铰刀设计原则及铰孔失效模式分析

铰刀使用中常见八大问题的解决在铰孔加工过程中，经常出现孔径超差、内孔表面粗糙度值高等诸多问题。

问题产生的原因如下：一、孔径增大，误差大铰刀外径尺寸设计值偏大或铰刀刃口有毛刺；切削速度过高；进给量不当或加工余量过大；铰刀主偏角过大；铰刀弯曲；铰刀刃口上粘附着切屑瘤；刃磨时铰刀刃口摆差超差；切削液选择不合适；安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤；锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉；主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏；铰刀浮动不灵活；与工件不同轴；手铰孔时两手用力不均匀，使铰刀左右晃动。

二、孔径缩小铰刀外径尺寸设计值偏小；切削速度过低；进给量过大；铰刀主偏角过小；切削液选择不合适；刃磨时铰刀磨损部分未磨掉，弹性恢复使孔径缩小；铰钢件时，余量太大或铰刀不锋利，易产生弹性恢复，使孔径缩小；内孔不圆，孔径不合格。

三、铰出的内孔不圆铰刀过长，刚性不足，铰削时产生振动；铰刀主偏角过小；铰刀刃带窄；铰孔余量偏；内孔表面有缺口、交叉孔；孔表面有砂眼、气孔；主轴轴承松动，无导向套，或铰刀与导向套配合间隙过大；由于薄壁工件装夹过紧，卸下后工件变形。

四、孔的内表面有明显的棱面铰孔余量过大；铰刀切削部分后角过大；铰刀刃带过宽；工件表面有气孔、砂眼；主轴摆差过大。

五、内孔表面粗糙度值高切削速度过高；切削液选择不合适；铰刀主偏角过大，铰刀刃口不在同一圆周上；铰孔余量太大；铰孔余量不均匀或太小，局部表面未铰到；铰刀切削部分摆差超差、刃口不锋利，表面粗糙；铰刀刃带过宽；铰孔时排屑不畅；铰刀过度磨损；铰刀碰伤，刃口留有毛刺或崩刃；刃口有积屑瘤；由于材料关系，不适用于零度前角或负前角铰刀。

六、铰刀的使用寿命低铰刀材料不合适；铰刀在刃磨时烧伤；切削液选择不合适，切削液未能顺利地流动切削处；铰刀刃磨后表面粗糙度值太高。

七、铰出的孔位置精度超差导向套磨损；导向套底端距工件太远；导向套长度短、精度差；主轴轴承松动。

铰刀刀齿崩刃铰孔余量过大；工件材料硬度过高；切削刃摆差过大，切削负荷不均匀；铰刀主偏角太小，使切削宽度增大；铰深孔或盲孔时，切屑太多，又未及时清除；刃磨时刀齿已磨裂。

金属铝件铰孔分析1 铰孔工艺要求：铰孔工艺要求一般来说有粗糙度Ra、直径D、位置度、孔深等。

有时会牵涉到圆柱度。

2 铰孔影响因素：总体来说，对于机械加工的影响因素是相当多的。

机床、刀具、切削参数、切削液、周边环境、毛坯等因素都会制约机械加工精度。

在本课题中，主要指对刀具，切削参数，毛坯材质作定性的分析。

3铰孔易出现的问题：1、孔径大小超差2、锥孔3、表面质量不满足要求4、刀痕5、孔不圆且有振刀痕4 问题分析：4.1 孔直径太小1）、刀具磨损2）、铰刀本身制造直径太小3）、不适应的冷却润滑剂4）、进给速度太快（仅适用于软金属材料）4.2 孔直径太大1）、铰刀偏摆2）、铰刀和导向孔同心度不好3）、切削刃积屑4）、不适当的冷却润滑剂5）、铰刀的制造直径太大4.3 锥孔1）、铰刀跳动过大2）、铰刀和导向孔同心度不好4.4孔不圆且有振刀痕1）、铰刀偏摆2）、在斜面上开始切削不对称切削3）、工件变形4.5刀痕1）、切削刃积屑4.6表面质量不满足要求1）、刀具磨损2）、铰刀偏摆3）、错误切削参数4）、排屑不良5 刀具：刀具方面主要牵涉到材质，几何形状，刀具角度等方面。

