精加工對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)加工部件的質(zhì)量和功能至關(guān)重要。鉸孔作為精加工操作之一，可確保工件上的孔具有預(yù)期的精度、尺寸公差和出色的表面光潔度。通常，制造商會(huì)在鉆孔工序完成后再進(jìn)行鉸孔。

什么是鉸孔？其目的是什么？如何從鉸孔加工中獲得理想效果？本文回答了這些問(wèn)題，并廣泛討論了數(shù)控鉸孔工藝，請(qǐng)繼續(xù)閱讀！

什么是鉸孔？

鉸孔是一種切削操作，是為了更精確地?cái)U(kuò)大現(xiàn)有孔徑和提高孔壁表面光潔度。鉸孔操作中使用的工具稱為 “鉸刀”。該工序?qū)儆诰庸げ僮鳎c鏜孔或鉆孔相比，不會(huì)切削太多工件材料。此外，在加工工件時(shí)，擴(kuò)孔器的旋轉(zhuǎn)速度僅為鉆孔操作的一半甚至更低。

鉸孔的目的是什么？

在工件上鉸孔的主要目的是提高工件的尺寸精度和表面質(zhì)量。CNC鉸孔加工具有精密磨削能力，可加工出特定尺寸和精確直徑的孔，從而獲得更好的表面質(zhì)量。

鉆孔和鏜孔等工序必須在鉸孔前進(jìn)行。如果需要精確控制孔徑公差，鉸孔機(jī)是理想的選擇。

如何鉸孔：分步指南

要從這種精密加工中獲得最佳效果，必須準(zhǔn)備好鉸孔工件，以便鉸刀切削孔。

以下是鉸孔的幾個(gè)步驟：

• 步驟 1：在工件上確定并定點(diǎn)鉆孔，使用錐度比現(xiàn)有孔所用鉆頭稍大的定點(diǎn)鉆頭。
• 步驟 2：一個(gè)有助于確定鉆孔尺寸的經(jīng)驗(yàn)法則是在鉸刀尺寸的基礎(chǔ)上減去 2% – 4%，對(duì)于較硬的金屬減去 2%，對(duì)于較軟的材料減去 4%。
• 步驟 3：確保工件靜止不動(dòng)，并用夾具固定，使其不會(huì)滑動(dòng)或搖晃。使用合適尺寸的鉸刀鉸孔。通常，鉸刀比孔大 1.5 倍。
• 步驟 4：根據(jù)材料、鉸孔工具和操作情況，采用適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量和速度。不過(guò)，在數(shù)控鉸孔操作過(guò)程中，要確保鉸刀和孔得到冷卻液或切削油的充分潤(rùn)滑。
• 步驟 5：控制鉸刀的進(jìn)給和速度。每分鐘轉(zhuǎn)速（RPM）： 使用鉆孔速度的 1/2 – 2/3；進(jìn)給量： 使用鉆孔進(jìn)給量的兩倍。
• 步驟 6：在操作過(guò)程中避免停止鉸刀或用鉸刀啄孔壁，當(dāng)機(jī)器關(guān)閉、主軸停止工作時(shí)，應(yīng)將鉸刀直接從孔中拔出。

不同類型的鉸刀

常見(jiàn)的鉸刀有以下幾種：

1. 手動(dòng)鉸刀

手動(dòng)鉸刀分為玫瑰鉸刀和凹槽鉸刀，其切削端有一個(gè)微小的錐度，便于鉸刀進(jìn)入。這些鉸刀可以是實(shí)心的，也可以是可伸縮的。不過(guò)，其擴(kuò)大程度有一定的限制。

2. 浮動(dòng)鉸刀

這種鉸刀可以糾正已鉆孔與鉸刀軸線之間的錯(cuò)誤對(duì)齊。浮動(dòng)鉸刀有兩個(gè)可更換、可修改的切削刃，它們被固定在鉸刀的一個(gè)槽中，并允許在徑向浮動(dòng)。這種鉸刀特別適用于轉(zhuǎn)塔車床上的旋轉(zhuǎn)工件。

