零件加工方法與設(shè)備(內(nèi)圓加工)

第3章零件加工方法與設(shè)備第二節(jié)內(nèi)圓表面加工及設(shè)備一、內(nèi)圓表面加工方案及其選擇

內(nèi)圓表面可在車床、鉆床、鏜床、拉床、磨床上進(jìn)行。精度要求高的孔還需研磨、珩磨、滾壓等精密加工。

內(nèi)圓表面也是構(gòu)成軸類和盤套類零件的主要表面。與外圓表面加工相比，加工條件要差得多（刀具剛性、排屑、散熱、潤滑等），故加工精度與表面粗糙度都不易控制。內(nèi)圓表面的加工方案內(nèi)圓表面的加工方案二、內(nèi)圓表面的鉆削加工鉆削是鉆頭在工件上加工孔的方法。鉆削時，鉆頭的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是主運(yùn)動，鉆頭沿自身軸線方向的移動是進(jìn)給運(yùn)動。鉆削除鉆孔外，也可以進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻絲等加工。

鉆孔為粗加工，其加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度Ra為50～12.5μm；擴(kuò)孔可達(dá)IT9～I(xiàn)T11，表面粗糙度Ra為3.2～6.3μm；鉸孔是孔的精加工或半精加工，可達(dá)IT6～I(xiàn)T8，表面粗糙度Ra為0.4～1.6μm。1.鉆床鉆削在鉆床上進(jìn)行。常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床等。（1）臺式鉆床

臺式鉆床是放置在臺桌上使用的小型鉆床，用于鉆削中小型工件上的小孔，按最大鉆孔直徑劃分有：2，6，12，16，20mm等多種規(guī)格。臺式鉆床結(jié)構(gòu)簡單，主軸通過變換V帶在塔形帶輪上的位置來實(shí)現(xiàn)變速，鉆削時具能手動進(jìn)給。臺式鈷床用于單件、小批盤生產(chǎn)。（2）立式鉆床立式鉆床有18，25，35，40，50，63，80mm等多種規(guī)格。主軸由電動機(jī)通過主軸箱帶動回轉(zhuǎn)，同時通過進(jìn)給箱獲得軸向進(jìn)給運(yùn)動。可實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的變換和進(jìn)給量的調(diào)整，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)動進(jìn)給。工作臺和進(jìn)給箱（主軸）可沿立柱上的導(dǎo)軌上下移動，調(diào)整其位置高低。立式鉆床與臺式鉆床一樣，立軸（刀具）回轉(zhuǎn)中心固定，需要靠移動工件使加工孔軸線與主軸軸線重合以實(shí)現(xiàn)工件的定位，因此，只適合于加工中小型工件，用于單件、小批量生產(chǎn)。（3）搖臂鉆床搖臂鉆床外形如圖所示，它有一個能繞立柱回轉(zhuǎn)的搖臂，搖臂帶著主軸箱可沿立柱軸線上下移動。主軸箱可沿?fù)u臂的水平導(dǎo)軌作手動或機(jī)動的移動。因此，操作時能方便地調(diào)整主軸（刀具）的位置，使它對準(zhǔn)所需鉆孔的中心而不必移動工件，適合于大型工件或多孔工件的鉆削。鉆床除用于鉆孔和擴(kuò)孔外，還可以進(jìn)行鉸孔、锪孔和攻螺紋等作業(yè)。鉆削的主要內(nèi)容a）鉆孔B）擴(kuò)孔c）鉸孔d）攻螺紋e）锪孔f）刮平面2.鉆削方法（1）鉆頭的裝夾

鉆頭柄部結(jié)構(gòu)分成直柄和錐柄兩種。直柄鉆頭需用帶錐柄的鉆夾頭夾緊，再將鉆夾頭的錐柄插入鉆床主軸的錐孔中。如果鉆夾頭的錐柄不夠大，可套上過渡用鉆套再插入主軸錐孔。對于錐柄鉆頭若其錐柄規(guī)格與主軸錐孔規(guī)格相符，則將鉆頭錐柄直接插人主軸錐孔，不相符時也可加用鉆套。

鉆夾頭和鉆套a）鉆夾頭b）鉆套（2）工件的裝夾孔徑較小的小型工件，采用平口鉗裝夾即可鉆削；當(dāng)工件孔徑較大時，鉆削時轉(zhuǎn)矩較大，為保證裝夾可靠和操作安全，應(yīng)采用壓板、V形塊、螺栓等裝夾工件。

