內(nèi)圓表面(孔)的加工

./一、孔的分類二、用固定尺寸刀具加工孔2.1鉆孔2.2擴(kuò)孔2.3鉸孔2.4拉孔三、孔的鏜削四、孔的磨削五、孔的光整加工5.1孔的研磨5.2孔的珩磨、六、孔的加工方案及應(yīng)用圍圓表面〔孔的加工圓表面主要指圓柱形的孔。由于受孔本身直徑尺寸的限制,刀具剛性差,排屑、散熱、冷卻、潤滑都比較困難,因此一般加工條件比外圓差。但另一方面孔可以采用固定尺寸刀具加工,故孔的加工與外圓表面相比較有大的區(qū)別?？椎募夹g(shù)要求包括：尺寸精度〔孔徑、孔深、形狀精度〔圓度、直線度、圓柱度、位置精度〔同軸度、平行度、垂直度及表面粗糙度等?？资潜P套類、支架、箱體類零件的主要組成表面,其主要技術(shù)與外圓表面基本相同。但是,孔的加工難度較大,要達(dá)到與外圓表面同樣的技術(shù)要求需要更多的加工工序。在工件上進(jìn)行孔加工的基本方法有鉆削、鏜、磨等。一、孔的分類孔的加工方法的選擇與孔的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有密切的關(guān)系?？椎姆诸惾缦?。〔1、按用途分1．非配合孔如螺釘孔、螺紋孔的底孔、油孔、氣孔、減輕孔等。這類孔一般要求加工精度較低,在IT12以下。表面質(zhì)量要求也不高,表面粗糙度Ra值大于10μm。2．配合孔如套、盤類零件中心部的孔,箱體、支座類零件上的軸承孔都有要求較高的加工精度〔IT7以上和較高的表面質(zhì)量〔Ra<1.6μm。〔2、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為通孔、盲孔；大孔、中小孔；光孔、臺(tái)階孔；深孔,一般深度孔。二、用固定尺寸刀具加工孔固定尺寸刀具是指鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、拉刀等。用這類刀具加工孔其精度、表面粗糙主要決定于刀具本身的尺寸精度、結(jié)構(gòu)和切削用量等條件。2.1鉆孔鉆孔是在實(shí)心材料上加工出孔的方法。所用刀具為鉆頭,一般用麻花鉆,其結(jié)構(gòu)如圖11-10所示。圖11-10麻花鉆結(jié)構(gòu)鉆孔通常在鉆床、車床、鏜床上進(jìn)行。車床一般鉆回轉(zhuǎn)體類中心部位的孔,鏜床鉆箱體零件上的配合孔系,鉆后進(jìn)行鏜孔,除此以外的孔大都在鉆床上加工。鉆孔特點(diǎn)如下：橫刃前角為負(fù)值,主切削刃愈接近芯部前角愈小,且兩刃不易磨得對(duì)稱,排屑槽深,剛性差。切削條件差,如切削深度大〔ap等于鉆頭直徑一半,散熱條件差,排屑困難,易劃傷已加工表面,刀具易磨損等。因此,鉆孔只能達(dá)到較低的加工精度〔IT10~13和較高的表面粗糙度〔Ra值為5~80μm。由于受到機(jī)床動(dòng)力和刀具強(qiáng)度的限制,鉆頭直徑不能太大,通常在75mm以下,故鉆孔只能加工精度要求低的中小直徑尺寸的孔。2.2擴(kuò)孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出〔或鑄、鍛出的孔進(jìn)行的再加工。其目的是擴(kuò)大孔徑,提高孔的加工精度和表面質(zhì)量。擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)如圖11-11所示,擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相比具有無橫刃、切削刃多、前角大、排屑槽淺、剛性好、導(dǎo)向性好等結(jié)構(gòu)特點(diǎn),且切削深度小〔如圖11-12所示、切削力小、散熱條件好、切削平衡等切削特點(diǎn),故擴(kuò)孔的加工質(zhì)量優(yōu)于鉆孔。