热加工工艺基础知识(一)

第四章孔加工（P65）孔是各类机械中常用零件（轴类、盘套、支架和箱体类零件等）的基本表面，如轴承孔、定位孔等。也可能是这些零件的辅助表面，如油孔、气孔和减重孔等。§4－1概述

一、孔的技术要求（P65）1、尺寸精度：孔径大小和深度；2、形状精度：孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度；3、位置精度：孔与孔、孔与外圆表面的同轴度；孔与孔、孔与其它表面的平行度；4、表面质量：表面粗糙度、表层的加工硬化和组织变化等。二、孔的分类（P65）根据孔的结构和用途，可分为以下几种类型：（如P65图4－1和图4－2所示）1、紧固孔和辅助孔：IT12～IT11；Ra值12.5～6.3um。2、回转体零件的轴心孔：一般是与轴类零件相配合的表面或是其它表面的基准面。对精度要求很高。3、箱体支架类零件的轴承孔：孔本身尺寸精度及Ra值均要求很高；孔与孔、孔与基准面之间也有很高的位置精度要求。§4－2孔的加工方法及特点（P65）

由于孔的技术要求不同，孔的结构差异较大，所以孔的加工方法较多，常用的有钻、扩、铰、镗、拉、磨、研磨和珩磨等。一、钻孔（P66）用钻头在零件的实体部位加工孔叫钻孔。钻孔是一种最基本的孔加工方法。精度低，IT10以下，Ra值为50～12.5um，一般只能用作粗加工。钻孔可以在车床、钻床或镗床上进行。钻孔最常用的刀具是麻花钻头(视频)。

一、钻床加工简介（P66）

钻床主要用于加工中小型的孔。钻床上钻削时，刀具旋转为主运动，同时刀具沿直线进行进给运动；在车床上钻孔时，工件旋转，刀具进给。

钻孔简介1）台式钻床：加工小型工件，一般孔径<13mm。2）立式钻床：加工中小型工件，一般孔径<50mm，可自动走刀。3）摇臂钻床：如图13-25所示，结构完善，操作方便。加工大中型工件，一般孔径<80mm。钻孔的特点（P67）1、精度低、Ra值大、孔径扩大、轴线歪斜和圆度误差较大等。（主要原因：钻头刚性差、轴向后座力抗力大、切悄易括伤已加工表面）2、生产率低。（主要原因：切削热多、切削液很难注入、切削温度高，这些限制了速度的提高）麻花钻的改进（P67）为了提高钻孔的质量和生产率，倪志褔（上个世纪50年代，北京市三个著名劳动模范之一）对麻花钻的结构进行了改进，即所谓的群钻，如P67图4－4所示。1）在钻头的主刀刃上磨出凹弧刃R，以增大横刃附近主刀刃上各点的前角；2）把横刃磨到只有原来长度的1/5～1/7；3）在刀刃上磨出分悄槽。二、扩孔（P68）扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行加工，作用是扩大孔径、提高精度，降低Ra值；扩孔钻如P68图4－8所示。通常作为精加工的（铰孔）前工序或最终工序，精度可达IT10～IT9、Ra值为6.3～3.2um；扩孔钻齿数较多，有3～4个刀齿，导向性好，切削平稳；扩孔刀无横刃；加工余量较小、容屑槽较窄并较浅，故钻心较粗，刚性好。故加工质量比钻孔高。

