深孔铰刀的改进

魔神

    

采用标准铰刀加工L/D>5的深孔时，操作比较困难，经常出现铰刀折断现象，且孔的表面质量不易达到加工要求，其主要原因是深孔排屑困难，堵塞在孔内的切屑容易刮伤已加工表面，并挤坏铰刀刀刃；此外，由于冷却液不易到达切削区，难以对铰刀进行有效冷却，从而加剧铰刀磨损甚至使铰刀折断。为解决这一问题，我们对标准铰刀的结构进行了改进。

图 改进后的深孔铰刀结构

1 铰刀结构及特点

改进后的深孔铰刀结构如图所示。

在工具磨床上将标准铰刀的切削部分每隔一齿磨去一段，使切削齿减少一半。这样虽然加大了刀齿的平均切削负荷，但由于增大了容屑空间，使刀具排屑性能大为改善，避免了加工中切屑挤坏刀齿。此外，刀齿减少后，冷却液可顺利流入切削区，使刀具在加工过程中得到充分冷却，避免刀齿因切削温度过高而卷刃。改进后的铰刀加工寿命大大提高。据统计，一把Ø8mm 标准铰刀只能加工30余个工件即发生折断，而改进后的铰刀加工700多个工件后仍未损坏。

为避免铰刀齿数减少后对加工质量的不利影响，在磨齿时，铰刀校正部分约t/4(t为刀刃全长)处的一段刀刃仍保留原齿数。同时，在每个刀齿的切削部分磨出负刃倾角(l=-10°～-15°)，以提高铰孔表面质量及铰刀寿命。

铰刀结构改进后，可提高切削速度并适当加大走刀量，使加工效率显著提高。用经改进的Ø8mm铰刀加工防爆电机机壳上92mm深孔时，铰削余量为0.3mm，机床主轴转速n=100r/min，走刀量s=0.43mm/r，冷却液为30%菜籽油+70%皂液。加工后的深孔精度可达二级，加工表面粗糙度可达Ra3.2µm。

2 铰削加工要点

1. 切削速度
   切削速度过高或过低均易产生卷屑，影响加工表面粗糙度。加工钢件时，适当的切削速度为v=4～5m/min；加工铸铁件时，适当的切削速度为v=4.5～5.5m/min。
2. 铰孔余量
   铰孔余量对铰削加工质量影响很大(对于深孔铰削尤其如此)。如铰孔余量过大，加工时铰刀易折断；如铰孔余量过小，则不能完全铰除前道工序留下的加工痕迹，影响孔的尺寸精度和表面粗糙度。根据加工经验，在钻床上进行铰削加工时，当被铰孔直径分别为3～4mm、5～10mm、12～16mm和18～30mm时，对应的铰孔余量可分别选取0.1mm、0.2mm、1mm和2mm。在车床上进行铰削加工时，铰孔余量可选取0.08～0.12mm。
3. 进给量
   根据工件材料的不同，在钻床上铰孔时，进给量可在0.17～1.5mm/r的范围内选取；在车床上铰孔时，进给量可在0.1～0.13mm/r的范围内选取。铰孔前应仔细检查机床套筒的偏摆不得过大。
4. 冷却液
   铰削加工不同材料的工件时，应采用不同类型的冷却液，如加工45钢、40Cr钢时，可采用30%菜籽油+70%皂液；加工铸铁时，只加少许煤油即可。铰孔时，冷却液的供应要充分，不能间断。