用于锥孔铰削的工装设计

王克明 宋文军

摘要：手动锥销铰孔对技能水平要求高，铰孔关键要刀具与孔径同心，进给切削须合适，为了较好解决锥销铰孔稳定性，设计了一种锥销铰孔工装，该工装具有刀具与孔定心作用，并能实现定量进给铰削，确保了锥销铰孔稳定性，保证了孔径精度和表面粗糙度。

关键词：锥销铰孔；定量进给；手动铰孔

1.手工铰孔过程问题难点

手工锥销铰孔在机械加工中应用广泛，是孔的精加工，铰孔后的尺寸公差等级可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值可达0.8μm，但在实际操作过程往往达不到理想状态。手动铰孔技艺水平要求高，操作稍有不慎，导致孔径增大、孔径减小及孔径不圆等缺陷，误差较大；同时，铰刀尚需作周期性的停歇，影响加工孔的表面粗糙度。由于锥销孔铰制过程中，当铰削余量很小时，大大增加了铰削难度。手工铰孔质量控制多依靠于铰孔技艺水平。

锥销铰孔关键问题主要有：

（1）铰刀的中心要与孔的中心尽量保持重合，不得歪斜，特别是铰削浅孔时；

（2）确保孔径不超差，锥销配合在技术要求范围内。

（3）表面粗糙度达到要求。

一般常用的手动铰孔工装如图1所示。铰孔时，操作人员顺时针扳动手柄带动铰刀旋转同时手动技能轴向进给实现对底孔的铰削，通过刀具轴向进给量控制圆锥孔的孔径，然而该工装实际操作过程中刀具轴向进给量无法做到精确控制，操作人员只能通过经验判断铰削余量已经很小了以后取出刀具，插入圆锥销试配测量，试配结果没有达到技术要求时，继续插入铰刀以同样的方式铰削，再取出，再试配，再测量，最终达到使用要求，值得注意的是，当铰削余量很小时，大大增加了铰削难度，对操作人员的技能水平要求极高，主要靠经验来把握刀具进给量，以至于孔径不超差。

手动铰孔的整个过程对工人技艺水平要求较高；铰削余量小，技术要求严格，目前是通过边铰削边试配，反复测量剩余铰削余量，效率低；尤其在铰削余量极少而又未进入公差范围情况下，对销子铰刀进给无法进行定量控制，全凭操作人员的技能操作来把握铰削余量，所以稍有不慎便可能会导致孔径超差，产品报废。

2.结构设计

铰刀与进给螺旋副轴向固联，螺纹副主要确保铰削力与速度均匀，进给速度均匀，确保铰孔稳定性，获取良好的孔径和表面粗糙度，螺纹副有刻度显示，最小刻度0.02mm，铰杠旋转一周，轴向进给0.5mm；导向套与铰刀固聯，导向套与定位架基孔制配合，可在定位架中轴向滑动；定位架可用于控制定心铰刀与底孔的同轴度，确保铰刀中心线与孔中心线保持重合，不得歪斜；压盖为快捷拆卸与压紧结构，松开紧固件，铰刀可退出。

工作时，操作人员用手扳动手柄使铰刀旋转进给铰削，通过显示刻度了解进给量多少，通过对轴向进给量来控制锥孔的孔径。当进给一定深度后，松开压盖，去屑，然后再压紧工装继续进给，当进给到设定距离后，顶紧螺纹副处螺钉，松开压盖螺钉，使铰刀作无进给圆周铰削，以消除铰刀在此停歇处所造成的振痕。

3.试验结果

在Φ6底孔的基础上，采用手用1：20锥度销子铰刀铰Φ6.6圆锥孔，圆锥销孔试配时销子端面超出产品端面0.05～0.20mm，端面粗糙度值不低于1.6，试验材料：45钢、不锈钢以及2A12等。

采用专用工装对上述三种材料各进行了10个孔铰削加工，分别测量其精度情况，在试验过程中，用表面轮廓仪测量其孔径表面粗糙度。

4.质量控制

（1）工件装夹好后，铰刀的中心要与孔中心保持重合，不得歪斜，主要依靠基座和定位架的调节来保证。

（2）在手工铰孔过程中，铰杠的回转速度均匀，转动平稳，进给速度平稳，进给尽量均匀，以保持良好的内孔表面粗糙度。

（3）铰削进给一定量时，要松开基座处紧定螺钉，取出铰刀，清理废屑，并涂上润滑油继续铰削。如果进给卡阻，不要强力旋转铰杠，要防止铰刀折断，应松开紧定螺钉，将铰刀取出，清除切屑，检查铰刀是否崩刃，如果有轻微磨损或崩刃，可进行研磨。

（4）注意变换铰刀每次停歇的位置，以消除铰刀常在同一处停歇所造成的振痕。

（5）铰刀退出时不能反转。因为铰刀有后角，反转会使切屑塞在铰刀齿后面和孔壁之间将孔壁划伤，同时铰刀也容易磨损。

5.结论

该装置适用于锥销孔铰制，结构简单，经试验考核，铰孔工装可以实现对铰孔进刀量进行定量控制，显著提高了铰孔效率，保证了加工质量，取得了较好的结果。

参考文献：

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[5]技工学校机械类通用教材编审委员会，编.钳工工艺学.北京：机械工业