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量的主要因素，總結鉸孔經驗，提出在鉸孔過程中對鉸孔加工質量的控制，規范鉸孔動作要領，提高鉸孔的加工精度，具有實踐指導意義。

關鍵詞：鉸孔；鉸削用量；表面粗糙度；精度

鉸孔是普遍應用的孔的精加工方法之一。因為鉸刀的齒數較多，導向性能好，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～IT6級直徑尺寸精度，內孔的表面粗糙度值可以控制在Ra1.6～0.2μm之間。但實際生產中，鉸孔加工質量往往不能達到理想的要求，本文就如何控制鉸孔精度進行以下分析。

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 影響鉸孔質量的主要因素

（一）鉸刀幾何參數。鉸孔質量的好壞取決于鉸刀本身的精度和表面粗糙度。因此，鉸刀幾何參數的合理選擇，決定了被鉸孔加工質量的好壞。一是鉸刀直徑。它是根據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張量或收縮量決定的。二是鉸刀的齒數。一般，鉸刀的齒數愈多，鉸孔的精度就越高，表面粗糙度值就越低，同時，分布在每個切削刃上的負荷也就小，有利于減少鉸刀的磨損。但齒數增多后卻降低了刀齒強度，減小了容屑槽。在切削時，切屑就不容易排出。特別是鉸深孔和切削余量大時，因容屑槽被切屑堵塞，切削液流不進去，致使鉸刀和工件因產生熱量而變形，影響加工質量。鉸刀的齒數一般都選用偶數。三是切削錐角。它主要是根據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，為避免切屑粘滯在刀刃上，前角應取大一些。五是后角。鉸刀的后角大，雖然可以提高切削刃的銳利程度，卻降低了刀齒強度，在切削過程中容易產生震動和磨損，鉸刀直徑也隨之減小，使鉸孔直徑達不到要求。六是刃帶寬度。它主要是引導鉸刀方向和光整孔壁，同時也為了便于測量鉸刀的直徑。鉸刀的齒數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，會增加摩擦力矩和切削熱，對孔壁的擠壓比較嚴重，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。因為鉸削余量留得太小，鉸削時不易校正上道工序殘留的變形和去掉表面殘留的缺陷，使鉸孔質量達不到要求。若所留的鉸削余量太大，勢必加大每一個刀齒的切削負荷，破壞了鉸削過程中的穩定性，且增加了切削熱，使鉸刀的直徑脹大，孔徑也隨之擴張，切屑的形成必然呈撕裂狀態，造成加工表面粗糙。二是機鉸的切削速度和進給量。鉸削速度和進給量要根據加工材料合理選擇。進給量不能選得太小，太小時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、進給量這三個要素是相互影響，當鉸削余量較大時，切削速度，進給量就不能選得過高；反之，如果切削速度和進給量選取較小值時，則可適當提高切削速度。

當然，為了更好地控制鉸孔加工質量，除了鉸刀幾何參數及鉸削用量外，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量控制

（一）手工鉸孔加工。手工鉸孔時，鉸刀受加工孔的引導，在手的扳動下進行斷續鉸削。由于通過人手直接扳動鉸刀，處于自由狀態，稍有不慎，鉸刀就會左右搖擺，將孔口擴大。同時，鉸刀尚需作周期性的停歇，影響加工孔的表面粗糙度。因此，必須嚴格遵守手工鉸孔工藝規程，從而保證手工鉸孔的質量。

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

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。

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

4、鉸削進刀時，不要猛力壓鉸杠，要隨著鉸刀的旋轉輕輕加壓于鉸杠，使鉸刀緩慢地引進孔內并均勻地進給，以保持良好的內孔表面粗糙度。

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

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、鉸刀退出時不能反轉。因為鉸刀有后角，反轉會使切屑塞在鉸刀齒后面和孔壁之間將孔壁劃傷，同時鉸刀也容易磨損。

8、工件孔處于水平位置鉸削時，應用手輕輕托住鉸杠使鉸刀中心與孔中心保持重合。當工件結構限制鉸杠作整圓周旋轉時，一般是用扳手扳轉鉸刀，每扳轉一次使其作少量的旋轉。

9、當一個孔快鉸完時，不能讓鉸刀的校準部分全部出頭，以免將孔的下端劃傷。另外，當受到工件裝夾或工件結構的限制時，不允許從孔的下面取出鉸刀。

（二）機動鉸孔加工。當鉸孔的批量較大且條件允許時，應盡量采用機動鉸孔。機動鉸孔效率高，鉸刀的回轉中心比較穩定，鉸削連續，進刀量比較均勻，這些都有利于提高鉸孔質量。

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

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

3、開始鉸削時，為了引導鉸刀鉸進，可采用手動進給。當鉸進2～3mm時，改用機動進給，以獲得均勻的進刀量。

4、采用浮動夾頭夾持鉸刀時，在未吃刀之前最好用手扶正鉸刀，慢慢引導使其接近孔緣，以防止鉸刀與工件發生撞擊。否則由于受到撞擊可能使鉸刀切削刃產生凹痕，或將工件孔口啃切出過深的刀痕，造成鉸刀在繼續鉸削時發生振動。

5、在鉸削過程中，輸入的切削液要充分，其成分根據工件材料來選擇。

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

7、鉸刀在使用過程中，要注意保護好兩端的中心孔，以備刃磨鉸刀時使用。

8、鉸孔完畢，應不停車退出鉸刀，同時也不允許鉸刀倒轉，否則會在孔壁上留下刀痕。

（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，合理規范鉸孔的步驟分為以下幾個方面：劃準線——打準樣沖——小鉆頭定心——鉆中心孔——擴底孔——倒角——鉸孔，如在打孔時發現孔距偏差較大，此時就如何保證孔距精度，應以修孔精度為高。

4 結束語

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，就可以避免出現一些孔徑超差、內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。

參考文獻

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