鉸孔加工質(zhì)量控制研究論文

時(shí)間:2022-10-23 09:45:00

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鉸孔加工質(zhì)量控制研究論文

摘要通過(guò)對(duì)影響鉸孔質(zhì)量的主要因素加以分析,結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn),提出在鉸孔過(guò)程中對(duì)鉸孔加工質(zhì)量的控制。筆者認(rèn)為對(duì)提高鉸孔加工質(zhì)量有很大幫助,在實(shí)踐中具有重要意義。

關(guān)鍵詞鉸孔鉸刀鉸削用量表面粗糙度加工質(zhì)量

在機(jī)加工中,常會(huì)遇到鉸孔加工。鉸孔是普遍應(yīng)用的孔的精加工方法之一。因?yàn)殂q刀的齒數(shù)較多,導(dǎo)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IT9~I(xiàn)T7級(jí)直徑尺寸精度,內(nèi)孔的表面粗糙度值可以控制在Ra1.6~0.8μm之間。但實(shí)際生產(chǎn)中,鉸孔加工質(zhì)量往往不能達(dá)到理想的要求。筆者就如何控制鉸孔加工質(zhì)量進(jìn)行以下探討。

一、影響鉸孔質(zhì)量的主要因素

(一)鉸刀幾何參數(shù)。鉸孔質(zhì)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(shù)的合理選擇,決定了被鉸孔加工質(zhì)量的好壞。一是鉸刀直徑。它是根據(jù)被加工孔的公稱尺寸和公差以及在鉸削過(guò)程中被加工孔的擴(kuò)張量或收縮量決定的。二是鉸刀的齒數(shù)。一般,鉸刀的齒數(shù)愈多,鉸孔的精度就越高,表面粗糙度值就越低,同時(shí),分布在每個(gè)切削刃上的負(fù)荷也就小,有利于減少鉸刀的磨損。但齒數(shù)增多后卻降低了刀齒強(qiáng)度,減小了容屑槽。在切削時(shí),切屑就不容易排出。特別是鉸深孔和切削余量大時(shí),因容屑槽被切屑堵塞,切削液流不進(jìn)去,致使鉸刀和工件因產(chǎn)生熱量而變形,影響加工質(zhì)量。鉸刀的齒數(shù)一般都選用偶數(shù)。三是切削錐角。它主要是根據(jù)不同的加工材料和鉸刀的類(lèi)型來(lái)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(jìn)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(shí),為避免切屑粘滯在刀刃上,前角應(yīng)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(qiáng)度,在切削過(guò)程中容易產(chǎn)生震動(dòng)和磨損,鉸刀直徑也隨之減小,使鉸孔直徑達(dá)不到要求。六是刃帶寬度。它主要是引導(dǎo)鉸刀方向和光整孔壁,同時(shí)也為了便于測(cè)量鉸刀的直徑。鉸刀的齒數(shù)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(guò)大時(shí),會(huì)增加摩擦力矩和切削熱,對(duì)孔壁的擠壓比較嚴(yán)重,容易將孔徑漲大,一般選擇鉸刀的刃帶不超過(guò)0.25mm。七是鉸刀的倒錐量。磨倒錐量是為了避免鉸刀校準(zhǔn)部分后面摩擦孔壁。

(二)鉸削用量。對(duì)鉸孔而言,鉸削用量是很重要的。它對(duì)鉸削過(guò)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?yàn)殂q削余量留得太小,鉸削時(shí)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(zhì)量達(dá)不到要求。若所留的鉸削余量太大,勢(shì)必加大每一個(gè)刀齒的切削負(fù)荷,破壞了鉸削過(guò)程中的穩(wěn)定性,且增加了切削熱,使鉸刀的直徑脹大,孔徑也隨之?dāng)U張,切屑的形成必然呈撕裂狀態(tài),造成加工表面粗糙。二是機(jī)鉸的切削速度和進(jìn)給量。鉸削速度和進(jìn)給量要根據(jù)加工材料合理選擇。進(jìn)給量不能選得太小,太小時(shí)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(jìn)給量這三個(gè)要素是相互影響,當(dāng)鉸削余量較大時(shí),切削速度,進(jìn)給量就不能選得過(guò)高;反之,如果切削速度和進(jìn)給量選取較小值時(shí),則可適當(dāng)提高切削速度。

當(dāng)然,為了更好地控制鉸孔加工質(zhì)量,除了鉸刀幾何參數(shù)及鉸削用量外,可在鉸削過(guò)程中,采用合理的切削液來(lái)排屑和冷卻。

二、鉸孔加工過(guò)程中的質(zhì)量控制

(一)手工鉸孔加工。手工鉸孔時(shí),鉸刀受加工孔的引導(dǎo),在手的扳動(dòng)下進(jìn)行斷續(xù)鉸削。由于通過(guò)人手直接扳動(dòng)鉸刀,處于自由狀態(tài),稍有不慎,鉸刀就會(huì)左右搖擺,將孔口擴(kuò)大。同時(shí),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(yán)格遵守手工鉸孔工藝規(guī)程,從而保證手工鉸孔的質(zhì)量。

