比起外圆加工,孔加工条件差很多——刀具尺寸被孔限制,刚性弱容易弯或震;用定尺寸刀具的话,孔尺寸直接看刀具,刀具磨了或做歪,精度就废了;而且切削区在工件里面,屑排不出去,热散不掉,精度和表面质量都难控。下面说几种常见的孔加工方法。钻孔是实心材料开洞的第一步,直径一般不超过...
比起外圆加工,孔加工条件差很多——刀具尺寸被孔限制,刚性弱容易弯或震;用定尺寸刀具的话,孔尺寸直接看刀具,刀具磨了或做歪,精度就废了;而且切削区在工件里面,屑排不出去,热散不掉,精度和表面质量都难控。
下面说几种常见的孔加工方法。
钻孔是实心材料开洞的第一步,直径一般不超过80mm。分两种情况:要么钻头转,要么工件转。误差不一样——钻头转的时候,切削刃不对称或者刚性不够导致钻头歪了,孔中心线会偏,但孔径没变;工件转的话反过来,钻头歪了孔径变,中心线还是直的。常用刀具像麻花钻(*常见,直径Φ0.1-80mm)、中心钻、深孔钻,但钻头刚度低、定心性差,钻孔精度只能到IT13~IT11,表面粗糙度Ra50~12.5μm。不过它切屑多效率高,适合螺栓孔、螺纹底孔这种要求不高的孔;要精度高,得后续扩孔、铰孔、镗孔或磨孔。
钻孔后通常要扩孔——用扩孔钻把已有孔(钻、铸、锻出来的都行)再加工,既能扩大孔径又能提质量,可当精加工前的准备,也能直接当最终工序(如果要求不高)。扩孔钻和麻花钻像,但齿多(3-8个)、没横刃,导向好切削稳;而且余量小,容屑槽浅、钻芯粗,刚性强。扩孔精度IT11~IT10,Ra12.5~6.3μm。钻大孔(D≥30mm)时,先拿小钻头(孔径的0.5-0.7倍)预钻,再扩孔,质量和效率都好。扩孔还能用特殊扩孔钻(锪钻)加工沉头座孔、锪平端面,前端带导向柱,靠已加工孔定位。
精度更高的孔用铰孔——这是常用的精加工手段,小尺寸孔用铰孔比内圆磨或精镗划算,生产里用得多。铰刀分手用(直柄、工作部分长,导向好,有整体和可调外径两种)和机用(带柄或套式),还能拿锥度铰刀加工锥孔。铰孔余量超关键:太大的话,铰刀负荷大很快钝,表面不光尺寸难保证;太小的话,去不掉前工序的刀痕,白做。粗铰留0.35~0.15mm,精铰0.05~0.15mm。为了不产生积屑瘤,切削速度要低(高速钢铰刀加工钢和铸铁,v<8m/min),进给量看孔径——孔径大进给大,一般0.3~1mm/r。还得用切削液,冷却、润滑、清屑。铰孔精度IT9~IT7,Ra3.2~0.8μm,但不能校正孔轴线的位置误差(靠前工序保证),也没法加工阶梯孔、盲孔。中等尺寸IT7级孔,钻-扩-铰是典型方案。
大孔或孔系用镗孔——在预制孔上用刀具扩大,能在镗床、车床、铣床做。分三种方式:1. 工件转,刀具进给(车床常用,孔中心线和工件回转线一致,圆度看主轴精度,轴向误差看刀具进给方向,适合和外圆同轴的孔);2. 刀具转,工件进给(镗床主轴带镗刀转,工作台带工件动);3. 刀具又转又进给(镗杆伸得越长变形越大,靠近主轴的地方孔径大,远的小成锥孔,主轴自重会弯,只能加工短孔)。金刚镗是特殊的镗孔——背吃刀量小(预镗0.2~0.6mm,终镗0.1mm)、进给量小(0.01~0.14mm/r)、切削速度高(铸铁100~250m/min,钢150~300m/min,有色金属300~2000m/min),精度IT7~IT6,Ra0.4~0.05μm。最初用金刚石刀,现在用硬质合金、CBN、人造金刚石,但加工黑色金属不能用金刚石,碳原子和铁族元素亲,刀寿命短。金刚镗床得有高几何精度和刚度,主轴用精密角接触球轴承或静压滑动轴承,高速零件平衡好,进给平稳,大批生产精密孔(发动机缸孔、活塞销孔)用得多。镗刀分单刃和双刃。镗孔能修正孔轴线偏斜,保持孔和定位面的位置精度,但刀杆刚性差、散热排屑难,质量效率不如车外圆。不过镗孔范围广,大孔、高精度孔、孔系几乎只能用它,精度IT9~IT7,大批生产用镗模提效率。
光整加工用珩磨孔——带磨条的珩磨头光整加工,工件固定,珩磨头转还来回动,磨条压着切极薄的料,轨迹是交叉网纹。为了轨迹不重复,回转数和往复行程数要互成质数;交叉角看往复速度和圆周速度,粗珩角大,精珩角小。得用大量切削液,排磨粒、降温、提质量;砂条行程两端要超出越程量,保证孔壁均匀;珩磨头和主轴浮动连接,减少主轴误差影响;磨条径向伸缩能手动、气动或液压调。珩磨精度IT7~IT6,圆度和圆柱度误差小,Ra0.2~0.025μm,表层变质层浅(2.5~25μm),效率高(砂条接触面积大,往复速度8~20m/min)。适合大批生产精密孔(发动机缸孔、液压装置孔),能加工长径比>10的深孔,但不能加工塑性大的有色金属孔、带键槽或花键的孔。
大批生产中小通孔用拉孔——特制拉刀在拉床上做,效率高,拉床分卧式(常用)和立式。拉削时拉刀低速直线动(主运动),工作齿数至少3个(不然不稳有环状纹),*多6-8个(不然力太大断刀)。拉削方式有三种:1. 分层式(普通拉刀,一层一层切,刀齿有分屑槽);2. 分块式(轮切式拉刀,每组2-3个齿切一层的一部分);3. 综合式(粗切分块,精切分层,兼顾效率和表面质量)。拉孔精度IT9~IT7,Ra6.3~1.6μm,精度看拉刀质量。拉刀靠已加工孔定位(前导部),所以孔和其他表面的位置精度难保证(回转体零件常先拉孔再加工其他表面)。能加工圆孔、成形孔、花键孔,但拉刀贵,不适合大孔。适合Φ10~80mm、孔深≤孔径5倍的中小通孔,大批生产用得多。
专业解答各类课程问题、介绍师资和学校情况