淺析提高鉸孔精度的方法

唐柏

摘 要：本文分析了影響鉸孔質(zhì)量的主要因素，總結(jié)鉸孔經(jīng)驗(yàn)，提出在鉸孔過程中對鉸孔加工質(zhì)量的控制，規(guī)范鉸孔動(dòng)作要領(lǐng)，提高鉸孔的加工精度，具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鉸孔；鉸削用量；表面粗糙度；精度

鉸孔是普遍應(yīng)用的孔的精加工方法之一。因?yàn)殂q刀的齒數(shù)較多，導(dǎo)向性能好，心部的直徑大，刀具的剛性好，加工余量較小，切屑的厚度較薄，可以獲得IT8～I(xiàn)T6級(jí)直徑尺寸精度，內(nèi)孔的表面粗糙度值可以控制在Ra1.6～0.2μm之間。但實(shí)際生產(chǎn)中，鉸孔加工質(zhì)量往往不能達(dá)到理想的要求，本文就如何控制鉸孔精度進(jìn)行以下分析。

1 鉸刀的組成

鉸刀由柄部、頸部、工作部分組成，見上圖所示。

2 影響鉸孔質(zhì)量的主要因素

（一）鉸刀幾何參數(shù)。鉸孔質(zhì)量的好壞取決于鉸刀本身的精度和表面粗糙度。因此，鉸刀幾何參數(shù)的合理選擇，決定了被鉸孔加工質(zhì)量的好壞。一是鉸刀直徑。它是根據(jù)被加工孔的公稱尺寸和公差以及在鉸削過程中被加工孔的擴(kuò)張量或收縮量決定的。二是鉸刀的齒數(shù)。一般，鉸刀的齒數(shù)愈多，鉸孔的精度就越高，表面粗糙度值就越低，同時(shí)，分布在每個(gè)切削刃上的負(fù)荷也就小，有利于減少鉸刀的磨損。但齒數(shù)增多后卻降低了刀齒強(qiáng)度，減小了容屑槽。在切削時(shí)，切屑就不容易排出。特別是鉸深孔和切削余量大時(shí)，因容屑槽被切屑堵塞，切削液流不進(jìn)去，致使鉸刀和工件因產(chǎn)生熱量而變形，影響加工質(zhì)量。鉸刀的齒數(shù)一般都選用偶數(shù)。三是切削錐角。它主要是根據(jù)不同的加工材料和鉸刀的類型來加以選擇。四是前角。由于鉸削的余量較小，切削僅在刀尖處進(jìn)行，與刀齒的前傾面很少接觸，故前角可以為零，但在鉸削塑性較大的材料時(shí)，為避免切屑粘滯在刀刃上，前角應(yīng)取大一些。五是后角。鉸刀的后角大，雖然可以提高切削刃的銳利程度，卻降低了刀齒強(qiáng)度，在切削過程中容易產(chǎn)生震動(dòng)和磨損，鉸刀直徑也隨之減小，使鉸孔直徑達(dá)不到要求。六是刃帶寬度。它主要是引導(dǎo)鉸刀方向和光整孔壁，同時(shí)也為了便于測量鉸刀的直徑。鉸刀的齒數(shù)越多刃帶的積累寬度也大。因此有利于孔壁降低表面粗糙度值，鉸刀的直徑也不容易變小。但鉸刀刃帶較寬或積累寬度值過大時(shí)，會(huì)增加摩擦力矩和切削熱，對孔壁的擠壓比較嚴(yán)重，容易將孔徑漲大，一般選擇鉸刀的刃帶不超過0.25mm。七是鉸刀的倒錐量。磨倒錐量是為了避免鉸刀校準(zhǔn)部分后面摩擦孔壁。