下面将逐个分析各个因素。

5.1 材质铝件铰孔，一般采用硬质合金、涂层硬质合金、PCD铰刀。

一般来说在加工铝件中问题最大的积屑瘤的问题。

积屑瘤的产生会导致孔径变大，粗糙度超差等负面影响。

从整体上来说PCD铰刀可以使用较高的线速度，能有效避免积屑瘤的产生。

但如果硬质合金刀具设计合理的话，也能加工出很好的精度。

特别是涂层刀具的使用，正确的选用相应的涂层不仅可以达到精度要求，刀具的耐磨性和化学性能稳定，耐热耐氧化，摩擦因素小和热导率低等优点。

但涂层刀片锋利程度不如未涂层刀具，因为刀具涂层时对刃口要做钝化处理。

刃口锋利也可以有效阻止积屑瘤的形成，所以加工铝合金刀具一般不涂层。

5.2 设计及几何尺寸刀具的几何尺寸，如切削刃的前角、后角、主（副）偏角、刃倾角。

铰孔质量的判别及其解决措施铰孔是半精加工基础上进行的一种精加工。

一般铰孔的尺寸公差等级可达IT8～IT7，表面粗糙度R。

值可达～。

在实际加工中，常见的铰孔质量问题有表面粗糙度和尺寸精度差，孔口呈喇叭状等。

现分析其产生原因和改进方法。

1 表面粗糙度差的原因及其对策铰削速度过大铰削用量各要素对铰孔的表面粗糙度均有影响，其中以铰削速度影响最大，如用高速钢铰刀铰孔，要获得较好的粗糙度µ；m，对中碳钢工件来说，铰削速度不应超过5m/min，因为此时不易产生积屑瘤，且速度也不高；而铰削铸铁时，因切屑断为粒状，不会形成积屑瘤，故速度可以提高到8～10m/min。

如果采用硬质合金铰刀，铰削速度可提高到90～130m/min，但应修整铰刀的某些角度，以避免出现打刀现象。

铰削余量不适当，进给量过大一般铰削余量为～，对于较大直径的孔，余量不能大于，否则表面粗糙度很差。

故余量过大时可采取粗铰和精铰分开，以保证技术要求。

余量过小，不能正常切削也会使表面粗糙度差。

铰孔的粗糙度Ra值随进给量的增加而增大，但进给量过小时，会导致径向摩擦力的增大，引起铰刀颤动，使孔的表面变粗糙。

所以，如用标准高速钢铰刀加工钢件，要得到表面粗糙度µ；m，则进给量不能超过r，对于铸铁件，可增加至r。

铰刀刀刃不锋利，刃带粗糙一般标准铰刀均未经研磨，影响铰孔的表面粗糙度，因此必须对新铰刀进行研磨。

研磨时要注意铰刀的切削部分与校准部分的交界处，因为内孔最后在这里成形，刀具的粗糙度也在该处被反映到铰孔的内壁。

所以研磨铰刀时，应特别注意用油石将该处轻轻地仔细研磨、抛光，使切削部分与校准部分的交接处圆滑过渡。

经研磨的铰刀，切削刃后刀面刃带粗糙度得到改善，切削部分与校准部分交界处的粗糙度也得到改善，实际上是改善了铰刀本身的粗糙度，故有利于改善铰孔的表面粗糙度。

铰孔时未使用润滑液或使用不当的润滑液铰孔时未用润滑液，则铰刀工作部分的后刀面与孔壁会发生干摩擦，使孔的表面粗糙度差。

铰孔工艺过程中的质量控制•发动机零部件加工中有很多装配精密孔，不仅形位公差要求严，而且表面粗糙度要求高。

为了满足图样要求及保证产品质量，很多精密孔的加工均采用铰孔工艺。

然而在加工过程中仍然会因为刀具制造以及设备精度等因素的影响，造成诸多加工不良现象。

•现针对我公司某种机型发动机零部件加工过程中出现的问题，探讨铰孔的质量控制过程。

一、铰孔加工工艺铰孔是扩大一个已经存在的孔、用铰刀从工件原有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。

