孔的切削加工

許韶洲

（廣東松山職業(yè)技術學院，廣東韶關 512126）

0 前言

孔加工在機械加工中占有很大比重，大約有三分之二以上的機械零件都需要加工孔，可見車圓柱孔也是一種最常見的車削加工工藝。它和車削外圓相比，在加工和測量方面都要困難得多，特別是加工孔的刀具，其刀桿的長短和粗細受到孔徑和孔深的限制，從而使刀具的剛性和強度受到一定的影響。車刀在圓柱孔內進行車削時因空間狹窄，排屑和散熱條件較差，對刀具的使用壽命和工件的加工質量十分不利，要使圓柱孔車削得以順利進行，必須認真解決好上述問題。

解決內孔車刀剛性的措施。內孔車刀的工件條件一般說來比外圓車刀差，最主要的問題是剛性差。因為內孔車刀的尺寸及刀桿的粗細和長短受到被加工孔的直徑、深度和位置限制，特別是車小孔徑時，只能采用較小的內孔車刀，因此內孔車刀的耐用一般比較低[1-2]。如何才能提高車刀的剛性呢？

1 盡量增加刀桿的截面積

一般的內孔刀有一個缺點，刀桿的截面積小于孔截面積的1/4，如圖1所示。如果讓內孔車刀的刀尖位于刀桿的中心線上，這樣就大大提高了內孔車刀的剛性，減少了振動，也提高了耐用度。

圖1 車刀刀桿截面積

2 采取可換式刀桿

根據(jù)加工孔形狀的不同，可用高速鋼或硬質合金做成刀頭，裝在圖2 所示的方形刀桿中，用螺釘固定。如果加工的孔是通孔，就將方孔做成直的，如果加工的是盲孔，就將方孔的位置改成斜的。這樣變可適應加工不同形狀的孔，也增強了刀桿的剛性。

3 使用裝夾式車刀刀桿

圖2 可換式刀桿

在比較長的孔加工中，一般都要用如圖2 的刀桿進行加工，但大孔、長孔、短孔、小孔等尺寸千差萬別，這時需要做很多的刀桿，又費料又費時，并且當孔較長時，圖2 的刀桿就不適用了，為解決這一問題，可做成系列的刀桿與刀座，如圖3 所示，刀座內有一圓孔，伸進刀桿后，刀座夾在方刀架上，利用中間開口的間隙，抱緊刀桿，刀桿可在刀座圓孔中伸縮長短，需要多長，伸出多長，方便靈活，并且系列刀桿及刀座做成以后，可重復使用。

圖3 裝夾式車刀刀桿

4 解決排屑的措施

車削盲孔時，如果切削排向待加工孔中將會被堵在孔內，纏在刀桿上而使車削無法正常運行下去。而車削通孔時如果鐵屑排向工件的已加工表面，則容易擦毛工件，影響孔的表面粗糙度，如何控制切屑排出的方向和形成良好的切屑呢？

4.1 控制切屑排出方向的關鍵決定于內孔車刀的刃傾角（λs）

刃傾角有正、負和零三種，當?shù)都馕挥谥髑邢魅凶罡唿c時，刃傾角為正值，這時切屑排向工件待加工表面，切屑不易擦毛已加工表面，車出的孔壁表面粗糙度小。當?shù)都馕挥诘度凶畹忘c時刃傾角為負值，切屑排向工件的已加工表面，這時鐵屑容易擦毛孔壁。當主切削刃與基面平行時，刃傾角為零值，切屑在原地打卷或呈直線狀。可見加工內孔時可根據(jù)加工要求來選擇適當?shù)娜袃A角以達到順利排屑的目的。

4.2 控制切屑的形狀

切屑的形狀一般有帶狀、螺旋狀、單元狀等。而控制切屑的形狀主要決定于內孔車刀的刀面的形狀，如圖4 所示。在內孔車刀的前面磨出卷屑槽，不同的卷屑槽（主要似乎改變圓弧半徑R和寬度b的車刀在切削用量相同的情況下，切屑的卷曲半徑（γ）（見圖4）隨槽寬b 的增大而增大。當卷屑槽和槽寬較小時，切屑呈螺旋狀順利而平穩(wěn)地從待加工孔內排出，加工出的孔表面粗糙度小，而且刀具耐用。

圖4 刀頭幾何形狀

4.3 合理選擇切削用量來達到良好排屑

形成良好的卷屑和排屑只靠刀具的合理槽形來保證是不夠的，還需要合理的選擇切削用量。通過實踐，切屑的卷曲半徑隨切削深度（t）和進給量（s）的增大而增大。當切削用量太小時，形成的切屑不能很好的卷曲，而且容易擠在刀具與工件之間使車削無法進行。

在車床上車削圓柱孔雖然比車削外圓困難很多，但只要在車削內孔時能合理選擇車刀的幾何形狀，刀桿的幾何形狀，選擇合理的切削用量就一定能加工出高精度的內孔。

5 結束語

在車削加工中，孔的加工是經(jīng)常會遇到的，如何提高加工技能是操作者必須掌握的，本文的介紹為解決類似的難題提供了參考。

［1］胡國強.車工加工工藝經(jīng)驗實例［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2010.

［2］張維紀.金屬刀削原理及刀具［M］.浙江：浙江大學出版社，1994.