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鉸孔是精加工孔的方法之一，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，特別是對(duì)于較小的孔徑，相對(duì)于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工方法，可以通過(guò)鉸刀從工件孔壁上切除微量多余材料，提高其形狀位置精度和表面粗糙度。在我公司長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，我們認(rèn)識(shí)到，除了通常關(guān)注的設(shè)備和加工參數(shù)之外，在切削液的使用方面，選擇不同的切削液種類、采用不同的切削液濃度、切削液的清潔與否以及溫度的變化等，都會(huì)對(duì)鉸孔質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。
切削液的選擇
目前常用的切削液大致分為三類：水溶液、乳化液和切削油。
水溶液是以水為主要成分并加入防銹添加劑的切削液，主要起冷卻、清洗等作用。常用的有電解水溶液和表面活性水溶液，電解水溶液由99％的水、0.75％的碳酸鈉和0.25％亞硝酸鈉配制而成，常用于磨削加工；表面活性水溶液由94.5％的水、4％的肥皂和1.5％的無(wú)水碳酸鈉配制而成，多用于精車、精銑和鉸孔等。
乳化液是油與水的混合液體，根據(jù)油和水混合的比例不同，分為普通乳化液、極壓乳化液和防銹乳化液。3％～5％的乳化油加水稀釋，可以形成低濃度乳化液，即普通乳化液。普通乳化液冷卻與清洗作用較強(qiáng)。在乳化油中加入硫、磷、氯等有機(jī)化合物，則可形成極壓乳化油，提高潤(rùn)滑膜耐受溫度、壓力的能力，用5％～20％的極壓乳化油加水稀釋形成極壓乳化液，極壓乳化液潤(rùn)滑作用較強(qiáng)。在普通乳化液的基礎(chǔ)上加入0.1％的亞硝酸鈉、磷酸三鈉、尿素等防銹添加劑可形成防銹乳化液，主要起防銹、冷卻作用。
切削油的主要成分是礦物油，常用的有L-AN7、L-AN10、L-AN15、L-AN32、L-AN46全損耗系統(tǒng)用油和輕柴油、煤油等，少數(shù)采用動(dòng)物油或植物油，如豆油、菜籽油、棉籽油和蓖麻油等，此類切削液的熱量低，粘度大，流動(dòng)性差，潤(rùn)滑效果好，常用在珩磨等加工中。
不同的金屬材料其力學(xué)性能和工藝性能存在一定的差異性，所以鉸孔時(shí)，必須根據(jù)加工對(duì)象的不同性能特點(diǎn)，選擇使用合適的切削液。
鉸削中碳鋼和合金鋼時(shí)，由于中碳鋼和合金鋼有良好的切削加工性能，加工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱，切屑易變形折斷，刀具不易磨損，所以選擇切削液時(shí)，主要采用以潤(rùn)滑為主、冷卻為輔的切削液，以達(dá)到減小工件的表面粗糙度的目的。低速鉸孔時(shí)，宜選濃度大的硫化乳化液；中速鉸削時(shí)，宜選用硫化油與煤油的混合液，增加潤(rùn)滑性。
鉸削不銹鋼時(shí)，由于不銹鋼材料的導(dǎo)熱性差、切屑易粘刀、刀具磨損快等特點(diǎn)，選用切削液要以降低溫度、清洗切屑為主。將3％的亞硝酸鈉加2％的碳酸鈉用少量熱水混合，然后將1％的L-AN46全損耗系統(tǒng)用油加0.5％的乙醇合于一起后用余量的水稀釋，這樣配成的乳化油鉸削不銹鋼效果很好。
鉸削鑄鐵時(shí)，由于鑄鐵中石墨的存在對(duì)基體有割裂作用，所以鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性很差，但硬度和脆性很大，且表面有細(xì)小的裂紋和針孔，加工中易形成崩碎切屑，不需要冷卻，潤(rùn)滑效果也不明顯，因此，鉸鑄鐵孔時(shí)，不加切削液，如能一孔重復(fù)鉸削兩遍，可減小工件的表面粗糙度值，使工件表面粗糙度值減小到Ra3.2mm左右。
鉸削黃銅時(shí)，由于黃銅由銅和鋅元素組成，工業(yè)中一般采用的黃銅含鋅量不超過(guò)45％，故其特點(diǎn)是塑性好、強(qiáng)度高以及切削加工性好，加工時(shí)需加以潤(rùn)滑作用為主的切削液，一般用粘度較大的菜油。
鉸削生鋁，即鑄造鋁合金時(shí)，由于此類合金的塑性差、強(qiáng)度低且脆性大，加工時(shí)表面粗糙度值大，鉸削時(shí)加煤油或30％煤油與70％菜油的混合油能減小工件的表面粗糙度值。
切削液的變化與孔加工質(zhì)量
1.切削液的品種
