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為什么孔的加工比軸的加工難那么多,原來是這些因素決定的

 liuenk5gb 2019-05-16

為什么孔的加工比軸的加工難那么多,原來是這些因素決定的

各種孔加工刀具

孔的加工方式有很多種,比如鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、珩磨孔等等,這么多種孔的加工方式,也側(cè)面反映孔的加工難度大,不同類型的孔不同批量大小生產(chǎn)的孔,需要根據(jù)實際情況采用不同的生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn);

與軸的加工相比,孔加工的條件要差得多,加工孔要比加工軸困難太多,這是因為:

1)孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制,剛性差,容易產(chǎn)生彎曲變形和振動;

2)用定尺寸刀具加工孔時,孔加工的尺寸往往直接取決于刀具的相應(yīng)尺寸,刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度;

3)加工孔時,切削區(qū)在工件內(nèi)部,排屑及散熱條件差,加工精度和表面質(zhì)量都不易控制。

孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、珩磨孔等加工孔分別的限制因素

1、鉆孔

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鉆孔是孔的加工最常用的工藝,常用的鉆孔刀具有:麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等,其中最常用的是麻花鉆,其直徑規(guī)格為 Φ0.1-80mm。由于構(gòu)造上的限制,鉆頭的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均較低,加之定心性不好,鉆孔加工的精度較低,一般只能達到 IT13~IT11;鉆孔加工有兩種方式:一種是鉆頭旋轉(zhuǎn);另一種是工件旋轉(zhuǎn)。上述兩種鉆孔方式產(chǎn)生的誤差是不相同的,在鉆頭旋轉(zhuǎn)的鉆孔方式中,由于切削刃不對稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時,被加工孔的中心線會發(fā)生偏斜或不直,但孔徑基本不變;而在工件旋轉(zhuǎn)的鉆孔方式中則相反,鉆頭引偏會引起孔徑變化,而孔中心線仍然是直的。鉆孔主要用于加工質(zhì)量要求不高的孔,例如螺栓孔、螺紋底孔、油孔等。對于加工精度和表面質(zhì)量要求較高的孔,則應(yīng)在后續(xù)加工中通過擴孔、鉸孔、鏜孔或磨孔來達到。

2、擴孔

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擴孔是用擴孔鉆對已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進一步加工,以擴大孔徑并提高孔的加工質(zhì)量,擴孔鉆與麻花鉆相似,但刀齒數(shù)較多,沒有橫刃。擴孔加工的精度一般為 IT11~IT10 級,在鉆直徑較大的孔時(D ≥30mm ),常先用小鉆頭(直徑為孔徑的 0.5~0.7 倍)預(yù)鉆孔,然后再用相應(yīng)尺寸的擴孔鉆擴孔,這樣可以提高孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。擴孔除了可以加工圓柱孔之外,還可以用各種特殊形狀的擴孔鉆(亦稱锪鉆)來加工各種沉頭座孔和锪平端面示。锪鉆的前端常帶有導向柱,用已加工孔導向。

3、鉸孔

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鉸孔是孔的精加工方法之一,在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。對于較小的孔,相對于內(nèi)圓磨削及精鏜而言,鉸孔是一種較為經(jīng)濟實用的加工方法。鉸孔余量對鉸孔質(zhì)量的影響很大,余量太大,鉸刀的負荷大,切削刃很快被磨鈍,不易獲得光潔的加工表面,尺寸公差也不易保證;余量太小,不能去掉上工序留下的刀痕,自然也就沒有改善孔加工質(zhì)量的作用。一般粗鉸余量取為0.35~0.15mm,精鉸取為 0.15~0.05mm。鉸孔尺寸精度一般為 IT9~IT7級,鉸孔時必須用適當?shù)那邢饕哼M行冷卻、潤滑和清洗,以防止產(chǎn)生積屑瘤并及時清除切屑。與磨孔和鏜孔相比,鉸孔生產(chǎn)率高,容易保證孔的精度;但鉸孔不能校正孔軸線的位置誤差,孔的位置精度應(yīng)由前工序保證。鉸孔不宜加工階梯孔和盲孔。對于中等尺寸、精度要求較高的孔(例如IT7級精度孔),鉆—擴—鉸工藝是生產(chǎn)中常用的典型加工方案。

