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:2764

內(nèi)孔表面加工方法較多,常用的有鉆孔、擴(kuò)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(shí)體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工,可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為IT13~IT11,表面粗糙度值為Ra50~12.5μm。由于麻花鉆長(zhǎng)度較長(zhǎng),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(diǎn):

  1.鉆頭容易偏斜。由于橫刃的影響定心不準(zhǔn),切入時(shí)鉆頭容易引偏;且鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差,切削時(shí)鉆頭容易彎曲。在鉆床上鉆孔時(shí),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(shí),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(gè)錐坑,如圖7-3所示,以便鉆頭定心。鉆小孔和深孔時(shí),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(jìn)行鉆孔。

 

  2.孔徑容易擴(kuò)大。鉆削時(shí)鉆頭兩切削刃徑向力不等將引起孔徑擴(kuò)大;臥式車床鉆孔時(shí)的切入引偏也是孔徑擴(kuò)大的重要原因;此外鉆頭的徑向跳動(dòng)等也是造成孔徑擴(kuò)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(shí)與孔壁發(fā)生摩擦而刮傷已加工表面。

  4.鉆削時(shí)軸向力大。這主要是由鉆頭的橫刃引起的。試驗(yàn)表明,鉆孔時(shí)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(shí),一般分兩次進(jìn)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(jìn)給量,使孔的表面質(zhì)量和生產(chǎn)率均得到提高。

 

  二、擴(kuò)孔

  擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工,以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)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(kuò)孔方法如圖7-4所示,擴(kuò)孔余量(D-d),可由表查閱,。擴(kuò)孔鉆的形式隨直徑不同而不同。直徑為Φ10~Φ32的為錐柄擴(kuò)孔鉆,如圖7-5a所示。直徑Φ25~Φ80的為套式擴(kuò)孔鉆,如圖7-5b所示。

  擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)與麻花鉆相比有以下特點(diǎn):

  1.剛性較好。由于擴(kuò)孔的背吃刀量小,切屑少,擴(kuò)孔鉆的容屑槽淺而窄,鉆芯直徑較大,增加了擴(kuò)孔鉆工作部分的剛性。

  2.導(dǎo)向性好。擴(kuò)孔鉆有3~4個(gè)刀齒,刀具周邊的棱邊數(shù)增多,導(dǎo)向作用相對(duì)增強(qiáng)。

  3.切屑條件較好。擴(kuò)孔鉆無橫刃參加切削,切削輕快,可采用較大的進(jìn)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(kuò)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(kuò)孔的機(jī)床與鉆孔相同。

  三、鉸孔

  鉸孔是在半精加工(擴(kuò)孔或半精鏜)的基礎(chǔ)上對(duì)孔進(jìn)行的一種精加工方法。鉸孔的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT9~IT6,表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2~0.2μm。

  鉸孔的方式有機(jī)鉸和手鉸兩種。在機(jī)床上進(jìn)行鉸削稱為機(jī)鉸,如圖7-6所示;用手工進(jìn)行鉸削的稱為手鉸,如圖7-7所示。

 

  鉸刀一般分為機(jī)用鉸刀和手用鉸刀兩種形式。如圖7-8所示。

  機(jī)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(huì)使鉸刀直徑膨脹導(dǎo)致孔徑擴(kuò)大,使切屑增多而擦傷孔的表面;若余量過小,則會(huì)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(dòng),一般粗鉸=4~10m/min, 精鉸 =1.5~5m/min。機(jī)鉸的進(jìn)給量可比鉆孔時(shí)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(dòng)和降低表面粗糙度值,鉸削時(shí)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(huì)引起孔徑擴(kuò)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(huì)引起孔的形狀誤差。

  機(jī)用鉸刀與機(jī)床常用浮動(dòng)聯(lián)接,以防止鉸削時(shí)孔徑擴(kuò)大或產(chǎn)生孔的形狀誤差。鉸刀與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)接所用的浮動(dòng)夾頭如圖7-10所示。浮動(dòng)夾頭的錐柄1安裝在機(jī)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(dòng)狀態(tài)。

  2.鉸削的工藝特點(diǎn)

 。1)鉸孔的精度和表面粗糙度主要不取決于機(jī)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(duì)于小孔和細(xì)長(zhǎng)孔更是如此。但由于鉸削余量小,鉸刀常為浮動(dòng)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(jí)的孔,如需提高孔徑的公差等級(jí),則需對(duì)鉸刀進(jìn)行研磨。鉸削的孔徑一般小于Φ80mm,常用的在Φ40mm以下。對(duì)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(duì)已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進(jìn)一步的加工?稍谲嚧、鏜床或銑床上進(jìn)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(jí)為 IT13~IT12,表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm;半精鏜的尺寸公差等級(jí)為IT10~IT9,表面粗糙度值為 Ra6.3~3.2μm;精鏜的尺寸公差等級(jí)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(tái)階的孔(圖7—11b),車刀可先做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),切至孔的末端時(shí)車刀改做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),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(jìn)刀,切至所需的深度后再做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

  車床上車孔是工件旋轉(zhuǎn)、車刀移動(dòng),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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