铰孔工艺
6. 6铰孔工艺、编程
材料：45#钢，正火处理
图6-6-1圆周均布孔加工零件
6. 6 . 1铰孔加工工艺
1 ?铰孔加工概述
钻孔是在实体材料中钻出一个孔，而铰孔是扩大一个已经存在的孔。铰孔和钻孔、扩孔
一样都是由刀具本身的尺寸来保证被加工孔的尺寸的，但铰孔的质量要高得多。铰孔时，铰
刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小其表面粗糙度值，铰孔是孔的精
加工方法之一，常用作直径不很大、硬度不太高的工件孔的精加工，也可用于磨孔或研孔前
的预加工。机铰生产率高，劳动强度小，适宜于大批大量生产。
铰孔加工精度可达IT9?IT7级，表面粗糙度一般达Ra1.6?0.8呵。这是由于铰孔所用的铰刀结构特殊，加工余量小，并用很低的切削速度工作的缘故。
直径在100 mm以内的孔可以采用铰孔，孔径大于100 mm时，多用精镗代替铰孔。在
镗床上铰孔时，孔的加工顺序一般为：钻（或扩）孔一镗孔一铰孔。对于直径小于12 mm的孔，由于孔小镗孔非常困难，一般先用中心钻定位，然后钻孔、扩孔，最后铰孔，这样才能保证孔的直线度和同轴度。
如图6-6-1所示的工件，加工6XQ20H7均布孔，孔面有Ra1.6的表面质量要求，适合用铰孔方法进行孔的精加工。
一般来说，对于IT8级精度的孔，只要铰削一次就能达到要求；IT7级精度的孔应铰两次，先用小于孔径
0.05?0.2 mm的铰刀粗铰一次，再用符合孔径公差的铰刀精铰一次；IT6级精度的孔则应铰削三次。
铰孔对于纠正孔的位置误差的能力很差，因此，孔的有关位置精度应由铰孔前的预加工
工序予以保证，在铰削前孔的预加工，应先进行减少和消除位置误差。如，对于同轴度和
位置公差有较高要求的孔，首先使用中心钻或点钻加工，然后钻孔，接着是粗镗，最后 才由铰刀完成加工。另外铰孔前，孔的表面粗糙度应小于
Ra3 . 2 ^m 。
铰孔操作需要使用冷却液，
以得到较好的表面质量并在加工中帮助排屑。
切削中并不会
产生大量的热，所以选用标准的冷却液即可。
⑴铰刀结构
在加工中心上铰孔时，多采用通用的 标准机用铰刀。通用标准铰刀，有直柄、 锥柄和套式三种。直柄铰刀直径为0 6mm ?$ 20mm ，小孔直柄铰刀直径为$ 1 mm ?$ 6mm ,锥柄铰刀直径为$ 10mm ?$ 32mm ，套式铰刀直径为$ 25mm ?$ 80mm 。分 H7、H8、H9 三种 精度等级
如图6-6-2
(a ),整体式铰刀工作部
分包括切削部分与校准部分。
些铰刀在刀头设计一段锥形切削刃， 为刀具切削部分，承担主要的切削工作， 其切削半锥角 较小，一般为10
?15。，因此，铰削时定心好，切屑薄。
校准部分的作用是校正孔径、修光孔壁和导向。校准部分包括圆柱部分和倒锥部分。
圆
柱部分保证铰刀直径和便于测量。刀体后半部分呈倒锥形可以减小铰刀与孔壁的摩擦。
⑵铰刀直径尺寸的确定
铰孔的精度主要决定于铰刀的尺寸精度。
由于新的标准圆柱铰刀，直径上留在研磨余量，且其表面粗糙度也较差，所以在铰削IT8 级精度以上孔时，应先将铰刀的直径研磨到所需的尺寸精度。
由于铰孔后，孔径会扩张或缩小，目前对孔的扩张或缩小量尚无统一规定， 一般铰刀的
直径多采用经验数值：
铰刀直径的基本尺寸=孔的基本尺寸； 上偏差=2/3被加工孔的直径公差； 下偏差=1/3被加工孔的直径公差；
0 021
例如：铰削$ 20H7( 0 .)的孔，则选用的铰刀直径： 铰刀基本尺寸=$20 mm
2 .铰刀及选用
图6-6- 2铰刀结构图
铰刀刀头开始部分，称为刀头倒角或“引导锥”
，方便刀具进入一个没有倒角的孔。
(a)亘栢埜体式高逆钢狡R A 型
⑹直柄整体式蒿速鞫鮫丁IB 型
上偏差=2/3 X0.021 mm=0.014 1 mm
下偏差=1/3 X0.021 mm=0.007 mm
所以选用的铰刀直径尺寸为0 20 O..007mm。
⑶铰刀齿数确定
铰刀是多刃刀具，铰刀齿数取决于孔径及加工精度，标准铰刀有4?12齿。齿数过多,
刀具的制造刃磨较困难，在刀具直径一定时，刀齿的强度会降低，容屑空间小，由此造成切
屑堵塞和划伤孔壁甚至蹦刃。齿数过少，则铰削时的稳定性差，刀齿的切削负荷增大，且容
铰刀的刀齿又分为直齿和螺旋齿两种。螺旋齿铰刀带有左旋的螺旋槽，这种设计适合于
易产生几何形状误差。铰刀齿数可参照表6-6-1 选择。
表6-6-1 铰刀齿数选择
铰刀直径／ mm 1.5 ? 3 3?14 14 ?40 >40
一般加工精度 4 4 6 8 齿数
高加工精度 6 8 10 ?12 加工通孔，在切削过程中左旋螺旋槽“迫使”切屑往孔底移动并进入空区。不过它不适合盲孔加工。
⑷铰刀材料确定
铰刀材料通常是高速钢、钴合金或带焊接硬质合金刀尖的硬质合金刀具。硬质合金铰刀耐磨性较好；高速钢铰刀较经济实用，耐磨性较差。
3 ．铰削用量的选用
⑴铰削余量铰削余量是留作铰削加工的切深的大小。通常要进行铰孔余量比扩孔或镗孔的余量要
小，铰削余量太大会增大切削压力而损坏铰刀，导致加工表面粗糙度很差。余量过大时可采取粗铰和精铰分开，以保证技术要求。
另一方面，如果毛坯余量太小会使铰刀过早磨损，不能正常切削，也会使表面粗糙度差。
一般铰削余量为0.1 ?0.25mm ，对于较大直径的孔，余量不能大于0.3mm 。
有一种经验建议留出铰刀直径1?3 %大小的厚度作为铰削余量(直径值) 口，①20 的铰刀加①19.6左右的孔直径比较合适：
20 —(20 X2 /100)=19.6
对于硬材料和一些航空材料，铰孔余量通常取得更小。