內(nèi)孔表面加工方法和加工方案(上)
發(fā)布日期:2012-11-18 蘭生客服中心 瀏覽:2770
內(nèi)孔表面加工方法較多,常用的有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滾壓孔等。
一、鉆孔
用鉆頭在工件實體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工,可達到的尺寸公差等級為IT13~IT11,表面粗糙度值為Ra50~12.5μm。由于麻花鉆長度較長,鉆芯直徑小而剛性差,又有橫刃的影響,故鉆孔有以下工藝特點:
1.鉆頭容易偏斜。由于橫刃的影響定心不準(zhǔn),切入時鉆頭容易引偏;且鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差,切削時鉆頭容易彎曲。在鉆床上鉆孔時,如圖7-2a所示,容易引起孔的軸線偏移和不直,但孔徑無顯著變化;在車床上鉆孔時,如圖7-2b 所示,容易引起孔徑的變化,但孔的軸線仍然是直的。因此,在鉆孔前應(yīng)先加工端面,并用鉆頭或中心鉆預(yù)鉆一個錐坑,如圖7-3所示,以便鉆頭定心。鉆小孔和深孔時,為了避免孔的軸線偏移和不直,應(yīng)盡可能采用工件回轉(zhuǎn)方式進行鉆孔。
2.孔徑容易擴大。鉆削時鉆頭兩切削刃徑向力不等將引起孔徑擴大;臥式車床鉆孔時的切入引偏也是孔徑擴大的重要原因;此外鉆頭的徑向跳動等也是造成孔徑擴大的原因。
3.孔的表面質(zhì)量較差。鉆削切屑較寬,在孔內(nèi)被迫卷為螺旋狀,流出時與孔壁發(fā)生摩擦而刮傷已加工表面。
4.鉆削時軸向力大。這主要是由鉆頭的橫刃引起的。試驗表明,鉆孔時50%的軸向力和15%的扭矩是由橫刃產(chǎn)生的。因此,當(dāng)鉆孔直徑d﹥30mm時,一般分兩次進行鉆削。第一次鉆出(0.5~0.7)d,第二次鉆到所需的孔徑。由于橫刃第二次不參加切削,故可采用較大的進給量,使孔的表面質(zhì)量和生產(chǎn)率均得到提高。
二、擴孔
擴孔是用擴孔鉆對已鉆出的孔做進一步加工,以擴大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴孔可達到的尺寸公差等級為IT11~IT10, 表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm,屬于孔的半精加工方法,常作鉸削前的預(yù)加工,也可作為精度不高的孔的終加工。
擴孔方法如圖7-4所示,擴孔余量(D-d),可由表查閱,。擴孔鉆的形式隨直徑不同而不同。直徑為Φ10~Φ32的為錐柄擴孔鉆,如圖7-5a所示。直徑Φ25~Φ80的為套式擴孔鉆,如圖7-5b所示。
擴孔鉆的結(jié)構(gòu)與麻花鉆相比有以下特點:
1.剛性較好。由于擴孔的背吃刀量小,切屑少,擴孔鉆的容屑槽淺而窄,鉆芯直徑較大,增加了擴孔鉆工作部分的剛性。
2.導(dǎo)向性好。擴孔鉆有3~4個刀齒,刀具周邊的棱邊數(shù)增多,導(dǎo)向作用相對增強。
3.切屑條件較好。擴孔鉆無橫刃參加切削,切削輕快,可采用較大的進給量,生產(chǎn)率較高;又因切屑少,排屑順利,不易刮傷已加工表面。
因此擴孔與鉆孔相比,加工精度高,表面粗糙度值較低,且可在一定程度上校正鉆孔的軸線誤差。此外,適用于擴孔的機床與鉆孔相同。
三、鉸孔
鉸孔是在半精加工(擴孔或半精鏜)的基礎(chǔ)上對孔進行的一種精加工方法。鉸孔的尺寸公差等級可達IT9~IT6,表面粗糙度值可達Ra3.2~0.2μm。
鉸孔的方式有機鉸和手鉸兩種。在機床上進行鉸削稱為機鉸,如圖7-6所示;用手工進行鉸削的稱為手鉸,如圖7-7所示。
鉸刀一般分為機用鉸刀和手用鉸刀兩種形式。如圖7-8所示。
