孔的常规加工方法

第5章孔加工,刘英副教授重庆大学,5.2孔的常规加工方法,刘英副教授重庆大学,孔的常规加工方法,钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔,5.2.1钻孔,工件,钻模板,钻套,钻头,主运动,进给运动,1.工艺特点,（1）可加工直径0.05125mm的孔；（2）钻孔是孔的粗加工方法；（3）孔的尺寸精度在IT11-12；（4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5m。对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。,2.高速钢麻花钻的结构,倒锥形,钻头切削部分,5条刀刃,6个刀面,两条主切削刃,两条副切削刃,一条横刃,两个螺旋形前刀面,两个经刃磨获得的后刀面,两个圆弧段的副后刀面,2.高速钢麻花钻的结构,2.高速钢麻花钻的结构,3.钻削用量,(1)背吃刀量asp单位：mm,(2)钻削速度vc单位：m/min,d0,3.钻削用量,(3)钻削进给量与进给速度：f单位：mm/rfz单位：mm/zVf单位：mm/minVf=fn=nzfz,3.钻削用量,4.钻削力,MC=MC0+MC1+MCyFf=Ff0+Ff1+Ffy,FP0,Ff0,Ff0,Ff1,Ff1,FC1,5.钻孔方式,(1)钻头旋转而工件不动,钻套,钻模板,成批大量生产!,单件小批生产!,(1)钻头旋转而工件不动(2)工件旋转而钻头不转,5.钻孔方式,6.麻花钻存在的问题,（1）沿主刃上各点的前角是变化的；（2）钻头有横刃存在；（3）钻头直径越大,主刃越长,所形成切屑的宽度越宽；（4）钻削为半封闭切削方式；（5）钻头主、副切削刃交界处切削速度最高，磨损最快。,5.2.2扩孔,1.扩孔钻,(1)不存在横刃；,(2)齿数多（3、4齿）；,(3)切削余量小，排屑容易。,2.工艺特点,（1）扩孔是孔的半精加工方法；（2）一般加工精度为IT10IT9；（3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.33.2m。,3.扩孔的应用,当钻削dw30mm直径的孔时，为了减小钻削力及扭矩，提高孔的质量，一般先用（0.50.7）dw大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率比直接用大钻头一次钻出时还要高。,5.2.3锪孔,圆柱形沉头孔锥形沉头孔凸台端面,5.2.4铰孔,hD,1.铰削过程的实质,铰削过程不完全是一个切削过程，而是包括切削、刮削、挤压、熨平和摩擦等效应的一个综合作用过程。,hD,hD=0.01-0.03mm,rn=0.008-0.018mm,2.铰刀的结构,手铰刀结构,3.铰刀的类型,铰刀的类型,直柄机用铰刀,锥柄机用铰刀,硬质合金锥柄机用铰刀,手用铰刀,可调节手用铰刀,套式机用铰刀,直柄莫氏圆锥铰刀,锥度铰刀,手用1：50,4.铰削用量,(1)铰削余量粗铰余量为0.10mm0.35mm；精铰余量为0.04mm0.06mm。,4.铰削用量,(2)切削速度和进给量例如，当切削速度从8m/min增加到30m/min时：铰铸铁孔的粗糙度由Ra0.4m变到Ra1.6m；铰钢孔的粗糙度由Ra0.8m变到Ra3.2m。,4.铰削用量,(2)切削速度和进给量铰削速度为1.55m/min；铰削钢件时，进给量为0.32mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.53mm/r。,5.工艺特点,（1）铰孔是孔的精加工方法；（2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔；（3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.20.2m；（4）铰刀是定尺寸刀具；（5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。,5.2.5镗孔,5.2.5镗孔,1.镗削的工艺范围及特点,镗削工艺特点如下：（1）镗孔可对不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；（2）加工精度可达为IT7IT6；（3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.30.8m。