特殊类型孔的钻削和铰削方法

特殊类型孔的钻削和铰削方法

乐海峰

浙江金鹰股份有限公司浙江省舟山市316051

【摘要】：钻孔和铰孔加工是钳工技能操作中不可缺少的重要内容之一。正确掌握钻孔和铰孔要领，对孔的加工质量关系密切，本人认为刃磨钻头是钻孔的关键，合理确定加工方法，有效选择切削用量是保证钻孔精度的重要手段。

【关键词】：小直径孔钻削、非水平面孔钻削、铰削方法

在机械加工中经常需要钻削、铰削一些特殊类型的孔。加工此类孔时由于钻孔部位、孔径尺寸及质量等要求不同，所采取的技术措施、加工方法也要随着改变。实践证明，只要能很好的运用本文所提出的各项措施就能获得比较好的孔加工质量，而且操作方法简单容易掌握，在生产实际中有一定的实用价值。

一、小孔钻削

1.1小孔一般是指3mm以下的孔，其钻削特点：

（1）钻小孔时钻头直径强度低，螺旋槽比较狭窄排屑困难，严重时切屑阻塞，极易被折断。

（2）钻削小孔时，因转速较高，所产生的切削温度高。小直径钻头不易散热，加剧了钻头的磨损。

（3）切削液很难注入半封闭的孔内，致使钻头寿命降低。

（4）钻削过程中因为通常采用手动进给，进给量不易掌握均匀，加之钻头细刚性差，容易弯曲倾斜甚至折断，特别是在微孔加工时，钻头碰到材料较硬时容易偏位造成孔精度不合要求。

1.2加工小孔时钻头修磨方法及采取措施。

（1）钻床、钻夹头的选择在加工的时候，选择一台振动小，运转平衡，主轴径向圆跳动误差小的台式钻床来进行加工。由于钻夹头在使用过程中，三夹紧爪面会出现不同程度的磨损，通常难以夹持0.5～1mm直径的钻头，有时即使能夹持，旋转后钻头摆动也比较大。因此必须选择新钻夹头来夹持超小直径钻头，以减小钻夹头对钻削超小直径孔的不利影响

（2）钻头的装夹由于钻头直径太小，钻头的刚性很差，为了防止钻头折断，可以根据钻孔时不同深度，来决定钻头夹持长度。刚开始起钻时，钻头的装夹应尽可能的短，以增加钻头的刚性，过后可根据已钻孔深度而增加钻头的夹持长度。

（3）钻削前需用中心钻引孔或用钻模引孔，以免钻头偏移，刚开始钻削时进给要小而平稳，并注意手感控制进给量。

（4）切削用量的选择在加工0.5～1mm小孔时，进给量主要受到钻头强度、刚度的限制。为了避免钻头折断，选择进给量为0.003mm/r，切削速度通常应该选择2500～4000r/min（钻头直径D=2～3mmn=1600～2500r/min）。

（5）加工时，由于钻头在孔内，钻头的排屑槽窄小，造成切削排出困难，不利于切削热的传导，加剧了钻头的磨损。为此，超小直径孔加工所用的切削液，应特别重视其润滑性能，润滑性良好的切削液易于附着在钻沟上，可降低摩擦，减少钻头磨损，同时也便于排屑。

二.非水平面上钻孔

所谓非水平面孔是指工件上倾斜的圆柱面、球面、斜面及铸锻毛坯表面等，它们有一共同特点即用一般方法钻削时钻头刚接触工件，先是单面受力，作用在钻头切削刃上的径向分力会使钻头偏斜滑移，孔中心偏位钻出的孔很难保证于基准面垂直。如果钻头的刚性不好，则会造成钻头偏移而钻不进，有时可能会使钻头折断。也就是存在偏切削问题很难保证孔的加工精度。因此解决这类问题关键在于改变钻头的几何参数和钻孔工艺。

