改進(jìn)鉸刀加工淬火模具鋼這種方法不看后悔

在機(jī)加工中，常會(huì)遇到鉸孔加工。鉸孔是普遍應(yīng)用的孔精加工方法之一。因?yàn)殂q刀比擴(kuò)孔鉆的齒數(shù)多，導(dǎo)向性能好，心部直徑大，剛性好，且加工余量較小，所以可獲得H7～H8級(jí)精度和表面粗糙度值Ra=1.6～0.2μm的孔。由于鉸刀切削刃有刃口鈍圓半徑，又具有修光刃，而且后刀面還有0.05～0.3mm的刃帶，所以擠壓作用大，因此鉸削過程實(shí)際上有切削與擠刮兩種作用。問題的提出在公司客戶的模具分廠，需要在工件壓鑄模上加工兩個(gè)φ

12H8的孔。該φ

12H8孔為上下模合模時(shí)用的定位銷孔，要求配作。其工藝路線是先將上模φ

12H8孔鉆成φ

11.7mm通孔，然后將上下模進(jìn)行合模定位，再鉆下模φ

11.7mm孔，孔深85mm，最后用鉸刀鉸孔至尺寸。壓鑄模的材料為H13（4Cr5MoSiV1）模具鋼，屬于典型的熱作模具鋼，硬度為48～52HRC。加工設(shè)備為Z5140A立式鉆床（見圖1），操作人員鉆孔時(shí)使用的是錐柄硬質(zhì)合金麻花鉆φ

11.7mm，切削參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n＝250r/min，進(jìn)給量f＝0.056mm/r。鉆孔加工比較順利，但在用硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀進(jìn)行鉸孔時(shí)，會(huì)出現(xiàn)鉸刀刀齒崩刃情況，使鉸削加工無法順利進(jìn)行。鉸孔切削參數(shù)n＝180r/min，進(jìn)給方式為手動(dòng)進(jìn)給，采用機(jī)油進(jìn)行冷卻潤滑。所使用的硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀如圖2所示，是國家標(biāo)準(zhǔn)GB4252－1984所規(guī)定的B形結(jié)構(gòu)，硬質(zhì)合金刀片材質(zhì)為YT15。雖然后期又改用了YG8硬質(zhì)合金刀片的鉸刀，減少了出現(xiàn)崩刃的情況，但鉸刀壽命短，加工不了幾個(gè)孔，就需要更換新鉸刀，造成生產(chǎn)成本高、效率低的情況。2.鉸刀的改進(jìn)及使用經(jīng)分析，在加工淬火模具鋼時(shí)，工件的硬度高、強(qiáng)度高，是造成鉸刀刀齒崩刃、壽命短的主要原因。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）鉸刀切削錐部主偏角小，切削寬度大，在切削時(shí)承受的徑向切削力也大，因此極易造成鉸刀刀齒崩刃。（2）在加工淬火鋼時(shí)，鉸刀前角應(yīng)為負(fù)值，這樣能夠增大刀齒強(qiáng)度，降低崩刃。（3）更換硬質(zhì)合金刀片的材質(zhì)，優(yōu)選超細(xì)晶粒的硬質(zhì)合金刀片，確保高的硬度和良好的強(qiáng)度。（4）嚴(yán)格控制鉸削余量。因?yàn)殂q削余量太大，會(huì)加大每一個(gè)刀齒的切削負(fù)荷，破壞了鉸削過程中的穩(wěn)定性，且增加了切削熱，使鉸刀的直徑脹大，孔徑也隨之?dāng)U張，造成加工表面粗糙度質(zhì)量差。3.改進(jìn)措施改進(jìn)后的鉸刀如圖3所示，主要從以下幾方面進(jìn)行了改動(dòng)：（1）適當(dāng)調(diào)大鉸刀尺寸。在用硬質(zhì)合金鉸刀加工淬火鋼時(shí)，鉸出的孔會(huì)有一定的收縮量，根據(jù)孔的大小不同，收縮率一般為0.005～0.02mm，因此將鉸刀公差帶適當(dāng)上移，并保持校正部分前端留有6mm長的圓柱刃，后端做成0.01mm的倒錐，以減少刃與正鉸削表面的摩擦，盡量避免表面刮傷。（2）縮短鉸刀長度，以提高鉸刀整體剛性。在保證鉸孔深度的情況下，適當(dāng)縮短鉸刀長度，保持鉆床主軸端面與工件間留有15～20mm的距離。（3）適當(dāng)增大刃部刀體直徑以提高鉸刀剛性，同時(shí)在外磨工序?qū)⒌扼w外圓磨圓，保證與刃部及莫氏錐柄的同軸度。（4）增大鉸刀切削錐部主偏角，由原來的15°增大到30°，以減小切削寬度及徑向切削力。（5）將鉸刀前角由3°改為－10°（即刀片前面偏距1mm），可保護(hù)鉸刀刀齒不致崩刃。（6）將鉸刀圓柱刃后角由15°改為8°，并保留圓柱刃帶0.1～0.15mm。（7）在磨削鉸刀切削錐法向后角時(shí)，由原工具磨工序改為鏟磨工序，即改為曲線刃背，可增大鉸刀切削錐部的強(qiáng)度，降低鉸刀刀齒崩刃。同時(shí)鉸刀切削錐法向后角不宜過大，加工淬火鋼時(shí)選為7°，鏟磨時(shí)實(shí)際K值為1.1。（8）將硬質(zhì)合金焊接刀片型號(hào)由E518改為E315，即將刀片厚度由1.5mm增大到2mm，以提高刀片強(qiáng)度。（9）硬質(zhì)合金刀片材質(zhì)由YG8更換為適于加工淬火鋼的YS8或YT726，即刀片硬度由89HRC提高到92.5HRC，大大延長了鉸刀壽命。（10）可適當(dāng)?shù)販p小鉸削余量，降低切削負(fù)荷。將原來的φ11.7mm鉸削底孔增大到φ11.8mm，即鉸削余量由0.3mm減小到0.2mm，以提高鉸孔質(zhì)量。改進(jìn)后的鉸刀經(jīng)用戶使用，在連續(xù)加工了20余套模具后，拆下鉸刀觀察刃部情況，沒有崩刃，只有輕微的磨損痕跡，仍能繼續(xù)使用，鉸刀壽命得到提高。4.結(jié)語通過本次對硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀的改進(jìn)，在加工淬火鋼時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求：①要合理選擇刀具材