機用鉸刀可分為帶柄的(直徑1~20mm為直柄,直徑10~32mm為錐柄,如圖7-8a、b、c所示)和套式的(直徑25~80mm,如圖 7-8f所示)。手用鉸刀可分為整體式(如圖7-8d所示)和可調(diào)式(如圖7-8e所示)兩種。鉸削不僅可以用來加工圓柱形孔,也可用錐度鉸刀加工圓錐形孔(如圖 7-8g、h所示)。
1.鉸削方式
鉸削的余量很小,若余量過大,則切削溫度高,會使鉸刀直徑膨脹導(dǎo)致孔徑擴大,使切屑增多而擦傷孔的表面;若余量過小,則會留下原孔的刀痕而影響表面粗糙度。一般粗鉸余量為 0.15~0.25mm,精鉸余量為0.05~0.15mm。鉸削應(yīng)采用低切削速度,以免產(chǎn)生積屑瘤和引起振動,一般粗鉸=4~10m/min, 精鉸 =1.5~5m/min。機鉸的進給量可比鉆孔時高3~4倍,一般可0.5~1.5mm/r。為了散熱以及沖排屑末、減小摩擦、抑制振動和降低表面粗糙度值,鉸削時應(yīng)選用合適的切削液。鉸削鋼件常用乳化液,鉸削鑄鐵件可用煤油。
如圖7-9a所示,在車床上鉸孔,若裝在尾架套筒中的鉸刀軸線與工件回轉(zhuǎn)軸線發(fā)生偏移,則會引起孔徑擴大。如圖7-9b所示,在鉆床上鉸孔,若鉸刀軸線與原孔的軸線發(fā)生偏移,也會引起孔的形狀誤差。
機用鉸刀與機床常用浮動聯(lián)接,以防止鉸削時孔徑擴大或產(chǎn)生孔的形狀誤差。鉸刀與機床主軸浮動聯(lián)接所用的浮動夾頭如圖7-10所示。浮動夾頭的錐柄1安裝在機床的錐孔中,鉸刀錐柄安裝在錐套2中,擋釘3用于承受軸向力,銷釘4可傳遞扭矩。由于錐套2的尾部與大孔、銷釘4與小孔間均有較大間隙,所以鉸刀處于浮動狀態(tài)。
2.鉸削的工藝特點
。1)鉸孔的精度和表面粗糙度主要不取決于機床的精度,而取決于鉸刀的精度、鉸刀的安裝方式、加工余量、切削用量和切削液等條件。例如在相同的條件下,在鉆床上鉸孔和在車床上鉸孔所獲得的精度和表面粗糙度基本一致。
。2)鉸刀為定徑的精加工刀具,鉸孔比精鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度,生產(chǎn)率也較高,對于小孔和細(xì)長孔更是如此。但由于鉸削余量小,鉸刀常為浮動聯(lián)接,故不能校正原孔的軸線偏斜,孔與其它表面的位置精度則需由前工序或后工序來保證。
。3)鉸孔的適應(yīng)性較差。一定直徑的鉸刀只能加工一種直徑和尺寸公差等級的孔,如需提高孔徑的公差等級,則需對鉸刀進行研磨。鉸削的孔徑一般小于Φ80mm,常用的在Φ40mm以下。對于階梯孔和盲孔則鉸削的工藝性較差。
四、鏜孔、車孔
鏜孔是用鏜刀對已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進一步的加工?稍谲嚧病㈢M床或銑床上進行。鏜孔是常用的孔加工方法之一,可分為粗鏜、半精鏜和精鏜。粗鏜的尺寸公差等級為 IT13~IT12,表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm;半精鏜的尺寸公差等級為IT10~IT9,表面粗糙度值為 Ra6.3~3.2μm;精鏜的尺寸公差等級為IT8~IT7,表面粗糙度值為Ra1.6~0.8μm。
1.車床車孔
車床車孔如圖7-11所示。車不通孔或具有直角臺階的孔(圖7—11b),車刀可先做縱向進給運動,切至孔的末端時車刀改做橫向進給運動,再加工內(nèi)端面。這樣可使內(nèi)端面與孔壁良好銜接。車削內(nèi)孔凹槽(圖7—11d),將車刀伸入孔內(nèi),先做橫向進刀,切至所需的深度后再做縱向進給運動。
車床上車孔是工件旋轉(zhuǎn)、車刀移動,孔徑大小可由車刀的切深量和走刀次數(shù)予以控制,操作較為方便。
車床車孔多用于加工盤套類和小型支架類零件的孔。
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