內(nèi)孔表面加工方法和加工方案(上)

內(nèi)孔表面加工方法較多，常用的有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滾壓孔等。

　　一、鉆孔

　　用鉆頭在工件實(shí)體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為IT13~IT11，表面粗糙度值為Ra50~12.5μm。由于麻花鉆長(zhǎng)度較長(zhǎng)，鉆芯直徑小而剛性差，又有橫刃的影響，故鉆孔有以下工藝特點(diǎn)：

　　1．鉆頭容易偏斜。由于橫刃的影響定心不準(zhǔn)，切入時(shí)鉆頭容易引偏；且鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差，切削時(shí)鉆頭容易彎曲。在鉆床上鉆孔時(shí)，如圖7-2a所示，容易引起孔的軸線偏移和不直，但孔徑無(wú)顯著變化；在車(chē)床上鉆孔時(shí)，如圖7－2b 所示，容易引起孔徑的變化，但孔的軸線仍然是直的。因此，在鉆孔前應(yīng)先加工端面，并用鉆頭或中心鉆預(yù)鉆一個(gè)錐坑，如圖7－3所示，以便鉆頭定心。鉆小孔和深孔時(shí)，為了避免孔的軸線偏移和不直，應(yīng)盡可能采用工件回轉(zhuǎn)方式進(jìn)行鉆孔。

 

　　2．孔徑容易擴(kuò)大。鉆削時(shí)鉆頭兩切削刃徑向力不等將引起孔徑擴(kuò)大；臥式車(chē)床鉆孔時(shí)的切入引偏也是孔徑擴(kuò)大的重要原因；此外鉆頭的徑向跳動(dòng)等也是造成孔徑擴(kuò)大的原因。

　　3．孔的表面質(zhì)量較差。鉆削切屑較寬，在孔內(nèi)被迫卷為螺旋狀，流出時(shí)與孔壁發(fā)生摩擦而刮傷已加工表面。

　　4．鉆削時(shí)軸向力大。這主要是由鉆頭的橫刃引起的。試驗(yàn)表明，鉆孔時(shí)50%的軸向力和15%的扭矩是由橫刃產(chǎn)生的。因此，當(dāng)鉆孔直徑d﹥30mm時(shí)，一般分兩次進(jìn)行鉆削。第一次鉆出(0.5~0.7)d，第二次鉆到所需的孔徑。由于橫刃第二次不參加切削，故可采用較大的進(jìn)給量，使孔的表面質(zhì)量和生產(chǎn)率均得到提高。

 

　　二、擴(kuò)孔

　　擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出的孔做進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴(kuò)孔可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為IT11~IT10, 表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預(yù)加工，也可作為精度不高的孔的終加工。

　　擴(kuò)孔方法如圖7－4所示，擴(kuò)孔余量（D-d），可由表查閱，。擴(kuò)孔鉆的形式隨直徑不同而不同。直徑為Φ10~Φ32的為錐柄擴(kuò)孔鉆，如圖7－5a所示。直徑Φ25~Φ80的為套式擴(kuò)孔鉆，如圖7－5b所示。

　　擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)與麻花鉆相比有以下特點(diǎn)：

　　1．剛性較好。由于擴(kuò)孔的背吃刀量小，切屑少，擴(kuò)孔鉆的容屑槽淺而窄，鉆芯直徑較大，增加了擴(kuò)孔鉆工作部分的剛性。

　　2．導(dǎo)向性好。擴(kuò)孔鉆有3~4個(gè)刀齒，刀具周邊的棱邊數(shù)增多，導(dǎo)向作用相對(duì)增強(qiáng)。

　　3．切屑條件較好。擴(kuò)孔鉆無(wú)橫刃參加切削，切削輕快，可采用較大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率較高；又因切屑少，排屑順利，不易刮傷已加工表面。

　　因此擴(kuò)孔與鉆孔相比，加工精度高，表面粗糙度值較低，且可在一定程度上校正鉆孔的軸線誤差。此外，適用于擴(kuò)孔的機(jī)床與鉆孔相同。

　　三、鉸孔

　　鉸孔是在半精加工（擴(kuò)孔或半精鏜）的基礎(chǔ)上對(duì)孔進(jìn)行的一種精加工方法。鉸孔的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT9~IT6，表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2~0.2μm。

　　鉸孔的方式有機(jī)鉸和手鉸兩種。在機(jī)床上進(jìn)行鉸削稱為機(jī)鉸，如圖7－6所示；用手工進(jìn)行鉸削的稱為手鉸，如圖7－7所示。

　

　　鉸刀一般分為機(jī)用鉸刀和手用鉸刀兩種形式。如圖7－8所示。

　　機(jī)用鉸刀可分為帶柄的（直徑1~20mm為直柄，直徑10~32mm為錐柄，如圖7－8a、b、c所示）和套式的（直徑25~80mm,如圖 7－8f所示）。手用鉸刀可分為整體式（如圖7－8d所示）和可調(diào)式（如圖7－8e所示）兩種。鉸削不僅可以用來(lái)加工圓柱形孔，也可用錐度鉸刀加工圓錐形孔（如圖 7－8g、h所示）。