擴(kuò)孔加工精度達(dá)IT9~13,表面粗糙度Ra值為1.25~40μm,并能修正鉆孔時(shí)產(chǎn)生的中心軸線歪斜等缺陷。擴(kuò)孔鉆直徑一般最大為100mm,大于100mm直徑的擴(kuò)孔鉆很少應(yīng)用,直徑大于100mm的孔應(yīng)考慮采用鏜削加工。圖11-11擴(kuò)孔鉆結(jié)構(gòu)圖11-12擴(kuò)孔2.3鉸孔鉸孔是利用鉸刀對(duì)已有的孔進(jìn)行精加工的方法。可在車床、鉆床、鏜床上進(jìn)行機(jī)械鉸孔,也可將工件裝在鉗臺(tái)上進(jìn)行手工鉸孔。兩種鉸刀的結(jié)構(gòu)如圖11-13所示。圖11-13鉸刀結(jié)構(gòu)兩種鉸刀結(jié)構(gòu)上的不同點(diǎn)是,手動(dòng)鉸刀為了便于定位和操作省力,切削部分錐角較小,切削刃和修光刃都較長。機(jī)用鉸刀柄部為錐柄,便于與機(jī)床主軸或鉆套錐孔配合,而手動(dòng)鉸刀柄部為直柄方頭,便于用扳手架。鉸孔是孔的精加工方法之一,機(jī)鉸加工精度為IT7~8,表面粗糙度Ra為0.32~10μm。手鉸加工精度達(dá)IT5,表面粗糙度Ra為0.08~1.25μm。鉸刀與麻花鉆及擴(kuò)孔鉆相比,刀刃數(shù)量多〔6-12個(gè),容屑槽淺,剛性和導(dǎo)向性好,鉸刀修光部分能修整刮光加工表面,且切削余量小,切削速度低。切削力小,切削熱少,因此鉸孔能獲得較高的加工質(zhì)量。2.4拉孔拉孔是用拉刀在拉床上進(jìn)行的,孔的形狀、尺寸由拉刀截面輪廓保證。圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)如圖11-14所示。圖11-14拉刀結(jié)構(gòu)l—柄部2—頸部3一過渡錐4—前導(dǎo)部5—切削部分6一校準(zhǔn)部分7一后導(dǎo)部8一分屑槽拉刀的工作部分由許多切削齒和校正齒組成。切削齒逐齒均勻切除余量,校正齒前角、后角皆為零度,能對(duì)加工表面起到校正尺寸、形狀及修光作用。再加之拉床是液壓傳動(dòng),功率大,速度低,傳動(dòng)平穩(wěn),且粗、精加工可一次完成,因此拉削不僅可以達(dá)到較高的加工精度〔IT6~7、較低的表面粗糙度〔Ra值為0.16~1.25μm,而且有很高的生產(chǎn)率。拉刀截面可根據(jù)加工需要做成各種形狀,不僅能拉圓孔,還可以拉其他各種形狀的孔,如圖11-15所示。圖11-15適于拉削的孔型考慮到拉刀強(qiáng)度和機(jī)床動(dòng)力問題,拉削一般用于直徑8~125mm,深度不超過所拉孔徑5倍的孔加工。由于拉孔是用孔本身定位,故不能修正孔的位置誤差。拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造周期長,費(fèi)用高,因此拉孔多用于大批大量生產(chǎn)中。三、孔的鏜削鏜削是在鏜床上時(shí)行的孔加工方法。鏜削是以鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng),工件或鏜刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。形狀復(fù)雜的箱體零件上的孔都在鏜床上加工。鏜孔的一般加工精度為IT9~IT8,表面粗糙度參數(shù)Ra為3.2~1.6μm,鏜孔能較好地修正前道工序造成的幾何形狀誤差和相互位置誤差。