由于铰刀一般齿数较多（4～12个），导向性好，心部直径大，刀具的刚性好，加工余量小，切削的厚度较薄，因此，加工精度可达IT7～IT9级，表面粗糙度值一般可达R a=0.4～1.6μm。

铰孔为精加工孔常用的手段之一。

直径在100mm以内的孔可采用铰孔。

在加工中心上铰孔时，一般采用的工艺为：钻（或扩）孔→铰孔。

对于直径＜12mm的孔，由于铰刀本身刚性稍差，因此采用的工艺为：点钻→钻（或扩）孔→铰孔，以保证孔的直线度和同轴度。

二、铰刀结构参数及选用原则铰刀种类很多，根据使用方式可分为手用铰刀和机用铰刀。

目前设备工艺水平先进，加工效率高，大多数采用加工中心铰孔。

机用铰刀常用材质有高速钢和硬质合金，高速钢铰刀一般为整体式，硬质合金铰刀一般为焊接式。

铰刀由工作部分、颈部和柄部组成（见图1）。

工作部分包括切削部分和修光部分，切削部分呈锥形，担负主要的切削工作；修光部分用于校准孔径、修光孔壁和导向。

为减小修光部分与已加工孔壁的摩擦，并防止孔径扩大，修光部分的后端应加工成倒锥形状，其倒锥量为（0.005～0.006mm）/100mm。

铰刀主要参数及设计经验介绍如下：1、前角γo由于铰孔余量很小，背吃刀量很小，切屑与前刀面接触长度很短，因此铰刀前角作用不是主要因素。

为了便于制造，前角一般取0°～5°。

2、后角αo铰刀是定尺寸刀具，为了使铰刀重磨后直径尺寸变化不大，取较小的后角（一般为6°～8°），高速钢铰刀切削部分的刀齿刃磨后应锋利不留刃带，校准部分刀齿则须留有0.05～0.30mm宽的刃带（b a），以起修光和导向作用，也便于铰刀制造和检验。

