铰孔：铰孔操作基本指南
创建者：
加文·利奥
刊登：
09/04/2024
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内容
隐藏
I.
什么是铰孔？
二。
铰孔的目的是什么？
第三。
什么是铰孔工艺？
四。
铰刀的类型
V.
铰孔的好处
六。
扩孔锥孔
七。
铰孔与铰孔无聊VS。钻孔，有什么区别？
八。
铰孔操作的技巧和注意事项
九。
合适的切削液
X.
安全的工件夹紧
十一。
适当的主轴转速和进给率
十二。
均匀压力和控制
十三。
定期清除切屑
十四。
阶梯式铰孔坚韧材料
XV。
铰刀类型和尺寸注意事项
十六。
刚性、稳定的铣床设置
十七。
铰孔过程中要避免的常见铰孔错误
XVIII。
利用新孔或现有孔实现铰孔成功
十九。
通过铰孔工艺实现完美的孔
铰孔是一种重要的孔加工工艺，用于实现精确的尺寸和提高钻孔的表面光洁度。这本综合指南涵盖了木工需要了解的有关铰孔过程的所有信息。
什么是 是铰孔吗？
铰孔 i对预先存在的孔进行定径和精加工操作。将称为铰刀的旋转切削刀具送入孔中，以稍微扩大并提高几何精度和表面光洁度。
铰孔的目的是生产尺寸、圆度、直线度和表面光洁度极其精确的孔。通常在钻孔后进行，以提高孔的精度。
什么是 铰孔的目的？
进行铰孔的原因有以下几个：
比钻孔更能保持精确的直径和圆度
铰孔可以实现极其精确的孔径和近乎完美的圆度，这是单独钻孔很难或不可能实现的。铰刀的平滑切削动作可去除足够的材料，使孔达到准确的预期尺寸，同时调整先前钻孔操作中的任何不圆度。
如果使用得当，铰刀可以始终如一地加工公差低至 0.0002 英寸的孔。这对于轴承、轴和销等需要在铰孔内平滑、紧密配合的精密配件至关重要。
卓越的尺寸精度还允许零件在制造、装配和维修中可靠地互换。总体而言，铰孔提供的孔尺寸和圆度控制水平甚至超过了最精确的钻孔方法的能力。
去除先前操作（如铣床使用）留下的材料
即使非常小心地使用锋利的钻头进行钻孔，也不可避免地会在新形成的孔内留下残留的切屑、毛刺和锯齿状边缘。铰刀的切削刃和排屑槽旨在当刀具穿过孔时剪掉这些小缺陷。
铰孔可清除不需要的材料残留物，并提供干净的表面以供最终使用。这种平滑作用还可以矫正钻孔过程中可能发生的任何轻微摆动或漂移，从而提高准确性。
铰刀能够去除不需要的残留物，这使得它们成为任何类型的孔加工后不可或缺的精加工步骤，无论是通过钻孔、冲孔、激光切割还是替代工艺完成。扩孔器本质上是“清理孔内的空间”。
提高表面光洁度并去除毛刺
除了精确尺寸之外，铰刀还可以大大提高先前钻孔或冲孔内的表面光洁度。钻头会留下粗糙、不规则的表面，并在孔内部留下明显的螺旋痕迹，而铰刀则能提供极其光滑的表面，基本上相当于精细抛光步骤。
切削刃可以切掉任何可见的工具痕迹、颤动、撕裂或其他缺陷的残留物。这使得孔具有干净、抛光的外观，为最终组装或精加工做好准备。
同时，铰刀可以剪掉钻孔作业后经常留下的微小但锋利的毛刺或锯齿状边缘。去除这些毛刺可以提高处理零件时的安全性，并防止毛刺在精密组件内部脱落时造成任何潜在的损坏。
去毛刺和表面精加工的结合使得对于必须具有完美内孔壁的部件必须进行铰孔。
矫正先前操作中稍微弯曲的孔
钻出完全笔直且居中的孔可能具有挑战性，特别是在容易漂移的材料中或使用旧的、磨损的或简易设备时。即使是最有经验的机械师有时也会遇到稍微偏离轴线的孔。
幸好， 扩孔 由于过程中内置的引导作用，可以有效地矫直有些弯曲的孔。当铰刀穿过孔时，其精密研磨和角度会轻轻地“推动”内壁重新对齐。
