铰孔加工中常见问题分析

铰孔加工中常见问题分析

作者：李淑彩

来源：《职业·下旬》2010年第11期

本文将铰孔过程中经常出现的问题作一剖析。

一、表面粗糙度差

1.铰削速度过大

铰削用量各要素中,以铰削速度对表面粗糙度影响最大。机铰时为了获得较小的表面粗糙度,必须避免产生积屑瘤,减少切削热及变形,因而应取较小的切削速度。如用高速钢铰刀铰孔,要获得较好的粗糙度,对中碳钢,铰削速度不应超过5m/min;而铰削铸铁时,因切屑断为颗粒,不会形成积屑瘤,故速度可以提高到8～10m/min,如果采用硬质合金绞刀,铰削速度可提升到90～

130m/min,但应修整绞刀的某些角度,以避免出现“打刀”现象。

2.铰削余量选择不适当

铰削余量不宜太大,也不宜太小。如果铰削余量太小,铰削时就不能把上道工序遗留的加工痕迹全部切除,影响铰孔质量。同时,刀尖圆弧与刃口圆弧的挤压磨擦严重,使铰刀的磨损加剧。如果铰削余量太大,则增大刀齿的切削负荷,破坏铰削过程的稳定性,并产生较大的切削热,不但孔铰不光,而且铰刀容易磨损。一般铰削余量为0.1～0.25mm,对于较大直径的孔,余量不能大于0.3mm,否则表面粗糙度很差。故余量大时可采取粗铰和精铰分开,以保证技术要求。

3.铰刀刀刃不锋利,刀面粗糙

一般标准铰刀均未经研磨,影响铰孔的表面粗糙度,因此必须对新铰刀进行研磨。研磨时要注意铰刀的切削部分与校准部分的过渡处,因为内孔最后在这里成形,刀具的粗糙度也在该处被反映到铰孔的内壁。所以研磨铰刀时,应特别注意用油石将该处轻轻地仔细研磨、抛光,使切削部分与校准部分的交接处圆滑过渡(图1)。

图1 铰刀的的磨损部位图2 铰刀后刀面磨损后的正确修磨方法

铰刀使用时磨损主要在后刀面,修磨后刀面时,应使油石与铰刀后刀面贴紧,并沿切削刃的垂直方向推动油石,且保持油石运动的直线性和平稳性,防止将铰刀刃口磨低而形成负后角,过渡刃处应圆滑过渡(图2)。

使用手用铰刀铰孔时,铰削速度较低,进给速度不均匀,每次停歇可能在加工表面留下振痕,为了降低表面粗糙度,可以用细油石把切削部分的切削刃研磨成0.1mm左右的小圆角(图3)。对于

塑性较大的金属,为了避免在铰削过程中出现“扎刀”现象,可在铰刀切削部分的前刀面上,用细油石研磨出0.5mm宽的棱带(图4)。

图3 刃口研磨成小圆角图4 刀口前面研磨棱带

4.铰孔时未用润滑液或使用不当的润滑液

铰孔时未用,则铰刀工作部分的后刀面与孔壁会发生干磨擦,使孔的表面粗糙度差。同样,使用不适当的润滑液,不但不能改善磨擦情况,反而会使磨擦加剧,影响表面粗糙度。铰削的切屑一般都很细碎,容易粘附在切削刃上,甚至夹在孔壁与铰刀校准部分的刃带之间,将已加工表面拉伤,使孔径扩大。另外,铰削时产生热量较多,切削区域温度升高会引起工件和铰刀变形,影响铰削质量和铰刀寿命,因此在铰削时必须用适当的切削液冲掉切屑,减少磨擦,并降低工件和铰刀温度,防止产生积屑瘤。用高速钢铰刀铰削碳素钢时,可用10%～15% 的乳化液或硫化油,都能得到较好的表面粗糙度。铰削铸铁时,一般不用润滑液。

5.铰刀反转退出时会使表面粗糙度变差

铰刀反转退出时,因切削挤压铰刀,会使切屑卡在孔壁和后面之间,将孔壁拉毛。同时,铰刀反转也容易磨损,甚至崩刃。故铰完孔后,应把铰刀从孔内沿进给方向拉出孔外,对柄部直径大于工件部分的铰刀,应保持与切削时相同转向退出。

二、孔口成喇叭状

铰孔为喇叭状主要原因是:铰刀的切削部分与底孔不同心,进给方向和工作旋转中心不一致等。解决措施如下:

1.改善铰刀的导向性能

手铰时,两手用力要平衡,旋转铰杠的速度要均匀,铰刀不得摇摆,以保持铰削的稳定性,否则铰刀轴心线将出现偏斜,使孔口处出现喇叭口或孔径扩大。为防止铰刀轴心线偏移,也可在钻孔后立即在钻床主轴孔内换上顶尖进行顶铰。

机铰时,必须保证钻床主轴、铰刀和工件孔三者的同轴度要求。当铰孔精度要求较高而上述同轴度要求不能满足时,可采取精密导向套,使铰刀沿规定的孔道铰削,如条件不允许用导向套,可采取浮动夹头装夹铰刀,这样也可减小孔的喇叭形。

2.缩短铰刀标准长度,来改善喇叭形

其方法有两种:(1)铰刀的标准长度取4～12mm,其余部分直径磨小0.2～0.7mm;(2)取铰刀的标准部分为4～12mm,其余部分磨出较大的反锥,这两种方法均能缩短标准长度,有利于铰刀更好工作,后一种方法导向性略有降低,在实际工作中常用第一种方法。