车床上的六角刃挤压加工技术

经切削加工的工件表面，由于存在切削残留面积、加工中的振动和工件表面与刀具后刀面之间的摩擦等，使其不论是沿车床主运动方向的纵向截面，还是沿进给方向的横向截面，都留有微观不平的凸凹峰谷。这样，对被加工表面进行精车削后，如果再采用挤压（包括后面将介绍的滚压）的方式对比较粗糙的表面进行熨平加工，则被加工工件表面在挤（滚）压工具压力的作用下将产生微量塑性变形，表面粗糙度值将得以下降。由于挤（滚）压加工基于滑移变形，因此挤（滚）压压力必须大于工件材料的屈服强度，通常以大10%～20%为宜。

可产生塑性变形的材料均可进行挤（滚）压加工，塑性较大的材料，其加工后的表面粗糙度值下降得较多；反之，脆性较大的材料，其加工后的表面粗糙度值下降得较少。

1.孔的挤压加工

（1）使用钢球挤压 用钢球挤压小直径深孔，可以使工件表面得到强化，并能使孔的表面粗糙度值达到Ra1.6μm以下。直径为10～50mm的孔，都可以采用这种加工方法。

使用钢球挤压孔的情况如图5-57所示。顶杆用45钢制作，当被加工工件的孔深比孔径大10倍时，应对顶杆作调质处理。

图5-57 挤压法加工孔类工件

a）顶杆孔呈V形 b）顶杆孔呈弧形

在小直径内孔的挤压加工中，影响加工质量的因素很多，如被加工材料的性质、挤压前的孔径余量、挤压用钢球尺寸、挤压次数、挤压速度、润滑液和机床性能等。挤压用的钢球是影响孔精度和表面粗糙度的重要因素，因此，使用高精度和高表面质量的钢球是加工中的重要一环。工件挤压前的表面粗糙度值为Ra6.4～3.2μm，挤压余量（即钢球直径应比被挤压孔径大出的量）为0.02～0.08mm。一般来说，较大孔的挤压余量应适当大些。当工件孔壁有气孔或裂纹等缺陷时，不能采用这种加工方法，以防止破坏钢球的光洁性。由于挤压用的钢球要求硬度高且非常光洁，所以钢球应经镀铬处理并抛光后使用。

（2）使用工具（刀具）挤压图5-58所示是金刚石挤压工具，它可以加工直径在ϕ45mm以上的内孔。其主要零件6是矩形截面的淬硬材料制作的刀柄，用螺钉2和防松螺母将金刚石刀1固定在刀柄座内。加工时，将该工具装夹在刀架上，当工具压紧被加工表面时，刀柄中部会出现弹性弯曲，其数值可由指针4相对于标尺5的零位偏离来表示，而指针是用螺钉3固定在刀柄上的，压紧力可根据需要进行调整。

图5-58 金刚石挤压工具

1—金刚石刀 2、3—螺钉 4—指针 5—标尺（刻度） 6—刀柄 7—切削液管接头 8—小油管

切削液由管接头7沿刀柄内油孔流入，小油管8使切削液流到加工部位。金刚石应在水平方向转15°，其圆球头部可连续挤压三次，然后需要进行修磨。金刚石球头平面应高出工件中心线1～2mm。

某厂在车床上加工HT300高强度铸铁柱塞工件上的低表面粗糙度值的孔时，先采用车孔工序，然后采用浮动铰孔工序，最后使用图5-59所示的六角刃挤压刀具进行挤压加工，取得了良好的效果。

图5-59 六角刃挤压刀具(www.xing528.com)

该挤压刀具刃带宽0.20～0.30mm。刀柄材料为45钢，调质硬度为28～30HRC；刀片材料为K15硬质合金，采用楔块式压紧。为便于刀具进入工件内孔，刀具前端有45°×1.5mm的导向角。

所选用切削用量为：v_c=20m/min，挤压余量为0.005～0.01mm（直径方向），进给量f=0.4～0.6mm/r。使用柴油（70%）、煤油（30%）的混合液作为切削液。

车床上的挤压加工，除了可以使用钢球和刀具外，还可以使用压头进行挤光。压头的形状如图5-60所示，其头部的表面粗糙值为Ra0.2μm，挤压余量为0.01～0.02mm。使用时将其安装在车床尾座锥孔内，工件装夹在自定心卡盘上，挤压时工件不转动，一般往复挤压2～3次即可完成加工。

（3）挤压加工中使用的润滑剂 冷挤压加工使用的润滑剂应根据工件材料来确定：挤压铝制品时，可使用氯化石蜡；挤压钢件时可使用铝粉，但铝粉在挤压过程中容易脱落，不能有效地吸附到被挤压表面上。猪油是一种较好的动物性润滑油，其在一定温度下呈糊状，将铝粉按一定比例加入糊状猪油中搅拌均匀，然后涂抹在挤压刀具和工件孔壁上，其润滑效果比较理想。

2.挤压修复加工

下面以修复报废铰刀为例，说明挤压修复情况。

挤压修复铰刀，实质上是对铰刀材料的强度进行强化。挤压铰刀前刀面，在径向可以产生小的弹性和塑性变形，对于公差要求很小的铰刀，只要在径向有0.015～0.025mm的微量塑性变形，就能补偿其磨损量，并且经挤压修复后的铰刀表面粗糙度值将下降，表层的显微硬度和耐磨性都能显著提高。

图5-61中，把超差的铰刀2装夹在卧式车床上，其尾部装夹在卡盘上，另一端用顶尖3顶住，并使铰刀中心线与车床主轴轴线保证同轴。用硬质合金挤压刀（图5-62）沿着被修复铰刀每个刀齿的前刀面进行挤压。挤压刀刀具带有-30°前角，表面粗糙度值为Ra0.4～0.2μm。车床主轴为最低转速，挤压进给速度为3～5m/min（纵向自动进给）。挤压完成后，铰刀每齿在直径方向上可挤压出0.01～0.04mm，接着在外圆磨床上修整到标准尺寸要求，最后进行研磨。

图5-60 挤光工件孔用的压头

图5-61 在车床上修复报废铰刀

1—自定心卡盘 2—被修复铰刀 3—顶尖 4—挤压力 5—刀架

图5-62 硬质合金挤压刀

挤压时，要使挤压刀的前刀面与车床主轴轴线平行，并且应向一个方向挤压，不要来回反复挤压。