鉸孔加工精度可達IT9~IT7級,表面粗糙度一般可達Ra1.6~0.8um。這是由於鉸孔用的鉸刀結構特殊,加工餘量小,並用很低的切削速度工作的緣故。在實際加工中,常見的鉸孔質量問題有表面粗糙度和尺寸精度差,孔口呈喇叭狀等。
1 表面粗糙度差的原因及其對策:
使用鉸刀進行孔的精加工時,決定表面粗糙度的是位於鉸刀外圓的刃帶部(使用圓弧刃背鉸刀進行孔的精加工時,決定表面粗糙度的是外圓的刃帶部(圓弧刃背部))所起的輥光作用。依靠刃帶部對工件進行刮光似的加工作用,是鉸刀提高鉸孔的直徑精度和表面粗糙度的有效手段。
採用最佳的刃帶寬度提高表面粗糙度,一般來說,加寬刃帶(圓弧刃帶)的寬度雖可提高表面粗糙度,但會增加加工時的切削阻力。可通過指定最適合工件的刃帶寬度,來提高精加工孔的表面粗糙度。具體來說,鋁、銅合金、鑄鐵等軟質材料的工件採用較寬的刃帶;高硬度鋼等採用較窄的刃帶為好。
鉸削用量各要素對鉸孔的表面粗糙度均有影響,其中以鉸削速度影響最大如用高速鋼鉸刀鉸孔,要獲得較好的粗糙度Ra0.63,對中碳鋼工件來說,鉸削速度不應超過5m/min,因為此時不易產生積屑瘤,且速度也不高;而鉸削鑄鐵時,因切屑斷為粒狀,不會形成積屑瘤,故速度可以提高到8~10m/min。如果採用硬質合金鉸刀,鉸削速度可提高到90~130m/min,但應修整鉸刀的某些角度,以避免出現打刀現象。
鉸削餘量不適當,進給量過大一般鉸削餘量為0.1~0.25mm,對於較大直徑的孔,餘量不能大於0.3mm,否則表面粗糙度很差。故餘量過大時可採取粗鉸和精鉸分開,以保證技術要求。餘量過小,不能正常切削也會使表面粗糙度差。 鉸孔的粗糙度Ra值隨進給量的增加而增大,但進給量過小時,會導致徑向摩擦力的增大,引起鉸刀顫動,使孔的表面變粗糙。所以,如用標準高速鋼鉸刀加工鋼件,要得到表面粗糙度Ra0.63,則進給量不能超過0.5mm/r,對於鑄鐵件,可增加至0.85mm/r。
鉸刀刀刃不鋒利,刃帶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交界處,因為內孔最後在這裡成形,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。經研磨的鉸刀,切削刃後刀面刃帶粗糙度得到改善,切削部分與校準部分交界處的粗糙度也得到改善,實際上是改善了鉸刀本身的粗糙度,故有利於改善鉸孔的表面粗糙度。
鉸孔時未使用潤滑液或使用不當的潤滑液鉸孔時未用潤滑液,則鉸刀工作部分的後刀面與孔壁會發生幹摩擦,使孔的表面粗糙度差。同樣,使用不適當的潤滑液,不但不能改善摩擦情況,反而會使摩擦加劇,影響表面粗糙度。 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。 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,而劃傷孔壁,故鉸完後,應把鉸刀從孔內沿進給方向拉出孔外,對柄部直徑大於工件部分的鉸刀,應保持與切削時相同轉向退出。
2 喇叭狀孔的原因及其對策:
鉸孔為喇叭狀主要原因是鉸刀的切削部分與底孔不同心,進給方向和工件旋轉中心不一致等。 解決措施如下:
改善鉸刀的導向性能 可採用精密導向套,使鉸刀沿規定的孔道鉸削。如條件不允許用導向套,則可採用浮動夾頭裝夾鉸刀,這樣也可減小孔的喇叭形。縮短鉸刀標準長度來改善喇叭形 其方法有2種:①鉸刀的標準長度取4~12mm,其餘部分直徑磨小0.2~0.7mm;②取鉸刀的標準部分為4~12mm,其餘部分磨出較大的反錐,這2種方法均能縮短標準長度,有利於鉸刀更好工作,後一種方法導向性略有降低,在實際工作中常用第1種方法。3 尺寸精度差的原因及其對策:
孔徑擴大 :開始鉸孔的孔徑較大。其原因是一般由於設備、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,則考慮選擇的切削用量是否合適。 一般來說,孔徑的增大是隨切削速度、走刀量和鉸削餘量的增大而增大,選用適當的潤滑液能改善孔徑的擴張。開始鉸孔時孔徑精確,後來孔徑增大 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。對高速鋼鉸刀除淬火外,還需表面硬化處理,鉸削時採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,也可減少粘屑,一般工件材料越軟,鉸削速度應越小。此外,為改善鉸孔質量,去除孔壁上的刀痕,鉸刀應設計成不等距的刀齒。鉸刀齒數選擇如下所示:
鉸刀的刀齒分為直齒和螺旋齒兩種。螺旋齒鉸刀帶有左旋的螺旋槽,這種設計適用於加工通孔,在加工過程中左旋螺旋槽「迫使」切屑往底孔移動,不適合加工盲孔。