铰削工艺是用来使不锈钢上的孔具有准确的尺寸精度和良好光洁度的一种机加工方法。这种方法是在已经经过钻孔、镗孔或穿孔操作而形成孔的基础上完成的。各种不锈钢的切削特性各不相同,为此铰削必须根据加工的不锈钢的种类,改变铰刀的类型和角度。标准型铰刀,无论是高速钢制的还是焊有硬质合金刀头的,都设计有直线形的或螺旋形的沟槽,通常都可以用来加工各种牌号的不锈钢。有些情况下使用的刀是套装的,可调和镶装刀头。尽管上述各类铰刀都可以对不锈钢进行铰孔,但是具有螺旋形沟槽的那一种铰刀加工精度通常较高,对振动的敏感性较小,在铰削深孔时,排屑能力较好。


 对于绝大多数螺纹机床加工来说,建议使用短柱螺纹机床铰刀。铰削时,左旋沟槽的铰刀右向旋转铰削被认为是标准的。进行铰削的速度与钻削近似,切削深度通常掌握在每个刀齿0.05~1.0mm,如果切削深度在0.05mm以下,则加工表面很可能会发生打滑,这时要注意铰刀的磨损。如果需要铰削的最终孔径超过19.05mm,则所钻的孔径应比这个值小1.6mm,以便为铰刀提供足够的切削深度,直径超过50.8mm的孔,可以按比例增大铰削的加工余量。


 根据各种铰刀的构造不同,对尺寸较小的孔进行铰削时,宜选用整体式铰刀,因为这样可以减少误差和偏斜。但是在加工尺寸较大的孔时,由于成本较高,用整体式铰刀有时就不合算了。在规格允许的情况下,有时可把尺寸较大的整体铰刀重新磨成尺寸接近的、较小的铰刀使用。


 铰孔的精度很大程度上取决于适当的刃带宽度和切削刃的锋利程度。对铰刀进行抛光可以提高零件的光洁度。刃磨以后用油石研可以显著地延长刀具的使用寿命。


 对不锈钢进行铰孔的铰刀必须有一定的切削作用,否则就会引起打滑或金属加工硬化。如果铰削时去除的毛坯量不够,铰刀的寿命就会缩短。如果钻头的尺寸过于接近铰刀的尺寸,或者钻孔时尺寸超差,同样是接近铰刀的尺寸(这是经常发生的),铰削时就没有足够的余量,有可能是挤入而不是切入,从而导致铰刀的过度磨损或断裂。


 铰削在生产量大到可以证明使用硬质合金刀具是合算的场合时,选用这种刀具也可以成功地进行铰削。对于铰削,可行的办法之一是以大约24m/min的速度开始切削,相反地,用高速钢刀具铰削的速度为9m/min,然后增加速度,直至有效而无过分损伤地进行切削为止。


 铰刀应安装在一个可移动的夹具上。通常,对于直径为6.35~25.4mm的孔来说,切削可以铰去0.152~0.406mm的金属厚度。随着孔径的增大,允许铰削的金属厚度也随之增加。短型铰刀或尽可能短的铰刀可以避免产生喇叭口或锥形孔。


 铰刀的刃磨应该在夹具上或工具磨和刃磨机上进行。这样的铰刀就可以保证铰出具有均匀精确度的孔。通常,在其有大约7°后角的倒角上采用30°的导前角。加工不锈钢的铰刀应具有较窄刃带,减少发热和摩擦,从而减少材料的加工硬化。


①. 铰削速度


 为了达到尺寸公差、表面光洁度的要求或者同时兼顾两者时,铰削速度应随不锈钢种类的不同而变化。工件上孔的尺寸公差是主要因素。可以采用较高速度,而要求高的光洁度的地方,则建议采用较低铰削速度。使用高速钢铰刀时,如果要求高的光洁度,则铰削速度用11~15m/min;如果孔的尺寸精度是最重要的,则铰削速度用18~37mm/min.如果使用硫基润滑油不能达到所要求的光洁度,那么可以将其用煤油稀释后拭之。


②. 进给量


 进给量是由材料种类、孔深、要求的光洁度和所用的铰刀决定的。每一转给量通常在0.076~0.203mm之间,或者比钻削同类材料所采用的进给量稍微快一点点。


 对不锈钢铰孔时,经常遇到的问题是,孔表面容易划出沟槽,粗糙度差,孔径超差,呈喇叭口,铰刀易磨损等。不同种类不锈钢的切削加工性不同,在铰孔中所表现出的问题也不一样,如对06Cr18Ni11Ti等奥氏体不锈钢和耐浓硝酸不锈钢铰孔时,主要是铰刀磨损问题;而对20Cr13等马氏体不锈钢铰孔时,主要是不容易保证铰孔的粗糙度和尺寸精度问题。为了避免这些问题,应注意以下事项:a. 合理选择铰刀和铰削用量,是保证铰孔顺利进行的关键;b. 提高预加工工序质量,防止预加工孔出现划沟、椭圆、多边形、锥度或喇叭口、腰鼓形状、轴心线弯曲、偏斜等现象。保持工件材质硬度适中,尤其对20Cr13马氏体不锈钢,调质处理后的硬度在HRC 28以下为宜。正确安装铰刀和工件,铰刀必须装正,铰刀轴线应和工件预加工孔的轴线保持一致,以保证各刀齿均匀切削。选用合适的切削液,可以解决不锈钢的切屑黏附问题,并使之顺利排屑,从而降低孔表面粗糙度和提高刀具耐用度。一般以使用硫化油为宜,对降低表面粗糙度有显著的效果。


 由于四氯化碳(CC14)对人体有害,宜采用硫化油85%~90%和煤油10%~15%的混合液。铰刀直径较大时,可采用内冷却方式。认真注意铰孔的过程,严格检查刀齿的跳动量,是获得均匀铰削的关键。在铰削过程中,注意切屑的形状,由于铰削余量小,切屑呈箔卷状或呈很短的螺卷状。若切屑大小不一,有的呈碎末状、有的呈小块状,说明铰削不均匀。若切屑呈条的弹簧状,说明铰削余量太大。若切屑呈针状、碎片状,说明铰刀已经磨钝。还要防止切屑堵塞,应勤于观察刀齿有无粘屑,以避免孔径超差。使用硬质合金铰刀铰孔时,会出现孔收缩现象,为防止退刀时将孔拉毛,可采取加大主偏角来改善这种情况。