3. 殼形鉸刀

殼式鉸刀與殼式鉸刀芯軸配合使用，可使鉸刀上的孔達(dá)到理想配合。這種鉸刀專門設(shè)計(jì)用于自由切削材料，并能按照首選尺寸鉸削出精加工孔。

它們可用于螺桿機(jī)、鉆床、車床等，殼形鉸刀是大孔鉸削加工的經(jīng)濟(jì)高效之選。

4. 硬質(zhì)合金鉸刀

硬質(zhì)合金鉸刀適用于加工耐磨性較高的區(qū)域，獲得良好的孔加工效果。它們可在其軸線周圍加工出完美無(wú)瑕的孔，而減少在先前鉆好的孔上浪費(fèi)時(shí)間。

鉸孔過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題

在工件上鉸孔時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，其中包括：

• 1. 由于不正確的進(jìn)給和速度，鉸刀鉸出的孔尺寸過(guò)小或過(guò)大；
• 2. 由于表面粗糙度高、刀具材料不合適或切削液流向切削區(qū)域不足，鉸刀可能會(huì)卡住或折斷；
• 3. 鉸刀可能會(huì)因倒角不均、震顫、主軸跳動(dòng)過(guò)大或切削作用不足而影響孔的表面光潔度；
• 4. 由于鉸削壓力過(guò)大而導(dǎo)致刀具過(guò)度磨損或破裂。

鉸孔加工的提示和注意事項(xiàng)

在進(jìn)行鉸孔操作時(shí)，一些有用的提示和注意事項(xiàng)。

1. 鉸刀的進(jìn)給量和速度

鉸刀加工的進(jìn)給量和速度會(huì)因需要CNC鉸削的材料、機(jī)床類型以及所要求的光潔度和精度而有很大不同。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)機(jī)床鉸孔加工的進(jìn)給量和速度約為相同材料鉆孔加工的三分之二。

鉸削金屬的進(jìn)給量通常高于鉆孔的進(jìn)給量，通常是鉆孔進(jìn)給量的 200% 至 300%，過(guò)低的進(jìn)給量可能會(huì)導(dǎo)致鉸刀過(guò)度磨損。因此，進(jìn)給量需要足夠大，以便鉸刀能夠始終切削，而不是摩擦或磨損。

2. 對(duì)準(zhǔn)

主軸、襯套、鉸刀和待鉸孔的完美對(duì)準(zhǔn)對(duì)于鉸孔操作至關(guān)重要，任何變化都極易增加鉸刀的磨損和孔精度的偏差。

同時(shí)，過(guò)大、錐形或喇叭口孔需要特別檢查這些參數(shù)的對(duì)齊情況。有時(shí)，使用可調(diào)式夾頭可以最大限度地減小因不對(duì)準(zhǔn)而造成的誤差。

3. 鉸刀修磨

切削工具的原則之一是確保工具是鋒利的。在鉸刀磨損或無(wú)法切割之前，對(duì)其倒角進(jìn)行修磨會(huì)有所幫助。但是，修磨僅限于倒角或進(jìn)入錐面。必須非常小心地均勻修磨每個(gè)刃口，否則刀具容易切削過(guò)大。用手刃磨倒角是不可取的，因?yàn)橐３智邢魅械木鶆蚓哂刑魬?zhàn)性。

4. 關(guān)注余量

鉸刀加工的毛坯余量包括 1/4 ″孔的 0.010″、1/2″孔的 0.015″和 1?″孔的 0.025″。另一方面，手工鉸孔的毛坯余量要小得多，這是因?yàn)殂q刀很難穿過(guò)巨大的毛坯。因此，手動(dòng)鉸刀的標(biāo)準(zhǔn)余量為 0.001″ 至 0.003″。

5. 避免顫動(dòng)

鉸孔操作中的顫動(dòng)會(huì)損害孔的光潔度和鉸刀的工作。機(jī)床剛性不足、鉸刀間隙過(guò)大、鉸刀懸伸過(guò)長(zhǎng)以及進(jìn)給量過(guò)小都可能導(dǎo)致顫振。為減少或避免鉸孔操作中的顫振，應(yīng)降低切削速度并提高進(jìn)給速度。

如何確定鉸孔的尺寸？

與鏜孔等工藝相比，鉸孔是一種精密的孔加工方法。但是，鉸孔時(shí)必須考慮的一點(diǎn)是孔的大小。如果孔太大，鉸刀就很難發(fā)揮作用，同樣，孔太小也不行。您必須鉆出大小合適的孔，才能獲得預(yù)期效果。

一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)法則是在鉆孔后保留 0.010″至 0.015″的材料供鉸刀刮削。小直徑的數(shù)控鉸刀應(yīng)保留 0.003″ 至 0.006″ 的材料。