用铰刀对已‎粗加工半精‎加工过的孔‎进行精加工‎称为铰孔。

1、铰刀的特点‎：刀刃数量多‎（6~12个），导向性能好‎，刃具精度高‎，刚性好。

2、铰孔精度：铰削余量小‎，起修光孔避‎的作用，公差等级一‎般可达IT‎9~IT7，表面粗糙度‎可达Rα3‎.2~R0.8μm。

3、适用范围：铰孔一般是‎在钻扩孔之‎后进行的，对精度要求‎高的孔应分‎为粗铰、精铰二步来‎完成，分手铰和机‎铰二种。

二、铰孔的工具‎1、铰手（铰杠）：铰手是手工‎铰孔时夹持‎铰刀的工具‎，用它带动铰‎刀旋转，常用的是活‎络式铰手。

2、铰刀的种类‎：①、按其使用方‎法可分为手‎铰刀和机铰‎刀（图6-24）手铰刀多用‎于手工铰孔‎，其柄部为直‎径，工作部分较‎长。

机铰刀多为‎锥柄，安装在钻床‎上进行铰孔‎。

图6.24 铰刀 a）、手铰刀 b）、机铰刀②、按其形状可‎分为圆柱形‎铰刀和圆锥‎形铰刀（图6.25）。

圆柱形铰刀‎按直径尺寸‎可分为固定‎式和可调节‎式（直径在一定‎范围内可用‎螺母调节）。

可调节式铰‎刀主要用在‎装配和修理‎时铰削非标‎准尺寸的通‎孔（图6.26）。

圆锥铰刀用‎来铰圆锥孔‎，其锥度为1‎：50（即在50m‎m长度内，铰刀两端直‎径差为1m‎m），使铰削的圆‎锥孔与锥销‎紧密配合。

‎‎常见的。

图6.27 螺旋铰刀螺旋铰刀有‎左旋也有右‎旋，多用于铰有‎缺口或带槽‎的孔，其特点是在‎铰削时刀刃‎不被槽边钩‎住，而且切削平‎稳。

三、铰孔方法1、铰削余量：铰孔前所留‎的铰削余量‎是否合适，直接影响到‎铰孔后的精‎度和粗糙度‎。

余量过大，铰削时吃刀‎太深，孔壁不光，而且铰刀容‎易磨损。

余量太小，上道工序留‎下的刀痕不‎易铰去，达不到铰孔‎的要求，一般情况下‎，铰削余量的‎可见表6.2。

表6.2 铰孔余量mm注：二次铰时，粗铰余量可‎取一次铰余‎量的较小值‎通常对于I‎T9~IT8级的‎孔可一次性‎铰出，对IT7级‎以上的孔应‎分两次铰出‎（粗铰和精铰‎），对于孔径大‎于20mm‎的孔，可先钻孔，再扩孔，然后再进行‎铰孔。

铰孔工艺及方法一、铰孔简介1、铰孔是对已经粗加工的孔进行精加工的一种方法。

2、主要目的：纠正上一道工序残留的变形、刀痕，提高孔的精度，多用于紧配螺栓装配前对螺栓孔的修整。

3、铰孔后的精度一般应该达到IT9～IT7级，不应该低于车床加工后的精度。

4、铰刀的种类：手用和机用。

机用较少使用，船厂多数使用手用铰刀，包括：整体式铰刀、手用可调式圆柱铰刀、整体式圆锥铰刀。

目前8200HP轴系、舵系安装中多使用的为手用可调式圆柱铰刀。

二、铰孔时余量的选择1、铰孔时应考虑孔的直径的大小、材料软硬、尺寸精度要求、表面粗糙度、铰刀类型。

2、铰削余量太大，铰孔不光，铰刀磨损很快。

铰削余量太小，无法达到铰孔目的，影响铰孔质量。

3、余量选择孔径小于5mm，余量10到20丝；孔径5到20mm，余量20到30丝；孔径21到32mm，余量30丝；33到50mm，余量半毫米；大于50的孔径，大多留有1毫米以上余量。

