重大机械制造技术基础课件06孔及孔系加工

第六章

孔及孔系加工第一节同轴孔及孔系

的精度要求

一、孔的分类按孔的形状分：圆柱形孔一般孔和深孔（长径比>5）圆锥孔螺纹孔成型孔方孔、六边形孔、花键孔二、孔的技术要求1.孔的尺寸精度

二、孔的技术要求2.孔的形状精度

二、孔的技术要求3.孔的位置精度

二、孔的技术要求

4.孔的表面质量三、孔加工方法的选择（重点）钻孔；扩孔；铰孔；镗孔；拉孔；磨孔；

1.钻IT13～IT11Ra

252.钻→铰IT9Ra

6.3～3.23.钻→粗铰→精铰IT8～IT7Ra

3.2～1.64.钻→扩IT11Ra

25～12.55.钻→扩→铰IT9～IT7Ra

6.3～3.26.钻→扩→粗铰→精铰IT7Ra

3.2～1.67.钻→扩→机铰→手铰IT7～IT6Ra

0.8～0.28.钻→扩→拉IT9～IT7Ra

3.2～0.2大批大量生产9.粗镗（或扩孔）IT13～IT11Ra

25～12.510.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）IT9～IT8Ra

6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰）IT8～IT7Ra

3.2～1.612.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗IT7～IT6Ra

1.6～0.813.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗→挤压IT7～IT6Ra

1.6～0.414.粗镗→半精镗→磨孔IT8～IT7Ra

1.6～0.415.粗镗→半精镗→粗磨→精磨IT7～IT6Ra

0.4～0.216.粗镗→半精镗→精镗→金刚镗IT7～IT6Ra

0.8～0.117.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨IT7～IT6Ra

0.4～0.051.钻IT13～IT11Ra

252.钻→铰IT9Ra

6.3～3.23.钻→粗铰→精铰IT8～IT7Ra

3.2～1.64.钻→扩IT11Ra

25～12.55.钻→扩→铰IT9～IT7Ra

6.3～3.26.钻→扩→粗铰→精铰IT7Ra

3.2～1.67.钻→扩→机铰→手铰IT7～IT6Ra

0.8～0.28.钻→扩→拉IT9～IT7Ra

3.2～0.2大批大量生产9.粗镗（或扩孔）IT13～IT11Ra

25～12.510.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）IT9～IT8Ra

6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰）IT8～IT7Ra

3.2～1.612.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗IT7～IT6Ra

1.6～0.813.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗→挤压IT7～IT6Ra

1.6～0.414.粗镗→半精镗→磨孔IT8～IT7Ra

1.6～0.415.粗镗→半精镗→粗磨→精磨IT7～IT6Ra

0.4～0.216.粗镗→半精镗→精镗→金刚镗IT7～IT6Ra

0.8～0.117.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨IT7～IT6Ra

0.4～0.0517.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨18.钻→扩→拉→珩磨IT7～IT6Ra

0.4～0.0519.粗镗→半精镗→精镗→珩磨20.钻→扩→粗铰→精铰→研磨21.钻→扩→拉→研磨IT6以上Ra

0.2～0.01222.粗镗→半精镗→精镗→研磨第二节孔的常规加工方法

一、钻孔工件钻模板钻套钻头一、钻孔1.工艺特点1）钻孔是孔的粗加工方法；2）可加工直径0.05～125mm的孔；3）孔的尺寸精度在IT10以下；4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。

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。

一、钻孔2.高速钢麻花钻的结构一、钻孔2.高速钢麻花钻的结构钻头切削部分5个刀刃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一、钻孔3.钻削用量1）背吃刀量asp

单位：mm一、钻孔3.钻削用量2）钻削速度vc

单位：m/min一、钻孔3.钻削用量3）钻削进给量与进给速度：

f单位：mm/r

fz单位：mm/z

Vf单位：mm/min

二、扩孔1.工艺特点1）扩孔是孔的半精加工方法；2）一般加工精度为IT10～IT9；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～3.2μm。

当钻削dw＞30mm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（0.5～0.7）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。二、扩孔2.扩孔钻的结构图6-10扩孔钻1)齿数多（3、4齿）；2）不存在横刃；3）切削余量小，排屑容易。三、铰孔1.铰刀的类型图6-14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1：50三、铰孔2.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。三、铰孔3.铰削用量1）铰削余量

粗铰余量为0.10mm～0.35

mm；精铰余量为0.04mm～0.06mm。2）切削速度和进给量铰削速度为1.5m/min

～

5m/min；铰削钢件时，进给量为0.3mm/r

～

2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.5mm/r

～

3mm/r。

三、铰孔4.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Ra3.2～0.2μm；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。

三、铰孔5.铰刀的结构图6-13手铰刀结构四、镗孔1.工艺特点1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；2）加工精度可达为IT7～IT6；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～0.8μm。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；

四、镗孔2.镗刀结构五、拉孔1.拉削过程

五、拉孔1.拉削过程

图6-27拉削圆孔

五、拉孔1.拉削过程

图6-26拉削键槽五、拉孔1.拉削过程齿升量图6-22常见的拉削截形（A～Ｇ为内拉拉削，Ｈ～Ｌ为外拉削）

2.拉削工艺范围五、拉孔3.拉刀结构

图6-25圆拉刀结构五、拉孔4.工艺特点1)

拉削生产率高。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Ra1.6mm～Ra0.8mm，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。3)

拉削成本低，经济效益高。4)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。六、内圆磨削六、内圆磨削1.工艺特点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IT5～IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mm～Ra0.2mm；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。

六、内圆磨削内圆磨削与外圆磨削相比，存在如下一些主要问题：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。

七、高精度孔的珩磨1.珩磨头及珩磨原理

图6-29珩磨原理与珩磨头结构第三节孔加工典型设备

绝大多数孔都是在钻床和镗床上加工的。一、钻削加工设备（钻床）图6-30钻床上经常使用的加工方法一、钻削加工设备（钻床）钻床的主要类型：台式钻床立式钻床摇臂钻床各种专门化钻床一、钻削加工设备（钻床）1.台式钻床

只能加工小孔（一般，孔径<12mm）。

1.立式钻床

一、钻削加工设备底座工作台主轴箱立柱手柄2.摇臂钻床

一、钻削加工设备底座手柄外立柱内立柱摇臂主轴箱二、镗床图6-34卧式镗床的工艺范围二、镗床镗床的主要类型：卧式镗床立式镗床坐标镗床金刚镗床二、镗床1.卧式镗床

图6-35T68型卧式镗床外观图后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座二、镗床床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱2.坐标镗床

图6-38立式双柱坐标镗床外观图二、镗床2.坐标镗床主要特点：1）主要零部件的制造精度和装配精度都很高，而且还具有良好的刚性和抗振性；2）机床对使用环境温度和工作条件提出了严格要求；3）机床上配备有精密的坐标测量装置，能精确地确定主轴箱、工作台等移动部件的位置，一般定位精度可达2mm。

二、镗床2.坐标镗床

坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，如钻模、镗模和量具上的精密孔的加工。

3.金刚镗床

二、镗床主轴头