鏜削的加工精度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本較低,適應(yīng)性好,主要用于機(jī)架、箱體等復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件上的孔系加工,特別是大孔的加工。鏜削加工質(zhì)量主要取決于鏜床精度。鏜孔是鏜刀對(duì)工件上已有孔的進(jìn)一步加工。鏜刀分為單刃鏜刀和浮動(dòng)鏜刀兩種。單刃鏜孔刀刀頭與刀桿的連接方式分為焊接式和機(jī)械式夾固式。圖11-16<1>所示為機(jī)械夾固式鏜刀。焊接式鏜刀多用于中小孔,機(jī)械夾固式多用于大孔。浮動(dòng)式鏜刀如圖11-16<2>所示。浮動(dòng)刀片為可調(diào)式結(jié)構(gòu),兩端切削刃之間距離可按要求孔徑尺寸調(diào)整。<1>機(jī)械夾固式鏜刀<2>浮動(dòng)鏜刀<a>盲孔鏜刀<b>通孔鏜刀1—固定螺釘2—浮動(dòng)刀片3—刀桿圖11-16常用鏜刀浮動(dòng)鏜刀工作時(shí)其刀片能沿鏜桿徑向滑動(dòng)找正位置,兩個(gè)對(duì)稱的切削刃所產(chǎn)生的徑向切削力能互相抵消,減少或消除不利影響。浮動(dòng)鏜刀不僅易于保證孔徑尺寸及表面粗糙度,而且簡化了操作,提高了生產(chǎn)率,但不能糾正孔軸線的直線度和位置度誤差。鏜孔一般在車床上或鏜床上進(jìn)行。車床鏜孔常用于加工回轉(zhuǎn)體零件中心部位的孔和小型支座類零件上的孔。鏜床常用于鏜箱體上的一系列具有位置精度和位置尺寸要求的軸承孔,如圖11-17所示。圖11-17車床主軸箱圖11-18圓磨削鏜孔與其他孔的加工法相比,靈活性大,應(yīng)用圍較廣,可進(jìn)行孔的粗加工、半精加工,也可以精加工；可鏜通孔、光孔,也可鏜盲孔、臺(tái)階孔；可以鏜各種直徑的孔,更適宜鏜大直徑的及有相互位置精度要求的孔。但由于常用的大多為單刃鏜刀并采用試切法加工,故與鉸孔、擴(kuò)孔、拉孔相比生產(chǎn)率較低。精密箱體類零件上的孔系采用坐標(biāo)鏜床和金剛鏜床加工,不僅孔的精度可達(dá)IT5~7,而且能保證很高的位置精度。大批量加工箱體類零件上的孔系常采用專用鏜床和組合鏜床,如汽車、拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等?？椎哪ハ骺椎哪ハ饕话阍趫A磨床上進(jìn)行,工件用卡盤或?qū)Ｓ脢A具裝夾〔圖11-18。磨孔的工作原理、運(yùn)動(dòng)方式、工藝特點(diǎn)與外圓磨削相似,但磨削條件不及外圓磨削有利。主要是圓磨削時(shí)砂輪、砂輪軸直徑和長度受到孔的限制。砂輪往往直徑較小,磨削速度低,砂輪軸剛性差,冷卻不充分,不便于操作和觀察,故加工質(zhì)量和生產(chǎn)率都低于外圓磨削。一般加工精度為IT7~9,表面粗糙度Ra值為0.16~1.25μm,加工精度最高可達(dá)IT6,Ra值為0.08~0.16μm。磨孔與拉孔、鉸孔相比,其適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用圍廣。磨孔和鏜孔相似,但所加工孔的表面硬度圍不同。鏜孔適用于加工中等以下硬度的表面,磨孔適用于中等以上硬度表面,尤其是淬火后高硬度的孔。因而磨孔是工件淬硬后對(duì)孔進(jìn)行精加工的主要方法之一。五、孔的光整加工孔的光整加工指的是用研磨、珩磨等方法對(duì)已經(jīng)精加工過的孔的繼續(xù)加工,以提高加工表面的尺寸精度、表面質(zhì)量,使其達(dá)到更高的要求。5.1孔的研磨圖11-19孔的研磨孔的研磨過程、原理、工藝特點(diǎn)與外圓表面的研磨相同,但研磨孔用的研具是圓柱形的研磨棒。