與外圓表面加工相比,孔加工的條件要差得多钝凶,加工孔要比加工外圓困難唁影。這是因?yàn)椋?br>1)孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制,剛性差据沈,容易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng);2)用定尺寸刀具加工孔時(shí)嗜诀,孔加工的尺寸往往直接取決于刀具的相應(yīng)尺寸症旭,刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度;3)加工孔時(shí)情丛,切削區(qū)在工件內(nèi)部,排屑及散熱條件差披腻,加工精度和表面質(zhì)量都不易控制底咳。
01鉆孔與擴(kuò)孔
(1)鉆孔
鉆孔是在實(shí)心材料上加工孔的第一道工序,鉆孔直徑一般小于80mm 珍霉。鉆孔加工有兩種方式:一種是鉆頭旋轉(zhuǎn);另一種是工件旋轉(zhuǎn)嘿杖。上述兩種鉆孔方式產(chǎn)生的誤差是不相同的,在鉆頭旋轉(zhuǎn)的鉆孔方式中趾痘,由于切削刃不對(duì)稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時(shí),被加工孔的中心線會(huì)發(fā)生偏斜或不直卵贱,但孔徑基本不變;而在工件旋轉(zhuǎn)的鉆孔方式中則相反兰绣,鉆頭引偏會(huì)引起孔徑變化编振,而孔中心線仍然是直的。
常用的鉆孔刀具有:麻花鉆党觅、中心鉆、深孔鉆等略雪,其中最常用的是麻花鉆渴肿,其直徑規(guī)格為Φ0.1-80mm摩赎。
由于構(gòu)造上的限制,鉆頭的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均較低肥爵,加之定心性不好,鉆孔加工的精度較低杏疑,一般只能達(dá)到IT13~I(xiàn)T11;表面粗糙度也較大寄硬,Ra一般為50~12.5μm;但鉆孔的金屬切除率大辩溢,切削效率高丹禀。鉆孔主要用于加工質(zhì)量要求不高的孔状勤,例如螺栓孔、螺紋底孔双泪、油孔等。對(duì)于加工精度和表面質(zhì)量要求較高的孔,則應(yīng)在后續(xù)加工中通過擴(kuò)孔辛友、鉸孔、鏜孔或磨孔來(lái)達(dá)到。
(2)擴(kuò)孔
擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出脱盲、鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步加工,以擴(kuò)大孔徑并提高孔的加工質(zhì)量钱反,擴(kuò)孔加工既可以作為精加工孔前的預(yù)加工匣距,也可以作為要求不高的孔的最終加工。擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似傀脑,但刀齒數(shù)較多茅苏,沒有橫刃费抚。
與鉆孔相比,擴(kuò)孔具有下列特點(diǎn):
1)擴(kuò)孔鉆齒數(shù)多(3~8個(gè)齒)蔚奕、導(dǎo)向性好拾撇,切削比較穩(wěn)定;
2)擴(kuò)孔鉆沒有橫刃贼穆,切削條件好;
3)加工余量較小顶瞳,容屑槽可以做得淺些,鉆芯可以做得粗些慨菱,刀體強(qiáng)度和剛性較好。擴(kuò)孔加工的精度一般為IT11~IT10級(jí)闪彼,表面粗糙度Ra為12.5~6.3μm协饲。擴(kuò)孔常用于加工直徑小于 的孔。在鉆直徑較大的孔時(shí)(D ≥30mm )描馅,常先用小鉆頭(直徑為孔徑的0.5~0.7倍)預(yù)鉆孔扑姆,然后再用相應(yīng)尺寸的擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔,這樣可以提高孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率期油。
擴(kuò)孔除了可以加工圓柱孔之外须拒,還可以用各種特殊形狀的擴(kuò)孔鉆(亦稱锪鉆)來(lái)加工各種沉頭座孔和锪平端面示稿焚。锪鉆的前端常帶有導(dǎo)向柱唇锡,用已加工孔導(dǎo)向。
02鉸孔
鉸孔是孔的精加工方法之一矗绅,在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣征蜻。對(duì)于較小的孔唉锌,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)用的加工方法腥放。
(1)鉸刀