工件的裝夾a）工件用壓板夾緊b）工件用V形塊定位、壓板夾緊（3）鉆孔

在單件、小批量生產(chǎn)中，用劃線工具劃出待加工孔的輪廓線和中心位置，然后在孔輪廓線、孔中心處用樣沖打出沖點(diǎn)（打樣沖眼），找正孔中心與鉆頭的相對位置后即鉆削。批量較大或孔的位置精度要求較高，則需用夾具（鉆模）保證，使用鉆?？商岣呱a(chǎn)率，孔的加工精度一股可較不用鉆模鉆削提高一級，表面粗糙度Ra值也有所減小，孔的位置精度則由鉆模保證。鉆削較深的孔時，要經(jīng)常退出鉆頭，排除切屑，并進(jìn)行冷卻、潤滑；為防止因切屑阻塞而扭斷鉆頭還應(yīng)采用較小的進(jìn)給。用鉆模鉆孔1-鉆套2，5鉆模板3，7－工件4-擋塊6-弓形架8-夾具體3.標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(1)標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的組成標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆由刀體、刀柄和頸部組成。1）刀體包括切削部分與導(dǎo)向部分。2）刀柄是麻花鉆上的夾持部分，切削時用來傳遞轉(zhuǎn)矩。刀柄有錐柄（莫氏標(biāo)準(zhǔn)錐度）和直柄兩種。3）頸部刀體與刀柄間的過渡部分，通常麻花鉆的直徑、材料牌號標(biāo)記在這個部分。麻花鉆的刀體1-前面2-后面3-副切削刃4-橫刃5-螺旋槽6-主切削刃7-第一副后面（刃帶）8-第二副后面（2kr—頂角Ψ—橫刃斜角）4.鉆削的工藝特點(diǎn)（1）麻花鉆的兩條切削刀對稱分布，鉆削時，所受徑向抗力相互平衡，因此不像單刃刀具那樣容易彎曲。但由于麻花鉆剛性差、導(dǎo)向作用差、橫刃的不利影響和兩個主切削刃不對稱等的原因，鉆頭也容易產(chǎn)生“引偏”（2）鉆孔時切削深度達(dá)到孔徑的一半，金屬切除率較高。（3）排屑較困難，已加工孔壁由于切屑的擠壓摩擦常被劃傷，使表面粗糙度Ra值較大。（4）鉆削時，冷卻條件差，切削溫度高，影響生產(chǎn)率的提高。（5）鉆削為粗加工，其加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度Ra值為50～12.5μm。一般用作要求不高的孔（如螺栓通過孔、潤滑油通道孔等）的加工或高精度孔的預(yù)加工。5.擴(kuò)孔與鉸孔

（1）擴(kuò)孔用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，可以是為鉸孔作準(zhǔn)備，也可以是精度要求不高孔加工的最終工序。鉆孔后進(jìn)行擴(kuò)孔，可以校正孔的軸線偏差，使其獲得較正確的幾何形狀與較小的表面粗糙度值。擴(kuò)孔的加工經(jīng)濟(jì)精度等級為IT11～I(xiàn)T10，表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm。（2）鉸孔

鉸孔是用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和減小其表面祖糙度值的方法。鉸孔一般在孔半精加工（擴(kuò)孔或半精鏜）后用鉸刀進(jìn)行。鉸刀是多刃刀具，有6～12條刀齒。刀體（工作部分）由引導(dǎo)部分、切削部分、修光部分和組成。引導(dǎo)部分是鉸刀進(jìn)人孔時的導(dǎo)向部分。切削部分承擔(dān)主要的切削工作，其切削半錐角較小，一般，因此，鉸削時定心好，切屑薄。修光部分對孔壁起修光作用。刀體后半部分呈倒錐，以減小鉸刀與孔壁的摩擦。鉸刀分手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀的切削部分較長；導(dǎo)向作用好，用于單件、小批盤生產(chǎn)或裝配工作，直徑范圍為1～71mm，刀柄為直柄。機(jī)用鉸刀用于成批生產(chǎn)，裝在鉆床或車床、銑床、鏜床等機(jī)床上進(jìn)行鉸孔，分直柄和錐柄兩種：直柄機(jī)用鉸刀的直徑范圍為1～20mm，錐柄機(jī)用鉸刀的直徑范圍為5.5～50mm。成批生產(chǎn)中，鉸直徑較大的孔可使用套式機(jī)用鉸刀，鉸刀套在專用的1：30錐度心軸上鉸削，其直徑范圍為25～80mm。

鉸孔的經(jīng)濟(jì)精度等級為IT9～I(xiàn)T7，表面祖糙度Ra值為1.6～0.4μm。1.鏜床與鏜削方法鏜削是鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動、工件或鏜刀作迸紿運(yùn)動的切削加工方法。鏜削時，工件被裝夾在工作臺上，并由工作臺帶動作進(jìn)給運(yùn)動，鏜刀用鏜刀桿或刀盤裝夾，由主軸帶動回轉(zhuǎn)作主運(yùn)動。主抽在回轉(zhuǎn)的同時，可根據(jù)需要作軸向移動，以取代工作臺作進(jìn)給運(yùn)動。（1）鏜床鏜削在鏜床上進(jìn)行。帶用的鏜床有立式鏜床、臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床等。下圖為T618型臥式鏜床的外形圖，主軸直徑為80mm。

三、內(nèi)圓表面的鏜削加工T618臥式鏜床的外形圖1－主軸箱2－主立柱3－主軸4－平旋盤5－工作臺6－上滑座7－下滑座8－床身9－鏜刀桿支承座10－尾立柱（2）鏜刀

