铰孔质量的判别及其解决措施

刘生

0 引言
铰孔是半精加工基础上进行的一种精加工。一般铰孔的尺寸公差等级可达IT8～IT7，表面粗糙度R。值可达1.6～0.4。在实际加工中，常见的铰孔质量问题有表面粗糙度和尺寸精度差，孔口呈喇叭状等。现分析其产生原因和改进方法。
1 表面粗糙度差的原因及其对策
1 N1 {: A8 |9 q9 [$ k) h" L& E铰削速度过大
铰削用量各要素对铰孔的表面粗糙度均有影响，其中以铰削速度影响最大，如用高速钢铰刀铰孔，要获得较好的粗糙度Ra0.63µ；m，对中碳钢工件来说，铰削速度不应超过5m/min，因为此时不易产生积屑瘤，且速度也不高；而铰削铸铁时，因切屑断为粒状，不会形成积屑瘤，故速度可以提高到8～10m/min。如果采用硬质合金铰刀，铰削速度可提高到90～130m/min，但应修整铰刀的某些角度，以避免出现打刀现象。
- t* T  o& ]* q( F, |: e8 F铰削余量不适当，进给量过大
2 F7 p0 w- a* Q+ r9 K+ f一般铰削余量为0.1～0.25mm，对于较大直径的孔，余量不能大于0.3mm，否则表面粗糙度很差。故余量过大时可采取粗铰和精铰分开，以保证技术要求。余量过小，不能正常切削也会使表面粗糙度差。
铰孔的粗糙度Ra值随进给量的增加而增大，但进给量过小时，会导致径向摩擦力的增大，引起铰刀颤动，使孔的表面变粗糙。所以，如用标准高速钢铰刀加工钢件，要得到表面粗糙度Ra0.63µ；m，则进给量不能超过0.5mm/r，对于铸铁件，可增加至0.85mm/r。
铰刀刀刃不锋利，刃带粗糙
一般标准铰刀均未经研磨，影响铰孔的表面粗糙度，因此必须对新铰刀进行研磨。研磨时要注意铰刀的切削部分与校准部分的交界处，因为内孔最后在这里成形，刀具的粗糙度也在该处被反映到铰孔的内壁。所以研磨铰刀时，应特别注意用油石将该处轻轻地仔细研磨、抛光，使切削部分与校准部分的交接处圆滑过渡。经研磨的铰刀，切削刃后刀面刃带粗糙度得到改善，切削部分与校准部分交界处的粗糙度也得到改善，实际上是改善了铰刀本身的粗糙度，故有利于改善铰孔的表面粗糙度。
, \/ q- m' C% p; i3 F4 p铰孔时未使用润滑液或使用不当的润滑液
2 B* O4 j& A  V. l铰孔时未用润滑液，则铰刀工作部分的后刀面与孔壁会发生干摩擦，使孔的表面粗糙度差。同样，使用不适当的润滑液，不但不能改善摩擦情况，反而会使摩擦加剧，影响表面粗糙度。
$ W' q# g. l: [5 U* r用高速钢铰刀铰削碳素钢时，可用10%～15%的乳化液或硫化油，都能得到较好的表面粗糙度。铰削铸铁时，一般不用润滑液。
铰刀反转退出时会使表面粗糙度变差
铰刀反转退出时，因切削挤压铰刀，而划伤孔壁，故铰完后，应把铰刀从孔内沿进给方向拉出孔外，对柄部直径大于工件部分的铰刀，应保持与切削时相同转向退出。
2 喇叭状孔的起因及解决措施
/ |$ I$ `; z+ w2 k$ ?. N铰孔为喇叭状主要原因是：铰刀的切削部分与底孔不同心，进给方向和工件旋转中心不一致等。
0 n, _% k+ A$ T0 L/ @# ^解决措施如下：
改善铰刀的导向性能
可采用精密导向套，使铰刀沿规定的孔道铰削，如条件不允许用导向套，则可采用浮动夹头装夹铰刀，这样也可减小孔的喇叭形。
缩短铰刀标准长度来改善喇叭形
0 S) y  E/ i0 ?* i+ ~$ P其方法有2种：①铰刀的标准长度取4～12mm，其余部分直径磨小0.2～0.7mm；②取铰刀的标准部分为4～12mm，其余部分磨出较大的反锥，这2种方法均能缩短标准长度，有利于铰刀更好工作，后一种方法导向性略有降低，在实际工作中常用第1种方法。
4 h* a( N3 K6 U1 [8 ]& A3 防止孔径扩大
  n" x/ q  A$ `! N9 F! v( C开始铰孔、孔径就较大
/ i0 i, J! D$ |3 d开始铰孔的孔径较大。其原因是一般由于设备、铰刀某些缺陷和铰削用量选择不妥，所以应当检查相互位置是否正确，铰刀和工件是否同心、主轴或夹头有无径向跳动等因素。如果这些都无问题，则考虑选择的切削用量是否合适。
一般来说，孔径的增大是随切削速度、走刀量和铰削余量的增大而增大，选用适当的润滑液能改善孔径的扩张。总之，必须具体分析研究、找出原因，才能解决。
' ^0 z4 E! s% f- _( K# C- B' X4 {开始铰孔时孔径精确，后来孔径增大
! I* Q( b/ ?  E2 d7 R5 {这种孔扩大原因是刀齿上形成积屑瘤，或刃带粘屑而引起的。对高速钢铰刀除淬火外，还需表面硬化处理，铰削时采用极压润滑油等措施。均能改善粘屑情况。另外，正确选择切削速度，也可减少粘屑，一般工件材料越软，铰削速度应越小。此外，为改善铰孔质量，去除孔壁上的刀痕，铰刀应设计成不等距的刀齿。
6 u; _8 O' C" D, u6 p" x4 h, d  K4 结语
以上简略地谈了有关铰孔的质量问题，但在整个加工过程中，影响因素是很多的，故在实际生产中对具体问题应具体分析，从中找出原因，制定对策，以提高铰孔质量。
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