切削液的品種差異直接影響到加工孔壁的粗糙度值大小。實(shí)際生產(chǎn)中，切削液的選擇不合理，往往會(huì)直接造成加工孔孔壁的粗糙度下降（見(jiàn)圖1）。
圖1 切削液的選擇不合理往往會(huì)直接造成加工孔孔壁的粗糙度下降
在我們的實(shí)際加工中，鉸孔時(shí)，如加入濃度高的乳化液，工件孔壁表面光潔如鏡面，表面粗糙度值很小，Ra能達(dá)到0.8～1.6mm；如加入全損耗系統(tǒng)用油，工件表面顏色發(fā)烏，表面粗糙度比用乳化液稍差，Ra值一般為1.6mm左右；加入水溶液，工件表面粗糙度值最大，Ra值一般為3.2mm左右。實(shí)踐表明：當(dāng)孔壁粗糙度值要求很低時(shí)，鉸孔時(shí)應(yīng)加入極壓乳化液作為切削液；表面粗糙度值要求較大時(shí)，則多用水溶液作為切削液；若粗糙度要求一般，可選全損耗系統(tǒng)用油作為切削液。
2.切削液的濃度
切削液濃度的高低會(huì)直接影響到加工時(shí)的潤(rùn)滑性能好壞，所以切削液的濃度是實(shí)際生產(chǎn)中需要關(guān)注的一個(gè)工藝參數(shù)，即每一臺(tái)加工設(shè)備需要設(shè)定一個(gè)濃度指標(biāo)，也就是選擇該冷卻液供給系統(tǒng)內(nèi)的最高濃度需求值，這樣可以保障需求最高的加工工步的刀具要求滿足，如加工鋁合金的切削液濃度一般選擇8％～10％（10％～12％為特殊刀具的濃度要求），而加工鑄鐵的濃度一般選擇5％～7％。
3.切削液的清潔度
由于鉸孔的加工余量小，刀具本身的容屑槽較淺，刀桿的內(nèi)冷卻液孔也不大，因而對(duì)切削液的清潔度要求較高。在我們的生產(chǎn)中，同樣的兩臺(tái)鉸孔設(shè)備，加工同樣的內(nèi)容，某天，一臺(tái)設(shè)備的鉸孔質(zhì)量突然變得很差，出現(xiàn)了拉毛現(xiàn)象，且該孔是中間有空檔的兩段孔，還出現(xiàn)了上大下小的情況，而另外一臺(tái)設(shè)備的鉸孔質(zhì)量仍然很好。我們從加工參數(shù)、主軸跳動(dòng)方面尋找原因，沒(méi)有找到問(wèn)題。最后我們考慮到是否與切削液相關(guān)，于是先嘗試了提高切削液濃度，由8％提高至10％，但效果仍然不好，之后又嘗試了更換切削液，并對(duì)切削液的反沖過(guò)濾器進(jìn)行清洗，完成了這些工作后，試鉸孔，孔壁精度完全滿足要求，說(shuō)明切削液的清潔度對(duì)鉸孔精度有直接影響。
實(shí)際生產(chǎn)中，冷卻液的清潔度不好還直接影響到刀具的使用。如一些內(nèi)冷卻液孔冷卻的鉸刀，因?yàn)槔鋮s液臟而堵塞內(nèi)冷卻液孔的案例很多，一旦冷卻液孔堵塞，切屑往往不能夠正常排出去，這樣就會(huì)出現(xiàn)已加工孔壁拉毛，使工件報(bào)廢。另外，冷卻液臟還影響到刀具及刀桿，如圖2的刀桿就是因?yàn)槔鋮s液太臟，切屑粘在刀桿上，使刀桿扭矩上升而出現(xiàn)扭損，最終導(dǎo)致了刀桿不能夠正常使用而報(bào)廢、工件也不得不報(bào)廢的失效后果。
圖2 冷卻液太臟致使刀桿扭矩上升而出現(xiàn)扭損并最終報(bào)廢
4.切削液的溫度
潤(rùn)滑作用是靠切削液滲透到刀具與工件的接觸表面之間形成很薄的油膜，從而減少刀具與工件切削面之間的摩擦，減輕切屑與刀具的粘附和積屑瘤的產(chǎn)生。要形成油膜，切削液必須具有一定的黏度，但溫度對(duì)黏度有不可忽視的影響。就一整天來(lái)看，隨著室內(nèi)環(huán)境溫度的變化，冷卻液的溫度會(huì)發(fā)生一些變化，同時(shí)，設(shè)備內(nèi)的切削液溫度還會(huì)因加工時(shí)間的延續(xù)而發(fā)生變化，因此，環(huán)境溫度的控制有利于加工質(zhì)量的保障，特別是精加工；就一年四季來(lái)看，夏天和冬天的溫差則更大，同樣濃度的乳化液，夏天黏度變小，冬天黏度變大，因此，選用乳化液時(shí)，夏天應(yīng)選用黏度較大的，冬天則應(yīng)選用黏度稍小的。
結(jié)語(yǔ)
為了提高鉸孔的效率、工件的精度和表面質(zhì)量，同時(shí)延長(zhǎng)刀具使用壽命，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，除了機(jī)床、刀具和合理的切削參數(shù)等通常的關(guān)注對(duì)象以外，根據(jù)加工對(duì)象選擇合適的切削液種類、采用合理的切削液濃度、保證切削液的清潔度以及控制切削液的溫度變化等，都將有利于保障鉸孔質(zhì)量。
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