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鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔這些加工方式有什么區(qū)別呢?

電子工程師 ? 來源:世界先進(jìn)制造技術(shù)論壇 ? 2020-09-08 11:53 ? 次閱讀

孔加工大家都不陌生,但鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔這些加工方式有什么區(qū)別呢?今天我就來說一說。

鉆孔與擴(kuò)孔

1. 鉆孔

鉆孔是在實(shí)心材料上加工孔的第一道工序,鉆孔直徑一般小于80mm 。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(duì)稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時(shí),被加工孔的中心線會(huì)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(huì)引起孔徑變化,而孔中心線仍然是直的。

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Ф0.1~Ф80mm。

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(dá)到IT13~I(xiàn)T11;表面粗糙度也較大,Ra一般為50~12.5μm;但鉆孔的金屬切除率大,切削效率高。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(duì)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(kuò)孔、鉸孔、鏜孔或磨孔來達(dá)到。

2. 擴(kuò)孔

擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步加工,以擴(kuò)大孔徑并提高孔的加工質(zhì)量,擴(kuò)孔加工既可以作為精加工孔前的預(yù)加工,也可以作為要求不高的孔的最終加工。擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似,但刀齒數(shù)較多,沒有橫刃。

與鉆孔相比,擴(kuò)孔具有下列特點(diǎn):(1)擴(kuò)孔鉆齒數(shù)多(3~8個(gè)齒)、導(dǎo)向性好,切削比較穩(wěn)定;(2)擴(kuò)孔鉆沒有橫刃,切削條件好;(3)加工余量較小,容屑槽可以做得淺些,鉆芯可以做得粗些,刀體強(qiáng)度和剛性較好。擴(kuò)孔加工的精度一般為IT11~IT10級(jí),表面粗糙度Ra為12.5~6.3。擴(kuò)孔常用于加工直徑小于Ф100mm 的孔。在鉆直徑較大的孔時(shí)(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(kuò)孔鉆擴(kuò)孔,這樣可以提高孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

擴(kuò)孔除了可以加工圓柱孔之外,還可以用各種特殊形狀的擴(kuò)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(dǎo)向柱,用已加工孔導(dǎo)向。

鉸孔

鉸孔是孔的精加工方法之一,在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。對(duì)于較小的孔,相對(duì)于內(nèi)圓磨削及精鏜而言,鉸孔是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工方法。

1. 鉸刀

鉸刀一般分為手用鉸刀及機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀柄部為直柄,工作部分較長,導(dǎo)向作用較好,手用鉸刀有整體式和外徑可調(diào)整式兩種結(jié)構(gòu)。機(jī)用鉸刀有帶柄的和套式的兩種結(jié)構(gòu)。鉸刀不僅可加工圓形孔,也可用錐度鉸刀加工錐孔。

2. 鉸孔工藝及其應(yīng)用

鉸孔余量對(duì)鉸孔質(zhì)量的影響很大,余量太大,鉸刀的負(fù)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01.5~0.05mm。

為避免產(chǎn)生積屑瘤,鉸孔通常采用較低的切削速度(高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí),v <8m/min)進(jìn)行加工。進(jìn)給量的取值與被加工孔徑有關(guān),孔徑越大,進(jìn)給量取值越大,高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí)進(jìn)給量常取為0.3~1mm/r。

鉸孔時(shí)必須用適當(dāng)?shù)那邢饕哼M(jìn)行冷卻、潤滑和清洗,以防止產(chǎn)生積屑瘤并及時(shí)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。

鉸孔尺寸精度一般為IT9~I(xiàn)T7級(jí),表面粗糙度Ra一般為3.2~0.8 。對(duì)于中等尺寸、精度要求較高的孔(例如IT7級(jí)精度孔),鉆—擴(kuò)—鉸工藝是生產(chǎn)中常用的典型加工方案。

鏜孔

鏜孔是在預(yù)制孔上用切削刀具使之?dāng)U大的一種加工方法,鏜孔工作既可以在鏜床上進(jìn)行,也可以在車床上進(jìn)行。

1. 鏜孔方式

鏜孔有三種不同的加工方式:

1)工件旋轉(zhuǎn),刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔方式。工藝特點(diǎn)是:加工后孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)軸線一致,孔的圓度主要取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度,孔的軸向幾何形狀誤差主要取決于刀具進(jìn)給方向相對(duì)于工件回轉(zhuǎn)軸線的位置精度。這種鏜孔方式適于加工與外圓表面有同軸度要求的孔。

2)刀具旋轉(zhuǎn),工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 鏜床主軸帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn),工作臺(tái)帶動(dòng)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

3) 刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 采用這種鏜孔方式鏜孔,鏜桿的懸伸長度是變化的,鏜桿的受力 變形也是變化的,靠近主軸箱處的孔徑大,遠(yuǎn)離主軸箱處的孔徑小,形成錐孔。此外,鏜桿懸伸長度增大,主軸因自重引起的彎曲變形也增大,被加工孔軸線將產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲。這種鏜孔方式只適于加工較短的孔。

2. 金剛鏜

與一般鏜孔相比,金剛鏜的特點(diǎn)是背吃刀量小,進(jìn)給量小,切削速度高,它可以獲得很高的加工精度(IT7~I(xiàn)T6)和很光潔的表面(Ra為0.4~0.05 )。金剛鏜最初用金剛石鏜刀加工,現(xiàn)在普遍采用硬質(zhì)合金、CBN和人造金剛石刀具加工。主要用于加工有色金屬工件,也可用于加工鑄鐵件和鋼件。