研磨棒裝夾在車床兩頂尖上或鉆床上的主軸孔中,隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),手持工件進(jìn)行研磨。為補(bǔ)償其磨損,研磨棒常做成可漲式的,如圖11-19所示。研磨棒外徑調(diào)至比孔徑小0.01~0.025mm?？椎难心コ槭止げ僮?效率低,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,應(yīng)用較少,僅用于小孔的單件小批量的光整加工。5.2孔的珩磨珩磨是在珩磨機(jī)上由珩磨頭進(jìn)行光整加工的方法。如圖11-20所示。珩磨時(shí)工件安裝工作臺(tái)的夾具中固定不動(dòng),由磨粒極細(xì)的磨條組成的珩磨頭與機(jī)床主軸呈浮動(dòng)連接,珩磨頭在機(jī)床主軸帶動(dòng)下作低速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)作上下往復(fù)動(dòng)動(dòng)。珩磨頭部裝置使沿圓周均勻分布的磨條以一定的壓力與工件孔壁接觸,在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中使工件表面薄薄一層金屬被切除。由于孔在珩磨前進(jìn)行過精加工,而珩磨時(shí)切削速度又低,磨條磨粒極細(xì),壓力小,切除的金屬層極薄并進(jìn)行充分的潤滑冷卻,因此工件受切削力和切削熱的影響極小。磨粒在工件表面留下的是交叉細(xì)密的網(wǎng)狀痕跡,故珩磨能獲得很高的加工精度〔IT5~6和很低的表面粗糙度〔Ra值為0.04~1.25μm,以及較小的圓度和圓柱度誤差〔0.03~0.05mm。珩磨由于同時(shí)切削的磨條數(shù)量較多,加工過程為半自動(dòng)化,生產(chǎn)率較高,在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用較多。又因?yàn)殓衲C(jī)結(jié)構(gòu)簡單,精度要求不高,設(shè)備費(fèi)用低,因此珩磨具有較好的經(jīng)濟(jì)性。圖11-20珩磨頭結(jié)構(gòu)及珩磨運(yùn)動(dòng)珩磨的應(yīng)用圍較廣,適于孔徑為15~500mm的孔,更適于加工孔徑與孔深比大于5的深孔,如汽車、拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體活塞孔及飛機(jī)起落架作動(dòng)筒的孔等。由于珩磨頭與機(jī)床主軸間為浮動(dòng)連接,所以珩磨不能校正孔中心軸線的位置誤差和歪斜。珩磨頭磨條的磨粒極細(xì),孔隙小,不適于加工韌性大的有色金屬工件,否則切屑易堵塞磨條上的磨粒間隙。六、孔的加工方案及應(yīng)用圍孔常用的加工方案如圖11-21所示。由于孔加工方法較多,而各種方法又有不同的應(yīng)用條件,因此選擇孔的加工方法和加工方案應(yīng)綜合考慮孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),直徑和深度,尺寸精度和表面粗糙度,工件的外形和尺寸,工件材料的種類及加工表面的硬度,生產(chǎn)類型和現(xiàn)場條件等進(jìn)行合理確定。1．鉆孔在實(shí)體材料上加工孔,必須先鉆孔。若孔的精度要求不高,孔徑又不太大〔直徑小于50mm,只經(jīng)過鉆孔即可。2．鉆一擴(kuò)應(yīng)用于孔徑較大但精度要求又不高的孔。3．鉆一鉸應(yīng)用于孔徑較小,加工精度要求較高的各種加工批量的標(biāo)準(zhǔn)尺寸和大批量加工非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的孔。4