鉸刀一般分為手用鉸刀及機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀柄部為直柄绿语,工作部分較長(zhǎng),導(dǎo)向作用較好种柑,手用鉸刀有整體式和外徑可調(diào)整式兩種結(jié)構(gòu)。機(jī)用鉸刀有帶柄的和套式的兩種結(jié)構(gòu)荠雕。鉸刀不僅可加工圓形孔驶赏,也可用錐度鉸刀加工錐孔罕识。
(2)鉸孔工藝及其應(yīng)用
鉸孔余量對(duì)鉸孔質(zhì)量的影響很大龟聊,余量太大啰蕴,鉸刀的負(fù)荷大,切削刃很快被磨鈍凄跑,不易獲得光潔的加工表面炭刺,尺寸公差也不易保證娜食;余量太小踊谋,不能去掉上工序留下的刀痕,自然也就沒有改善孔加工質(zhì)量的作用轿衔。一般粗鉸余量取為0.35~0.15mm害驹,精鉸取為0.15~0.05mm宛官。
為避免產(chǎn)生積屑瘤缨伊,鉸孔通常采用較低的切削速度(高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí),v<8m/min)進(jìn)行加工佩嘀。進(jìn)給量的取值與被加工孔徑有關(guān)遵艰,孔徑越大电摔,進(jìn)給量取值越大稀崔,高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí)進(jìn)給量常取為0.3~1mm/r泉剔。
鉸孔時(shí)必須用適當(dāng)?shù)?a target="_blank" class="mmstipl2" >切削液進(jìn)行冷卻假却、潤(rùn)滑和清洗夏跷,以防止產(chǎn)生積屑瘤并及時(shí)清除切屑槽华。與磨孔和鏜孔相比硼莽,鉸孔生產(chǎn)率高懂鸵,容易保證孔的精度;但鉸孔不能校正孔軸線的位置誤差匆光,孔的位置精度應(yīng)由前工序保證终息。鉸孔不宜加工階梯孔和盲孔艺滑。
鉸孔尺寸精度一般為IT9~I(xiàn)T7級(jí),表面粗糙度Ra一般為3.2~0.8μm标增。對(duì)于中等尺寸启脉、精度要求較高的孔(例如IT7級(jí)精度孔)综澄,鉆—擴(kuò)—鉸工藝是生產(chǎn)中常用的典型加工方案神卢。
03鏜孔
鏜孔是在預(yù)制孔上用切削刀具使之?dāng)U大的一種加工方法好猪,鏜孔工作既可以在鏜床上進(jìn)行,也可以在車床上進(jìn)行峭弟。
(1)鏜孔方式
鏜孔有三種不同的加工方式。
1)工件旋轉(zhuǎn)熄浓,刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔方式情臭。工藝特點(diǎn)是:加工后孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)軸線一致,孔的圓度主要取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度俯在,孔的軸向幾何形狀誤差主要取決于刀具進(jìn)給方向相對(duì)于工件回轉(zhuǎn)軸線的位置精度。這種鏜孔方式適于加工與外圓表面有同軸度要求的孔娃惯。
2)刀具旋轉(zhuǎn)跷乐,工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 鏜床主軸帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn),工作臺(tái)帶動(dòng)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)罗迎。
3)刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 采用這種鏜孔方式鏜孔泊宴,鏜桿的懸伸長(zhǎng)度是變化的,鏜桿的受力 變形也是變化的秒足,靠近主軸箱處的孔徑大钱图,遠(yuǎn)離主軸箱處的孔徑小荞狠,形成錐孔。此外撩怀,鏜桿懸伸長(zhǎng)度增大告锅,主軸因自重引起的彎曲變形也增大,被加工孔軸線將產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲氛侨。這種鏜孔方式只適于加工較短的孔缩笤。
(2)金剛鏜
與一般鏜孔相比,金剛鏜的特點(diǎn)是背吃刀量小汞潦,進(jìn)給量小殿恤,切削速度高,它可以獲得很高的加工精度(IT7~I(xiàn)T6)和很光潔的表面(Ra為0.4~0.05 μm)演徘。金剛鏜最初用金剛石鏜刀加工慎陵,現(xiàn)在普遍采用硬質(zhì)合金、CBN和人造金剛石刀具加工喻奥。主要用于加工有色金屬工件席纽,也可用于加工鑄鐵件和鋼件。