　　1.鉸削方式

　　鉸削的余量很小，若余量過(guò)大，則切削溫度高，會(huì)使鉸刀直徑膨脹導(dǎo)致孔徑擴(kuò)大，使切屑增多而擦傷孔的表面；若余量過(guò)小，則會(huì)留下原孔的刀痕而影響表面粗糙度。一般粗鉸余量為 0.15~0.25mm，精鉸余量為0.05~0.15mm。鉸削應(yīng)采用低切削速度，以免產(chǎn)生積屑瘤和引起振動(dòng)，一般粗鉸=4~10m/min, 精鉸 =1.5~5m/min。機(jī)鉸的進(jìn)給量可比鉆孔時(shí)高3~4倍，一般可0.5~1.5mm/r。為了散熱以及沖排屑末、減小摩擦、抑制振動(dòng)和降低表面粗糙度值，鉸削時(shí)應(yīng)選用合適的切削液。鉸削鋼件常用乳化液，鉸削鑄鐵件可用煤油。

　　如圖7－9a所示，在車(chē)床上鉸孔，若裝在尾架套筒中的鉸刀軸線與工件回轉(zhuǎn)軸線發(fā)生偏移，則會(huì)引起孔徑擴(kuò)大。如圖7－9b所示，在鉆床上鉸孔，若鉸刀軸線與原孔的軸線發(fā)生偏移，也會(huì)引起孔的形狀誤差。

　　機(jī)用鉸刀與機(jī)床常用浮動(dòng)聯(lián)接，以防止鉸削時(shí)孔徑擴(kuò)大或產(chǎn)生孔的形狀誤差。鉸刀與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)接所用的浮動(dòng)夾頭如圖7－10所示。浮動(dòng)夾頭的錐柄1安裝在機(jī)床的錐孔中，鉸刀錐柄安裝在錐套2中，擋釘3用于承受軸向力，銷(xiāo)釘4可傳遞扭矩。由于錐套2的尾部與大孔、銷(xiāo)釘4與小孔間均有較大間隙，所以鉸刀處于浮動(dòng)狀態(tài)。

　　2.鉸削的工藝特點(diǎn)

　　（1）鉸孔的精度和表面粗糙度主要不取決于機(jī)床的精度，而取決于鉸刀的精度、鉸刀的安裝方式、加工余量、切削用量和切削液等條件。例如在相同的條件下，在鉆床上鉸孔和在車(chē)床上鉸孔所獲得的精度和表面粗糙度基本一致。

　�。�2）鉸刀為定徑的精加工刀具，鉸孔比精鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度，生產(chǎn)率也較高，對(duì)于小孔和細(xì)長(zhǎng)孔更是如此。但由于鉸削余量小，鉸刀常為浮動(dòng)聯(lián)接，故不能校正原孔的軸線偏斜，孔與其它表面的位置精度則需由前工序或后工序來(lái)保證。

　�。�3）鉸孔的適應(yīng)性較差。一定直徑的鉸刀只能加工一種直徑和尺寸公差等級(jí)的孔，如需提高孔徑的公差等級(jí)，則需對(duì)鉸刀進(jìn)行研磨。鉸削的孔徑一般小于Φ80mm，常用的在Φ40mm以下。對(duì)于階梯孔和盲孔則鉸削的工藝性較差。

　　四、鏜孔、車(chē)孔

　　鏜孔是用鏜刀對(duì)已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進(jìn)一步的加工�？稍谲�(chē)床、鏜床或銑床上進(jìn)行。鏜孔是常用的孔加工方法之一，可分為粗鏜、半精鏜和精鏜。粗鏜的尺寸公差等級(jí)為 IT13~IT12，表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm；半精鏜的尺寸公差等級(jí)為IT10~IT9，表面粗糙度值為 Ra6.3~3.2μm；精鏜的尺寸公差等級(jí)為IT8~IT7，表面粗糙度值為Ra1.6~0.8μm。

　　1．車(chē)床車(chē)孔

車(chē)床車(chē)孔如圖7－11所示。車(chē)不通孔或具有直角臺(tái)階的孔（圖7—11b），車(chē)刀可先做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，切至孔的末端時(shí)車(chē)刀改做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，再加工內(nèi)端面。這樣可使內(nèi)端面與孔壁良好銜接。車(chē)削內(nèi)孔凹槽（圖7—11d），將車(chē)刀伸入孔內(nèi)，先做橫向進(jìn)刀，切至所需的深度后再做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

　　車(chē)床上車(chē)孔是工件旋轉(zhuǎn)、車(chē)刀移動(dòng)，孔徑大小可由車(chē)刀的切深量和走刀次數(shù)予以控制，操作較為方便。

　　車(chē)床車(chē)孔多用于加工盤(pán)套類(lèi)和小型支架類(lèi)零件的孔。