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北京機械加工廠孔加工之鏜孔與拉孔


北京機械加工廠淺談孔加工中鏜孔與拉孔。

一、鏜孔

鏜孔是在預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。

1. 鏜孔方式

鏜孔有三種不同的加工方式。

(1)工件旋轉,刀具作進給運動 在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔方式。工藝特點是:加工后孔的軸心線與工件的回轉軸線一致,孔的圓度主要取決于機床主軸的回轉精度,孔的軸向幾何形狀誤差主要取決于刀具進給方向相對于工件回轉軸線的位置精度。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,工件作進給運動 鏜床主軸帶動鏜刀旋轉,工作臺帶動工件作進給運動。

(3) 刀具旋轉并作進給運動 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,被加工孔軸線將產生相應的彎曲。這種鏜孔方式只適于加工較短的孔。

2. 鏜刀

鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。

3. 鏜孔的工藝特點及應用范圍

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,鏜孔的加工質量和生產效率都不如車外圓高。

4. 金剛鏜

與一般鏜孔相比,金剛鏜的特點是背吃刀量小,進給量小,切削速度高,它可以獲得很高的加工精度(IT7~IT6)和很光潔的表面(Ra為 0.4~0.05 μm)。金剛鏜最初用金剛石鏜刀加工,現在普遍采用硬質合金、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:背吃刀量預鏜為 0.2~0.6mm,終鏜為0.1mm ;進給量為 0.01~0.14mm/r ;切削速度加工鑄鐵時為100~250m/min ,加工鋼時為150~300m/min ,加工有色金屬時為 300~2000m/min。

為了保證金剛鏜能達到較高的加工精度和表面質量,所用機床(金剛鏜床)須具有較高的幾何精度和剛度,機床主軸支承常用精密的角接觸球軸承或靜壓滑動軸承,高速旋轉零件須經精確平衡;此外,進給機構的運動必須十分平穩,保證工作臺能做平穩低速進給運動。

金剛鏜的加工質量好,生產效率高,在大批大量生產中被廣泛用于精密孔的最終加工,如發動機氣缸孔、活塞銷孔、機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,只能使用硬質合金和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。

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,具有機動靈活的優點,生產中應用十分廣泛。在大批大量生產中,為提高鏜孔效率,常使用鏜模。

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二、拉孔

1. 拉削與拉刀

拉孔是一種高生產率的精加工方法,它是用特制的拉刀在拉床上進行的。拉床分臥式拉床和立式拉床兩種,以臥式拉床最為常見。

拉削時拉刀只作低速直線運動(主運動)。拉刀同時工作的齒數一般應不少于3個,否則拉刀 工作不平穩,容易在工件表面產生環狀波紋。為了避免產生過大的拉削力而使拉刀斷裂,拉刀工作時,同時工作刀齒數一般不應超過6~8個。

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的分屑槽。按分層式拉削方式設計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的刀齒(通常每組由2-3個刀齒組成)切除的。每個刀齒僅切去一層金屬的一部分。按分塊拉削方式設計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點,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,提高生產率,又能獲得較好的表面質量。按綜合拉削方式設計的拉刀稱為綜合式拉刀。

2. 拉孔的工藝特征及應用范圍

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 IT9~IT7,表面粗糙度Ra可達 6.3~1.6 μm。

3)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;對于那些內外圓表面具有同軸度要求的回轉體零件的加工,往往都是先拉孔,然后以孔為定位基準加工其它表面。

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,形狀復雜,價格昂貴,不適合于加工大孔。

拉孔常用在大批大量生產中加工孔徑為 Ф10~80mm 、孔深不超過孔徑5倍的中小零件上的通孔。

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