鉸刀切削直徑測量誤差分析

■中航工業南方航空工業有限公司 （湖南株洲 412002） 黃 倩 盛 波 鐘如鋼 徐改弟

鉸刀切削直徑測量誤差分析

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摘要：分析圓柱刃上測量鉸刀直徑存在誤差的影響因素，介紹鉸刀刀齒加工與測量方法，提出準確測量鉸刀切削直徑的思路與方法。

鉸刀是一種對孔進行半精加工及精加工的切削工具，切削余量很小，其切削過程實際上是切削與擠刮的聯合作用，直徑方向的公差帶一般都很小。鉸刀制造完成后，判定鉸刀的切削直徑是否在合格尺寸范圍內的問題值得探討。

1. 圓柱刃上測量鉸刀直徑存在誤差的影響因素

鉸刀是用來保證孔徑孔壁的表面質量的，它不能保證孔的位置度，而鉸刀圓柱刃的作用是使鉸刀在工作時，擠壓孔壁并引導及校準已加工的孔徑，保證孔徑及表面質量，基本上沒有切削作用。其圓柱刃尺寸f（見圖1）一般都控制在0.15～0.25mm，當圓柱刃窄了，擠壓作用不明顯；寬了，轉矩過大，有啃刀及振動的危險，反而降低了擠壓和熨平的作用。那么在0.15mm左右的圓弧面上準確地測量出其真實的工作直徑時，就會有一種潛在的誤差存在（見圖2）：在兩個同心圓（大圓與小圓）中最長的直線是直徑，除了直徑以外，圓周上任意兩點的距離都是弦長，而任何弦長都短于直徑，即AA0＜BB0、 CC0＜BB0、A1A2＜B1B2以及C1C2＜B1B2。

我們測量鉸刀直徑大小時，一般用的是百分尺或千分尺，測量的結果應當是如果兩刃的連線通過了鉸刀的軸心，則測到的是直徑；如果兩刃的連線不通過軸心，則測得兩刃距離只能是弦長，而不是鉸刀的工作直徑。

假設圓分別為φ2 0 m m、φ10mm和φ5mm，當弦線（兩刃的連線）偏離軸線（直徑）的距離不等時，所測得兩刃尺寸與鉸刀的工作直徑相比有多大變化如附表所示。

從附表中可見，當偏心距一樣時，鉸刀的直徑越大，測得的兩刃距離與鉸刀直徑的誤差越小；鉸刀直徑越小，測得的兩刃距離與鉸刀直徑的誤差越大。

圖1

圖2

兩刃距離與鉸刀直徑的誤差表

2. 鉸刀刀齒加工與測量

一般鉸刀的刀齒由銑工在分度頭上分度銑出，也有小鉸刀由刀具磨在分齒盤上等分磨出、分度。即銑工在對刀時，沒在鉸刀的中心線上，也只改變了刀齒的前角大小，而不改變等分的均勻度，也就是說對鉸刀兩刃直徑的測量影響不大。但是分度

頭安裝鉸刀的跳動或分度頭的校正跳動不對、變化大，則銑出的齒就不是等分齒，兩齒之間的連線不通過鉸刀軸線，無論如何，測量出來的尺寸就不會是直徑而是弦長。另外一種情況是刀具磨在磨刀齒前刀面時，磨削余量不一致，影響了刀齒的均布，也造成了測量誤差。如果刀齒在鉸刀的端面，一般從端面目測時就會發現問題；如果刀齒在鉸刀的中間，有前引導擋住了，就無法準確地目測到銑工分度頭的跳動誤差，刀具磨削切削刃前刀面的不均等誤差影響就大一些。但在刀具不作圓柱刃小后角時（此時圓柱刃的圓柱度一般在0.8～1.2mm之間），鉸刀的真實直徑可以準確測量到，只要注意就可以解決。

3. 解決方法和思路

（1）用千分尺測量兩刃尺寸比圖示標注尺寸公差若有微量減小時，不一定是鉸刀的工作直徑超差，先進行校正，再測量判斷。

（2）當測得的兩刃之間的尺寸比圖示標注的尺寸公差要大，那一定是鉸刀直徑大了，要返修，因為任何弦長都不會比直徑大。

（3）如果鉸刀有4刃或6刃，其中有一對刃在合格尺寸范圍內，而其余幾對刃尺寸偏小，不一定是鉸刀不合格，一定要在偏擺儀上找跳動，如果幾刃的跳動合格，那此鉸刀一定是合格品。如果跳動不合格，那才有可能是把刀齒磨低了，也有可能是鉸刀彎曲變形了。

（4）一般而言，在φ20mm以內的鉸刀，刀齒用千分尺測得的誤差在0～0.025mm之間都要進一步推測，分析原因，不要輕易判定鉸刀不合格。

（5）銑刀開齒和刀具磨開齒，對刀不在工件的中心上，只會影響刀齒的前角大小，對直徑測量的影響不會太大（對對應的等分齒而言）。

（6）小鉸刀刀齒的偏心對直徑的測量影響較大，要特別注意排除原因，以免誤判。

（7）在與零件相同材料和熱處理狀態下的試料上試用，對所鉸的孔進行測量，根據測量結果與要求的尺寸進行比較，是否在合格的范圍內。

收稿日期：（20150323）