金剛鏜常用的切削用量為:背吃刀量預(yù)鏜為0.2~0.6mm撞蚕,終鏜為0.1mm 润梯;進(jìn)給量為0.01~0.14mm/r ;切削速度加工鑄鐵時(shí)為100~250m/min 甥厦,加工鋼時(shí)為150~300m/min 纺铭,加工有色金屬時(shí)為300~2000m/min。
為了保證金剛鏜能達(dá)到較高的加工精度和表面質(zhì)量刀疙,所用機(jī)床(金剛鏜床)須具有較高的幾何精度和剛度舶赔,機(jī)床主軸支承常用精密的角接觸球軸承或靜壓滑動(dòng)軸承,高速旋轉(zhuǎn)零件須經(jīng)精確平衡谦秧;此外竟纳,進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必須十分平穩(wěn),保證工作臺(tái)能做平穩(wěn)低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)疚鲤。
金剛鏜的加工質(zhì)量好锥累,生產(chǎn)效率高,在大批大量生產(chǎn)中被廣泛用于精密孔的最終加工溢扳,如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸孔淆逛、活塞銷孔、機(jī)床主軸箱上的主軸孔等
但須引起注意的是:用金剛鏜加工黑色金屬制品時(shí)裳岳,只能使用硬質(zhì)合金和CBN制作的鏜刀倒你,不能使用金剛石制作的鏜刀,因金剛石中的碳原子與鐵族元素的親和力大锡疗,刀具壽命低鼓宿。
(3)鏜刀
鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀豆出。
(4)鏜孔的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍
鏜孔和鉆—擴(kuò)—鉸工藝相比,孔徑尺寸不受刀具尺寸的限制情键,且鏜孔具有較強(qiáng)的誤差修正能力吵淌,可通過多次走刀來(lái)修正原孔軸線偏斜誤差,而且能使所鏜孔與定位表面保持較高的位置精度钢墩。
鏜孔和車外圓相比被处,由于刀桿系統(tǒng)的剛性差、變形大用押,散熱排屑條件不好肢簿,工件和刀具的熱變形比較大,鏜孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率都不如車外圓高蜻拨。
綜上分析可知池充, 鏜孔的加工范圍廣,可加工各種不同尺寸和不同精度等級(jí)的孔缎讼,對(duì)于孔徑較大收夸、尺寸和位置精度要求較高的孔和孔系,鏜孔幾乎是唯一的加工方法血崭。鏜孔的加工精度為IT9~I(xiàn)T7級(jí)卧惜。鏜孔可以在鏜床、車床夹纫、銑床等機(jī)床上進(jìn)行序苏,具有機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn),生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛捷凄。在大批大量生產(chǎn)中,為提高鏜孔效率围来,常使用鏜模借睬。
04珩磨孔
(1)珩磨原理及珩磨頭
珩磨是利用帶有磨條(油石)的珩磨頭對(duì)孔進(jìn)行光整加工的方法。珩磨時(shí)乃衫,工件固定不動(dòng)奏宽,珩磨頭由機(jī)床主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。珩磨加工中额神,磨條以一定壓力作用于工件表面卸窿,從 工件表面上切除一層極薄的材料,其切削軌跡是交叉的網(wǎng)紋惑膀。為使砂條磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不重復(fù)唐肩,珩磨頭回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)與珩磨頭每分鐘往復(fù)行程數(shù)應(yīng)互成質(zhì)數(shù)。
珩磨軌跡的交叉角 與珩磨頭的往復(fù)速度 及圓周速度 有關(guān)贼么, 角的大小影響珩磨的加工質(zhì)量及效率穗掘,一般粗珩時(shí)取 °霸拦,精珩時(shí)取。為了便于排出破碎的磨粒和切屑称啸,降低切削溫度屏疗,提高加工質(zhì)量,珩磨時(shí)應(yīng)使用充足的切削液澜术。
為使被加工孔壁都能得到均勻的加工艺蝴,砂條的行程在孔的兩端都要超出一段越程量。為保證珩磨余量均勻鸟废,減少機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響猜敢,珩磨頭和機(jī)床主軸之間大都采用浮動(dòng)連接。
