《机械制造基础》课件4.2套类零件的加工方法.pptx

1、4.2套类零件的加工方法 01孔的一般加工02孔的精密加工03深孔的加工4.2.1孔的一般加工 机械零件中，除外圆表面外，较多的则是内孔表面，它是盘套、支架、箱体类零件的主要组成表面之一。一般地，常见的内孔表面主要有以下几种:（1）配合用孔 配合用孔是指装配中有配合要求的孔。如车床尾座体孔、齿轮或带轮上的孔、与轴有配合要求的套筒孔、主轴箱体上的主轴和传动轴的轴承孔等都是配合用孔，其中箱体上的孔往往构成孔系，且加工精度要求较高。（2）非配合用孔 非配合用孔是指装配中无配合要求的孔。如油孔、内螺纹底孔、齿轮或带轮轮辐孔等都是非配合用孔，其加工精度要求不高。（3）深孔 深度与直径之比大于5（L/D

2、5）的孔称为深孔。如车床主轴上的轴向通孔。由于深孔加工难度大，对刀具和机床均有特殊要求。（4）圆锥孔 如车床主轴前端的锥孔、钻床刀杆的锥孔等。通常圆锥孔有较高的加工精度和表面质量要求。套类零件的主要加工表面是内孔。与外圆表面相比，孔的加工难度较大，所使用刀具的安装以及其直径、长度等都受到被加工孔尺寸的限制，因此，加工同样等级的内孔和外圆时，一般孔加工往往需要较多的工序，同时加工过程产生废品的可能性也较大。1.钻孔 钻孔是用钻头在实体材料上加工孔的方法。通常采用麻花钻(图4-4)钻孔，但由于钻头的强度和刚性较差，排屑较困难，切削液不易注入，因此，孔的精度较低，表面质量比较差，一般公差等级为IT1

3、3IT12,表面粗糙度值为Ra（12.56.3）m。图4-4 麻花钻的组成 a)钻头整体结构 b)钻头切削部分 1前刀面 2、8副切削刃（棱边）3、7主切削刃 4、6后刀面 5横刃 9副后刀刃1.钻孔 在钻孔加工时，为了防止和减少钻孔时钻头产生偏移，常采用下列工艺措施:1)钻孔前先加工端面，保证端面与钻头中心线垂直。2)先用钻头或中心钻在端面上预钻一个凹坑，以引导钻头钻削。3)刃磨钻头时，使两个主切削刃对称。4)钻小孔或深孔时，应选用较小的进给量，以减小钻削的轴向力，使钻头不易产生弯曲变形而引起偏移。5)采用工件旋转的钻削方式。6）采用钻套引导钻头。钻孔时，钻头直径一般不超过80mm。钻直径大

4、于30mm的孔时，常采用两次钻削，即先钻较小(被加工孔径的0.50.7倍)的孔，再用大直径钻头进行扩钻。2.扩孔 扩孔是用扩孔工具扩大工件孔径的加工方法。通常采用扩孔钻(图4-5)扩孔，扩孔钻与麻花钻相比，由于没有横刃，工作平稳，容屑槽小，刀体刚性好，工作中导向性好，故对孔的误差有一定的校正能力。扩孔通常作为铰孔前的预加工，也可作为孔的最终加工，一般能达到的公差等级为IT12 TT10,表面粗糙度值为Ra(6.33.2)m。图4-5 扩孔钻1前刀面 2主切削刃 3钻心 4后刀面 5刃带2.扩孔 扩孔余量一般为孔径的1/8（1/8 D）左右。使用高速钢扩孔钻加工钢料时，切削速度可选为1540m/

5、min,进给量可选为0.42mm/r，故扩孔生产率比较高。当孔径大于10mm时，切削力矩很大，故很少应用扩孔，而采用镗孔。铰孔主要用于加工中小尺寸的孔，孔径般在3150mm范围内。铰孔时以本身孔作导向，故不能纠正位置误差，因此，孔的有关位置精度应由铰孔前的预加工工序保证。3.铰孔 铰孔是对未淬火孔进行精加工的种方法。铰孔时，因切削速度低，加工余量小，使用的铰刀(图4-6)刀齿多、结构特殊(有切削和校正部分)、刚性好、精度高等因素，故铰孔后的质量比较高。铰孔能达到孔径尺寸公差等级般为IT11IT17。手铰可达IT6,表面租糙度值为Ra(0.16.3)m。3.铰孔为了保证铰孔时的加工质量，应注意以

