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1、二、孔的加工,孔是箱体、支架、套筒、环、盘类零件上的重要表面，也是机械加工中经常遇到的表面。,在加工精度和表面粗糙度要求相同的情况下，加工孔比加工外圆面困难，生产率低，成本高：（1）刀具的尺寸受到被加工孔的尺寸的限制，故刀具的刚性差，不能采用大的切削用量。（2）刀具处于被加工孔的包围中，散热条件差，切屑排出困难，切削液不易进入切削区，切屑易划伤加工表面。,尺寸精度: 孔径和长度的尺寸精度。形状精度: 孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度。位置精度: 孔与孔或孔与外圆面的同轴度，孔与孔或孔与其它表面之间的尺寸精度、平行度、垂直度等。表面质量: 表面粗糙度、表层加工硬化和表层物理力学性能要求等。,孔的加
2、工方法:钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、孔的光整加工等。,高速钢刀具应用（钻头、铰刀）,钻孔(drilling) :在工件的实体部位加工孔的工艺过程刀具:麻花钻。机床:钻床、车床、镗床、铣床,台钻的主轴进给由转动进给手柄实现。台钻小巧灵活，使用方便，结构简单，主要用于加工小型工件上的各种小孔。在仪表制造、钳工和装配中用得较多。,立钻主轴的轴向进给可自动进给，也可作手动进给。在立钻上加工多孔工件可通过移动工件来完成。,用于大型工件、多孔工件上的大、中、小孔加工，广泛用于单件和成批生产中。,钻孔,播放,主要用于孔的粗加工，IT11级以下；表面粗糙度Ra25m 6. 3 m 。,麻花钻的组成和切
3、削部分,为了保证钻头必要的刚性和强度，工作部分的钻心直径向柄部方向递增。,刀柄：钻头的夹持部分，用来传递扭矩,颈部：磨柄部时退砂轮用，打标记,一、钻孔,2. 高速钢麻花钻的结构,钻头切削部分,5个刀刃,6个刀面,两条主切削刃,两条副切削刃,一条横刃,两个螺旋形前刀面,两个经刃磨获得的后刀面,两个圆弧段的副后刀面,1、麻花钻结构特点,1）横刃较长，横刃处前角为负值切削阻力大，据实验50% 的轴向力和15%的扭距。2）主切削刃上各点前角不同（靠近钻心处前角为负值）， 切削性能差。 3）钻头的副后角为零，摩擦力大。4）主切削刃外缘处刀尖角小，刀齿薄弱。5）主切削刃长，且全刀宽切削，排屑困难。,特点图
4、示,一、钻孔,3. 钻削用量1） 背吃刀量asp 单位：mm,一、钻孔,3. 钻削用量2）钻削速度vc 单位：m/min,一、钻孔,3. 钻削用量3）钻削进给量与进给速度： f 单位：mm/r fz 单位：mm/z Vf 单位：mm/min,钻孔用的夹具,（1）易引偏 引偏是孔径扩大或孔轴线偏移和不直的现象。由于钻头横刃定心不准，钻头刚性和导向作用较差，切入时钻头易偏移、弯曲。在钻床上钻孔易引起孔的轴线偏移和不直；在车床上钻孔易引起孔径扩大,a）在钻床上钻孔 b）在车床上钻孔,（2）排屑困难 钻孔的切屑较宽，在孔内被迫卷成螺旋状，流出时与孔壁发生剧烈摩擦而刮伤已加工表面，甚至会卡死或折断钻头。
5、,（3）切削温度高，刀具磨损快 切削时产生的切削热多，加之钻削为半封闭切削，切屑不易排出，切削热不易传出，使切削区温度很高。,(1)仔细刃磨钻头，使两个切削刃的长度相等和顶角对称；在钻头上修磨出分屑槽，将宽的切屑分成窄条，以利于排屑。,（2）用顶角2=90100的短钻头，预钻一个锥形坑可以起到钻孔时的定心作用。,（3）用钻模为钻头导向，可减少钻孔开始时的引偏， 特别是在斜面或曲面上钻孔时更有必要。,钻孔加工精度很低，生产率低。 可用于质量要求不高的孔的终加工，如螺钉孔、油孔等；也可用于技术要求高的孔的预加工或攻螺纹前的底孔加工。,5、切削液的选择,种类：乳化油液（冷却）、硫化切削油（润滑）、
