内圆表面(孔)的加工

一、洞的分类2.用固定尺寸的刀具加工孔2.1钻孔2.2扩孔2.3扩孔2.4孔图3.钻孔四、磨孔五、孔精加工5.1孔的研磨5.2珩磨孔，六、孔加工方案及适用范围内圆表面(孔)的加工内圆表面主要指圆柱形孔。由于孔本身的直径的限制，刀具的刚性差，并且难以去除切屑、散热、冷却和润滑。因此，一般加工条件比外圆差。然而，另一个面可以用固定尺寸的刀具加工，因此孔的加工与圆柱面的加工有很大的不同。孔的技术要求包括：尺寸精度(孔径、孔深)、形状精度(圆度、直线度、圆柱度)、位置精度(同轴度、平行度、垂直度)和表面粗糙度。孔是圆盘、支架和箱体零件的主要组成表面，其主要工艺与外圆表面基本相同。然而，孔的加工非常困难，并且需要更多的加工程序来满足与圆柱形表面相同的技术要求。在工件上加工孔的基本方法是钻孔、镗孔和磨削。一、洞的分类孔加工方法的选择与孔的类型和结构特征密切相关。孔的分类如下。(1)、根据目的分1.非配合孔如螺孔、螺纹孔的底孔、油孔、气孔、泄压孔等。这种孔通常要求较低的加工精度，低于IT12。表面质量要求不高，表面粗糙度的Ra值大于10m2.匹配孔例如，套筒和圆盘零件中心的孔，以及箱体和支撑零件上的轴承孔都需要更高的加工精度(IT7或以上)和更高的表面质量(Ra1.6m)。(2)、根据结构特点分根据结构特点，可分为通孔和盲孔。大、中、小孔；光孔、阶梯孔；深孔，一般深孔。2.用固定尺寸的刀具加工孔固定尺寸的刀具是指钻头、铰刀、铰刀、拉刀等。用这种刀具加工的孔的精度和表面粗糙度主要取决于刀具本身的尺寸精度、结构和切削参数。2.1钻孔钻孔是在固体材料上加工孔的一种方法。使用的工具是钻头，通常使用麻花钻。其结构如图11-10所示。图11-10麻花钻结构钻孔通常在钻床、车床和镗床上进行。车床通常在旋转体的中心钻孔。镗床在箱体零件上钻匹配的孔系统，并在钻孔后钻孔。除此之外的所有孔大部分是在钻孔机上加工的。钻削特点是：横刃的前角为负，主切削刃越靠近型芯的前角，前角越小，两刃不容易对称磨损，排屑槽深，刚性差。切削条件差，如切削深度大(ap等于钻头直径的一半)、散热条件差、排屑困难、加工表面易划伤、刀具易磨损等。因此，钻孔只能获得较低的加工精度(IT1013)和较高的表面粗糙度(Ra值为580m)。由于机床功率和刀具强度的限制，钻头的直径不能太大，通常小于75毫米，所以只能加工精度要求不高的中小直径孔。2.2扩孔铰孔是用铰刀对钻孔(或铸造或锻造)的再加工。目的是扩大孔的直径，提高孔的加工精度和表面质量。扩孔钻的结构如图11-11所示。与麻花钻相比，扩孔钻具有无凿边、切削刃多、前角大、排屑槽浅、刚性好、导向性好等结构特点。且切削深度小(如图11-12所示)，切削力小，散热条件好，切削平衡等切削特性，所以扩孔加工质量优于钻孔。扩孔精度为IT913，表面粗糙度Ra值为1.2540m，钻孔过程中产生的中心轴偏斜等缺陷可以得到纠正。扩孔钻的直径为10毫米图11-13铰刀结构两种铰刀的区别在于，手动铰刀在切削部分具有较小的锥角，并且具有较长的切削刃和修剪刃，以便于定位和操作。机床铰刀杆为锥柄，便于与机床主轴或钻套锥孔配合，而手动铰刀杆为直柄方头，便于使用扳手夹。