只要任性很小，铰刀就会在切削时消除偏差，重新调整 洞。即使在最初倾斜的孔中，这种矫直效果也可以使铰孔提高精度和垂直度。
最终结果是中心良好的直孔——这是顺利插入轴、轴承和其他圆柱形零件的重要先决条件，否则这些零件会被粘住。
为轴和销提供良好的配合
凭借其孔尺寸调整、精加工和校直能力的结合，铰孔所形成的孔可与销、轴和其他必须在其内部顺利安装或滑动的圆柱形零件完美配合。超精确的尺寸确保存在适量的间隙或干涉，以实现理想的滑动配合或轻微压配合。
太松了，配合部分会发出令人不快的嘎嘎声。太紧的话，组装就会变得困难，甚至不可能。
铰孔击中了两者之间的窄公差“最佳点”，确保组装方便，而且在接合部件连接后不会出现倾斜或间隙。这使得铰孔能够以牢固、无晃动的配合来固定轴和销，同时仍允许顺利插入和移除。
否则，铰孔和销/轴之间的这种精确配合是不可能的。当圆柱形零件必须精确地安装在孔内时，铰孔就成为必不可少的准备步骤。
总体而言，铰孔的目的是提高精度、准确度和表面光洁度，使其超出常规钻孔所能达到的水平。
什么是 铰孔过程？
这个 铰孔加工 涉及以下基本步骤：
第 1 步：将孔钻得稍微小一些
首先，钻一个比最终所需的铰刀尺寸稍小的孔。这为铰刀去除提供了额外的材料。
第 2 步：插入铰刀
然后用手或使用钻床等机器将适当尺寸的铰刀插入孔中。
第 3 步：铰孔
铰刀在孔中旋转时可顺利切削材料，将孔扩大到精确的最终尺寸，同时大大提高精度和表面光洁度。
第 4 步：根据需要重复
对于困难材料，铰孔过程可能需要使用逐渐变大的铰刀分几个重复步骤完成，以达到最终尺寸。这可以防止工具破损。
第5步：去毛刺孔
对孔进行去毛刺，以去除使用去毛刺工具或砂布铰孔时留下的任何小毛刺。
类型 铰刀数量
有多种类型的铰刀可供选择：
手动铰刀
简单、廉价的手动铰刀。常见于很多家居店。
直槽铰刀
具有直切削刃，用于常见材料的大多数常规铰削。
螺旋槽铰刀
螺旋切削刃可更轻松地去除深孔或坚韧材料中的切屑。防止切屑堵塞。
可调式铰刀
可手动调节以覆盖不同孔径的尺寸范围。
扩孔铰刀
拥有三个或更多的手指，可以在一定范围内扩展到不同的尺寸。用于需要多种孔尺寸的地方。
优点 铰孔
铰孔工艺具有许多重要的优点：
极高的孔尺寸精度和圆度：
铰孔可以将孔的尺寸调整到低至 0.0002 英寸的令人难以置信的精度，并实现近乎完美的圆度。仅靠钻孔很难或不可能达到这种精度水平。
切削刃 - 出色的表面光洁度和毛刺去除能力：
铰刀的平滑切削作用可留下极其精细的表面光洁度，无颤痕或粗糙度。先前操作留下的所有毛刺和锯齿状边缘均被剪掉。
修复现有孔 - 矫直先前钻孔等操作中产生的弯曲孔：
即使是稍微偏离中心或弯曲的孔也可以通过铰刀的引导作用来矫直。这对于确保孔完全笔直至关重要。
销、轴和轴承的出色配合：
铰孔提供的高精度和光洁度为销、轴和轴承等配合零件创造了出色的滑动配合或轻微的过盈配合。这确保了组装的顺利进行，同时保持了密封性。
整个生产过程中孔尺寸保持一致：
通过使用相同的铰刀，可以在制造过程中产生数十个、数百个甚至数千个相同的孔。否则无法达到这种程度的一致性。
允许使用不太精确的钻孔作为首次操作：
由于铰孔会去除更多材料，因此在铰孔使所有部件达到最终规格之前，可以先使用相对不精确的钻孔。这样可以节省时间和成本，同时保持质量。
总的来说，当木工或金属加工项目需要超高精度孔时，铰孔是必不可少的工艺。它所需要的孔尺寸和精加工远远超出了单独钻孔所能达到的效果。为了获得最终的圆度、直线度、尺寸精度和表面光洁度，铰孔是必须的。