扩孔钻和扩孔加工视频

三、、铰铰孔孔（（P68））铰孔孔是是应应用用较较普普遍遍的的孔孔的的精精加加工工方方法法之之一一，，铰铰孔孔的的精精度度可可达达IT8～～IT6，，Ra值值为为1.6～～0.4um。。铰削削用用的的刀刀具具是是铰铰刀刀，，如如P71图4-10所示示。。铰铰刀刀的的工工作作部部分分为为切切削削部部分分和和修修光光部部分分。。1)切削削部部分分：：锥形形、、担担任任主主要要切切削削工工作作；；锥锥角角为为2Kr(Kr为为主主偏偏角角)，，Kr小小，，轴轴向向抗抗力力小小，，定定位位精精度度高高。。前前角角为为0°°，，后后角角一一般般取取6～～8°°。。2)修光光部部分分：主主要要作作用用是是修修光光孔孔壁壁、、校校正正孔孔径径和和导导向向等等；；有有棱棱边边，，其其宽宽度度很很小小，，且且前前后后角角均均为为0°°；；后后半半部部分分有有很很小小的的倒倒锥锥，，以以减减小小棱棱边边与与孔孔壁壁磨磨擦擦，，并并避避免免孔孔径径扩扩大大。。铰刀刀视视频频铰削削条条件件的的控控制制（（P69））为了了保保证证铰铰削削质质量量，，切切削削条条件件应应加加经经控控制制：：1)铰铰削削余余量量：：余量量宜宜小小，，粗粗铰铰一一般般为为0.15～～0.35mm；；精精铰铰一一般般为为0.05～～0.15。。2)切切削削用用量量：：采用用低低速速，，目目的的是是避避免免产产生生积积屑屑瘤瘤，，但但轴轴向向进进刀刀速速度度不不宜宜过过小小，，否否则则会会造造成成打打滑滑、、啃啃刮刮现现象象，，其其进进给给速速度度一一般般为为钻钻孔孔的的3～～5倍倍。。3)切切削削热热：：铰削削钢钢件件时时，，必必须须使使用用切切削削热热，，以以便便散散热热，，减减小小磨磨擦擦；；加加工工铸铸铁铁时时可可不不用用切切削削热热。。铰削削加加工工视视频频2、、铰铰削削的的特特点点（（P70））1)较较高高的的精精度度和和较较低低的的Ra值值：：主主要要是是刀刀具具、、加加余余量量及及切切削削条条件件所所致致。。2)铰铰孔孔纠纠正正位位置置误误差差的的能能力力很很差差；；3)适适应应小小孔孔和和深深孔孔的的加加工工，，ΦΦ80mm以以上上的的孔孔径径不不宜宜铰铰削削加加工工；；4)铰铰削削的的适适应应性性较较差差：：不不能能加加工工阶阶梯梯孔孔、、短短孔孔，，且且是是定定径径刀刀具具。。5)可可加加工工钢钢、、铸铸铁铁和和有有色色金金属属件件，，但但不不宜宜加加工工淬淬火火件件和和硬硬度度较较高高的的材材料料。。四、、镗镗孔孔（（P70））镗孔孔是是用用镗镗刀刀对对已已经经锻锻出出、、钻钻出出或或铸铸出出的的孔孔作作进进一一步步的的加加工工，，是是常常用用的的孔孔的的加加工工方方法法之之一一。。镗床床最最主主要要的的加加工工对对象象是是孔孔，，其其不不但但可可以以加加工工大大型型的的孔孔，，而而且且能能够够保保证证孔孔系系的的形形状状、、尺尺寸寸和和位位置置精精度度。。粗镗：IT10～IT9；Ra值为为6.3～3.2um；；半精镗：IT9～IT8；Ra值为为3.2～1.6um；；精镗：IT7；Ra值值为1.6～～0.8um；金刚镗：IT7～IT6；Ra值为为0.4～0.2um。。1、镗孔的方方法和刀具（（P70）1)在车床上镗孔孔：如P71图4-12所示；主运动动为工件的旋旋转、进给运运动为镗刀装装在小刀架上上作纵向或横横向的移动。。适合车回转转体的轴心孔孔。2)在镗床上上镗孔：如P71图4-13和图4-14所示：主主运动—镗镗刀刀杆装装在机床主轴轴锥孔中，随随主轴一起旋旋转；进进给运运动—工作台台带动工件作作纵向移动，，也可以由主主轴带动镗刀刀作轴向移动动来实现。镗床结构视频频镗床应用视频频镗床加工视频频2、镗削的特特点（P72）1)可用多次次走刀来校正正孔轴线的偏偏斜，其位置置精度也较高高；(这些是是铰孔所不能能的)2)镗孔的适适应性较强：：可满足不同同精度和不同同Ra值的要要求；一把刀刀可加工一定定范围孔径和和长度的孔；；除特别小和和特别长的孔孔，一般均能能镗削加工。。3)镗刀制造造和刃磨简单单、方便、费费用低。4)生产率较较低：镗杆受受孔径限制，，刚性较差，，不得使用大大的切削速度度和切削深度度；孔径尺寸寸大小靠调节节镗刀来实现现，很费时。。