6、下几点:1)合理选择铰孔余量和切削规范。铰孔的加工余量视孔径、材料及公差等级要求等而异。对孔径为5 80mm，公差等级为IT10IT7的孔，一般分粗铰和精铰。加工余量太小时，往往不能全部切除上道工序的加工痕迹，同时由于刀齿不能连续切削而以很大的压力沿孔壁打滑，使孔壁的质量下降。加工余量太大时，则会因切削力大，发热多引起铰刀直径增大及颤动，致使孔径扩大。加工余量的选择可参见表4-3。加工余量孔径121883030 5050 80粗饺0.100.140.180.20精饺0.050.060.070.10总余量0.150.200.250.303.铰孔为了保证铰孔时的加工质量，应注意以下几点:2）合理选

7、用切削速度。合理选用切削速度可以减少积屑瘤的产生，防止表面质量下降。铰削铸铁时可选为810m/min,铰削钢时的切削速度要比铸铁时低，粗铰为410m/min,精铰为1.55m/min。铰孔的进给量也不能太小，因进给量过小会使切屑太薄，致使切削刃不易切入金属层而打滑，甚至产生啃刮现象，破坏了表面质量，还会引起铰刀振动，使孔径增大。3.铰孔为了保证铰孔时的加工质量，应注意以下几点:3）合理使用铰刀。铰削时，切削刃应保持锋利和光洁，切削刃上应没有缺口、裂纹或残留切屑及毛刺等。铰刀的中心线与被加工孔的中心线要一致，以防止孔径扩大或“喇叭口”现象。一般采用浮动夹头来装夹刀具。图4-6 铰刀a）手用铰刀

8、b）机用铰刀3.铰孔为了保证铰孔时的加工质量，应注意以下几点:4）合理选择底孔。底孔(即前道工序加工的孔)的精度高低，对铰孔质量影响很大，底孔精度低就不容易得到高的铰孔精度。例如，上一道工序造成轴线重斜,由于铰削量小,且铰刀与机床主轴常采用浮动连接，故铰孔时就难以纠正。对于精度要求高的孔，在精铰前应先经过扩孔、镗孔等工序,使底孔误差减小，才能保证精铰质量。5)正确选择切削液。铰削时，切削液对表面质量有很大影响，铰削钢材时必须使用切削液，一般常选用乳化液。对铸铁零件一般不加切削液，如要进一步提高表面质量，也可选用煤油作切削液。手铰往往比机铰质量高，其主要原因是:切削速度低，切削温度不高，不易产生

9、积屑瘤，切削时无振动，刀具中心位置完全由孔自身来引导等。因此，孔加工质量要求很高时多在机铰后再进行手铰。4.镗孔 镗孔是最常用的孔加工方法之一，所用的刀具为镗刀(图4-7)。镗孔可以作为铰孔、磨孔前的粗加工，也可以作为精加工，并且加工范围很广，可以加工各种不同类型零件上的孔。镗孔一般在镗床上进行，也可以在车床、铣床和数控机床、加工中心上进行。一般镗孔能达到的公差等级为 IT8 IT7，表面粗糙度值为Ra(0.81.6)m。图4-7 镗刀 a）通孔镗刀 b）盲孔镗 4.镗孔 由于镗孔时刀具(镗杆和镗刀)尺寸受到被加工孔径的限制，因此，一般刚性较差，容易引起弯曲和扭转振动，特别是镗直径小，离支承位

10、置较远的孔，振动情况更为严重，会影响孔径的精度。与扩孔和铰孔相比，镗孔的生产率比较低，但在单件小批生产中是较经济的，主要由于刀具成本低，而且镗孔能保证孔中心线的准确位置，并能修正毛坯或上道工序加工后所造成的孔的轴线歪曲和偏斜。对于直径很大(100mm)的孔和大型零件的孔，镗孔是唯一的加工方法。5.拉孔 拉孔是指在拉床上用拉刀对工件进行拉削加工的方法。拉削加工的形状如下图所示。5.拉孔 1）拉刀。拉刀可分为花键拉刀和圆孔拉刀等，花键拉刀的结构与圆孔拉刀基本相同，其区别在齿形部分。上图所示为圆孔拉刀的组成，其各部分作用如下:头部供拉床夹持，传递动力。颈部连接头部与其他部分，亦在此处打标记(刀具材料

