1、掌握钻削的工艺特点与应用。掌握钻削的工艺特点与应用。掌握扩孔、铰孔的工艺特点和应用。掌握扩孔、铰孔的工艺特点和应用。掌握镗削加工的工艺特点和应用。掌握镗削加工的工艺特点和应用。了解孔的其他加工方法的应用。了解孔的其他加工方法的应用。明确制订孔加工工艺路线的基本规范。明确制订孔加工工艺路线的基本规范。本章学习要求本章学习要求 第第5章章 孔加工工艺与装备孔加工工艺与装备 5.1钻削工艺与装备 5.2镗削工艺与装备 5.3孔的其他加工方法 5.4孔加工方案的确定 本章大纲本章大纲5.1 钻削工艺与装备 钻孔与车削外圆相比,工作条件要困难得多。因为钻孔时,钻头工作大部分都处于已经加工表面的包围中,所
2、以会引起一些特殊的问题。例如,钻头的刚度和强度、容屑和排屑、导向和冷却润滑等。(1)容易产生“引偏”。(2)排屑困难。(3)切削热不易传散。5.1.1 钻削的工艺特点钻头引偏及其纠正 5.1.2 钻削的装备 1.钻床 钻床的种类很多,常用的有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。钻床和钻削加工(视频)台式钻床 立式钻床 摇臂钻床 2.钻头 (1)麻花钻 麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。柄部是麻花钻的夹持部分,有直柄和锥柄两种类型。直柄传递的扭矩较小,一般用于直径小于12mm的钻头;锥柄可传递较大的扭矩,用于大于12mm的钻头。麻花钻的切削部分担负主要的切削工作,由两个刀瓣组成,每个刀瓣相当于一把车刀
3、。因此,麻花钻有两条对称的主切削刃,两个主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角称为顶角。标准麻花钻的顶角为1182。两主切削刃中间由横刃相连,这是其他刀具上所没有的。钻削时作用在横刃上的轴向阻力和摩擦都很严重,是影响钻孔加工精度和生产率的主要因素之一。麻花钻的结构(2)精孔钻(3)半孔钻(4)斜面钻(5)群钻钻套装配在钻套模板上或者夹体上,其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。固定钻套:如下图(a)(b)所示。固定钻套直接装在钻模板的相应孔中,磨损后不能更换。固定钻套结构简单,钻孔的精度高,用于单一钻孔工序和小批生产。可换钻套:如下图(c)所示。当工件为单一钻孔工序的大批量生产时,为了能快速
4、更换磨损的钻套,常选用可换钻套。当钻套损伤后,可卸下螺钉,更换新的钻套,螺钉能够防止加工时钻套转动或者退刀时随刀具拔出。快换钻套:如下图(d)所示。当工件需要钻、扩、铰多种工序加工时,为能够快速更换不同孔径的钻套,应选用快换钻套。更换钻套时,将钻套削边转至螺钉处,即可取出钻套,削边的方向应考虑刀具的旋向,以防钻套随刀具自行拔出。3.钻套钻套 标准钻套 特殊钻套:由于工件形状或者加工孔位置的特殊性,需要设计特殊结构的钻套。下图(a)所示为加长钻套,在加工凹面上的孔时使用。为减少刀具与钻套之间的摩擦,可将钻套引导高度H以上的孔径放大。下图(b)所示为斜面钻套,用于在斜面或圆弧面上的钻孔,排屑空间的
5、高度h80 mm)、内成形面或孔内环槽等,镗削是唯一适宜的加工方法。5.2.3 镗孔加工工艺镗床镗孔示意图 5.2.4 加工实例【实例5-2】悬伸镗削如图所示为一箱体零件,材料为HT200,工件底面和侧面已粗加工,各留3 mm余量,mm预制孔铸为80 mm左右,mm孔轴线的同轴度为0.03 mm,对底面的平行度为0.03 mm,两孔的中心高为(4500.1)mm,孔中心距侧面B为(3500.2)mm,两孔的表面粗糙度为Ra=1.6 m。箱体零件 1.工艺方案分析(1)机床的选择:选择T6111型卧式铣镗床加工。(2)刀具的选择:镗第一孔时用短刀杆镗刀,镗第二孔时用长刀杆镗刀。(3)装夹方法:工
6、件用4组压板螺钉装夹在工作台上。(4)镗削方法:加工路线如下:粗镗第一孔粗镗第二孔人工时效处理精刨底面及侧面B半精镗第一孔精镗第一孔半精镗第二孔精镗第二孔。2.加工步骤 一般来说,以主轴送进镗削同轴孔系时,随着主轴和刀杆的悬伸长度不断增加,刀具系统刚度逐渐变差,因而镗削精度不高,它只适用于工作台不能作纵向移动的镗床。(1)合理选用镗削方式。(2)镗床主轴保持一定的悬伸长度。(3)选用精密可靠的导向套。3.悬伸镗削加工注意事项 5.3 孔的其他加工方法 在孔的加工方法中,除了最常用的钻孔、扩孔、铰孔和镗孔外,还有拉孔、锪孔以及精加工孔的挤光、磨孔等。5.3.1 拉孔 拉刀及孔的拉削示意图 拉削加