不過(guò)，最好使用百分比而不是固定范圍。如果孔的直徑比鉸刀的直徑小 2% 至 3%，會(huì)有幫助。如果條件允許，可以將孔的直徑修改為比鉸刀直徑小 5%。

鉸孔與鏜孔與鉆孔： 有哪些區(qū)別？

鉸孔、鏜孔和鉆孔工藝是不同的加工操作，它們使用不同的切削工具幫助在工件上創(chuàng)建新孔或修改現(xiàn)有孔。然而，要了解鉸孔與鏜孔、鉸孔與鉆孔之間的區(qū)別，我們必須單獨(dú)討論這些工藝。

鉸孔

如前所述，CNC鉸孔是一種使用旋轉(zhuǎn)刀具在工件上創(chuàng)建或修改具有光滑內(nèi)壁的現(xiàn)有孔的切割工藝。因此，鉸孔需要先讓鉆孔工藝準(zhǔn)備好的現(xiàn)有孔。

通常，鉸孔操作中使用的旋轉(zhuǎn)刀具被稱為鉸刀，與鉆孔操作中使用的鉆頭相比，它從工件中切割的材料要少得多。

鉸孔操作的主要功能是使現(xiàn)有孔壁光滑，制造商使用機(jī)床進(jìn)行鉸孔操作。鉸削金屬的尺寸公差約為 IT9?IT6，表面粗糙度值可達(dá)到 Ra 3.2?0.2μm。

鏜孔

這是一種使用單點(diǎn)刀具在工件上擴(kuò)孔的切削工藝，使用銑床、車床或臥式鏜銑床可以鏜孔。雖然鉆孔是在工件上開(kāi)一個(gè)初始孔，但鏜孔操作有助于擴(kuò)大所開(kāi)的孔。刀具尺寸并不限制鏜孔直徑，鏜孔加工具有很強(qiáng)的糾錯(cuò)能力和很高的定位精度。

鉆孔

數(shù)控鉆孔是使用鉆頭在工件上鉆出圓孔的典型工藝。機(jī)械師必須將鉆頭壓在工件上才能鉆孔，當(dāng)鉆頭啟動(dòng)時(shí)，鉆頭會(huì)鉆入工件，形成一個(gè)圓孔。

鉆孔為形成螺紋孔創(chuàng)造了條件。它可以在金屬等較硬的材料上鉆出標(biāo)準(zhǔn)孔，為后續(xù)的孔加工做好準(zhǔn)備。因此，鉆孔精度低于鏜孔和鉸孔，僅為 IT13?IT11，而其表面粗糙度高達(dá) Ra 50?12.5μm。

總之，鉸孔能在現(xiàn)有孔內(nèi)形成精細(xì)的內(nèi)壁，鏜孔能增加孔的直徑，而鉆孔則能在工件上形成孔。

何時(shí)選擇鉸孔而不是鏜孔？

鉸孔和鏜孔是理想的精加工技術(shù)，有助于加工出直徑精確、公差更小的孔。然而，有些原因會(huì)影響必須選擇鉸孔而不是鏜孔。以下是其中一些因素：

1. 鉸孔節(jié)省時(shí)間

鉸刀有一個(gè)多點(diǎn)切削工具，根據(jù)大小最多有 10 個(gè)齒。與單齒加工相比，鉸刀可縮短加工周期，多齒加工可加快進(jìn)給速度，從而提高生產(chǎn)率。因此，在時(shí)間是首要因素的情況下，數(shù)控鉸孔是比鏜孔更好的選擇。

2. 工藝簡(jiǎn)單

鉸削是直接孔加工工藝的理想選擇。鉸刀的設(shè)置比較簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)高性能的鉸削操作。由于鉸刀具有正確的預(yù)設(shè)直徑，因此無(wú)需不斷調(diào)整直徑。與需要不斷調(diào)整的單點(diǎn)鏜孔相比，鉸孔工藝更加穩(wěn)定。

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結(jié)論

鉸孔是適合在工件上加工孔的標(biāo)準(zhǔn)精加工技術(shù)之一。對(duì)于較小的孔，它是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工方法。不過(guò)，為了獲得鉸削加工的理想效果，應(yīng)更加注意使用合適的鉸刀和優(yōu)化切削參數(shù)。