11、、尺寸规格等)。过渡锥使拉刀易于切入待加工表面并起定心作用。前导部起导向和定心作用，防止拉刀切入工件后发生歪斜，并可检查拉孔前的孔径是否过小，以免拉刀第一个刀齿负荷太大而损坏。切削部担负着全部切削工作。由粗切齿、过渡齿和精切齿三个部分组成。这些刀齿的直径由前导部向后逐渐增大，最后一个精切齿的直径应保证被拉削孔获得所要求的尺寸。校准部有几个校准齿，其直径与拉削后的孔径相同，只起校准和修光作用，以提高加工精度，减小表面粗糙度值。后导部保持刀具最后的正确位置，防止拉刀离开工件时损坏已加工表面或刀齿。尾部用于支承较长的拉刀。5.拉孔 2）拉削过程 拉削加工只有一个主运动，即拉刀在拉床液压力作用下以一定

12、的切削速度作直线运动。进给运动由拉刀本身的结构实现，即拉刀后一刀齿比前一刀齿高出一个齿升量，每一刀齿依次切去一层厚度为齿升量的金属层，总的背吃刀量在一次行程中被全部切除。5.拉孔 3)拉削有以下一些特点:生产率高。拉削属多刃切削，一次行程能完成租、精加工。加工质量好。拉削切削速度低(0.3m/s)，(5)的孔称为深孔，深径比不大的孔，可用麻花钻在普通钻床、车床上加工；深径比大的孔，必须采用特殊的刀具、设备及加工方法。深孔加工比一般的孔加工要复杂和困难得多。深孔加工的工艺主要有以下特点:1)深孔加工的刀杆细长，强度和刚度比较差，在加工时容易引偏和振动，因此，在刀头上设置支承导向极为重要。2)切屑

13、排除困难。如果切屑堵塞，则会引起刀具崩刃，甚至折断，因此需采取强制排屑措施。3)刀具冷却散热条件差，切削液不易注入切削区，使刀具温度升高，刀具寿命降低，因此，必须采用有效的降温方法。2.深孔的钻削方式 在单件小批生产中，深孔钻削常在卧式车床或转搭车床上用接长的麻花钻加工。有时工件作两次安装，从两端钻成。钻削时钻头须多次退出，以排除切屑和冷却刀具。采用这种切削方式，劳动强度大且生产率低。在大批生产中，普遍用深孔结床和深孔钻头进行加工。深孔加工一般采用工件旋转、钻头轴向进给，或钻头与工件同时反向旋转、钻头轴向进给方式进行。这两种方式都不易使深礼的轴线偏斜，尤其后者更为有利，但设备比较复杂。若工件很

14、大，旋转有困难，则可将工件固定，使钻头旋转并轴向进给。当旋转轴线与工件轴线有偏斜，则加工后的轴线也将有偏斜。3.深孔加工的刀具结构特点 1)深孔钻头的导向性能要好，防止加工中引偏。2)为了有利于排屑，必须能使切屑成碎裂状或粉状屑，而不是呈带状。3)深孔钻头上必须有进出油孔或通道，供流通切削液并排除切屑。4)深孔钻头必须有良好的切削性能，并且在连续切削的条件下，具有较高的耐磨性和热硬性。4.深孔加工的冷却和排屑方式 1）内排屑方式。高压切削液由钻杆与工件孔壁间的空隙处压入切削区，然后带着切屑从钻杆中的内孔排出。这样不会划伤已加工的孔壁，而且钻杆直径可增大，也同时增强了钻杆的扭转刚度和弯曲刚度，因此可提高进给量，且孔轴线偏移量也较小，一般为0.1 0.3mm/m。采用深孔钻头需配备油压头，深孔钻头装在油压头机构内。油压头的前端与工件贴合，工件由主轴带动旋转。足够流量的高压油从油压头中的油管注入，通过钻杆和工件壁间的空隙处压入切削区，起冷却作用，再从钻杆内孔中带着大量切屑排出。压力和流量过小时，不易使切屑排出，会使温度升高，刀具易磨损。2)外排屑方式。切削液的流向正好与内排屑方式相反。课后练习 5.套类零件的孔有哪几种？这几类孔的加工方法有什么特点？