（二）鉸削用量。對鉸孔而言，鉸削用量是很重要的。它對鉸削過程中的摩擦切削力，切削熱以及切屑瘤的形成和加工精度、表面粗糙度都有極大的影響，因此一定要合理加以選擇使用。一是鉸削余量。鉸削余量不宜留得太大或太小。因?yàn)殂q削余量留得太小，鉸削時(shí)不易校正上道工序殘留的變形和去掉表面殘留的缺陷，使鉸孔質(zhì)量達(dá)不到要求。若所留的鉸削余量太大，勢必加大每一個(gè)刀齒的切削負(fù)荷，破壞了鉸削過程中的穩(wěn)定性，且增加了切削熱，使鉸刀的直徑脹大，孔徑也隨之?dāng)U張，切屑的形成必然呈撕裂狀態(tài)，造成加工表面粗糙。二是機(jī)鉸的切削速度和進(jìn)給量。鉸削速度和進(jìn)給量要根據(jù)加工材料合理選擇。進(jìn)給量不能選得太小，太小時(shí)切削厚度可能小于切削刀齒的小圓半徑。鉸削余量、切削速度、進(jìn)給量這三個(gè)要素是相互影響，當(dāng)鉸削余量較大時(shí)，切削速度，進(jìn)給量就不能選得過高；反之，如果切削速度和進(jìn)給量選取較小值時(shí)，則可適當(dāng)提高切削速度。

當(dāng)然，為了更好地控制鉸孔加工質(zhì)量，除了鉸刀幾何參數(shù)及鉸削用量外，可在鉸削過程中，采用合理的切削液來排屑和冷卻。

3 鉸孔加工過程中的質(zhì)量控制

（一）手工鉸孔加工。手工鉸孔時(shí)，鉸刀受加工孔的引導(dǎo)，在手的扳動(dòng)下進(jìn)行斷續(xù)鉸削。由于通過人手直接扳動(dòng)鉸刀，處于自由狀態(tài)，稍有不慎，鉸刀就會(huì)左右搖擺，將孔口擴(kuò)大。同時(shí)，鉸刀尚需作周期性的停歇，影響加工孔的表面粗糙度。因此，必須嚴(yán)格遵守手工鉸孔工藝規(guī)程，從而保證手工鉸孔的質(zhì)量。

1、工件裝夾要正，使操作者在鉸孔時(shí)，對鉸刀的垂直方向有一個(gè)正確的視覺和標(biāo)志。

2、鉸刀的中心要與孔的中心盡量保持重合，不得歪斜，特別是鉸削淺孔時(shí)。

3、在手鉸過程中，兩手用力要平衡，旋轉(zhuǎn)鉸杠的速度要均勻，鉸刀不得搖擺，以保持鉸削穩(wěn)定性。

4、鉸削進(jìn)刀時(shí)，不要猛力壓鉸杠，要隨著鉸刀的旋轉(zhuǎn)輕輕加壓于鉸杠，使鉸刀緩慢地引進(jìn)孔內(nèi)并均勻地進(jìn)給，以保持良好的內(nèi)孔表面粗糙度。

5、在鉸削過程中，鉸刀被卡住時(shí)，不要猛力扳動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉸杠，以防止鉸刀折斷，而是應(yīng)該將鉸刀取出，清除切屑，檢查鉸刀是否崩刃。如果有輕微磨損或崩刃，可進(jìn)行研磨，再涂上潤滑油繼續(xù)進(jìn)行鉸削加工。

6、注意變換鉸刀每次停歇的位置，以消除鉸刀常在同一處停歇所造成的振痕。

7、鉸刀退出時(shí)不能反轉(zhuǎn)。因?yàn)殂q刀有后角，反轉(zhuǎn)會(huì)使切屑塞在鉸刀齒后面和孔壁之間將孔壁劃傷，同時(shí)鉸刀也容易磨損。

8、工件孔處于水平位置鉸削時(shí)，應(yīng)用手輕輕托住鉸杠使鉸刀中心與孔中心保持重合。當(dāng)工件結(jié)構(gòu)限制鉸杠作整圓周旋轉(zhuǎn)時(shí)，一般是用扳手扳轉(zhuǎn)鉸刀，每扳轉(zhuǎn)一次使其作少量的旋轉(zhuǎn)。