像8200HP的齿轮箱底座孔的铰配中，钻孔后的铰配余量在半毫米。

三、铰孔时需要用到切削液1、切削液目的：清除切屑和降低温度，提高孔的光洁度。

2、钢质材料：一般的乳化液；铰孔要求较高时可用机油或液压油。

3、铸铁材料：不用。

煤油可能会引起孔径缩小。

4、铜：一般乳化液稍微稀释。

5、铝：煤油。

四、铰孔具体操作1、准备：（1）孔径测量：卡尺测量孔径，根据铰削余量与精度要求选择合适尺寸的铰刀，一般选用可调式铰刀。

（2）工具：铰刀、手电、破布、扳手（用于转动铰刀或调节铰刀进给量，并根据铰刀后柄合理选择）、切削液、毛刷。

也可以在铰孔前根据所铰孔的位置及立体空间，自行制作扳手，方便操作便于保证精度。

2、方法：（1）调节铰刀：刀体前端靠近刀头部位螺母松开，调节刀体后端朝向刀柄位置螺母，增大或减小进给量。

刀体越靠近刀头位置，进给量越大。

可以边调节边插进孔内进行试验，以铰刀刀体插入孔内大约一半位置为最理想。

进给量调节好后锁紧上下螺母。

一般情况下，每次的进给量逐步减小，最后一刀完成后可达到铰孔的光洁度和精度要求。

铰刀在铰孔加工问题产生的原因及解决办法一览表本文详细讲述了铰孔加工过程中产生问题的现象。

如，孔径增大，误差大。

出现上述现象的原因有可能是铰刀外径尺寸设计值偏大或铰刀刃口有毛刺；切削速度过高；进给量不当或加工余量过大；铰刀主偏角过大；铰刀弯曲；铰刀刃口上粘附着切屑瘤；刃磨时铰刀刃口摆差超差；切削液选择不合适；安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤；锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉；主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏；铰刀浮动不灵活；与工件不同轴；手铰孔时两手用力不均匀，使铰刀左右晃动。

并详细分析了解决了上述问题的方法。

具体各种铰刀铰孔加工过程中产生的现象及解决方法详见下表1——1。

表1——1 绞刀铰孔加工问题产生的原因及解决办法问题现象问题原因解决办法孔径增大，误差大 1、铰刀外径尺寸设计值偏大或铰刀刃口有毛刺2、切削速度过高3、进给量不当或加工余量过大4、铰刀主偏角过大5、铰刀弯曲6、铰刀刃口上粘附着切屑瘤7、刃磨时铰刀刃口摆差超差8、切削液选择不合适9、安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤10、锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉11、主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏12、铰刀浮动不灵活13、与工件不同轴14、手铰孔时两手用力不均匀，使铰刀左右晃动1、根据具体情况适当减小铰刀外径2、降低切削速度3、适当调整进给量或减少加工余量4、适当减小主偏角5、校直或报废弯曲的不能用的铰刀6、用油石仔细修整到合格7、控制摆差在允许的范围内8、选择冷却性能较好的切削液9、安装铰刀前必须将铰刀锥柄及机床主轴锥孔内部油污擦净，锥面有磕碰处用油石修光10、修磨铰刀扁尾11、调整或更换主轴轴承12、重新调整浮动卡头13、并调整同轴度14、注意正确操作孔径缩小 