（4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状位置误差。,镗孔与车外圆相比，工作条件较恶劣，主要有以下几个方面：（1）镗刀杆的长径比大，悬伸距离长。（2）镗削时，排屑比较困难。（3）观察困难。,1.镗削的工艺范围及特点,2.镗刀,(1)单刃镗刀,镗床用单刃镗刀,镗刀杆,镗刀,固定螺钉,T形螺栓,刀座,滑块,镗刀盘,2.镗刀,1)单刃镗刀,镗刀头,刀片,镗刀杆,拉紧螺钉,调整螺母,2.镗刀,(2)双刃镗刀1)定直径双刃镗刀,2.镗刀,(2)双刃镗刀1)定直径双刃镗刀,镗刀块的装夹,2.镗刀,(2)双刃镗刀2)浮动式双刃镗刀,装配式浮动镗刀,镗刀头,刀片,斜面垫板,夹紧螺钉,调整螺钉,特点:1)不能校正孔的位置误差;2)浮动镗刀是尺寸可调整的定尺寸刀具，能有效地保证较高的孔的尺寸精度和形状精度。,3.镗孔的加工方法,(1)镗削直径不大的孔,3.镗孔的加工方法,(2)镗削不深的大孔,3.镗孔的加工方法,(3)加工孔边的端面,3.镗孔的加工方法,(4)钻孔、扩孔、铰孔,3.镗孔的加工方法,(5)镗削螺纹,5.2.6拉削加工,1.拉削过程及特点,拉削圆孔,拉削键槽,1.拉削过程及特点,拉削时，没有进给运动，它是怎样来切掉工件表面的余量呢？,齿升量,1.拉削过程及特点,粗加工，齿升量较大；精加工，齿升量较小。,拉削工艺范围,圆孔拉刀,四方拉刀,花键拉刀,2.拉刀种类及结构,内拉刀,1)拉刀的分类,2.拉刀种类及结构,外拉刀,1)拉刀的分类,2.拉刀种类及结构,圆拉刀结构,容屑槽,齿升量,2)整体式内拉刀结构,(1)拉削生产率高。,3.工艺特点,3.工艺特点,(2)拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达IT9-IT7级；表面粗糙度一般可控制到Ra1.6mRa0.8m。,(1)拉削生产率高。(2)拉削精度高，质量稳定。(3)拉削成本低，经济效益高。,3.工艺特点,3.工艺特点,(1)拉削生产率高。(2)拉削精度高，质量稳定。(3)拉削成本低，经济效益高。(4)拉削是封闭式切削,要设置容屑槽。,3.工艺特点,(1)拉削生产率高。(2)拉削精度高，质量稳定。(3)拉削成本低，经济效益高。(4)拉削是封闭式切削,要设置容屑槽.(5)拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产，最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批生产。,3.工艺特点,(1)选用拉刀时，除需关注规格尺寸外，还需关注适用的拉削长度。,4.拉削加工的合理应用,所谓拉削长度一般有10mm30mm，30mm50mm，50mm80mm，80mm120mm等几类。,(1)选用拉刀时，除需关注规格尺寸外，还需关注适用的拉削长度。(2)选用拉刀时，还需要关注拉削余量和拉刀长度。,4.拉削加工的合理应用,(1)选用拉刀时，除需关注规格尺寸外，还需关注适用的拉削长度。(2)选用拉刀时，还需要关注拉削余量和拉刀长度。(3)一般，拉削前的工件表面应先经过机械加工。,4.拉削加工的合理应用,(1)选用拉刀时，除需关注规格尺寸外，还需关注适用的拉削长度。(2)选用拉刀时，还需要关注拉削余量和拉刀长度。(3)一般，拉削前的工件表面应先经过机械加工。(4)在切削加工中,对于多边形孔和某些成形孔，拉削虽然是一种有效的加工方法，但采用电火花或线切割等特种加工方法,也可以完成加工。,4.拉削加工的合理应用,(5)需要正确配置拉削工装。,4.拉削加工的合理应用,(5)需要正确配置拉削工装。,4.拉削加工的合理应用,(5)需要正确配置拉削工装。,4.拉削加工的合理应用,(5)需要正确配置拉削工装。(6)拉削速度的选择。特点：拉削速度低！一般：3m/min7m/min。,4.拉削加工的合理应用,(5)需要正确配置拉削工装。(6)拉削速度的选择。(7)切削液的选用。,4.拉削加工的合理应用,乳化液或硫化油,5.2.7高精度孔的磨削与珩磨,当孔的精度在IT6以上，表面粗糙度在Ra0.8以下，则称为高精度孔。