6、动植物油（润滑） 。,用于对已钻孔的进一步加工，IT10 IT11级；表面粗糙度6. 3 3.2m 。,二、扩孔,1. 工艺特点1）扩孔是孔的半精加工方法；2）一般加工精度为IT10IT9；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 3.2m。,当钻削dw30mm直径的孔时，为了减小钻削力及扭矩，提高孔的质量，一般先用（0.50.7）dw大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率比直接用大钻头一次钻出时还要高。,扩孔钻,扩孔,扩孔钻特点：,1）刀齿数多（34个），故导向性好，切削平稳； 2）刀体强度和刚性较好； 3）没有横刃，改善了切削条件。 因此，大大
7、提高了切削效率和加工质量。,对技术要求不太高的孔，扩孔可作为终加工；对精度要求高的孔，常作为铰孔前的预加工。在成批或大量生产时，为提高钻削孔、铸锻孔或冲压孔的精度和降低表面粗糙度值，也常使用扩孔钻扩孔。,铰孔(reaming)是用铰刀对已有孔进行精加工的过程。,铰孔,播放,用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工，IT6 IT8级；表面粗糙度1.6 0.4m 。,铰刀的类型（a）直柄机用铰刀（b）锥柄机用铰刀c）硬质合金锥柄机用铰刀（d）手用铰刀（e）可调节手用铰刀（f）套式机用铰刀（g）直柄 莫式圆锥铰刀（h）手用1:50锥度铰刀,铰刀的类型,铰刀的结构,对手用铰刀，为增强导向作用，校准部分做得长
8、些。对机用铰刀，为减少机床主轴和铰刀同轴度误差的影响和避免过大的摩擦，应做得短些。,铰孔的方式有机铰和手铰两种。,a)手用铰刀 b)机用铰刀,L1工作部分；L2切削部分；L3修光部分；L4柄部,机用铰刀：由机床引导方向，导向性好，故工作部分尺寸短。直柄：1mm 20mm,锥柄： 5mm 50mm,手用较刀的柄部为圆柱形，端部制成方头，以便使用铰手。,铰刀特点：,1）刀齿数多（612个），制造精度高；具有修光部分，可以用来校准孔径、修光孔壁； 2）刀体强度和刚性较好（容屑槽浅，芯部直径大）；故导向性好，切削平稳； 3）铰孔的余量小切削力较小；铰孔时的切速度较低，产生的切削热较少。 因此，铰孔的加
9、工质量更好。,铰削用量的选择：,精铰时，一般半径上铰削余量为0.030.15mm,其值取决于工件材料及对孔要求的精度及表面粗糙度。 余量过大，则孔的精度不高，表面粗糙； 余量过小，切不掉表面缺陷层，影响孔的质量。一般铰削钢体时，切削速度为1.5 5m/min,铰铸铁时， 8 10m/min，切削速度过高，加剧刀具磨损，还会引起振动。,铰削用量的选择：,进给量不能取得过小，否则切削厚度过薄，铰刀的挤压作用会明显加大，加速铰刀后刀面的磨损。 一般铰削钢体时，进给量为0.3 2mm/r,铰铸铁时， 0.5 3mm/r 。,钻头、扩孔钻、铰刀都是标准刀具。中等尺寸以下较精密的孔，单件小批乃至大批大量生
10、产，采用钻扩铰这种典型加工方案进行加工非常方便。钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不易保证孔与孔之间的尺寸精度及位置精度。为此，可以利用钻模进行加工，或者采用镗孔。,镗孔(boring) ：利用镗刀对已有的孔进行加工对于直径较大的孔（一般D80100mm）、内成形面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法。,图 镗床镗孔,三 镗孔,图 车床镗孔,镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法称为镗削加工。镗削加工主要在铣镗床、镗床上进行，是常用的孔加工方法。,铣镗床镗孔主要用于机座、箱体、支架等大型零件上孔和孔系的加工。此外，铣镗床还可以加工外圆和平面。由于一些箱体和大型零件上的一些外圆和
