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内孔表面的加工

时间:2022-10-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:这类孔加工难度较大,对刀具和机床均有特殊要求。本节仅讨论圆柱孔的加工。拟定孔的加工方案时,应考虑孔径的大小和孔的深浅、精度和表面粗糙度等的要求;还要考虑工件的材料、形状、尺寸、重量和批量以及车间的具体生产条件。根据各种零件内孔表面的尺寸、长径比、精度和表面粗糙度要求,在实体材料上加工内孔。尺寸精度达IT6以上,表面粗糙度Ra值不大于0.4~0.025μm。

4.2 内孔表面的加工

机器零件中,除外圆表面外,较多的便是内孔表面。它是盘套、支架、箱体等零件的主要组成表面之一,常见内孔表面有以下几种:

(1)配合用孔。装配中有配合要求的孔。例如,与轴有配合要求的套筒孔、齿轮或带轮上的孔、车床尾座体孔、主轴箱箱体上的主轴和传动轴的轴承孔等。其中箱体上的孔往往构成孔系。这类孔的加工精度要求较高。

(2)非配合用孔。装配中无配合要求的孔。例如,紧固螺栓用孔、油孔、内螺纹底孔、齿轮或带轮轮辐孔等。这类孔的加工精度要求不高。

(3)深孔。长径比L/D>5~10的孔称为深孔,例如,车床主轴上的轴向通孔。这类孔加工难度较大,对刀具和机床均有特殊要求。

(4)圆锥孔。例如,车床主轴前端的锥孔、钻床刀杆的锥孔等。这类孔的加工精度和表面质量要求均较高。

本节仅讨论圆柱孔的加工。由于各种孔的作用不同、结构不同、技术要求不同,也需视具体生产条件拟定合理的加工方案。

4.2.1 内孔表面的技术要求

技术要求是拟定工艺方案的重要依据。与外圆表面类似,内孔表面的技术要求也有以下四个方面:

1.尺寸精度

指孔径和孔长的尺寸精度及孔系中孔与孔、孔与相关表面间的尺寸精度等。

2.形状精度

指内孔表面的圆度、圆柱度及素线直线度和轴线直线度等。

3.位置精度

指孔与孔(或与外圆表面)间的同轴度、对称度、位置度、径向圆跳动,孔与孔(或与相关平面)间的垂直度、平行度、倾斜度等。

4.表面质量

指内孔表面的粗糙度及表层物理力学性能的要求等。

4.2.2 孔加工方案的分析

孔加工可以在车床、钻床、镗床、拉床或磨床上进行,大孔和孔系则常在镗床上加工。拟定孔的加工方案时,应考虑孔径的大小和孔的深浅、精度和表面粗糙度等的要求;还要考虑工件的材料、形状、尺寸、重量和批量以及车间的具体生产条件(如现有加工设备等)。

若在实体材料上加工孔(多属中小尺寸的孔),必须先采用钻孔。若是对已经铸出或锻出的孔(多为中、大型孔)进行加工,则可直接采用扩孔或镗孔,孔径在80mm以上时,以镗孔为宜。

至于孔的精加工,铰孔和拉孔适于加工未淬硬的中、小直径的孔;中等直径以上的孔,可以采用精镗或精磨;淬硬的孔只能用磨削进行精加工。

在孔的光整加工方法中,珩磨多用于直径稍大的孔,研磨则对大孔和小孔都适用。

孔加工与外圆面加工相比,虽然在切削机理上有许多共同点,但是,在具体的加工条件上,却有着较大差异。孔加工刀具的尺寸,受所加工孔限制。一般呈细长状,刚性较差。加工孔时,刀具处在工件材料的包围之中,散热条件差,切屑不易排除,切削液难以进入切削区。因此,加工同样精度和表面粗糙度的孔,要比加工外圆面困难,成本也高。

根据各种零件内孔表面的尺寸、长径比、精度和表面粗糙度要求,在实体材料上加工内孔。其加工方案大致有以下几类:

1.低精度内孔表面的加工

对精度要求不高的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属体,经一次钻孔即可达到要求。尺寸精度达IT10以下,表面粗糙度Ra值不大于50~12.5μm。

2.中等精度内孔表面的加工

对于精度要求中等的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属件,当孔径小于30mm时,采用钻孔后扩孔;孔径大于30mm,采用钻孔后粗镗达到要求。尺寸精度达IT10~IT9表面粗糙度Ra值不大于6.3~3.2μm。

3.较高精度内孔表面的加工

对于精度要求较高的除淬硬钢外的零件内孔表面,当孔径小于20mm时,应采用钻孔后铰孔;孔径大于20mm时,视具体条件,先用下列方案之一

·钻—扩—铰;

·钻—粗镗—精镗;

·钻—镗(或扩)—磨;

·钻—拉。

4.高精度内孔表面的加工

对于精度要求很高的内孔表面,当孔径小于12mm时,可采用钻—粗铰—精铰方案;孔径大于12mm时,视具体条件选用下列方案之一:

·钻—扩(或镗)—粗铰—精铰;

·钻—拉—精拉;

·钻—扩(或镗)—粗磨—精。

尺寸精度达IT7~IT6,表面粗糙度Ra值不大于0.8~0.4μm。

5.精密内孔表面的加工

对于精度要求更高的精密内孔表面,可在高精度内孔表面加工方案的基础上,视情况分别采用手铰、精细镗、精拉、精磨、研磨、珩磨、挤压或滚压等精细加工方法加工。尺寸精度达IT6以上,表面粗糙度Ra值不大于0.4~0.025μm。图4-2给出了孔加工方案的框图,可以作为拟订方案的依据和参考。

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图4-2 孔加工(在实体材料上)方案框图(Ra的单位为μm)

与外圆表面一样,内孔表面加工方案的拟订也与零件材料性质、热处理要求等有关。例如,有色金属零件精加工不宜采用磨削;钢件如需调质处理,在钻—铰方案中,应安排在钻削之后;在镗—磨方案中,安排在粗镗之后;淬火一般安排在磨削之前;渗氮则安排在粗磨和精磨之间,并注意渗氮前要调质处理。

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