大直径的孔（长径比小于5）磨削和珩磨；小孔或长径比大于5的深孔拉削和铰削。,5.2.7高精度孔的磨削与珩磨,1.高精度孔的磨削,(1)磨削是零件精加工的主要方法之一；(2)对长径比小的，内孔磨削的经济精度可达IT5IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mmRa0.2mm；(3)可加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬火钢、硬质合金和陶瓷等。,1.高精度孔的磨削,(1)内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。,内圆磨削与外圆磨削相比存在的问题:,(1)内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。(2)生产率较低。,内圆磨削与外圆磨削相比存在的问题:,(1)内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。(2)生产率较低。(3)磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液冲刷困难。,内圆磨削与外圆磨削相比存在的问题:,(1)内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。(2)生产率较低。(3)磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液冲刷困难。因此内孔磨削一般仅适用于淬硬工件的精加工，在单件、小批生产中和在大批大量生产中都有应用。,内圆磨削与外圆磨削相比存在的问题:,2.高精度孔的珩磨,什么是珩磨?珩磨就是用粒度很细的油石,在一定压力下,对工件孔表面进行低速切削加工的方法。,工艺特点:,(1)珩磨尺寸精度可达IT6;(2)圆度、圆柱度可达0.003mm0.005mm;(3)表面粗糙度的值一般为Ra0.63mRa0.04m,有时甚至可达到Ra0.02mRa0.01m的镜面;(4)不能用珩磨加工来纠正孔的位置误差;(5)珩磨时因磨头往复速度较高，参加切削的磨粒多，故生产率较高;(6)珩磨可加工铸铁、淬硬或不淬硬钢件。,珩磨头结构,珩磨的切削条件：,1)珩磨余量一般为前工序形状误差及表面变质层综合误差的23倍，通常不超过0.1mm；2)珩磨时一般要使用切削液以冲去切屑和脱落的磨粒，有利于表面粗糙度Ra值的降低。3)珩磨用量以及珩磨磨条主要参数的选择见P203表5-1和表5-2。,5.2.8深孔加工,长径比大于5的孔加工称为深孔加工。,5.2.8深孔加工,1.深孔加工的类型及特点(1)深孔加工的分类一般深孔加工(钻、镗、铰等)精密深孔加工(珩磨、滚压等)电深孔加工(电火花、电解等),一般深孔加工按加工方式可分为:,1)实心钻孔法,一般深孔加工按加工方式可分为:,2)镗孔法,一般深孔加工按加工方式可分为:,3)套料钻孔法,(2)深孔加工的特点,1)不能直接观察到刀具的切削情况。2)切削热不易传散。3)切屑不易排出。4)工艺系统刚性差。,2.深孔钻的结构,枪钻内排屑深孔钻深孔麻花钻套料钻深孔扁钻,单齿内排屑深孔钻结构,刀体,刀齿,导向块,枪钻,枪钻钻孔深度与直径之比超过100，最大可至250；钻孔精度为IT7IT9；钻孔表面粗糙度Ra为3.20.4m。,枪钻的结构,头部,钻杆,传动部(柄部）,3.切削用量的选择,(1)切削速度高速钢枪钻一般取切削速度vc为3570m/min。,3.切削用量的选择,(2)进给量高速钢枪钻常取f为0.010.032mm/r，直径大者取上限。,5.2.9孔的典型加工方案选择,1.在实体材料上加工孔的工艺方案:,1)低精度内孔表面的加工。,钻孔,一般尺寸精度低于IT10；表面粗糙度Ra值为5012.5m。,1.在实体材料上加工孔的工艺方案:,2)中等精度内孔表面的加工,一般尺寸精度为IT10IT9；表面粗糙度为Ra6.33.2m。,D30mm时,钻孔扩孔;D30mm时,钻孔粗镗。,1.在实体材料上加工孔的工艺方案:,3)较高精度内孔表面的加工,一般尺寸精度为IT8IT7；表面粗糙度为Ra1.60.4m。,D20mm时,钻孔铰孔;D20mm时,钻扩铰；钻粗镗精镗；钻镗（或扩）磨；钻拉）,1.在实体