鉸孔加工中常見問題分析

本文將鉸孔過程中經常出現的問題作一剖析。

一、表面粗糙度差

1.鉸削速度過大

鉸削用量各要素中，以鉸削速度對表面粗糙度影響最大。機鉸時為了獲得較小的表面粗糙度，必須避免產生積屑瘤，減少切削熱及變形，因而應取較小的切削速度。如用高速鋼鉸刀鉸孔，要獲得較好的粗糙度，對中碳鋼，鉸削速度不應超過5m/min;而鉸削鑄鐵時，因切屑斷為顆粒，不會形成積屑瘤，故速度可以提高到8～10m/min，如果采用硬質合金絞刀，鉸削速度可提升到90～130m/min，但應修整絞刀的某些角度，以避免出現“打刀”現象。

2.鉸削余量選擇不適當

鉸削余量不宜太大，也不宜太小。如果鉸削余量太小，鉸削時就不能把上道工序遺留的加工痕跡全部切除，影響鉸孔質量。同時，刀尖圓弧與刃口圓弧的擠壓磨擦嚴重，使鉸刀的磨損加劇。如果鉸削余量太大，則增大刀齒的切削負荷，破壞鉸削過程的穩定性，并產生較大的切削熱，不但孔鉸不光，而且鉸刀容易磨損。一般鉸削余量為0.1～0.25mm，對于較大直徑的孔，余量不能大于0.3mm，否則表面粗糙度很差。故余量大時可采取粗鉸和精鉸分開，以保證技術要求。

3.鉸刀刀刃不鋒利，刀面粗糙

一般標準鉸刀均未經研磨，影響鉸孔的表面粗糙度，因此必須對新鉸刀進行研磨。研磨時要注意鉸刀的切削部分與校準部分的過渡處，因為內孔最后在這里成形，刀具的粗糙度也在該處被反映到鉸孔的內壁。所以研磨鉸刀時，應特別注意用油石將該處輕輕地仔細研磨、拋光，使切削部分與校準部分的交接處圓滑過渡(圖1)。

圖1 鉸刀的的磨損部位 圖2 鉸刀后刀面磨損后的正確修磨方法

鉸刀使用時磨損主要在后刀面，修磨后刀面時，應使油石與鉸刀后刀面貼緊，并沿切削刃的垂直方向推動油石，且保持油石運動的直線性和平穩性，防止將鉸刀刃口磨低而形成負后角，過渡刃處應圓滑過渡(圖2)。

使用手用鉸刀鉸孔時，鉸削速度較低，進給速度不均勻，每次停歇可能在加工表面留下振痕，為了降低表面粗糙度，可以用細油石把切削部分的切削刃研磨成0.1mm左右的小圓角(圖3)。對于塑性較大的金屬，為了避免在鉸削過程中出現“扎刀”現象，可在鉸刀切削部分的前刀面上，用細油石研磨出0.5mm寬的棱帶(圖4)。

圖3 刃口研磨成小圓角圖4 刀口前面研磨棱帶

4.鉸孔時未用潤滑液或使用不當的潤滑液

鉸孔時未用，則鉸刀工作部分的后刀面與孔壁會發生干磨擦，使孔的表面粗糙度差。同樣，使用不適當的潤滑液，不但不能改善磨擦情況，反而會使磨擦加劇，影響表面粗糙度。鉸削的切屑一般都很細碎，容易粘附在切削刃上，甚至夾在孔壁與鉸刀校準部分的刃帶之間，將已加工表面拉傷，使孔徑擴大。另外，鉸削時產生熱量較多，切削區域溫度升高會引起工件和鉸刀變形，影響鉸削質量和鉸刀壽命，因此在鉸削時必須用適當的切削液沖掉切屑，減少磨擦，并降低工件和鉸刀溫度，防止產生積屑瘤。用高速鋼鉸刀鉸削碳素鋼時，可用10%～15% 的乳化液或硫化油，都能得到較好的表面粗糙度。鉸削鑄鐵時，一般不用潤滑液。