9、當(dāng)一個(gè)孔快鉸完時(shí)，不能讓鉸刀的校準(zhǔn)部分全部出頭，以免將孔的下端劃傷。另外，當(dāng)受到工件裝夾或工件結(jié)構(gòu)的限制時(shí)，不允許從孔的下面取出鉸刀。

（二）機(jī)動(dòng)鉸孔加工。當(dāng)鉸孔的批量較大且條件允許時(shí)，應(yīng)盡量采用機(jī)動(dòng)鉸孔。機(jī)動(dòng)鉸孔效率高，鉸刀的回轉(zhuǎn)中心比較穩(wěn)定，鉸削連續(xù)，進(jìn)刀量比較均勻，這些都有利于提高鉸孔質(zhì)量。

1、選用的鉆床，其主軸錐孔中心線的跳動(dòng)：搖臂鉆床靠近主軸端部不大于0.02mm，在距主軸端部300mm處應(yīng)不大于0.03mm。當(dāng)立式鉆床最大鉆孔直徑小于25mm時(shí)，在距離主軸端部l00mm處不大于0.03mm，當(dāng)最大鉆孔直徑大于等于25mm時(shí)，在距離主軸端部300mm處不大于0.05mm。

2、裝夾工件時(shí)，要保證被鉸孔的中心線垂直于鉆床工作臺(tái)平面，公差不大于0.002mm/100mm，鉸刀中心與工件預(yù)鉆孔中心重合公差不大于0.02mm。

3、開始鉸削時(shí)，為了引導(dǎo)鉸刀鉸進(jìn)，可采用手動(dòng)進(jìn)給。當(dāng)鉸進(jìn)2～3mm時(shí)，改用機(jī)動(dòng)進(jìn)給，以獲得均勻的進(jìn)刀量。

4、采用浮動(dòng)夾頭夾持鉸刀時(shí)，在未吃刀之前最好用手扶正鉸刀，慢慢引導(dǎo)使其接近孔緣，以防止鉸刀與工件發(fā)生撞擊。否則由于受到撞擊可能使鉸刀切削刃產(chǎn)生凹痕，或?qū)⒐ぜ卓诳星谐鲞^深的刀痕，造成鉸刀在繼續(xù)鉸削時(shí)發(fā)生振動(dòng)。

5、在鉸削過程中，輸入的切削液要充分，其成分根據(jù)工件材料來選擇。

6、在鉸削過程中，特別是鉸盲孔時(shí)，可分幾次不停車退出鉸刀，以清除鉸刀上的粘屑和孔內(nèi)切屑，防止切屑刮傷孔壁，同時(shí)也便于輸入切削液。

7、鉸刀在使用過程中，要注意保護(hù)好兩端的中心孔，以備刃磨鉸刀時(shí)使用。

8、鉸孔完畢，應(yīng)不停車退出鉸刀，同時(shí)也不允許鉸刀倒轉(zhuǎn)，否則會(huì)在孔壁上留下刀痕。

（三）鉸孔孔距精度的保證。在鉸孔操作過程中，孔距精度的保證要領(lǐng)，合理規(guī)范鉸孔的步驟分為以下幾個(gè)方面：劃準(zhǔn)線——打準(zhǔn)樣沖——小鉆頭定心——鉆中心孔——擴(kuò)底孔——倒角——鉸孔，如在打孔時(shí)發(fā)現(xiàn)孔距偏差較大，此時(shí)就如何保證孔距精度，應(yīng)以修孔精度為高。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對影響鉸孔的主要因素和鉸孔的加工方法加以分析后，就可以避免出現(xiàn)一些孔徑超差、內(nèi)孔表面粗糙度值高等各種各樣的問題，如此就可以提高孔的精度。

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