5)可加工各各种钢、铸铁铁、有色金属属，但不能加加工淬硬件和和硬度过高的的材料。五、磨孔（P73）磨孔是精加工工孔的一种方方法，精度可可达IT7、、Ra值可达1.6～0.4um；磨孔可在内圆圆磨床或万能能外圆磨床上上进行，图4-18为内内圆磨示意图图。主运动为砂轮的高速速旋转；其进给运动有工件低速旋旋转的圆周进进给、砂轮的的往复轴向进进给、砂轮沿沿径向移动的的径向进给。。磨孔的特点（（P73）1)与铰孔相相比，磨削适适应性较广：：可用同一砂砂轮磨一定直直径的孔；可可磨削淬硬件件；不适应磨磨削有色金属属件、小孔和和深孔；生产产率低。2)与外圆磨磨削相比，Ra值大、生生产率低：因因为砂轮轴直直径小、刚性性差、易变形形，只能采用用低速磨削；；砂轮需经常常修整、更换换。六、拉削（P73）拉削是一种高高生产率的加加工方法。加加工精度可达达IT7，Ra值可达0.8～0.4mm。拉刀是一种多多齿刀具。拉削时，由由于后一个刀刀齿直径大于于前一个刀齿齿直径，从而而能够一层层层从工件上切切出金属。拉拉削过程如P74图4-19所示。拉削视频外拉削视频圆孔拉刀的组成部部分及作用（P73）头部L1：用来将拉刀刀夹持在机床床上并传递动动力；颈部L2：直径最小，，拉力过大时时在此部位发发生断裂；过渡锥L3：使拉刀容易易进入工件的的孔中；前导部分L4：起引导作用用，使工件轴轴线和拉孔轴轴线重合；切削部分L5：承担主要的的切削任务；；校准部分L6：没有齿升量量，起刮光孔孔壁和校正孔孔径作用；后导部分L7：保证拉刀最最后一齿与工工件间的正确确位置。拉孔刀视频拉削的特点（（P75）1)加工精度度高，Ra值值小；2)生产率高高；3)拉削不能能纠正孔的位位置公差；4)一般在钻钻孔或粗镗后后直接进行，，对前工序加加工要求不高高；5)拉刀的制制造及刃磨复复杂，成本高高；由于以上一些些特点，拉孔孔只适用于大大批量生产。。七、研磨孔（（P75）研磨孔是常用用的一种孔的的光整加工方方法。用于对对精镗、精铰铰或精磨后的的孔进一步光光整加工。精度可达IT7～IT6、Ra值可可达0.1～～0.008um。研磨工具的材材料、研磨剂剂、研磨余量量均与研磨外外圆相同。八、珩磨孔（（P75）珩磨是对精镗镗、精铰或精精磨后的孔进进一步光整加加工的一种加加工方法。精精度可达IT7～IT6、Ra值可可达0.1～～0.008um。珩磨一般在专专用的珩磨机机上进行。珩珩磨所用的磨磨具，是由几几根粒度很细细的磨条所组组成的珩磨头头。P75图4-22为一种结构简简单的珩磨头的工用原理图图。§4-3孔孔加工方案的的选择(P77)确定孔的加工工方案的原则则：首选满足足技术要求，，同时考虑经经济性和生产产率等方面的的因素。拟定孔的加工工方案比外圆圆表面复杂，，这是因为：：1)孔的类类型很多，功功用不同，孔孔径和孔径比比及技术要求相关甚远；；2)孔的加加工方法很多多，且每一种种加工都有一一定的局限性；3)带孔孔零件的结构构和尺寸多种种多样。一、机床的选选用(P77)1、回转体零零件的轴心孔孔：轴心孔通通常为重要的的基准面，一一般和外圆面面和端面一道道在车床上完完成精加工，，以保证位置置精度。2、箱体支架架类零件的轴轴承孔：这类类孔是主要的的基准面，技技术要求高，，对于大中型型支架和箱体体的轴承孔，，通常在卧式式镗床上加工工；中小型可可在铣床上加加工。3、其它孔，，如紧固孔、、辅助孔等可可根据零件大大小及批量在在各类钻床上上加工。二、孔加工方方案的选用1、孔加工常常用的方案(P78)孔加工常用的的方案如表4-2所示。拟定孔加工方方案时，除考考虑加工表面面精度、粗糙糙度、材料性性质、热处理理要求以及生生产规模以外外，还要考虑虑孔径大小和和孔径比。2、选用孔加加工方案的几几点说明(P79)1)在实体上上加工孔，首首选必须钻孔孔。2)中等精度度和粗糙度：：(1)未淬硬硬的钢件或铸铸铁件：对对于小于10mm的孔孔，采用钻铰铰或或钻粗粗铰精精铰的方方案。对对于于大于10mm的孔，宜宜采用钻扩扩铰铰的方方案。对于大大于30mm的孔，长径径比小的孔，，钻后宜采用用镗。对于大大于30mm的孔，长径径比大的孔，，常采用钻扩扩铰的方案。对对于大于于80mm的的孔，一般不不采用扩和铰铰的方案。2、选用孔加加工方案的几几点说明(P79)(2)