5.鉸刀反轉退出時會使表面粗糙度變差

鉸刀反轉退出時，因切削擠壓鉸刀，會使切屑卡在孔壁和后面之間，將孔壁拉毛。同時，鉸刀反轉也容易磨損，甚至崩刃。故鉸完孔后，應把鉸刀從孔內沿進給方向拉出孔外，對柄部直徑大于工件部分的鉸刀，應保持與切削時相同轉向退出。

二、孔口成喇叭狀

鉸孔為喇叭狀主要原因是:鉸刀的切削部分與底孔不同心，進給方向和工作旋轉中心不一致等。解決措施如下:

1.改善鉸刀的導向性能

手鉸時，兩手用力要平衡，旋轉鉸杠的速度要均勻，鉸刀不得搖擺，以保持鉸削的穩定性，否則鉸刀軸心線將出現偏斜，使孔口處出現喇叭口或孔徑擴大。為防止鉸刀軸心線偏移，也可在鉆孔后立即在鉆床主軸孔內換上頂尖進行頂鉸。

機鉸時，必須保證鉆床主軸、鉸刀和工件孔三者的同軸度要求。當鉸孔精度要求較高而上述同軸度要求不能滿足時，可采取精密導向套，使鉸刀沿規定的孔道鉸削，如條件不允許用導向套，可采取浮動夾頭裝夾鉸刀，這樣也可減小孔的喇叭形。

2.縮短鉸刀標準長度，來改善喇叭形

其方法有兩種:(1)鉸刀的標準長度取4～12mm，其余部分直徑磨小0.2～0.7mm;(2)取鉸刀的標準部分為4～12mm，其余部分磨出較大的反錐，這兩種方法均能縮短標準長度，有利于鉸刀更好工作，后一種方法導向性略有降低，在實際工作中常用第一種方法。

三、孔徑擴大

1.開始鉸孔、孔徑就較大

開始鉸孔的孔徑較大，其原因一般是由于設備、鉸刀某些缺陷和鉸削用量選擇不妥，所以應當檢查相互位置是否正確，鉸刀和工件是否同心、主軸或夾頭有無徑向跳動等因素。如果這些都無問題，則考慮選擇切削用量是否合適。

一般來說，孔徑的增大是隨切削速度，走刀量和鉸削余量增大而增大，選用適當的潤滑液能改善孔徑的擴張。總之，必須具體分析研究、找出原因，才能解決。

2.開始鉸孔時孔徑精確，后來孔徑增大

這種孔擴大原因是刀齒上形成積屑瘤或刃帶粘屑而引起的，用油石仔細修理到合格。對高速鋼鉸刀除淬火外，還需表面硬化處理，鉸削時采用極壓潤滑油等措施，均能改善粘屑情況。另外，正確選擇切削速度，也可以減少粘屑，一般工件材料越軟，鉸削速度應越小。

四、孔徑縮小

孔徑縮小的原因很多，如鉸鑄鐵孔時加煤油潤滑，由于煤油的滲透性強，鉸刀與工件之間油膜產生擠壓作用，會產生鉸孔后孔徑縮小現象。如用硬質合金鉸刀、無刃鉸刀或鉸削硬材料時，擠壓比較嚴重，鉸孔后由于彈性復原而使孔徑縮小。具體解決的方法，因為目前鉸孔收縮量的大小尚無統一規定，一般應根據實際情況來決定鉸刀的直徑;適當提高切削速度;適當降低進給量;選擇潤滑性好的油性切削液;定期更換鉸刀，正確刃磨鉸刀切削部分 。

以上筆者簡略地談了在鉸孔過程中經常出現的問題及解決的方法，但在教學過程中，筆者發現鉸孔加工中，往往會伴隨著幾個現象同時產生，這就要求學生能夠仔細地加以綜合分析，并結合上述的情況，找出影響的關鍵因素。

(作者單位:河南省許昌市高級技工學校)