
思政目标:铰孔的灵活性很强,加工质量与操作者技能有很大关系,需要学生不断地练习并总结经验。培养学生吃苦耐劳的劳模精神和精益求精的工匠精神。
学习重点: 1.了解钻床的结构特点。
2.熟悉铰刀的组成和选用。
3.掌握铰孔的基本操作方法。
学习难点:1.正确选用铰刀及铰杠进行铰削。
2. 掌握铰孔的基本操作技能。
3. 通过铰削操作达到相应精度。
学习方法:教学视频学习、微课学习、章节自测、铰孔实践训练。
学习用具:多媒体教学仪、钻扩铰锪孔加工所需工量具、参考资料等
用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层,以提高其尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法称为铰孔。由于铰刀的刀齿数量多,切削余量小,切削阻力小,导向性好,加工精度高。一般尺寸精度可达IT7~IT9级,表面粗糙度值可达 Ra 0.8~3.2μm。

1. 铰刀的种类
(1)按使用方式可分为手用铰刀和机用铰刀。
(2)按铰刀结构可分为 整体式铰刀、套式铰刀和可调节式铰刀。
(3)按铰刀切削部分材料可分为高速钢铰刀和硬质合金铰刀。
(4)按铰刀用途可分为圆柱铰刀和锥度铰刀。
2.整体圆柱铰刀
整体圆柱铰刀分手用和机用两种。
(1)切削角度
铰孔的切削余量很小,切削变形也小,一般铰刀切削部分的前角γo =0°~3°,校准部分的前角γo =0°,使铰削接近于刮削,可减小孔壁粗糙度。铰刀切削部分和校准部分的后角都磨成6°~8°。
(2)校准部分刃带宽度
校准部分的刀刃上留有无后角的棱边,其作用是引导铰刀铰削方向和修整孔的尺寸,同时也便于测量铰刀的直径。为了减小棱边与孔壁的摩擦,棱边一般很窄,通常 f =0.1~0.3 mm。
(3)倒锥量
为了避免铰刀校准部分的后面摩擦孔壁,在校准部分应磨出倒锥。
用机用铰刀铰孔时,倒锥量较大(0.04~0.08 mm),校准部分有圆柱形校准部分和倒锥校准部分两段。
手用铰刀切削速度低,全靠校准部分导向,所以校准部分较长,整个校准部分都做成倒锥,而不做成圆柱,倒锥量较小(0.005~0.008 mm)。
(4)标准铰刀的齿数
当直径 D <20 mm时, z =6~8;当 D =20~50 mm时, z =8~12。为便于测量铰刀的 直径,铰刀齿数多取偶数。

3.可调节的手用铰刀
整体圆柱铰刀主要用来铰削标准直径系列的孔。在单件生产和修配工作中,需要铰削 少量的非标准孔,则应使用可调节的手用铰刀。

可调节的手用铰刀
1—导向套;2—导向柱;3—引导部分;4—刀体;5—刀片;6—压圈;7—调整螺母
4.螺旋槽手用铰刀

用普通直槽铰刀铰削带有键槽的孔时,因为刀刃会被键槽边钩住而使铰削无法继续,因此须采用螺旋槽铰刀。一般螺旋槽的方向是左旋,以避免铰削时因铰刀的正向转动而产生自动旋进的现象,左旋刀刃容易使切屑向下。
5.锥铰刀

锥铰刀用于铰削圆锥孔,常用的有以下几种:
(1)1∶50锥铰刀:用来铰削圆锥定位销孔的铰刀。
(2)1∶10锥铰刀:用来铰削联轴器上锥孔的铰刀。
(3)莫氏锥铰刀:用来铰削0~6号莫氏锥孔的铰刀。
(4)1∶30锥铰刀:用来铰削套式刀具上锥孔的铰刀。
为了使铰孔省力,一般制成2~3把一套,其中一把 是精铰刀,其余是粗铰刀。粗铰刀的刃上开有螺旋形分布的分屑槽,以减轻切削负荷。所示为两把一套的锥铰刀。

锥度较大的锥孔,铰孔前的底孔应加工成阶梯孔。阶梯孔的最小直径,按铰刀小端直径确定,并留有铰削余量,其余各段直径可根据锥度推算。

6.硬质合金机用铰刀
为适应高速铰削和硬材料铰削,常采用硬质合金机用铰刀。分为整体式和镶嵌式两种。
7. 铰削用量:包括铰削余量、切削速度和进给量。
(1)铰削余量
铰削余量是指上道工序(钻孔或扩孔)完成后留下的直径方向的加工余量。铰削余量不宜过大,否则会使刀齿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,同时加剧铰刀磨损。
铰削余量也不宜太小,否则上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、表面粗糙度要求及铰刀类型等综合因素的影响。
(2)切削速度
为了得到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≤8 m/min;铰削铸铁件时, v≤10 m/min;铰削铜件时,8≤ v≤12 m/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,这种被推挤而形成的凸峰,当以后的刀刃切入时就会撕去大片切屑,使表面粗糙度值增加,同时加快铰刀磨损。机铰钢件及铸铁件时, f =0.5~1 mm/r;机铰铜和铝件时, f =1~1.2 mm/r。
8.铰削工作要点
1、工件要夹正、夹紧,但对薄壁零件的夹紧力不要过大,以防将孔夹扁。
2、手铰过程中,两手用力要平衡,旋转铰杠时不得摇摆,以保证铰削的稳定性,避免在孔的进口处出现喇叭口或孔径扩大;铰削进给时,不要猛力压铰杠,只能随着铰刀的旋转轻轻加压于铰杠,使铰刀缓慢地引进孔内并均匀地进给以保证较小的表面粗糙度值。
3、铰刀不能反转,退出时也要顺转。反转会使切屑扎在孔壁和铰刀的刀齿后刀面之间,将已加工的孔壁刮毛;同时也使铰刀容易磨损,甚至崩刃。
4、在手铰过程中,如果铰刀被卡住,不能猛力扳转铰杠。此时应取出铰刀,清除切屑并检查铰刀。当继续铰削时要缓慢进给,以防在原来卡住的地方再次卡住。
5、机铰时要在铰刀退出后才能停车,否则孔壁会有刀痕或拉毛。铰通孔时,铰刀的校准部分不能全部出头,否则孔的下端会刮坏。
9.铰孔时的冷却和润滑
铰削的切屑细碎,易黏附在刀刃上,甚至挤在孔壁与铰刀之间,从而刮伤加工表面,使孔径扩大。铰削时必须用适当的切削液冲掉切屑,减少摩擦,降低工件和铰刀的温度,防止产生积屑瘤。
10.注意事项
(1)铰孔时注意铰刀要放正。
(2)铰孔时遇硬点不能硬铰。
(3)退铰时不能倒转。每次停留位置不能在同一位置上。注意加切削液,提高其孔的表面粗糙度值。
(4)铰刀是精加工工具,要保护好刃口,以免碰撞,刀具上如有毛刺或屑粘附,可用油石小心地磨去。
(5)铰刀排屑功能差,须经常取出切屑,以免铰刀被卡住。