发布时间:2025-01-20 03:33:25
与外圆表面加工相比,孔加工的条件要差得多,加工孔要比加工外圆困难。这是因为孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制,刚性差,容易产生弯曲变形和振动;用定尺寸刀具加工孔时,孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸,刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度;加工孔时,切削区在工件内部,排屑及散热条件差,加工精度和表面质量不易控制。
一、钻孔与扩孔
1. 钻孔 钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序,钻孔直径一般小于80mm。钻孔加工有两种方式:一种是钻头旋转;另一种是工件旋转。钻孔方式产生的误差不相同,在钻头旋转的钻孔方式中,由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时,被加工孔的中心线会发生偏斜或不直,但孔径基本不变;而在工件旋转的钻孔方式中则相反,钻头引偏会引起孔径变化,而孔中心线仍然是直的。常用的钻孔刀具有:麻花钻、中心钻、深孔钻等,其中最常用的是麻花钻,其直径规格为。钻孔加工的精度较低,一般只能达到IT13~IT11;表面粗糙度也较大, Ra一般为50~12.5μm;钻孔的金属切除率大,切削效率高。钻孔主要用于加工质量要求不高的孔,例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。
2. 扩孔 扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工,以扩大孔径并提高孔的加工质量,扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工,也可以作为要求不高的孔的最终加工。扩孔钻与麻花钻相似,但刀齿数较多,没有横刃。与钻孔相比,扩孔具有下列特点:扩孔钻齿数多(3~8个齿)、导向性好,切削比较稳定;扩孔钻没有横刃,切削条件好;加工余量较小,容屑槽可以做得浅些,钻芯可以做得粗些,刀体强度和刚性较好。扩孔加工的精度一般为IT11~IT10级,表面粗糙度Ra为12.5~6.3。扩孔常用于加工直径小于的孔。
二、铰孔
铰孔是孔的精加工方法之一,在生产中应用很广。铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为直柄,工作部分较长,导向作用较好,手用铰刀有整体式和外径可调整式两种结构。机用铰刀有带柄的和套式的两种结构。铰刀不仅可加工圆形孔,也可用锥度铰刀加工锥孔。铰孔余量对铰孔质量的影响很大,余量太大,铰刀的负荷大,切削刃很快被磨钝,不易获得光洁的加工表面,尺寸公差也不易保证;余量太小,不能去掉上工序留下的刀痕,自然也就没有改善孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.35~0.15mm,精铰取为01.5~0.05mm。为避免产生积屑瘤,铰孔通常采用较低的切削速度(高速钢铰刀加工钢和铸铁时,v <8m/min)进行加工。进给量的取值与被加工孔径有关,孔径越大,进给量取值越大,高速钢铰刀加工钢和铸铁时进给量常取为0.3~1mm/r。铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗,以防止产生积屑瘤并及时清除切屑。铰孔尺寸精度一般为IT9~IT7级,表面粗糙度Ra一般为3.2~0.8 。对于中等尺寸、精度要求较高的孔(例如IT7级精度孔),钻—扩—铰工艺是生产中常用的典型加工方案。
三、镗孔
镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工方法,镗孔工作既可以在镗床上进行,也可以在车床上进行。镗孔有三种不同的加工方式:工件旋转,刀具作进给运动;刀具旋转,工件作进给运动;刀具旋转并作进给运动。金刚镗的特点是背吃刀量小,进给量小,切削速度高,它可以获得很高的加工精度(IT7~IT6)和很光洁的表面(Ra为0.4~0.05 )。金刚镗主要用于加工有色金属工件,也可用于加工铸铁件和钢件。常用的切削用量为:背吃刀量预镗为 0.2~0.6mm,终镗为0.1mm ;进给量为0.01~0.14mm/r ;切削速度加工铸铁时为100~250m/min ,加工钢时为150~300m/min ,加工有色金属时为300~2000m/min。为了保证金刚镗能达到较高的加工精度和表面质量,所用机床(金刚镗床)须具有较高的几何精度和刚度,机床主轴支承常用精密的角接触球轴承或静压滑动轴承,高速旋转零件须经精确平衡;此外,进给机构的运动必须十分平稳,保证工作台能做平稳低速进给运动。金刚镗的加工质量好,生产效率高,在大批大量生产中被广泛用于精密孔的最终加工。
四、珩磨孔
珩磨是利用带有磨条(油石)的珩磨头对孔进行光整加工的方法。珩磨时,工件固定不动,珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动。珩磨加工中,磨条以一定压力作用于工件表面,从工件表面上切除一层极薄的材料,其切削轨迹是交叉的网纹。珩磨头磨条的径向伸缩调整有手动、气动和液压等多种结构形式。珩磨能获得较高的尺寸精度和形状精度,加工精度为IT7~IT6级,孔的圆度和圆柱度误差可控制在的范围之内,但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。珩磨能获得较高的表面质量,表面粗糙度Ra为,表层金属的变质缺陷层深度极微。珩磨在大批大量生产中广泛用于发动机缸孔及各种液压装置中精密孔的加工,孔径范围一般为或更大,并可加工长径比大于10的深孔。但珩磨不适用于加工塑性较大的有色金属工件上的孔,也不能加工带键槽的孔、花键孔等。
五、拉孔
拉孔是一种高生产率的精加工方法,它是用特制的拉刀在拉床上进行的。拉孔有三种不同的拉削方式,分述如下:分层式拉削、分块式拉削、综合式拉削。拉刀是多刃刀具,在一次拉削行程中就能顺序完成孔的粗加工、精加工和光整加工工作,生产效率高。拉孔精度主要取决于拉刀的精度,在通常条件下,拉孔精度可达IT9~IT7,表面粗糙度Ra可达6.3~1.6 μm。拉孔时,工件以被加工孔自身定位,拉孔不易保证孔与其它表面的相互位置精度;对于那些内外圆表面具有同轴度要求的回转体零件的加工,往往都是先拉孔,然后以孔为定位基准加工其它表面。拉刀不仅能加工圆孔,而且还可以加工成形孔,花键孔。拉刀是定尺寸刀具,形状复杂,价格昂贵,不适合于加工大孔。 拉孔常用在大批大量生产中加工孔径为Ф10~80mm、孔深不超过孔径5倍的中小零件上的通孔。