2.1非水平面孔的钻削方法

（1）钻床上夹把孔径相同的键槽铣刀在钻削平面上铣出一个小平面，然后再用钻头进行钻孔。

（2）用錾子在斜面上錾出一个小平面后，然后用中心钻钻出一个较大锥孔再用小钻孔钻一个孔，最后用所需的钻头扩孔。

（3）采用平顶型钻孔，平顶型钻头尽量选用钻头长度较短的钻头改制以增加其刚度，另外钻削时条件允许的情况下应采用钻模钻削防止偏移。同时钻削采用较低的切削速度及进给量，从而减少钻头径向切削分力保证钻孔尺寸精度。

三、铰削方法

铰孔是指用铰刀对已经粗加工的孔进行精加工的一种方法，经过精心研磨过的铰刀，其铰孔精度可达IT7级，表面粗糙度可达Ra1.6um。但在实际加工中，铰削加工小直径孔、非水平面孔存在主要问题是，孔口呈锥形状、表面粗糙度差、尺寸精度差等铰孔质量问题，从而严重影响了零件加工质量。现就上述常见铰孔质量问题予以分析，并提出改进方法：

3.1锥形状孔的起因及解决措施

铰孔后孔成锥形状的主要原因是：铰刀的切削部分与底孔不同心，进给方向和工件旋转中心不一致等。解决措施如下：

(1)缩短铰刀标准部分长度，缩短铰刀标准部分长度来改善锥形，其方法是：铰刀的标准长度取4～12mm，其余部分直径磨小0.2～0.7mm。

(2)必须严格保证钻床主轴、铰刀和工件孔三者的同轴度，另外可采用浮动夹头装夹和导向套装夹加工。

3.2表面粗糙度差的原因及其改进方法

（1）铰削余量不适当，进给量过大

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，否则表面粗糙度会很差。故余量过大时可采用粗铰和精铰分开，以保证技术要求。余量过小，不能正常切削，也会使表面粗糙度变差。

铰孔的粗糙度Ra值随进给量的增加而增大，但进给量过小时，会导致径向磨擦力的增大，引起铰刀颤动，使孔的表面粗糙度增大。所以如用标准高速钢铰刀加工刚件，要得到表面粗糙度Ra3.2以上，则进给量不能超过0.5mm/r，对于铸铁件可增加到0.85mm/r.

（2）铰削速度不宜过大

为了得到较少的表面粗糙度值，必须避免产生切削瘤，减少切削热及变形因而应采取较小的切削速度。铰削刚件时V=4～8m/min,铰铸件时V=8～12m/min.铰削用量各要素对铰孔的表面粗糙度均有影响，其中以铰削速度影响最大。

（3）铰刀反转退出时会使表面粗糙度变差

铰刀反转退出时，因切屑挤压铰刀，而划伤孔壁，所以铰完后，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。

（4）铰孔时未使用润滑液或使用不当的润滑液

铰孔时未用润滑液，则铰刀工作部分的后刀面与孔壁会发生干摩擦，使孔的表面粗糙变差。同样，使用不适当的润滑液，不但不能改善摩擦情况，反而会使摩擦加剧，影响表面粗糙度。

（5）孔经尺寸发生变化原因及采取措施

孔径缩小铰刀超过磨损标准尺寸变小继续使用。在铰削硬材料时，挤压比较严重，铰孔后由于弹性复原使孔径缩小。另外在铰削铸铁时，由于加入煤油润滑，因为煤油渗透性弱，使铰刀与工件之间油膜产生挤压作用而使孔径缩小，故应根据正确选择铰刀

3.3铰孔孔径增大

铰孔孔径增大主要原因取决于铰刀、设备的精度、加工余量，切削用量和铰刀安装方法，切削液等条件。加工过程中必须具体分析研究找出原因，正确处理，具体措施如下，修理调整钻床主轴经向跳动，修磨铰刀刃口，校直铰刀刀杆控制其径向跳动量0.01～0.02mm，合理选择切削用量（一般来说孔径增大是随切削速度、走刀量、铰削余量增大而增大）。

为此只要采取有效可行的措施，定能保证孔的加工精度。

参考文献：

【1】陈日曜．金属切削原理北京：机械工业出版

【2】国家职业资格培训教材-钳工（高级）机械工程出版社

【3】钳工工艺学-机械工人技术；理论培训教材

【4】刘尚荣.铰孔质量的判别及其解决措施