珩磨頭磨條的徑向伸縮調(diào)整有手動(dòng)侮攀、氣動(dòng)和液壓等多種結(jié)構(gòu)形式锣枝。
(2)珩磨的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍
1)珩磨能獲得較高的尺寸精度和形狀精度,加工精度為IT7~IT6 級(jí)兰英,孔的圓度和圓柱度誤差可控制在 的范圍之內(nèi)撇叁,但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。
2)珩磨能獲得較高的表面質(zhì)量畦贸,表面粗糙度Ra為0.2~0.25μm 陨闹,表層金屬的變質(zhì)缺陷層深度極微2.5~25μm。
3)與磨削速度相比薄坏,珩磨頭的圓周速度雖不高(vc=16~60m/min)趋厉,但由于砂條與工件的接觸面積大,往復(fù)速度相對(duì)較高(va=8~20m/min)燕瞭,所以珩磨仍有較高的生產(chǎn)率陶簿。
珩磨在大批大量生產(chǎn)中廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔及各種液壓裝置中精密孔的加工,孔徑范圍一般為 或更大黎困,并可加工長(zhǎng)徑比大于10的深孔航十。但珩磨不適用于加工塑性較大的有色金屬工件上的孔,也不能加工帶鍵槽的孔斧呆、花鍵孔等诊势。
05拉孔
(1)拉削與拉刀
拉孔是一種高生產(chǎn)率的精加工方法,它是用特制的拉刀在拉床上進(jìn)行的质圾。拉床分臥式拉床和立式拉床兩種荔闭,以臥式拉床最為常見。
拉削時(shí)拉刀只作低速直線運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))棋蒂。拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)一般應(yīng)不少于3個(gè)毒沥,否則拉刀 工作不平穩(wěn),容易在工件表面產(chǎn)生環(huán)狀波紋。為了避免產(chǎn)生過大的拉削力而使拉刀斷裂埋村,拉刀工作時(shí)珍特,同時(shí)工作刀齒數(shù)一般不應(yīng)超過6~8個(gè)。
拉孔有三種不同的拉削方式魔吐,分述如下:
1)分層式拉削 這種拉削方式的特點(diǎn)是拉刀將工件加工余量一層一層順序地切除扎筒。為了便于斷屑,刀齒上磨有相互交錯(cuò)的分屑槽酬姆。按分層式拉削方式設(shè)計(jì)的的拉刀稱為普通拉刀嗜桌。
2)分塊式拉削 這種拉削方式的特點(diǎn)是加工表面的每一層金屬是由一組尺寸基本相同但刀齒相互交錯(cuò)的刀齒(通常每組由2-3個(gè)刀齒組成)切除的。每個(gè)刀齒僅切去一層金屬的一部分辞色。按分塊拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀稱為輪切式拉刀骨宠。
3)綜合式拉削 這種方式集中了分層及分塊式拉削的優(yōu)點(diǎn),粗切齒部分采用分塊式拉削相满,精切齒部分采用分層式拉削层亿。這樣既可縮短拉刀長(zhǎng)度,提高生產(chǎn)率立美,又能獲得較好的表面質(zhì)量匿又。按綜合拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀稱為綜合式拉刀。
(2)拉孔的工藝特征及應(yīng)用范圍
1)拉刀是多刃刀具建蹄,在一次拉削行程中就能順序完成孔的粗加工稿屏、精加工和光整加工工作,生產(chǎn)效率高饿严。
2)拉孔精度主要取決于拉刀的精度滋冀,在通常條件下,拉孔精度可達(dá) IT9~IT7缓墅,表面粗糙度Ra可達(dá)6.3~1.6 μm凿食。
3)拉孔時(shí),工件以被加工孔自身定位(拉刀前導(dǎo)部就是工件的定位元件)挑单,拉孔不易保證 孔與其它表面的相互位置精度馒俊;對(duì)于那些內(nèi)外圓表面具有同軸度要求的回轉(zhuǎn)體零件的加工,往往都是先拉孔榨降,然后以孔為定位基準(zhǔn)加工其它表面。4)拉刀不僅能加工圓孔顿豹,而且還可以加工成形孔扇牢,花鍵孔。
5)拉刀是定尺寸刀具跋擅,形狀復(fù)雜椰陋,價(jià)格昂貴,不適合于加工大孔沪曙。
拉孔常用在大批大量生產(chǎn)中加工孔徑為Ф10~80mm 奕污、孔深不超過孔徑5倍的中小零件上的通孔萎羔。
(前沿?cái)?shù)控技術(shù))
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