1、工件裝夾要正,使操作者在鉸孔時(shí),對(duì)鉸刀的垂直方向有一個(gè)正確的視覺(jué)和標(biāo)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(shí)。

3、在手鉸過(guò)程中,兩手用力要平衡,旋轉(zhuǎn)鉸杠的速度要均勻,鉸刀不得搖擺,以保持鉸削穩(wěn)定性。

4、鉸削進(jìn)刀時(shí),不要猛力壓鉸杠,要隨著鉸刀的旋轉(zhuǎn)輕輕加壓于鉸杠,使鉸刀緩慢地引進(jìn)進(jìn)孔內(nèi)并均勻地進(jìn)給,以保持良好的內(nèi)孔表面粗糙度。

5、在鉸削過(guò)程中,鉸刀被卡住時(shí),不要猛力扳動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉸杠,以防止鉸刀折斷,而是應(yīng)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(jìn)行研磨,再涂上潤(rùn)滑油繼續(xù)進(jìn)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(shí)不能反轉(zhuǎn)。因?yàn)殂q刀有后角,反轉(zhuǎn)會(huì)使切屑塞在鉸刀齒后面和孔壁之間將孔壁劃傷,同時(shí)鉸刀也容易磨損。

8、工件孔處于水平位置鉸削時(shí),應(yīng)用手輕輕托住鉸杠使鉸刀中心與孔中心保持重合。當(dāng)工件結(jié)構(gòu)限制鉸杠作整圓周旋轉(zhuǎn)時(shí),一般是用扳手扳轉(zhuǎn)鉸刀,每扳轉(zhuǎn)一次使其作少量的旋轉(zhuǎn)。

9、當(dāng)一個(gè)孔快鉸完時(shí),不能讓鉸刀的校準(zhǔn)部分全部出頭,以免將孔的下端劃傷。另外,當(dāng)受到工件裝夾或工件結(jié)構(gòu)的限制時(shí),不允許從孔的下面取出鉸刀。

(二)機(jī)動(dòng)鉸孔加工。當(dāng)鉸孔的批量較大且條件允許時(shí),應(yīng)盡量采用機(jī)動(dòng)鉸孔。機(jī)動(dòng)鉸孔效率高,鉸刀的回轉(zhuǎn)中心比較穩(wěn)定,鉸削連續(xù),進(jìn)刀量比較均勻,這些都有利于提高鉸孔質(zhì)量。當(dāng)然,操作上必須按照正確的方法進(jìn)行機(jī)動(dòng)鉸孔加工,才能保證鉸孔質(zhì)量。

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

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

3、開(kāi)始鉸削時(shí),為了引導(dǎo)鉸刀鉸進(jìn),可采用手動(dòng)進(jìn)給。當(dāng)鉸進(jìn)2~3mm時(shí),改用機(jī)動(dòng)進(jìn)給,以獲得均勻的進(jìn)刀量。

4、采用浮動(dòng)夾頭夾持鉸刀時(shí),在未吃刀之前最好用手扶正鉸刀,慢慢引導(dǎo)使其接近孔緣,以防止鉸刀與工件發(fā)生撞擊。否則由于受到撞擊可能使鉸刀切削刃產(chǎn)生凹痕,或?qū)⒐ぜ卓诳星谐鲞^(guò)深的刀痕,造成鉸刀在繼續(xù)鉸削時(shí)發(fā)生振動(dòng)。

5、在鉸削過(guò)程中,輸入的切削液要充分,其成分根據(jù)工件材料來(lái)選擇。

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

7、鉸刀在使用過(guò)程中,要注意保護(hù)好兩端的中心孔,以備刃磨鉸刀時(shí)使用。

8、鉸孔完畢,應(yīng)不停車(chē)退出鉸刀,同時(shí)也不允許鉸刀倒轉(zhuǎn),否則會(huì)在孔壁上留下刀痕。

總之,當(dāng)熟悉影響鉸孔的主要因素(鉸刀的幾何參數(shù)、鉸削用量)和手工鉸孔和機(jī)動(dòng)鉸孔的方法和注意要點(diǎn)后,在鉸孔加工過(guò)程中,就可以避免出現(xiàn)一些孔徑超差、內(nèi)孔表面粗糙度值高等各種各樣的問(wèn)題,如此就可以提高孔的精度。

參考文獻(xiàn)

1.技工學(xué)校機(jī)械類(lèi)通用教材編審委員會(huì)編.鉗工工藝學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993

2.勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫(xiě).鉗工工藝與技能訓(xùn)練.北京:中國(guó)勞動(dòng)出版社,2002