铰孔是孔的精加工方法之一，加工精度为IT78，表面粗糙度Ra为0.3210m。手铰链的加工精度为IT5，表面粗糙度Ra为0.081.25m。与麻花钻和铰孔钻相比，铰孔钻有更多的切削刃(6 12)，较浅的容屑槽，较好的刚性和导向性，铰孔钻的抛光部分能以较小的切削余量和较低的切削速度修整和刮削加工表面。切削力小，切削热小，因此铰孔可以获得较高的加工质量。2.4孔图拉削是在带有拉刀的拉床上进行的，孔的形状和尺寸由拉刀的横截面轮廓来保证。圆孔拉刀的结构如图11-14所示。图11-14拉刀结构l-柄2-颈3-过渡锥4-引导部分5-切割部分6-校准部分7-后引导部分8-切屑分割槽拉刀的工作部分由许多切削齿和校正齿组成。切削齿逐齿均匀地切掉余量齿，校正齿的前角和后角均为零度，可对加工表面的尺寸、形状和抛光起到校正作用。另外，拉床是液压传动，功率大，速度低，传动平稳，粗加工和精加工可以一次完成，所以拉床不仅可以达到较高的加工精度(IT67)，较低的表面粗糙度(Ra值为0.161.25m)，而且具有较高的生产率。拉刀的横截面可以根据加工要求制成各种形状。它不仅可以拉圆孔，也可以拉各种形状的孔，如图11-15所示。图11-15适合拉削的孔型考虑到拉削工具的强度和机床的功率，拉削一般用于直径为8 125毫米、深度不超过拉削孔径5倍的孔加工。由于拉孔是由孔本身定位的，所以孔的位置误差不能被校正。拉刀结构复杂，制造周期长，成本高，所以拉刀主要用于大批量生产。3.钻孔镗孔是镗床上使用的一种孔加工方法。镗孔是一种切削方法，其中镗刀的旋转是主要运动，工件或镗刀进给。复杂箱体零件上的孔是在镗床上加工的。镗孔的一般加工精度为IT9IT8，表面粗糙度参数Ra为3.21.6m。镗孔能很好地校正前道工序造成的几何误差和相互位置误差。镗孔加工精度低，生产率低，生产成本低，适应性强。主要用于加工复杂结构零件如机架、箱体上的孔，特别是加工大孔。镗孔质量主要取决于镗床的精度。镗孔是用镗刀对工件上已有的孔进行的进一步加工。镗刀分为单边镗刀和浮动镗刀。单边镗刀头与刀杆的连接方式分为焊接式和机械夹紧式。图11-16(1)显示了机械夹紧镗刀。焊接镗刀主要用于中小孔，而机械夹紧工具主要用于大孔。浮动镗刀如图11-16(2)所示。浮动刀片结构可调，两端刀刃之间的距离可根据所需的孔径大小进行调整。(1)机械夹紧镗刀(2)浮动镗刀(a)盲孔镗刀(b)通孔镗刀1-固定螺钉2-浮动刀片3-刀杆图11-16普通镗刀浮动镗刀工作时，其刀片可以沿镗杆的径向滑动，找到正确的位置，两个对称切削刃产生的径向切削力可以相互抵消，减少或消除不利影响。浮动镗刀不仅易于保证孔径尺寸和表面粗糙度，而且简化了操作，提高了生产率。然而，它不能纠正这种束缚与其他孔加工方法相比，镗孔具有很大的灵活性和广泛的应用范围，可用于孔的粗加工、半精加工和精加工。可以钻通孔、光孔、盲孔、阶梯孔；可以钻各种直径的孔，更适合钻大直径和相互位置精度要求的孔。然而，由于单刃镗刀和试切削的普遍使用，生产率低于铰孔、铰孔和拉削。精密箱体零件上的孔采用坐标镗床和金刚石镗床加工，不仅孔精度可达IT57，而且位置精度高。专用镗床和组合镗床通常用于加工大量箱体零件的孔，例如汽车和拖拉机的发动机缸体。