11、端面与它们上的孔有位置精度要求，所以在镗床上加工孔的同时，也希望能在一次装夹工位内把这些外圆和端面都加工出来。镗孔加工精度为IT7IT8，表面粗糙度Ra值为0.80.1m。,镗床分为卧式镗床、坐标镗床、立式镗床等。卧式镗床：箱体、机架类零件上的孔或孔系；钻床或铣床：单件小批生产；车床：回转体零件上轴线与回转体轴线重合的孔。,卧式镗床结构简图 1-尾座 2后立柱 3前立柱 4主轴箱 5床身 6主轴 7工作台,卧式镗床结构示意图1-主轴箱 2-前立柱 3-镗杆 4-平旋盘 5-工作台 6-上滑座 7-下滑座 8-导轨 9-后支架 10-后立柱加工范围广，尤其适合于大型、复杂的箱体类零件上的孔的加工
12、。除镗孔外，还可以加工端面、平面、外圆、螺纹及钻孔等。零件可在一次安装中完成多表面的加工。,立式单柱坐标镗床1-床身 2-床鞍 3-工作台 4-立柱 5-主轴箱工作台三向敞开，操作方便。,立式双柱坐标镗床1-横梁 2、主轴箱 3、立柱 4、工作台 5、床身一般为大、中型坐标镗床,卧式坐标镗床1、下滑座 2-上滑座 3-工作台 4-立柱5-主轴箱,车床上镗孔：工件旋转、镗刀进给,a) 车通孔 b)车不通孔 c)车槽,在车床上镗孔,播放,镗床上镗孔：镗刀刀杆随主轴一起旋转，完成主运动；进给运动可由工作台带动工件纵向移动，也可由主轴带动镗刀杆轴向移动完成。,a)工件不动、刀具旋转并进给 b)刀具旋转
13、、工件进给,a）通孔单刃镗刀 b）盲孔单刃镗刀 c）浮动镗刀,单刃镗刀：结构简单，制造容易，通用性好。,双刃镗刀：两边都有切削刃，工作时，可以消除径向力对镗杆的影响，工件的径向尺寸与精度是由镗刀保证的。,1.镗孔不象扩孔、铰孔需要许多尺寸不同的刀具，而且容易保证相互位置精度。2.镗孔的生产率低，要求较高的操作技术，这是因为镗孔的尺寸精度要依靠调整刀具位置来保证。,一般镗孔的尺寸公差等级为IT8IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.8m；精细镗时，尺寸公差等级可达IT7IT6，表面粗糙度Ra值为0. 80. 2m。用于加工机座、箱体、支架等大型零件上孔径较大、尺寸精度和位置精度要求高的孔系，也可加
14、工单个孔、台阶孔和孔内环形槽、镗平面等。,拉孔(hole broaching)是用拉刀在拉床上加工孔的过程,拉 刀,拉削加工质量好，生产率高。拉刀寿命长，并且拉床结构简单。但拉刀结构复杂，制造比较麻烦，价格较高，因而多用于大量和批量生产的精加工。,拉刀的类型,头部与机床连接，传递运动和拉力。颈部头部和过渡锥连接部分。过渡锥部使拉刀容易进入工件孔中，起对准中心的作用。前导部起导向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉削前孔径是否太小，以免拉刀第一刀齿负荷太大而损坏。切削部切除全部的加工余量，由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。校准部起校准和修光作用，并作为精切齿的后备齿。后导部保持拉刀最后几个刀齿的正确
15、位置，防止拉刀即将离开工件时，工件下垂而损坏已加工表面。尾部防止长而重的拉刀自重下垂，影响加工质量和损坏刀齿。,拉刀以切削速度vc作主运动，进给运动是由后一个刀齿高出前一个刀齿（齿升量af）来完成的，从而能在一次行程中一层一层地从工件上切去多余的金属层，获得所要求的表面,拉孔时，工件的预制孔不必精加工，工件也不需夹紧，工件以端面靠紧在拉床的支承板上，因此工件的端面应与孔垂直，否则容易损坏拉刀。如果工件的端面与孔不垂直，则应采用球面自动定心的支承垫板来补偿。通过球形支承垫板的略微转动，可以使工件上的孔自动地调整到与拉刀轴线一致的方向。,1球面垫板 2工件 3拉刀,五、拉孔,1. 拉削过程,图6-