扩孔 锥孔
除了直孔外，铰孔还可以提高现有锥孔的精度和光洁度。锥度铰孔是使用具有各种标准和定制锥度的锥形或圆锥形铰刀进行的。
铰削锥孔的过程与铰削直孔的过程基本相同。将旋转锥形铰刀插入粗加工的锥形孔中，并轴向穿过工件，在精加工内壁的同时去除少量材料。实现了改进尺寸控制、圆度、表面光洁度和直线度的相同优点。
与圆柱形铰刀一样，锥形铰刀也需要机器设置的刚性。切削力作用下的任何偏转都会导致锥度误差。专用心轴或锥度套筒等安装座有助于最大限度地减少跳动。应以缓慢的速度和平稳的压力将旋转铰刀推进到锥孔中，以避免切削时刀具破损。
铰削锥孔可提供莫氏锥度、机用锥度、刀柄和其他需要在配合锥度部件上进行精确、可重复配合的应用所需的精密配合。这使得铰孔成为任何使用锥形刀具和工件夹紧装置的车间的重要工艺考虑因素。
铰孔与铰孔无聊VS。钻孔， 什么是差异？
水平铰孔 无聊 磨坊，和 钻孔 都是孔加工工艺，但获得不同的结果：
钻探 用于通过使用旋转钻头去除材料来在工件上创建初始孔。它不会产生高精度的孔。
Boring 使用单点铣刀扩大和改进现有孔，以获得更好的几何精度。它的精度高于钻孔，但低于铰孔。
扩孔 通过从钻孔中去除少量材料，可提供最高精度的孔尺寸、圆度、直线度和表面光洁度直径。
提示和注意事项 用于铰孔操作
如果操作得当，铰孔可以产生极其精确的孔，但如果不遵循基本准则，也会导致效果不佳或工具损坏。通过了解关键技巧并在铰孔过程中保持谨慎，车间可以取得持续的成功。使用这些技术、预防措施、刀具选择和机器注意事项，每次都能创建完美的铰孔。
正确 切削液
铰孔过程中切削液至关重要：
润滑刀具切削刃
冷却刀具和工件
冲走金属碎屑
防止铰刀上出现积屑瘤
减少摩擦和工具磨损
可溶性油或石油基液体适用于大多数铰孔。至少应在铰刀和孔上涂抹轻质切削油。对于盲孔，首选油基液体，因为它们可以更好地保留在孔中。
如果可能，请使用溢流冷却液，从孔的两侧涂抹通孔。利用喷雾器进行有限的洪水冷却。
润滑脂是另一种润滑选择，但会留下残留物。如果需要，可以对某些有色金属材料进行干式铰孔。
安全消息传递 工件装夹
工件必须牢固地夹紧在虎钳、夹具或卡盘中，以防止铰孔过程中出现任何振动或移动。
即使是轻微的松动也会导致颤动、光洁度差或孔尺寸不准确。随着孔深度的增加，这个问题会变得更加严重。
带背板的专用固定装置可提供最坚固的设置。对于现有孔，请在材料下方使用完美配合的实心衬套，以最大限度地减少跳动。
预钻导孔可以将工件固定在中心钻上，从而在车床或铣床上铰孔时提高稳定性。
适当 主轴转速和进给率
对于大多数手动铰刀和机器铰孔，建议使用 100-500 RPM 之间的较慢主轴速度，具体取决于材料和孔尺寸。这可以防止刀具颤动，同时实现有效切削。
进给速率应根据材料硬度和所需的光洁度与主轴速度相匹配。典型的进给范围为 0.002-0.012 IPR。较硬的材料需要更慢、更受控制的进给。
在速度和进给量之间找到适当的平衡可以防止铰刀破损，同时提供良好的孔光洁度。激进的参数会导致问题。
刚性设置允许稍微更快的操作。使用适当的切削液有助于提高速度/进给量。
均匀压力和控制
用手或机器将旋转铰刀送入工件时，应施加平稳、连续的压力。
压力过大可能会损坏铰刀、引起颤动或形成喇叭口孔。压力不足会导致切削刃不良或出现多个切削刃。
使用平滑、稳定的运动进行主轴动力进给或手动转动可提供最佳控制。切勿锤击机器主轴或强行铰刀。
定期清除切屑
在深孔铰削过程中，定期将刀具部分退出以清除切屑并向凹槽涂抹新鲜的切削液。
