量：
y=（F×L3）/（3E×I）
式：F為合力，L為懸伸量（單位：英寸），E為彈性模量（即刀桿材料楊氏模量）（單位：psi，磅/平方英寸），I為刀桿截面慣性矩（單位：英寸4）。
鏜刀桿截面慣性矩計算公式為：
I=（π×D4）/64
式：D為鏜刀桿外徑（單位：英寸）。
鏜刀撓曲計算實例：
加工條件：工件材料：AISI 1045碳鋼，硬度HB250；切削深度：0.1″，進給量：0.008英寸/轉；刀桿直徑：1″，刀桿彈性模量：E＝30×106psi，刀桿懸伸量：4″。
（1）切向力計算
Ft＝396000×切削深度×進給量×功率常數＝396000×0.1×0.008×0.99＝313.6 lbs
（2）徑向力計算
Fr＝0.308×Ft＝0.308×313.6＝96.6 lbs
（3）合力計算
F＝328.1 lbs
（4）截面慣性矩計算：
I＝（π×D4）/64＝0.0491 in.4
（5）鏜刀撓曲計算
y=（F×L3）/（3E×I）=0.0048″
分析鏜刀撓曲截面慣性矩計算公式可知，鏜削加工時應遵循以下原則：
（1）鏜刀懸伸量應儘可能小。因為隨著懸伸量增大，撓曲量也會隨之增大。例如，當懸伸量增大1.25倍時，刀桿外徑切削參數保持不變情況下，撓曲量將增大近2倍。
（2）鏜刀桿直徑應儘可能大。因為當刀桿直徑增大時，其截面慣性矩也會增大，撓曲量將會減小。例如，當刀桿直徑增大1.25倍時，懸伸量切削參數保持不變情況下，撓曲量將減小近2.5倍。
（3）懸伸量、刀桿外徑切削參數保持不變時，採用高彈性模量材料鏜刀桿可以減小撓曲量。
鏜刀桿材料
鏜刀桿由鋼、鎢基高密度合金或硬質合金製成。合金鋼最常用刀桿材料，也有一些鏜刀桿製造商採用AISI 1144碳高速鋼。無論何種牌號碳鋼合金鋼，都有相同彈性模量：E＝30×106psi。一種常見誤解認為採用高硬度或高品質鋼製造鏜刀桿可以減小撓曲量。而從撓曲計算公式可以看出，決定撓曲變數之一彈性模量而非硬度。
鎢基合金採用粉末冶金技術加工製成。鎢、鎳、鐵、銅等高純度金屬粉末燒結各種合金典型元素，其有些合金可用於製作鏜刀桿其它刀柄。用於製作鏜刀桿典型鎢基高密度合金牌號K1700（E=45×106psi）K1800（E=48×106psi），用它們製成鏜刀桿以相同切削參數進行鏜削加工時，其撓曲量可比相同直徑懸伸量鋼製刀桿減小50％～60％。
用硬質合金製成鏜刀桿撓曲量非常小，因為其彈性模量比鋼高密度鎢基合金高得多。製作鏜刀桿典型硬質合金牌號碳化鎢含量為90％～94％，鈷含量為10％～6％，根據行業編碼規定，此類牌號屬於C-1（E=82×106～84×106psi）、C-2（E=85×106～87×106psi）或C-3（E=89×106psi）系列。
鏜刀片材料及幾何參數
鏜刀片可採用硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷、PCD、PCBN等不同刀具材料製成。硬質合金鏜刀片大多採用PVD或CVD塗層。例如，PVD TiN塗層適於加工高溫合金奧氏體不鏽鋼；PVD TiAlN塗層用途廣泛，適於加工大部分鋼、鈦合金、鑄鐵及有色金屬合金。這兩種塗層都塗覆於具有良好抗熱變形抗斷續切削能力硬質合金基體上。此類硬質合金基體含有約94％碳化鎢約6％鈷，屬於行業編碼規定C-3C-4系列，相當於ISO標準K-10～K-20、M-10～M-25及P-10～P-20系列。