4.研磨孔孔磨削通常在内圆磨床上进行，工件由卡盘或专用夹具夹紧(图11-18)。磨削孔的工作原理、运动方式和工艺特点与外圆磨削相似，但磨削条件不如外圆磨削好。主要原因是磨削内圆时砂轮和砂轮轴的直径和长度受到孔的限制。砂轮通常直径小，磨削速度慢，砂轮轴刚性差，冷却不充分，操作和观察不方便，因此加工质量和生产率低于外圆磨削。一般加工精度为IT79，表面粗糙度Ra值为0.161.25m，加工精度最高可达IT6，Ra值为0.080.16m与拉孔和铰孔相比，磨孔适应性强，适用范围广。磨削孔与镗孔相似，但加工孔的表面硬度范围不同。镗孔适用于加工硬度中等或较低的表面，磨削孔适用于硬度中等或较高的表面，尤其是淬火后硬度较高的孔。因此，孔磨削是工件硬化后精加工孔的主要方法之一。五、孔精加工孔加工是指通过磨削、珩磨等方法对加工好的孔进行连续加工，以提高加工表面的尺寸精度和表面质量，达到更高的要求。5.1孔的研磨图11-19孔的研磨孔的磨削过程、原理和工艺特点与圆柱面相同，但用于磨削孔的磨削工具是圆柱形磨削杆。磨削杆夹在车床的两个中心或钻床的轴孔内，与主轴一起转动，并夹持工件进行磨削。如图11-19所示，为了补偿其磨损，研磨棒通常是可膨胀的。研磨棒的外径调整到比孔径小0.01 0.025毫米。磨孔通常是手工完成的，效率低，劳动强度大，应用少。它仅用于小批量完成小孔。5.2珩磨孔珩磨是珩磨头在珩磨机上进行精加工的一种方法。如图11-20所示。珩磨时，工件安装工作台的夹具是固定的，由极细磨粒的磨条组成的珩磨头与机床主轴浮动连接，珩磨头在机床主轴的驱动下低速旋转上下往复运动。珩磨头的内部装置使沿圆周均匀分布的研磨棒以一定的压力与工件的孔壁接触，从而在相对运动中切断工件表面的一薄层金属。由于孔在珩磨前完成，珩磨时切削速度低，磨条的磨粒极细，压力小，去除的金属层极薄，并进行充分的润滑和冷却，所以工件受切削力和切削热的影响极小。磨粒在工件表面留下细小的十字网痕，珩磨可以获得较高的加工精度(IT56)和较低的表面粗糙度(Ra值为0.041.25m)，以及较小的圆度和圆柱度误差(0.03 0.05毫米)。珩磨由于同时切割大量磨条、半自动加工和高生产率而被广泛用于大规模生产。由于珩磨机结构简单，精度要求低，设备成本低由于珩磨头和机床主轴之间的浮动连接，珩磨不能校正孔中心轴线的位置误差和偏斜。珩磨头磨条的磨粒极细，气孔小，不适合加工高韧性的有色金属工件，否则切屑容易堵塞磨条上磨粒的间隙。六、孔加工方案及适用范围常见的孔加工方案如图11-21所示。由于孔的加工方法很多，各种方法的适用条件不同，所以孔加工方法和加工方案的选择应综合考虑孔的结构特征、直径和深度、尺寸精度和表面粗糙度、工件的形状和尺寸、工件材料的类型和加工表面的硬度、生产类型和现场条件等。合理地确定。1.演练为了在固体材料中加工孔，必须先钻孔。如果孔的精度要求不高，孔的直径不太大(直径小于50毫米)，只能钻孔。2.钻取并展开适用于孔径大但精度要求低的孔。3.钻一个铰链适用于各种加工批次的标准尺寸和孔径小、加工精度高的非标准尺寸的孔。4.钻孔、扩张和铰链除孔径较大外，应用条件与钻铰基本相同。5.钻(粗镗)