7、工原理 拉孔生产率高,但由于拉刀结构复杂、价格昂贵,一般用于大批量生产中。拉削加工因拉刀的形状不同,可拉削出各种形状的内孔。拉削加工孔的各种形状 5.3.2 锪孔加工 锪孔是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔,如图(a)所示,锥形沉头孔,如图(b)所示锪锥面,如图(c)所示锪凸台平面。锪孔和锪钻 5.3.3 孔的精整加工 1.孔的挤光孔的挤光加工 挤光加工是小孔精加工中高效率的工艺方法之一,它可获得IT5IT6级精度,表面粗糙度Ra=0.0250.4 m的孔。2.孔的滚压圆锥滚柱的滚压示意图 孔的滚压加工可应用于直径为6500 mm,长为35 mm的钢、铸铁和有色金属的工件。3.磨孔1卡盘;2砂
8、轮;3工件内孔磨削示意图 磨孔是孔的精加工方法之一(如图所示),精度可达IT7,表面粗糙度值Ra为1.60.4 m。5.4 孔加工方案的确定 孔是组成零件的基本表面之一,零件上有多种多样的孔,常用的有以下几种。(1)紧固孔(如螺钉孔等)和其他非配合的油孔。(2)回转体零件上的孔,如套筒、法兰盘及齿轮上的孔等。(3)箱体类零件上的孔,如床头箱箱体上的主轴和传动轴的轴承孔等。这类孔往往构成孔系。(4)深孔,即L/D5的孔,如车床主轴上的轴向通孔等。(5)圆锥孔,如车床主轴前端的锥孔以及装配用的定位销孔等。5.4.1 孔的技术要求 (1)本身的精度 孔径和长度的尺寸精度、孔的形状精度,如圆度、圆柱度
9、以及轴线的直线度等。(2)位置精度 孔与孔,或者孔与外圆面的同轴度;孔与孔,或者孔与其他表面之间的尺寸精度、平行度、垂直度以及角度等。(3)表面质量 孔表面粗糙度以及表层硬度、残余应力和显微组织等。5.4.2 影响孔加工方案的主要因素 孔加工可以在车床、钻床、镗床、拉床或者磨床上进行,大孔和孔系则常在镗床上加工。拟定孔的加工方案时,应考虑孔径的大小和孔的深度、精度和表面粗糙度等的要求,还要考虑工件的材料、形状、尺寸、重量和批量,以及车间的具体生产条件(如现有的加工设备)。若在实体材料上加工孔,必须先采用钻孔。若是对已经铸出或锻出的孔(多为中、大型孔)进行加工,则可直接采用扩孔或者镗孔。至于孔的
10、精加工,铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、小直径的孔;中等直径以上的孔,可以采用精镗或者精磨;淬硬的孔只能采用磨削。在孔的精整加工方法中,珩磨多用于直径稍大的孔,研磨则对大孔和小孔都适用。5.4.3 孔加工的工艺路线 孔加工流程框图 孔加工工艺路线的确定 5.5 实训加工阶梯孔 如图所示为一底座零件,材料为HT200灰铸铁。底面、120 mm圆柱面及底脚180 mm,左侧面均已粗加工,每面留22.5 mm余量。220 mm孔已钻出,阶梯孔40 mm/50 mm孔线。现需镗削阶梯孔40 mm/50 mm,轴线对底面的平行度公差为0.03 mm,同轴度公差为0.02 mm,阶梯 孔 轴 线 与 底 面
11、 的 距 离 为(3500.05)mm,孔表面粗糙度Ra=1.6 m。本章介绍了各种孔的加工方法,加工孔所使用的各种装备,以及在加工孔过程中的技巧和注意事项,现在总结如下。孔的加工方法有:钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、锪孔、挤光、滚压和磨孔等。钻孔是加工孔的一种基本方法,钻孔时所用的装备有:钻床、钻头、钻套和钻模。钻孔完成后一般需要进行扩孔和铰孔,这时需要用到扩孔钻和铰刀。镗孔在孔加工中应用广泛,镗孔时所用的装备有:镗床、镗刀、镗套和镗床夹具。使用拉刀可以拉削出特殊形状的孔,锪孔可以在已加工的孔上进行二次加工,以满足特定要求。为了使孔达到一定的精度要求,需要对孔进行精整加工。孔的加工步骤并不是确定的,可根据孔径的大小、孔的深度、精度和粗糙度要求以及车间的具体生产条件制定适宜的加工方案。5.6 小结