4、鏜孔

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鏜孔是在預(yù)制孔上用切削刀具使之擴大的一種加工方法,鏜孔工作既可以在鏜床上進行,也可以在車床上進行。鏜孔和鉆—擴—鉸工藝相比,孔徑尺寸不受刀具尺寸的限制,且鏜孔具有較強的誤差修正能力,可通過多次走刀來修正原孔軸線偏斜誤差,而且能使所鏜孔與定位表面保持較高的位置精度。鏜孔和車外圓相比,由于刀桿系統(tǒng)的剛性差、變形大,散熱排屑條件不好,工件和刀具的熱變形比較大,鏜孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率都不如車外圓高。

綜上分析可知, 鏜孔的加工范圍廣,可加工各種不同尺寸和不同精度等級的孔,對于孔徑較大、尺寸和位置精度要求較高的孔和孔系,鏜孔幾乎是唯一的加工方法。鏜孔的加工精度為 IT9~IT7級。鏜孔可以在鏜床、車床、銑床等機床上進行,具有機動靈活的優(yōu)點,生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。在大批大量生產(chǎn)中,為提高鏜孔效率,常使用鏜模。

5、拉孔

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拉孔是一種高生產(chǎn)率的精加工方法,它是用特制的拉刀在拉床上進行的。拉削時拉刀只作低速直線運動(主運動)。拉刀同時工作的齒數(shù)一般應(yīng)不少于3個,否則拉刀工作不平穩(wěn),容易在工件表面產(chǎn)生環(huán)狀波紋。為了避免產(chǎn)生過大的拉削力而使拉刀斷裂,拉刀工作時,同時工作刀齒數(shù)一般不應(yīng)超過6~8個。拉孔有三種不同的拉削方式,1)分層式拉削,2)分塊式拉削,3)綜合式拉削 ;拉刀是多刃刀具,在一次拉削行程中就能順序完成孔的粗加工、精加工和光整加工工作,生產(chǎn)效率高。拉孔精度主要取決于拉刀的精度,在通常條件下,拉孔精度可達 IT9~IT7,拉孔時,工件以被加工孔自身定位(拉刀前導部就是工件的定位元件),拉孔不易保證 孔與其它表面的相互位置精度;對于那些內(nèi)外圓表面具有同軸度要求的回轉(zhuǎn)體零件的加工,往往都是先拉孔,然后以孔為定位基準加工其它表面。拉刀不僅能加工圓孔,而且還可以加工成形孔,花鍵孔。拉刀是定尺寸刀具,形狀復(fù)雜,價格昂貴,不適合于加工大孔。拉孔常用在大批大量生產(chǎn)中加工孔徑為 Ф10~80mm 、孔深不超過孔徑5倍的中小零件上的通孔。

6、珩磨孔

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珩磨是利用帶有磨條(油石)的珩磨頭對孔進行光整加工的方法。珩磨時,工件固定不動,珩磨頭由機床主軸帶動旋轉(zhuǎn)并作往復(fù)直線運動。為了便于排出破碎的磨粒和切屑,降低切削溫度,提高加工質(zhì)量,珩磨時應(yīng)使用充足的切削液。為使被加工孔壁都能得到均勻的加工,砂條的行程在孔的兩端都要超出一段越程量。珩磨能獲得較高的尺寸精度和形狀精度,加工精度為 IT7~IT6 級,但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。磨削速度相比,珩磨頭的圓周速度雖不高(vc=16~60m/min),但由于砂條與工件的接觸面積大,往復(fù)速度相對較高(va=8~20m/min),所以珩磨仍有較高的生產(chǎn)率。珩磨在大批大量生產(chǎn)中廣泛用于發(fā)動機缸孔及各種液壓裝置中精密孔的加工,孔徑范圍一般為15-500mm或更大,并可加工長徑比大于10的深孔。但珩磨不適用于加工塑性較大的有色金屬工件上的孔,也不能加工帶鍵槽的孔、花鍵孔等。

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