1、铰刀外径尺寸设计值偏小2、切削速度过低3、进给量过大4、铰刀主偏角过小5、切削液选择不合适6、刃磨时铰刀磨损部分未磨掉，弹性恢复使孔径缩小7、铰钢件时，余量太大或铰刀不锋利，易产生弹性恢复，使孔径缩小8、内孔不圆，孔径不合格1、更换铰刀外径尺寸2、适当提高切削速度3、适当降低进给量4、适当增大主偏角5、选择润滑性能好的油性切削液6、定期互换铰刀，正确刃磨铰刀切削部分7、设计铰刀尺寸时，应考虑上述因素，或根据实际情况取值；8、作试验性切削，取合适余量，将铰刀磨锋利铰出的内孔不圆 1、铰刀过长，刚性不足，铰削时产生振动2、铰刀主偏角过小3、铰刀刃带窄4、铰孔余量偏5、内孔表面有缺口、交叉孔6、孔表面有砂眼、气孔7、主轴轴承松动，无导向套，或铰刀与导向套配合间隙过大8、由于薄壁工件装夹过紧，卸下后工件变形1、刚性不足的铰刀可采用不等分齿距的铰刀，铰刀的安装应采用刚性联接2、增大主偏角3、选用合格铰刀4、控制预加工工序的孔位置公差5、采用不等齿距铰刀，采用较长、较精密的导向套6、选用合格毛坯7、采用等齿距铰刀铰削较精密的孔时，应对机床主轴间隙进行调整，导向套的配合间隙应要求较高8、采用恰当的夹紧方法，减小夹紧力孔的内表面有明显的棱面 1、铰孔余量过大2、铰刀切削部分后角过大3、铰刀刃带过宽4、工件表面有气孔、砂眼5、主轴摆差过大1、减小铰孔余量2、减小切削部分后角3、修磨刃带宽度4、选择合格毛坯5、调整机床主轴内孔表面粗糙度值高 1、切削速度过高2、切削液选择不合适3、铰刀主偏角过大，铰刀刃口不在同一圆周上4、铰孔余量太大5、铰孔余量不均匀或太小，局部表面未铰到6、铰刀切削部分摆差超差、刃口不锋利，表面粗糙7、铰刀刃带过宽8、铰孔时排屑不畅9、铰刀过度磨损10、铰刀碰伤，刃口留有毛刺或崩刃11、刃口有积屑瘤12、由于材料关系，不适用于零度前角或负前角铰刀1、降低切削速度2、根据加工材料选择切削液3、适当减小主偏角，正确刃磨铰刀刃口4、适当减小铰孔余量5、提高铰孔前底孔位置精度与质量或增加铰孔余量6、选用合格铰刀7、修磨刃带宽度8、根据具体情况减少铰刀齿数，加大容屑槽空间或采用带刃倾角的铰刀，使排屑顺利9、定期更换铰刀，刃磨时把磨削区磨去10、铰刀在刃磨、使用及运输过程中，应采取保护措施，避免碰伤11、对已碰伤的铰刀，应用特细的油石将碰伤的铰刀修好，或更换铰刀12、用油石修整到合格，采用前角5°～10°的铰刀铰刀的使用寿命低 1、铰刀材料不合适2、铰刀在刃磨时烧伤3、切削液选择不合适，切削液未能顺利地流动切削处4、铰刀刃磨后表面粗糙度值太高1、根据加工材料选择铰刀材料，可采用硬质合金铰刀或涂层铰刀2、严格控制刃磨切削用量，避免烧伤3、经常根据加工材料正确选择切削液4、经常清除切屑槽内的切屑，用足够压力的切削液，经过精磨或研磨达到要求铰出的孔位置精度超差 1、定期更换导向套2、加长导向套，提高导向套与铰刀间隙的配合精度3、及时维修机床4、调整主轴轴承间隙1、定期更换导向套2、加长导向套，提高导向套与铰刀间隙的配合精度3、及时维修机床4、调整主轴轴承间隙铰刀刀齿崩刃 1、铰孔余量过大2、工件材料硬度过高3、切削刃摆差过大，切削负荷不均匀4、铰刀主偏角太小，使切削宽度增大5、铰深孔或盲孔时，切屑太多，又未及时清除6、刃磨时刀齿已磨裂1、修改预加工的孔径尺寸2、降低材料硬度或改用负前角铰刀或硬质合金铰刀3、控制摆差在合格范围内4、加大主偏角5、注意及时清除切屑或采用带刃倾角铰刀6、注意刃磨质量铰刀柄部折断 1、铰孔余量过大2、铰锥孔时，粗精铰削余量分配及切削用量选择不合适3、铰刀刀齿容屑空间小，切屑堵塞1、修改预加工的孔径尺寸2、修改余量分配，合理选择切削用量3、减少铰刀齿数，加大容屑空间或将刀齿间隙磨去一齿。