CVD塗層硬質合金牌號適用於大部分鋼鑄鐵材料鏜削加工。CVD塗層由TiN、Al2O3、TiCN及TiC等多層成分組成複合塗層，其每一層塗層都具有特定功能，不同塗層組合能抵抗不同磨損機制。典型硬質合金牌號由碳化鎢、碳化鉭及含鈷TiC等多元碳化物組成，屬於行業編碼規定C-1～C-4、C-5～C-7系列，相當於ISO標準K-10～K-30、M-10～M-45P-05～P-45系列。
陶瓷刀片牌號包括氧化鋁（Al2O3）基氮化硅（Si3N4）基兩大類。氧化鋁基陶瓷刀片又分為未塗層PVD TiN塗層兩類牌號。未塗層牌號具有較好韌性耐磨性，推薦用於合金鋼、工具鋼硬度大於HRC60馬氏體不鏽鋼鏜削加工。塗層牌號則用於淬硬鋼、鑄鐵（硬度HRC45或更高）、鎳基及鈷基合金精鏜加工。
氮化硅基陶瓷刀片包括雙層CVD塗層（一層TiN，另一層Al2O3）牌號未塗層牌號。塗層牌號兼具良好韌性刃口耐磨性，推薦用於灰鑄鐵球墨鑄鐵鏜削加工。某些未塗層牌號具有優異抗熱衝擊性及抗斷裂韌性，而另一些牌號能夠吸收機械衝擊保持良好刃口耐磨性，此類牌號適於高溫合金鏜削加工。具有高韌性未塗層牌號推薦用於灰鑄鐵粗鏜加工斷續鏜削。
金屬陶瓷由陶瓷材料（鈦基硬質合金）與金屬（鎳、鈷）結合劑組合而成複合材料。金屬陶瓷分為塗層牌號未塗層牌號兩類。未塗層牌號硬度較高，具有良好抗積屑瘤抗塑性變形能力，用於光潔度要求較高合金鋼精鏜加工。多層PVD塗層牌號（兩層TiN塗層之間夾一層TiCN塗層）可用於大部分碳鋼、合金鋼及不鏽鋼高速精鏜半精鏜加工；用於加工灰鑄鐵球墨鑄鐵時，也可獲得較長刀具壽命良好表面光潔度。
聚晶金剛石（PCD）由金剛石微粉、結合劑催化劑高溫、高壓下製成超硬材料。PCD刀片將PCD刀尖焊接硬質合金基體上製成。PCD刀具最有效用途加工過共晶鋁合金（硅含量超過12.6％）。PCD刀具切削刃能長久保持鋒利，超過了任何其它刀具材料。此外，PCD刀具適用於高速切削。
聚晶立方氮化硼（PCBN）硬度僅次於PCD。市場供應PCBN刀片有多種結構型式，如焊接式PCBN刀片（將或大或小PCBN刀尖焊接硬質合金刀片上）、整體PCBN刀片、採用硬質合金基體全加工面PCBN刀片等。PCBN刀片牌號通常用於淬硬鋼、工具鋼、高速鋼（HRC45～60）、灰鑄鐵、冷硬鑄鐵以及粉末冶金材料精鏜加工。PCBN一個獨特性能其室溫硬度與切削時高溫硬度基本相同，這就使PCBN刀具高速加工可獲得比加工相同工件其它類型刀具更長刀具壽命。
用於鋼製鏜刀桿鏜刀片型號有：CNMG 332、CNMG432CNMG542；DNMG 332DNMG 442；SNMG 432；TNMG 332TNMG 432；VNMG 332VNMG 432；WNMG 332WNMG 432。鏜刀片主要幾何角度有前角、刃傾角余偏角。前角刃傾角為負值，典型前角值為－6°；刃傾角根據刀片形狀不同，－10°～－16°之間取值；余偏角與刀片形狀有關：CNMGWNMG為－5°，DNMGVNMG為－3°，TNMG為－1°，SNMG為15°。
用戶通過對刀片材料及幾何參數、刀桿材料及切削力進行認真權衡優選，就會使鏜刀撓曲減至最小，加工出符合要求孔。