1）單刃鏜刀2）浮動鏜刀2.鏜削方法

在鏜床上除鏜孔外，還可以進(jìn)行鉆孔、鉸孔，以及用多種刀具進(jìn)行平面、溝槽和螺紋的加工。a）用主軸安裝鏜刀桿鏜不大的孔b）用平旋盤上鏜刀鏜大直徑孔c）用平旋盤上徑向刀架鏜平面d）鉆孔e）用工作臺進(jìn)給鏜螺紋f）用主軸進(jìn)給鏜螺紋（1）鏜削同軸孔系（2）鏜削軸線在同一垂直平面內(nèi)的平行孔系（3）鏜削垂直孔系3.鏜削的工藝特點(diǎn)（1）與以工件回轉(zhuǎn)為主運(yùn)動的孔加工方式比較，特別適合箱體、機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型零件上的孔加工，因?yàn)椋?/p>

1）大型工件作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動時，因工件外形尺寸大，轉(zhuǎn)速不宜太高，工件上孔或孔系直徑相對較小，不易實(shí)現(xiàn)高速切削；2）工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形不規(guī)則，孔或孔系在工件上往往不處于對稱中心或平衡中心，工件回轉(zhuǎn)時，平衡較因難，容易因平衡不良而引起加工中的振動。（2）鏜削可以方便地加工直徑很大的孔。（3）鏜削能方便地實(shí)現(xiàn)對孔系的加工。用坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鏜床進(jìn)行孔系加工，可以獲得很高的孔距精度。（4）鏜床多種部件能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，因此，工藝適應(yīng)能力強(qiáng)，能加工形狀多樣、大小不一的各種工件的多種表面。（5）鏜孔的經(jīng)濟(jì)精度等級為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度Ra值為3.2～0.8μm。三、內(nèi)圓表面的磨削加工內(nèi)圓磨削可以內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進(jìn)行，常用的磨削方法的縱磨和徑各磨削法。內(nèi)圓磨削的尺寸精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T7級，表面粗糙度可達(dá)Ra0.2～0.8μm。高精度內(nèi)圓磨削精度可控制在0.005mm表面粗糙度Ra0.025～0.1μm。與外圓磨削相比：1）所用的砂輪和砂輪軸的直徑都比較小。為了獲得所要求的砂輪線速度，就必須提高砂輪主軸的轉(zhuǎn)速（一般10000～20000r/min），故容易發(fā)生振動，影響工件的表面質(zhì)量。2）內(nèi)圓磨削時發(fā)熱量集中，冷卻條件差以及工件熱變形大，特別是砂輪主軸剛性差，易彎曲變形，所以內(nèi)圓磨削不如外圓磨削的加工精度高。三、內(nèi)圓表面的磨削加工1.拉床及拉削方法拉削是用拉刀加工工件內(nèi)、外表面的方法。拉削在拉床上迸行。拉床分臥式和立式兩類，下圖為臥式拉床的示意圖。拉削時工作拉力較大，所以拉床一般采用液壓傳動。常用拉床的額定拉力有100，200，400kN等。臥式拉床示意圖l-壓力表2-液壓傳動部件3-活塞拉桿4-隨動支架5-刀架6-床身7-拉刀8-支掙9-工件10-隨動刀架四、內(nèi)圓表面的拉削加工拉刀是一種多齒精加工刀具。拉削時后一刀齒(或后一組刀齒)的齒高高于(或齒寬等于)前一刀齒(或前一組刀齒)，從而能依次地從工件上切下很薄的金屬層，以獲得精度高、表面質(zhì)量好的工件表面。

拉削過程1-工件2-拉刀拉刀的組成：柄部—被刀架夾持的部分。前導(dǎo)部—用來引導(dǎo)拉刀切削部分進(jìn)入工作位置，防止拉刀歪斜。切削部—由許多刀齒組成，包括粗切齒和精切齒，后排刀齒比前排刀齒分別高出一個齒升量(一般為0.02～0.1mm）校準(zhǔn)部—起校正和修光作用。后導(dǎo)部—保持拉刀在粒削過程中最后的準(zhǔn)確位置，防止拉刀下垂而損傷已加工表面和拉刀刀齒。在拉床上可以拉削各種型孔（直通孔），還可以拉削平面、半圓弧面，以及一些用其他加工方法不便加工的內(nèi)外表面。拉削孔時，工件一般不需夾緊，只以工件的端面支承。因此，預(yù)加工孔的軸線與端面之間應(yīng)有一定的垂直度要求。如果垂直度誤差較大，則可將工件端面貼緊在一個球面墊圈上，利用球面自動定位。拉削加工的孔徑通帶為10～100mm，孔的長度與孔徑之比不宜超過3。預(yù)留孔不需要正確加工，鉆削或粗鏜后即可進(jìn)行拉削。圓孔的拉削

1-工件2-球面墊圈3-拉刀拉削外表面時，一般為非對稱拉削，拉削力偏離拉刀和工件軸線，因此，除對拉刀采用導(dǎo)向板等限位外，還須將工件夾緊，以避免拉削時工件位置偏離。如拉削V形槽時，使用導(dǎo)向板和壓板的情形。拉削V形槽1-壓緊元件2-工件3-導(dǎo)向板4-拉刀2.拉削的工藝特點(diǎn)

(1)拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量，故拉削