铰孔加工常见问题及解决方案在铰孔加工过程中，经常出现孔径超差、内孔表面粗糙度值高等诸多问题。

1常见问题1.1孔径增大，误差大铰刀外径尺寸设计值偏大或铰刀刃口有毛刺；切削速度过高；进给量不当或加工余量过大；铰刀主偏角过大；铰刀弯曲；铰刀刃口上粘附着切屑瘤；刃磨时铰刀刃口摆差超差；切削液选择不合适；安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤；锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉；主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏；铰刀浮动不灵活；与工件不同轴；手铰孔时两手用力不均匀，使铰刀左右晃动。

1.2孔径缩小铰刀外径尺寸设计值偏小；切削速度过低；进给量过大；铰刀主偏角过小；切削液选择不合适；刃磨时铰刀磨损部分未磨掉，弹性恢复使孔径缩小；铰钢件时，余量太大或铰刀不锋利，易产生弹性恢复，使孔径缩小；内孔不圆，孔径不合格。

1.3铰出的内孔不圆铰刀过长，刚性不足，铰削时产生振动；铰刀主偏角过小；铰刀刃带窄；铰孔余量偏；内孔表面有缺口、交叉孔；孔表面有砂眼、气孔；主轴轴承松动，无导向套，或铰刀与导向套配合间隙过大；由于薄壁工件装夹过紧，卸下后工件变形。

1.4孔的内表面有明显的棱面铰孔余量过大；铰刀切削部分后角过大；铰刀刃带过宽；工件表面有气孔、砂眼；主轴摆差过大。

1.5内孔表面粗糙度值高切削速度过高；切削液选择不合适；铰刀主偏角过大，铰刀刃口不在同一圆周上；铰孔余量太大；铰孔余量不均匀或太小，局部表面未铰到；铰刀切削部分摆差超差、刃口不锋利，表面粗糙；铰刀刃带过宽；铰孔时排屑不畅；铰刀过度磨损；铰刀碰伤，刃口留有毛刺或崩刃；刃口有积屑瘤；由于材料关系，不适用于零度前角或负前角铰刀。

1.6铰刀的使用寿命低铰刀材料不合适；铰刀在刃磨时烧伤；切削液选择不合适，切削液未能顺利地流动切削处；铰刀刃磨后表面粗糙度值太高。

1.7铰出的孔位置精度超差导向套磨损；导向套底端距工件太远；导向套长度短、精度差；主轴轴承松动。

1.8铰刀刀齿崩刃铰孔余量过大；工件材料硬度过高；切削刃摆差过大，切削负荷不均匀；铰刀主偏角太小，使切削宽度增大；铰深孔或盲孔时，切屑太多，又未及时清除；刃磨时刀齿已磨裂。

铰刀设计原则及铰孔失效模式分析铰刀设计原则及铰孔失效模式分析在机械加工中，铰孔是用铰刀从工件切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和表面质量的加工方法，是普遍应用的孔的精加工方法之一。

因为铰刀的齿数较多，导向性能好，心部的直径大，刀具的刚性好，加工余量小，可以获得IT9-IT7级直径尺寸精度，内孔表面粗糙度可控制在Ra1.6~0.8mm之间甚至更好。

下面简述一下铰刀的基础知识:一、铰刀直径及公差的确定原则：在铰孔加工中，铰刀的直径与公差直接影响到被加工孔的尺寸精度、铰刀的制造成本与使用寿命。

确定铰刀的直径公差应考虑被加工孔的公差Δ、铰孔时的扩张量P或收缩量P1、铰刀使用所需的磨损备磨量H和铰刀本身的制造公差G，见下图所示。

以上计算方法可为按被加工孔的尺寸精度来设计或研磨铰刀提供参考。

为满足工艺要求，一般要先试铰，根据试铰情况来修正计算出的公差带，再确定铰刀实际尺寸及公差，投入使用。

但铰孔时还受机床主轴径向跳动、铰刀的安装偏差、铰刀各刀齿的径向跳动、冷却液、切削用量等因素的影响，使铰出孔的直径往往会“扩张”现象,此时铰刀的直径按下式确定:domax=dwmax-Pmax (1)；domin=dwmax-Pmax-G （2）；dof=dwmin-Pmin (3). 公式中do---铰刀直径(mm)；dw---工件孔径(mm) ；dof---铰刀报废尺寸（mm）；P---铰刀扩张量，一般选取0.003～0.02mm；G---铰刀的制造公差。

在铰削时，也会发生铰出的孔径小于铰刀校准部分实际直径，即产生孔的“收缩”现象，例如用很小的切削锥的铰刀加工薄壁的韧性材料或用硬质合金铰刀高速铰孔时，铰后孔因弹性恢复而缩小。

此时铰刀直径应按下式确定：domax=dwmax+P1min (4)；domin=dwmax-G （5）；dof=dwmin+P1max (6).公式中P1---孔径收缩量，一般选取0.005～0.02mm。