让切屑堆积到凹槽中会导致摩擦增加、切削性能变差以及潜在的刀具破损，尤其是直凹槽时。
螺旋槽铰刀可以更好地处理较深的孔中的排屑。真空切屑系统还有助于保持孔洞畅通。
阶梯式铰孔坚韧材料
较硬的材料通常需要逐步铰孔以达到尺寸，使用逐渐变大的铰刀进行精加工。
试图一次去除太多材料可能会导致工具失效。步进铰孔仅在最后走刀中减少千分之几。
像铝这样的延展性材料通常可以一步铰削至最终尺寸。在较硬的金属或坚韧的合金中使用多个步骤。
铰刀类型和尺寸注意事项
手动铰刀最适合加工直径最大为 1 英寸左右的较小孔，具体取决于材料。高于该范围，优选机器铰孔。
选择比现有孔尺寸稍大的全直径铰刀。余量取决于孔公差，但通常为 0.005-0.015 英寸超大尺寸。
标准加工长度直槽铰刀适用于大多数应用。使用螺旋槽加工较深的孔或清除切屑。
硬质合金铰刀可延长硬化或磨料合金的刀具寿命，但初始成本较高。如果掉落或滥用，它们会更脆。
钴钢铰刀在强度和耐用性之间取得了良好的平衡，适用于黑色金属和有色合金的常见加工。
刚性、稳定的铣床设置
对于机器铰孔，相关的机床必须具有足够的刚性和功率来驱动旋转的机器铰刀，而不会出现颤动、振动或弯曲。
钻床具有最小的刚性，适用于直径约 1 英寸或更硬的金属的铰孔。对于生产用途，优选立式铣床、加工中心或带镗头的车床。
为了获得最佳效果，请使用坚固的机器安装座，例如莫氏锥度主轴，而不是在铰孔负载下容易变形的加长刀柄。
铰孔过程中要避免的常见铰孔错误
以下是导致铰孔过程中出现问题的关键错误：
使用不正确或钝的铰刀
尝试使用钻头或立铣刀等非铰刀工具进行铰孔通常会导致不规则、尺寸过大和公差差的孔。
主轴转速过高
高转速会使铰刀边缘过热，导致过早磨损、尺寸不准确和潜在的刀具故障。
施加不均匀或太大的进给力
铰孔时压力不一致会导致振动、光洁度差、喇叭口孔和其他缺陷
允许振动或工件移动
任何振动都会传递到铰刀，导致切削不规则、刀具颤动和尺寸不准确
未能清除深孔中的切屑
堆积的切屑会增加与排屑槽的摩擦，导致温度升高、铰刀类型增大、磨损和潜在破损
铰孔大大低于最终尺寸
在最后一道工序中去除过多的材料可能会因负载过大和发热而导致铰刀损坏
将铰刀插入（强制）材料中
在动力下锤击或强行铰刀可能会使脆弱的边缘破裂并损坏工具
忽视正确使用切削液
缺乏润滑油或冷却剂会导致更高的摩擦和温度，从而加速磨损和尺寸误差
实现铰孔成功 有新的或现有的孔
请遵循此清单以获得最佳结果：
选择合适的工具类型和尺寸
设置刚性、稳定的机器设置或工件夹具
使用适当的切削液和应用
平衡主轴转速和进给率
定期清除深孔中的切屑
针对坚韧材料逐步确定最终尺寸
铰孔时施加平稳、均匀的压力
固定工件以防止任何移动
仔细关注铰孔参数、技术和工具将能够创建具有精确配合的高精度孔。了解专业机械师精确铰孔所依赖的切削刀具方法是孔加工成功的第一步。
通过铰孔工艺实现完美的孔
铰孔看似简单的孔精加工操作，但正确理解铰刀选择、操作参数和技术对于成功至关重要。如果执行正确，铰孔就成为实现超精密孔尺寸和表面光洁度不可或缺的工艺。
然而，忽视关键的铰孔原理不可避免地会导致尺寸不准确、公差差、光洁度不可接受以及潜在的刀具破损。通过研究铰孔最佳实践并了解良好的孔质量与卓越的孔质量之间的区别，车间可以始终如一地生产出完美的产品。
作者
加文·利奥 是 Aria 的技术作家 8年工程经验，精通各种材料的加工特性和表面光洁度工艺。并参与开发了100多个复杂注塑和数控加工项目。他热衷于分享他的知识和经验。