孔端面锪平刀具改進的探討

劉佛貴 胡紹軍

（1.南車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266111；2.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲 4112001）

1 常用的孔端面锪平加工刀具的特點

在機械制造業(yè)中，為了保證螺紋緊固件的正確安裝，裝配螺栓、螺釘、雙頭螺柱用的光孔和螺紋孔的端面需要加工成平面。當(dāng)孔端面不適合整體加工成平面時，往往需要在孔的端面加工圓柱形沉頭孔或凸臺表面，即對孔端面進行锪平加工?？锥嗣骘疗郊庸こＳ玫牡毒哂袃煞N：標準平底锪鉆和帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具。

標準平底锪鉆可采用高速鋼整體結(jié)構(gòu)和硬質(zhì)合金鑲齒結(jié)構(gòu)。高速鋼整體結(jié)構(gòu)標準平底锪鉆適用于加低碳鋼和普通低合金鋼。鑲YG類硬質(zhì)合金標準平底锪鉆刀片抗彎強度、沖擊韌性和熱導(dǎo)率都比較高，只是硬度稍低些，適合加工鑄鐵和有色金屬。鑲YT類硬質(zhì)合金標準平底锪鉆硬度和耐磨性都高，但強度和沖擊韌性較差，適合于加工中高強度鋼。標準平底锪鉆磨損之后，需要專門的刀具廠家使用工具磨床進行修磨，修磨成本高，并且刀具一旦崩刃則需報廢。

帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具由帶導(dǎo)柱刀桿和白鋼條組成。白鋼條為鍛造高速鋼，具有較高的紅硬性、耐磨性和耐沖擊性能,抗彎強度、沖擊韌性與普通高速鋼在同一水平上，壽命是普通高速鋼的2倍以上，是一種物美價廉的刀具材料，適用于加工中低強度鋼和鑄鐵。白鋼條切削刃可以刃磨得比較鋒利，加工表面質(zhì)量粗糙度低。白鋼條磨損之后使用普通砂輪機進行修磨，修磨成本低。

2 問題的提出

某公司現(xiàn)接了一批產(chǎn)品，材質(zhì)為Q345C，要求對Φ22mm孔端面進行锪平，锪平直徑為Φ50mm，锪平表面粗糙度Ra12.5，加工示意圖見圖1。

圖1 制動器墊板Φ22mm孔端面锪平加工示意圖

根據(jù)工件材質(zhì)和加工要求，我公司長期以來使用帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具對該部位進行锪平加工。刀具如圖2所示，由帶導(dǎo)柱刀桿、白鋼條和1個緊定螺釘組成。刀桿直徑為Φ40mm，導(dǎo)柱直徑為Φ21mm。導(dǎo)柱徑向加工1個12.5mmX12.5mm的方孔，用于放置12mmX12mm的白鋼條。刀桿端面沿軸線加工1個M12螺紋孔，螺紋孔與方孔貫通，旋入M12內(nèi)六角平端緊定螺釘用于壓緊白鋼條。

圖2 帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具

該刀具加工過程中存在以下問題：

（1）锪平時刀桿承受較大的徑向力，導(dǎo)柱產(chǎn)生徑向擺動，對Φ22mm孔內(nèi)壁產(chǎn)生輕微劃傷，锪平之后需要對Φ22mm孔內(nèi)壁進行打磨。

（2）刀桿導(dǎo)柱剛性不足，為保證锪平質(zhì)量，需使用較低的切削用量，刀具轉(zhuǎn)速20r/min，進給量0.1mm/r，加工效率低。

3 改進措施

針對上述問題，設(shè)計并改進了一種不帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具，結(jié)構(gòu)如圖3所示，刀具由不帶導(dǎo)柱刀桿、白鋼條和3個緊定螺釘組成。刀桿直徑為Φ40mm,在刀桿端部加工1個與刀桿軸線成25°角的12.5mmX12.5mm的方孔。方孔上方加工2個M12的螺紋孔，方孔側(cè)面加工1個M12螺紋孔。將12mmX12mm的白鋼條一端刃磨出垂直刀桿軸線的切削刃，另一端放入刀桿方孔內(nèi)，使用3個M12內(nèi)六角平端緊定螺釘將白鋼條壓緊。

圖3 不帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具

不帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具刀桿為一體結(jié)構(gòu)，沒有前端導(dǎo)柱，刀桿剛性顯著提高，可以直接對孔端面進行锪平加工。白鋼條與刀桿軸線角度為25°，加工時刀桿承受較大的軸向力和較小的徑向力，刀桿徑向擺動減輕。與帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具比較，不帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具有以下優(yōu)勢：

（1）消除了導(dǎo)柱損傷底孔孔壁的質(zhì)量問題。

（2）提高了锪平表面質(zhì)量，锪平表面粗糙度達到Ra6.3。

（3）刀具轉(zhuǎn)速50r/min，進給量0.15mm/r，加工效率為原刀具的3.75倍。

4 結(jié)論

不帶導(dǎo)柱刀桿锪平刀具繼承了白鋼條锪平刀具的優(yōu)勢，又通過改進刀桿結(jié)構(gòu)提升了加工質(zhì)量和效率，加工效果良好，可推廣應(yīng)用到各類鑄鐵和中低強度鋼的锪平加工。

[1] 張樹森.機械制造工程學(xué)[M].沈陽：東北大學(xué)出版，2001.

[2] 袁哲俊，劉華明.刀具設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[3] 陳宏鈞等.實用機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996.