鉸削工藝是用來(lái)使不銹鋼上的孔具有準(zhǔn)確的尺寸精度和良好光潔度的一種機(jī)加工方法。這種方法是在已經(jīng)經(jīng)過(guò)鉆孔、鏜孔或穿孔操作而形成孔的基礎(chǔ)上完成的。各種不銹鋼的切削特性各不相同,為此鉸削必須根據(jù)加工的不銹鋼的種類,改變鉸刀的類型和角度。標(biāo)準(zhǔn)型鉸刀,無(wú)論是高速鋼制的還是焊有硬質(zhì)合金刀頭的,都設(shè)計(jì)有直線形的或螺旋形的溝槽,通常都可以用來(lái)加工各種牌號(hào)的不銹鋼。有些情況下使用的刀是套裝的,可調(diào)和鑲裝刀頭。盡管上述各類鉸刀都可以對(duì)不銹鋼進(jìn)行鉸孔,但是具有螺旋形溝槽的那一種鉸刀加工精度通常較高,對(duì)振動(dòng)的敏感性較小,在鉸削深孔時(shí),排屑能力較好。
對(duì)于絕大多數(shù)螺紋機(jī)床加工來(lái)說(shuō),建議使用短柱螺紋機(jī)床鉸刀。鉸削時(shí),左旋溝槽的鉸刀右向旋轉(zhuǎn)鉸削被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的。進(jìn)行鉸削的速度與鉆削近似,切削深度通常掌握在每個(gè)刀齒0.05~1.0mm,如果切削深度在0.05mm以下,則加工表面很可能會(huì)發(fā)生打滑,這時(shí)要注意鉸刀的磨損。如果需要鉸削的最終孔徑超過(guò)19.05mm,則所鉆的孔徑應(yīng)比這個(gè)值小1.6mm,以便為鉸刀提供足夠的切削深度,直徑超過(guò)50.8mm的孔,可以按比例增大鉸削的加工余量。
根據(jù)各種鉸刀的構(gòu)造不同,對(duì)尺寸較小的孔進(jìn)行鉸削時(shí),宜選用整體式鉸刀,因?yàn)檫@樣可以減少誤差和偏斜。但是在加工尺寸較大的孔時(shí),由于成本較高,用整體式鉸刀有時(shí)就不合算了。在規(guī)格允許的情況下,有時(shí)可把尺寸較大的整體鉸刀重新磨成尺寸接近的、較小的鉸刀使用。
鉸孔的精度很大程度上取決于適當(dāng)?shù)娜袔挾群颓邢魅械匿h利程度。對(duì)鉸刀進(jìn)行拋光可以提高零件的光潔度。刃磨以后用油石研可以顯著地延長(zhǎng)刀具的使用壽命。
對(duì)不銹鋼進(jìn)行鉸孔的鉸刀必須有一定的切削作用,否則就會(huì)引起打滑或金屬加工硬化。如果鉸削時(shí)去除的毛坯量不夠,鉸刀的壽命就會(huì)縮短。如果鉆頭的尺寸過(guò)于接近鉸刀的尺寸,或者鉆孔時(shí)尺寸超差,同樣是接近鉸刀的尺寸(這是經(jīng)常發(fā)生的),鉸削時(shí)就沒(méi)有足夠的余量,有可能是擠入而不是切入,從而導(dǎo)致鉸刀的過(guò)度磨損或斷裂。
鉸削在生產(chǎn)量大到可以證明使用硬質(zhì)合金刀具是合算的場(chǎng)合時(shí),選用這種刀具也可以成功地進(jìn)行鉸削。對(duì)于鉸削,可行的辦法之一是以大約24m/min的速度開(kāi)始切削,相反地,用高速鋼刀具鉸削的速度為9m/min,然后增加速度,直至有效而無(wú)過(guò)分損傷地進(jìn)行切削為止。
鉸刀應(yīng)安裝在一個(gè)可移動(dòng)的夾具上。通常,對(duì)于直徑為6.35~25.4mm的孔來(lái)說(shuō),切削可以鉸去0.152~0.406mm的金屬厚度。隨著孔徑的增大,允許鉸削的金屬厚度也隨之增加。短型鉸刀或盡可能短的鉸刀可以避免產(chǎn)生喇叭口或錐形孔。
