首页 -> 2008年第12期
实训教学中孔加工课题之解决
作者：陈 雯
关键词：实训教学；孔加工；孔精度
在机械类实训教学中，实习指导教师要紧密联系实际，除向学生讲透基本理论知识外，还要注重实训环节，特别是对某些重点难点课题的分析、强化，为学生将来就业打下扎实的基础。孔加工就是实训中一个既是重又是难点的课题。
孔加工课题中存在的问题
突出的问题是所加工孔达不到较高的形位精度和表面粗糙度的精度。如需要加工孔的尺寸精度等级可达IT9～IT7，表面粗糙度Ra可达1.6～0.4um。课本上介绍的加工工艺为在精加工（扩孔或半精镗）基础上进行铰孔，但在实训过程中，不难发现刀具厂生产的铰刀刀刃相对比较粗糙，无法满足精加工孔的需要。
问题的分析解决
为了提高铰孔的加工精度，首先要提高铰刀的精度。在孔加工课题教学中加入研磨铰刀的研具设计与制作内容显得尤为重要。任何企业都需要能够分析和解决问题的优秀员工，作为实习指导教师更应该注重对学生这方面的能力培养与锻炼。下面，以标准圆柱铰刀为例说明研具的设计与研磨方法，标准圆柱铰刀一般只能铰削7级以下精度的孔，对7级以上精度的孔，则要先将铰刀直径研磨到与零件相符合的尺寸精度。
轴向可调式研具的结构由壳套、调整螺母、研磨套和限位螺钉组成。（如图1所示）
1.铰刀2.研磨套
图1轴向调整式研具
研磨时研具的调整方法研磨时，旋动端面的调整螺母，使带槽的研磨套在限位螺钉的控制下，作轴向位移，以调整孔径。这种研具的胀缩量均衡、准确，能使尺寸公差控制在微量范围内，适用于研磨精密铰刀。
研磨时的操作要点如图1所示，先将研磨套直径调整至大于铰刀的外径，然后用内径表测量出研磨量，根据研磨量加上相应粒度的研磨膏进行粗、精研磨。在铰刀表面和研磨套孔内涂上研磨剂，要注意将铰刀塞入研磨套中，还要再调整研磨套与铰刀的间隙，使研磨套能在铰刀上自由滑动和转动。然后，把铰刀装在机床上。
问题的引申及对学生能力的培养
在设计、制作研磨套的过程中，引导学生反复练习，在这一过程中，教师要注意培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。例如，高速钢铰刀的研磨与硬质合金钢铰刀的研磨有何不同；研磨剂、切削用量的选择及注意事项等。
高速钢铰刀的研磨机铰刀一般用高速钢制作，手用铰刀用高速钢或高碳钢制作，为适用高速铰削和铰削硬材料常采用硬质合金机用铰刀。高速钢铰刀在进行粗、精研磨时一定要注意：铰刀在研磨时的全过程始终要使铰刀与铰削回转方向相反，同时用手捏住研具，沿铰刀轴向往返移动并缓慢地做与机床主轴转向相同的转动。机床转速以40～60r/min为宜。这样，才能保证研磨成的铰刀锋利。否则，采用正转研磨时铰刀切削刃变钝，切削能力降低，在铰孔时铰出的孔壁不光滑，而且有撕裂现象。这是因为铰刀在正转研磨时，磨料是沿铰刀切削刃旋转的切线方向磨削，使铰刀切削刃的后角相对减小而不够锋利造成的。
硬质合金钢铰刀的研磨硬质合金铰刀在粗、精研磨时则要注意：铰刀在研磨时的全过程始终要保持正转，否则，采用反转研磨时铰刀切削刃将会崩损，造成不能使用而报废。这是因为硬质合金材料较脆，韧性差。在反转研磨时，磨粒从铰刀切削刃后角切入夹在孔壁与铰刀切削刃中间，形成挤压而使铰刀切削刃崩损。
研磨剂、切削用量的选择及注意事项应根据铰刀的材料来选择磨料。制造铰刀的材料一般有高速钢、合金工具钢和硬质合金等三种。常用的铰刀多为高速钢和合金工具钢制成。研磨这类铰刀时，可用氧化物磨料与机油、煤油的混合液或纯净的柴油调成膏状，作研磨剂。研磨硬质合金铰刀时，可用金刚石或碳化硼粉，按上述方法用油调成稀糊状作为研磨剂或直接采用金刚石研磨膏。研磨时，高速钢铰刀和硬质合金铰刀的切削用量与铰刀铰孔时的切削用量相同即可。还要注意的是，铰孔后孔径有时可能收缩。例如，使用硬质合金铰刀、无刃铰刀或铰削硬材料时，挤压比较严重，铰孔后由于弹性复原而使孔径缩小。铰铸铁孔时加煤油润滑，由于煤油的渗透性强，铰刀与工件之间油膜产生挤压作用，也会产生铰孔后孔径缩小的现象。目前，孔径收缩的大小尚无统一规定，一般应根据实际情况来决定铰刀直径。铰孔后的孔径有时也可能会扩张。影响扩张的因素很多，情况也较复杂。例如，确定铰刀直径无把握时，最好通过试铰，按实际情况修正铰刀直径来达到铰孔所需的精度要求。
综上说述，通过孔加工基本知识讲解→孔加工练习→精孔加工→设计制作研磨套（分析解决问题）→研磨练习→不同材料铰刀的研磨、研磨剂、切削用量的选择及注意事项（引申问题），可完成孔加工课题。在这几个环节的学习、制作、研讨中，学生可以拓宽知识面，提高学习兴趣，培养创新能力、分析解决问题的能力以及对职业岗位的适应能力。
参考文献：
[1]张锁荣.机修钳工手册[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.
[2]杨国良.工具钳工工艺学[M].北京：中国劳动出版社，1996.
[3]杜文宁，彭胜德，等.模具钳工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2002.
作者简介：
陈雯（1975—），女，湖南湘潭人，海南省高级技校机械一级实习指导教师，机修钳工技师，主要从事钳工、机修钳工理论实习一体化教学。