铰孔加工的技巧及注意事项

大孔的精加工常用镗刀，小孔的精加工则常用铰刀。

铰刀是确定最终尺寸的成形刀具，不用作切除掉较大的毛坯余量。铰刀是具有一个或多个刀齿、用以切除已加工孔表面薄层金属的旋转刀具，具有直刃或螺旋刃的旋转精加工刀具，用于扩孔或修孔。

铰孔是利用多刃铰刀切除工件孔壁上微量金属层的精加工孔的方法。铰孔操作方便，效率高，在批量生产中应用广泛。由于铰刀尺寸精确，刚度高，所以特别适合加工直径较小、长度较长的孔。铰孔尺寸公差等级可达IT7～IT9，表面粗糙度Ra值可达0.4μm。

1.铰刀的几何形状和种类

铰刀的形状如图3-77所示，它由工作部分、颈部、柄部组成，工作部分由引导部分、切削部分、修光部分、倒锥组成。铰刀的柄部有圆柱形、圆锥形和方榫形三种。

图3-76 G87加工示意图

图3-77 铰刀

铰刀最容易磨损的部位是切削部分和修光部分的过渡处，而且这个部分直接影响工件的表面粗糙度，因此该处不能有尖棱。

铰刀的刀齿数一般为4～10，为了测量直径的方便，多数采用偶数齿。

用来加工圆柱形孔的铰刀比较常用。用来加工锥形孔的铰刀是锥形铰刀，比较少用。按使用方式，铰刀可分为手用铰刀和机用铰刀，机用铰刀又可分为直柄铰刀和锥柄铰刀，手用铰刀则是直柄型的。

铰刀按切削部分的材料可分为高速钢铰刀和镶硬质合金铰刀。

2.铰削用量的确定

（1）铰削余量 铰孔之前，一般先钻孔或扩孔，并留出铰削余量，余量的大小直接影响铰孔质量。余量过大，切屑挤满在铰刀的齿槽中，使切削液不能进入切削区，刀齿的切削负荷和变形增大，切削热增加，使铰刀的直径胀大，加工孔径扩大，被加工表面呈撕裂状态，致使尺寸精度降低，表面粗糙度值增大，加剧了铰刀的磨损，甚至崩刃。余量过小，上一道工序的残留变形难以纠正，原有刀痕不能去除，铰削质量达不到要求。

选择铰削余量时，应考虑到加工孔径的大小、材料软硬、尺寸精度、表面粗糙度等要求及铰刀类型等等因素的影响。

（2）切削速度 为了获得较小的表面粗糙度值，必须避免铰削时产生积屑瘤，减少切削热及变形，减少铰刀的磨损，因此应选用较小的切削速度。用高速钢铰刀铰削钢件时，v_c≤8m/min；铰削铸铁件时，v_c≤10m/min；铰削铜、铝件时，v_c取8～12m/min。

（3）进给量 进给量大小要适当：过大则铰刀容易磨损，也影响工件的加工质量；过小则很难切下金属材料，形成挤压，使工件产生塑性变形和表面硬化，推挤形成凸峰，当刀刃切入时就会撕去大片切屑，使表面粗糙度值增加，加快刀具磨损。(www.xing528.com)

机铰钢件和铸铁件时，f_r取0.5～1mm/r；机铰铜件和铝件时，f_r取1～1.2mm/r。

（4）切削液的选用 铰孔时，切削液对孔的扩张量与表面粗糙度有一定的影响。一般情况下，干铰后的孔径偏大，油性切削液铰削后的孔径适中，水性切削液铰削后的孔径偏小。

根据切削液对孔径的影响，当使用新铰刀铰削钢材时，可以选用浓度10％～15％的乳化液，这样孔不容易扩大。当铰刀磨损到一定程度时，可以用油性切削液，使孔略微扩大一些。

根据切削液对表面粗糙度的影响和铰孔实验证明，铰孔时必须加注充足的切削液。铰削铸铁时，可以选用煤油作为切削液。

3.铰孔的工作要点

1）工件要找正、夹紧，但对薄壁零件的夹紧力不要过大，以防把孔夹扁，可以增大接触面积，使夹紧力均匀。

2）铰削前孔口要倒角。铰刀不能反转，退出时也要正转。反转会使切屑挤压在孔壁和铰刀的刀齿后刀面之间，将已加工好的孔壁刮毛；同时也使铰刀容易磨损，甚至崩刃。

3）机用铰刀要在铰刀退出后才能让主轴停止转动，否则孔壁会有刀痕或拉毛。铰削通孔时，铰刀的切削部分不能全部出头，否则孔的下端会刮坏。

4）加工不通孔时先钻孔后铰孔，但在钻孔过程中必然会在孔内留下一些切屑影响铰孔的正常操作。所以，应在铰孔之前用M00指令，用气枪吹干净孔内的切屑后再铰孔。

5）铰孔时建议使用G85指令，其返回时是进给速度；若用G81，返回时是快速移动，会影响孔壁的加工质量。

4.铰孔中常见缺陷、产生原因及解决措施（见表3-18）

表3-18 铰孔中常见缺陷、产生原因及解决措施

（续）

注：钻孔之后需留有一定的铰削余量，孔径≤ϕ5mm，直径留0.1～0.2mm的余量；孔径在ϕ5～ϕ20mm，直径留0.2～0.3mm的余量；孔径在ϕ21～ϕ32mm，直径留0.3mm的余量；孔径在ϕ33～ϕ50mm，直径留0.5mm的余量；孔径在ϕ51～ϕ70mm，直径留0.8mm的余量。