鉸刀的刃磨應(yīng)該在夾具上或工具磨和刃磨機(jī)上進(jìn)行。這樣的鉸刀就可以保證鉸出具有均勻精確度的孔。通常,在其有大約7°后角的倒角上采用30°的導(dǎo)前角。加工不銹鋼的鉸刀應(yīng)具有較窄刃帶,減少發(fā)熱和摩擦,從而減少材料的加工硬化。
①. 鉸削速度
為了達(dá)到尺寸公差、表面光潔度的要求或者同時(shí)兼顧兩者時(shí),鉸削速度應(yīng)隨不銹鋼種類的不同而變化。工件上孔的尺寸公差是主要因素。可以采用較高速度,而要求高的光潔度的地方,則建議采用較低鉸削速度。使用高速鋼鉸刀時(shí),如果要求高的光潔度,則鉸削速度用11~15m/min;如果孔的尺寸精度是最重要的,則鉸削速度用18~37mm/min.如果使用硫基潤(rùn)滑油不能達(dá)到所要求的光潔度,那么可以將其用煤油稀釋后拭之。
②. 進(jìn)給量
進(jìn)給量是由材料種類、孔深、要求的光潔度和所用的鉸刀決定的。每一轉(zhuǎn)給量通常在0.076~0.203mm之間,或者比鉆削同類材料所采用的進(jìn)給量稍微快一點(diǎn)點(diǎn)。
對(duì)不銹鋼鉸孔時(shí),經(jīng)常遇到的問(wèn)題是,孔表面容易劃出溝槽,粗糙度差,孔徑超差,呈喇叭口,鉸刀易磨損等。不同種類不銹鋼的切削加工性不同,在鉸孔中所表現(xiàn)出的問(wèn)題也不一樣,如對(duì)06Cr18Ni11Ti等奧氏體不銹鋼和耐濃硝酸不銹鋼鉸孔時(shí),主要是鉸刀磨損問(wèn)題;而對(duì)20Cr13等馬氏體不銹鋼鉸孔時(shí),主要是不容易保證鉸孔的粗糙度和尺寸精度問(wèn)題。為了避免這些問(wèn)題,應(yīng)注意以下事項(xiàng):a. 合理選擇鉸刀和鉸削用量,是保證鉸孔順利進(jìn)行的關(guān)鍵;b. 提高預(yù)加工工序質(zhì)量,防止預(yù)加工孔出現(xiàn)劃溝、橢圓、多邊形、錐度或喇叭口、腰鼓形狀、軸心線彎曲、偏斜等現(xiàn)象。保持工件材質(zhì)硬度適中,尤其對(duì)20Cr13馬氏體不銹鋼,調(diào)質(zhì)處理后的硬度在HRC 28以下為宜。正確安裝鉸刀和工件,鉸刀必須裝正,鉸刀軸線應(yīng)和工件預(yù)加工孔的軸線保持一致,以保證各刀齒均勻切削。選用合適的切削液,可以解決不銹鋼的切屑黏附問(wèn)題,并使之順利排屑,從而降低孔表面粗糙度和提高刀具耐用度。一般以使用硫化油為宜,對(duì)降低表面粗糙度有顯著的效果。
由于四氯化碳(CC14)對(duì)人體有害,宜采用硫化油85%~90%和煤油10%~15%的混合液。鉸刀直徑較大時(shí),可采用內(nèi)冷卻方式。認(rèn)真注意鉸孔的過(guò)程,嚴(yán)格檢查刀齒的跳動(dòng)量,是獲得均勻鉸削的關(guān)鍵。在鉸削過(guò)程中,注意切屑的形狀,由于鉸削余量小,切屑呈箔卷狀或呈很短的螺卷狀。若切屑大小不一,有的呈碎末狀、有的呈小塊狀,說(shuō)明鉸削不均勻。若切屑呈條的彈簧狀,說(shuō)明鉸削余量太大。若切屑呈針狀、碎片狀,說(shuō)明鉸刀已經(jīng)磨鈍。還要防止切屑堵塞,應(yīng)勤于觀察刀齒有無(wú)粘屑,以避免孔徑超差。使用硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時(shí),會(huì)出現(xiàn)孔收縮現(xiàn)象,為防止退刀時(shí)將孔拉毛,可采取加大主偏角來(lái)改善這種情況。