16、27 拉削圆孔,（1）生产率高。拉刀同时工作的刀齿多，而且一次行程能够完成粗、精加工。 （2）拉刀耐用度高。拉削速度低，每齿切削厚度很小，切削力小，切削热也少。 （3）加工精度高。拉削的尺寸公差等级一般可达IT8IT7，表面粗糙度Ra值为0.80.4m。 （4）拉床只有一个主运动（直线运动），结构简单，操作方便。 （5）加工范围广。拉削可以加工圆形及其它形状复杂的通孔、平面及其它没有障碍的外表面，但不能加工台阶孔、不通孔和薄壁孔。 （6）拉刀成本高，刃磨复杂，除标准化和规格化的零件外，在单件小批生产中很少应用。,拉削加工的各种表面,3.拉床拉床按用途可分为内拉床及外拉床，按机床布局可分为卧式和
17、立式。其中，以卧式内拉床应用最为普遍。如图所示为卧式内拉床的外形结构。,磨孔(hole grinding)是孔的精加工方法之一，可达到的尺寸公差等级为IT8IT6，表面粗糙度Ra值为1.60.4m。磨孔可以在内圆磨床或万能外圆磨床上进行。,万能外圆磨床,砂轮架安装在床身上，由单独电机驱动砂轮高速旋转，提供主运动；砂轮架还可以横向移动，使砂轮实现横向进给运动。工件头架安装在工作台上，带动工件旋转作圆周进给运动；头架可在水平面内扳转一定角度，以便磨削内锥面。工作台沿床身纵向导轨往复直线移动，带动工件作纵向进给运动。,磨孔时，砂轮旋转为主运动，工件低速旋转为圆周进给运动（其方向与砂轮旋转方向相反），
18、工作台带动工件作纵向进给运动。 ，切深运动为砂轮周期性的径向进给运动,（1）可磨淬硬孔；（2）不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可以提高孔轴线的直线度。（3）同一个砂轮，可以磨削不同直径的孔。（4）生产率比铰孔低，比拉孔更低。,研磨孔(hole lapping)是孔的光整加工方法，需要在精镗、精铰或精磨后进行。研磨后孔的尺寸公差等级可提高到IT6IT4，表面粗糙度Ra值为0.10.008m，圆度和圆柱度亦相应提高。,在车床上研磨套类零件孔：研具为可调式研磨棒。研磨前，套上工件，将研磨棒安装在车床上，涂上研磨剂，调整研磨棒直径使其对工件有适当的压力，即可进行研磨。研磨时，研磨棒旋转，手握工
19、件往复移动。,珩磨孔(honing)是对孔进行的较高效率的光整加工方法，需在磨削或精镗的基础上进行。珩磨后孔的尺寸公差等级可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值为0.20.025m，孔的形状精度亦相应提高。,珩磨是利用装有磨条的珩磨头来加工孔的，加工时工件视其大小可安装在机床的工作台或夹具中。具有若干个磨条的珩磨头插入已加工过的孔中，由机床主轴带动旋转且作轴向往复运动（0.16str/s1.6str/s）。磨条以一定的压力与孔壁接触，即可从工件表面切去极薄的一层金属。为得到较小的Ra值，切削轨迹应成均匀而不重复的交叉网纹。,磨条材料：加工钢件:氧化铝；加工铸铁、不锈钢和有色金属:碳化硅。珩磨孔多在专用的机床上进行，在单件小批量生产中，也可在改装的立式钻床上进行。,（1）生产率高。（2）孔的加工精度高。（3）适应性广。珩磨可加工铸铁件、淬火和不淬火的钢件以及青铜件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。加工的孔径为3500mm，孔的深径比可达10以上。,珩孔广泛用于大批量生产中加工发动机的气缸、液压装置的油缸筒及各种炮筒等。,