铰制孔用螺栓连接的主要失效形式
铰制孔用螺栓连接是一种常见的机械连接方式，但在使用过程中可能会出现失效。

主要失效形式包括以下几种：
1. 疲劳失效：由于铰制孔的存在，螺栓在受到交替载荷作用下容易发生疲劳失效。

这种失效形式通常表现为螺栓的断裂，主要是由于应力集中引起的。

2. 弯曲失效：当螺栓受到侧向载荷时，容易发生弯曲失效。

这种失效形式通常表现为螺栓的弯曲变形，导致连接松动或失效。

3. 摩擦磨损失效：由于铰制孔的存在，螺栓在受到振动或冲击载荷时容易发生摩擦磨损失效。

这种失效形式通常表现为螺栓表面磨损或磨蚀，导致连接松动或失效。

4. 腐蚀失效：当螺栓受到腐蚀介质的侵蚀时，容易发生腐蚀失效。

这种失效形式通常表现为螺栓表面腐蚀或腐蚀穿孔，导致连接松动或失效。

5. 过载失效：当螺栓受到超过其承载能力的载荷时，容易发生过载失效。

这种失效形式通常表现为螺栓的塑性变形或破坏，导致连接松动或失效。

以上是铰制孔用螺栓连接的主要失效形式，需要在设计和使用过程中加以注意和
避免。

铰孔质量的判别及其解决措施铰孔是半精加工基础上进行的一种精加工。

一般铰孔的尺寸公差等级可达IT8～IT7，表面粗糙度R。

值可达～。

在实际加工中，常见的铰孔质量问题有表面粗糙度和尺寸精度差，孔口呈喇叭状等。

现分析其产生原因和改进方法。

1 表面粗糙度差的原因及其对策铰削速度过大铰削用量各要素对铰孔的表面粗糙度均有影响，其中以铰削速度影响最大，如用高速钢铰刀铰孔，要获得较好的粗糙度µ；m，对中碳钢工件来说，铰削速度不应超过5m/min，因为此时不易产生积屑瘤，且速度也不高；而铰削铸铁时，因切屑断为粒状，不会形成积屑瘤，故速度可以提高到8～10m/min。

如果采用硬质合金铰刀，铰削速度可提高到90～130m/min，但应修整铰刀的某些角度，以避免出现打刀现象。

铰削余量不适当，进给量过大一般铰削余量为～，对于较大直径的孔，余量不能大于，否则表面粗糙度很差。

故余量过大时可采取粗铰和精铰分开，以保证技术要求。

余量过小，不能正常切削也会使表面粗糙度差。

铰孔的粗糙度Ra值随进给量的增加而增大，但进给量过小时，会导致径向摩擦力的增大，引起铰刀颤动，使孔的表面变粗糙。

所以，如用标准高速钢铰刀加工钢件，要得到表面粗糙度µ；m，则进给量不能超过r，对于铸铁件，可增加至r。

铰刀刀刃不锋利，刃带粗糙一般标准铰刀均未经研磨，影响铰孔的表面粗糙度，因此必须对新铰刀进行研磨。

研磨时要注意铰刀的切削部分与校准部分的交界处，因为内孔最后在这里成形，刀具的粗糙度也在该处被反映到铰孔的内壁。

所以研磨铰刀时，应特别注意用油石将该处轻轻地仔细研磨、抛光，使切削部分与校准部分的交接处圆滑过渡。

经研磨的铰刀，切削刃后刀面刃带粗糙度得到改善，切削部分与校准部分交界处的粗糙度也得到改善，实际上是改善了铰刀本身的粗糙度，故有利于改善铰孔的表面粗糙度。

铰孔时未使用润滑液或使用不当的润滑液铰孔时未用润滑液，则铰刀工作部分的后刀面与孔壁会发生干摩擦，使孔的表面粗糙度差。