孔的切削加工

2013-06-06许韶洲

机电工程技术 2013年6期

许韶洲

（广东松山职业技术学院，广东韶关 512126）

0 前言

孔加工在机械加工中占有很大比重，大约有三分之二以上的机械零件都需要加工孔，可见车圆柱孔也是一种最常见的车削加工工艺。它和车削外圆相比，在加工和测量方面都要困难得多，特别是加工孔的刀具，其刀杆的长短和粗细受到孔径和孔深的限制，从而使刀具的刚性和强度受到一定的影响。车刀在圆柱孔内进行车削时因空间狭窄，排屑和散热条件较差，对刀具的使用寿命和工件的加工质量十分不利，要使圆柱孔车削得以顺利进行，必须认真解决好上述问题。

解决内孔车刀刚性的措施。内孔车刀的工件条件一般说来比外圆车刀差，最主要的问题是刚性差。因为内孔车刀的尺寸及刀杆的粗细和长短受到被加工孔的直径、深度和位置限制，特别是车小孔径时，只能采用较小的内孔车刀，因此内孔车刀的耐用一般比较低[1-2]。如何才能提高车刀的刚性呢？

1 尽量增加刀杆的截面积

一般的内孔刀有一个缺点，刀杆的截面积小于孔截面积的1/4，如图1所示。如果让内孔车刀的刀尖位于刀杆的中心线上，这样就大大提高了内孔车刀的刚性，减少了振动，也提高了耐用度。

图1 车刀刀杆截面积

2 采取可换式刀杆

根据加工孔形状的不同，可用高速钢或硬质合金做成刀头，装在图2 所示的方形刀杆中，用螺钉固定。如果加工的孔是通孔，就将方孔做成直的，如果加工的是盲孔，就将方孔的位置改成斜的。这样变可适应加工不同形状的孔，也增强了刀杆的刚性。

3 使用装夹式车刀刀杆

图2 可换式刀杆

在比较长的孔加工中，一般都要用如图2 的刀杆进行加工，但大孔、长孔、短孔、小孔等尺寸千差万别，这时需要做很多的刀杆，又费料又费时，并且当孔较长时，图2 的刀杆就不适用了，为解决这一问题，可做成系列的刀杆与刀座，如图3 所示，刀座内有一圆孔，伸进刀杆后，刀座夹在方刀架上，利用中间开口的间隙，抱紧刀杆，刀杆可在刀座圆孔中伸缩长短，需要多长，伸出多长，方便灵活，并且系列刀杆及刀座做成以后，可重复使用。

图3 装夹式车刀刀杆

4 解决排屑的措施

车削盲孔时，如果切削排向待加工孔中将会被堵在孔内，缠在刀杆上而使车削无法正常运行下去。而车削通孔时如果铁屑排向工件的已加工表面，则容易擦毛工件，影响孔的表面粗糙度，如何控制切屑排出的方向和形成良好的切屑呢？

4.1 控制切屑排出方向的关键决定于内孔车刀的刃倾角（λs）

刃倾角有正、负和零三种，当刀尖位于主切削刃最高点时，刃倾角为正值，这时切屑排向工件待加工表面，切屑不易擦毛已加工表面，车出的孔壁表面粗糙度小。当刀尖位于刀刃最低点时刃倾角为负值，切屑排向工件的已加工表面，这时铁屑容易擦毛孔壁。当主切削刃与基面平行时，刃倾角为零值，切屑在原地打卷或呈直线状。可见加工内孔时可根据加工要求来选择适当的刃倾角以达到顺利排屑的目的。

4.2 控制切屑的形状

切屑的形状一般有带状、螺旋状、单元状等。而控制切屑的形状主要决定于内孔车刀的刀面的形状，如图4 所示。在内孔车刀的前面磨出卷屑槽，不同的卷屑槽（主要似乎改变圆弧半径R和宽度b的车刀在切削用量相同的情况下，切屑的卷曲半径（γ）（见图4）随槽宽b 的增大而增大。当卷屑槽和槽宽较小时，切屑呈螺旋状顺利而平稳地从待加工孔内排出，加工出的孔表面粗糙度小，而且刀具耐用。