金剛鏜常用的切削用量為:背吃刀量預(yù)鏜為 0.2~0.6mm,終鏜為0.1mm ;進(jìn)給量為0.01~0.14mm/r;切削速度加工鑄鐵時(shí)為100~250m/min,加工鋼時(shí)為150~300m/min,加工有色金屬時(shí)為300~2000m/min。

為了保證金剛鏜能達(dá)到較高的加工精度和表面質(zhì)量,所用機(jī)床(金剛鏜床)須具有較高的幾何精度和剛度,機(jī)床主軸支承常用精密的角接觸球軸承或靜壓滑動(dòng)軸承,高速旋轉(zhuǎn)零件須經(jīng)精確平衡;此外,進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必須十分平穩(wěn),保證工作臺(tái)能做平穩(wěn)低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

金剛鏜的加工質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高,在大批大量生產(chǎn)中被廣泛用于精密孔的最終加工,如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸孔、活塞銷孔、機(jī)床主軸箱上的主軸孔等。但須引起注意的是:用金剛鏜加工黑色金屬制品時(shí),只能使用硬質(zhì)合金和CBN制作的鏜刀,不能使用金剛石制作的鏜刀,因金剛石中的碳原子與鐵族元素的親和力大,刀具壽命低。

3. 鏜刀

鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。

4. 鏜孔的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

鏜孔和鉆—擴(kuò)—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(qiáng)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(jí)的孔,對(duì)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~I(xiàn)T7級(jí),表面粗糙度Ra為 。鏜孔可以在鏜床、車床、銑床等機(jī)床上進(jìn)行,具有機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn),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。

珩磨孔

1. 珩磨原理及珩磨頭

珩磨是利用帶有磨條(油石)的珩磨頭對(duì)孔進(jìn)行光整加工的方法。珩磨時(shí),工件固定不動(dòng),珩磨頭由機(jī)床主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。珩磨加工中,磨條以一定壓力作用于工件表面,從 工件表面上切除一層極薄的材料,其切削軌跡是交叉的網(wǎng)紋。為使砂條磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不重復(fù),珩磨頭回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)與珩磨頭每分鐘往復(fù)行程數(shù)應(yīng)互成質(zhì)數(shù)。

珩磨軌跡的交叉角θ與珩磨頭的往復(fù)速度va及圓周速度vc有關(guān),θ角的大小影響珩磨的加工質(zhì)量及效率,一般粗珩時(shí)取θ=40~60°,精珩時(shí)取。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(shí)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。為保證珩磨余量均勻,減少機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響,珩磨頭和機(jī)床主軸之間大都采用浮動(dòng)連接。

珩磨頭磨條的徑向伸縮調(diào)整有手動(dòng)、氣動(dòng)和液壓等多種結(jié)構(gòu)形式。

2. 珩磨的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

1)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(jí),孔的圓度和圓柱度誤差可控制在 的范圍之內(nèi),但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。

2)珩磨能獲得較高的表面質(zhì)量,表面粗糙度Ra為0.2~0.025μm,表層金屬的變質(zhì)缺陷層深度極微(2.5~25μm)。

3)與磨削速度相比,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(duì)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(dòng)機(jī)缸孔及各種液壓裝置中精密孔的加工,孔徑范圍一般為 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。

拉孔

1. 拉削與拉刀

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(jìn)行的。拉床分臥式拉床和立式拉床兩種,以臥式拉床最為常見。

拉削時(shí)拉刀只作低速直線運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)一般應(yīng)不少于3個(gè),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(shí),同時(shí)工作刀齒數(shù)一般不應(yīng)超過6~8個(gè)。

拉孔有三種不同的拉削方式,分述如下:

(1)分層式拉削 這種拉削方式的特點(diǎn)是拉刀將工件加工余量一層一層順序地切除。為了便于斷屑,刀齒上磨有相互交錯(cuò)的分屑槽。按分層式拉削方式設(shè)計(jì)的的拉刀稱為普通拉刀。

(2)分塊式拉削 這種拉削方式的特點(diǎn)是加工表面的每一層金屬是由一組尺寸基本相同但刀齒相互交錯(cuò)的刀齒(通常每組由2~3個(gè)刀齒組成)切除的。每個(gè)刀齒僅切去一層金屬的一部分。按分塊拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀稱為輪切式拉刀。

(3)綜合式拉削 這種方式集中了分層及分塊式拉削的優(yōu)點(diǎn),粗切齒部分采用分塊式拉削,精切齒部分采用分層式拉削。這樣既可縮短拉刀長度,提高生產(chǎn)率,又能獲得較好的表面質(zhì)量。按綜合拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀稱為綜合式拉刀。

2. 拉孔的工藝特征及應(yīng)用范圍

1)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。

2)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(dá)IT9~IT7,表面粗糙度Ra可達(dá)6.3~1.6 μm。

3)拉孔時(shí),工件以被加工孔自身定位(拉刀前導(dǎo)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(duì)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(zhǔn)加工其它表面。

4)拉刀不僅能加工圓孔,而且還可以加工成形孔,花鍵孔。

5)拉刀是定尺寸刀具,形狀復(fù)雜,價(jià)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。

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原文標(biāo)題:鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔,區(qū)別在哪?

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