- 相关推荐
高速孔加工工艺
高速孔加工工艺
摘要:高速切削是实现高效率制造的核心技术,工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率,孔是机械加工中常见的加工对象之一,本文主要论述了在高速切削环境下,内孔的表面技术要求、加工方式及其加工工艺特点等方面进行了剖析,为孔的典型高速加工工艺方案及其选择原则提供了理论依据。
关键词:高速孔 加工方式
高速切削加工是面向现代加工社会的一项高新技术,由于其具有速度高、效率高、精度高、表面加工质量高、柔性高等特点,做为切削加工方法之一,而孔是机械零件上极为常见的特征,在许多类零件上都带有孔。
根据其使用特性及作用不同,加工时的尺寸精度及表面质量要求不一,随着切削速度的不断提高,孔的加工工艺也发生着重大的变化,大大地促进了孔加工刀具技术的发展。
1、内孔表面的技术要求
孔按照与其他零件相对连接的关系的不同,可分为配合孔与非配合孔;按其几何特征的不同,可分为通孔、盲孔、锥孔、阶梯孔等;按孔径大小可分为大直径孔和小直径孔;按其几何形状不同,可分为圆孔、非圆孔等;按其加工的难易程度的不同,可分为浅孔和深孔。
内孔表面的技术要求一要保证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;二要保证内孔表面的圆度、圆柱度及素线直线度和轴线直线度;三要保证孔与孔间的同轴度、对称度、位置度、径向圆跳动,孔与孔间的垂直度、平行度、倾斜度;四要保证内孔表面的粗糙度及表层物理力学性能。
并且,在孔加工中,必须解决冷却问题、排屑问题、刚性导向问题与速度问题。
2、孔的主要加工方式及加工刀具
根据所采用的刀具不同,孔加工方法有钻孔、扩孔、惚孔、铰孔、铿孔、磨孔等常用的方法,特种加工孔的方法有电火花穿孔、超声波穿孔和激光打孔等。
2.1 钻削加工
在实体材料上一次钻成孔的工序为钻削。
钻孔方式有两种:一种是刀具旋转,工件或刀具做轴向进给;另一种是工件旋转,刀具做轴向进给。
前者是孔加工的最常用方法。
钻削是加工工艺中用的最广泛的方法,其加工的孔精度和表面粗糙度都较低,主要原因是孔加工要求刀具具有较大的容屑排屑槽,刀具刚性与强度受到很大的削弱。
钻削的加工精度一般只能达到ITll,表面粗糙度值最小为Ra为12.5～6.3um。
在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。
2.2 扩、镶削加工
对己有的孔眼(铸孔、锻孔、预钻孔)进行扩大,以提高其精度和降低表面粗糙度参数值的工序为扩削。
扩孔时,切削厚度较小,排屑容易,加之扩孔钻刚性较好,刀齿较多,因而扩孔精度和表面粗糙度均比钻孔好,一般尺寸精度可达IT11～IT10级,表面粗糙度Ra为10～2.5um。
扩孔一般用于直径为100mm以下的孔加工,扩孔通常作为孔加工的中间工序,对于精度要求不高的孔也可以作为其终结工序,其成形运动与钻孔相似。
惚孔是在钻孔孔口表面上加工出倒棱、平面或沉孔的工序,惚孔属于扩削范围,所用刀具为特殊的扩孔钻。
常用加工方法有工件静止而麻花钻动和工件旋转而麻花钻不旋转,仅作轴向进给两种。
扩孔刀具有扩孔钻或较大的麻花钻。
扩孔钻常和钻头、铰刀或惚钻作成一体,组成钻一扩一惚或钻一铰复合刀具。
这样可以使几个工步的加工在一次行程中完成,不仅可以提高生产率还可以保证各种加工表面的同轴度。
2.3 铰削加工
铰削是利用铰刀从孔壁上切除微量金属,以提高孔的尺寸精度和减小表面粗糙度,是一种常用的半精和精加工的工序。
铰刀比扩孔钻齿数多、导向性好、刚性好、加工余量小,加工后精度可达IT8~IT6,表面粗糙度可达Ra1.6～0.4um。
由于铰刀切削刃有刃口钝圆半径,又具有修光刃,而且后刀面还有0.05～0.3mm的刃带,所以挤压作用大,因此铰削过程实际上有切削与挤刮两种的作用。
铰削的工艺方法中常用推铰和拉铰两种。
推铰一般用于加工浅孔,拉铰一般用于加工深孔。
铰刀是定尺寸刀具,一种规格的铰刀只能加工一种尺寸和精度的孔,其适应性不如铿刀,铰孔不宜铰削非标准孔、台阶孔和盲孔。
3、孔的典型加工工艺
在机械加工中,根据孔的结构和技术要求不同,可采用不同的加工方法,这些方法归纳起来可分为两类:一类是对实体工件进行孔加工,即从实体上加工出孔;另一类是对已有的孔(如铸造孔)进行半精加工和精加工。
非配合孔一般是采用钻削加工在实体上直接把孔钻出来;对于配合孔则需要在钻孔的基础上,根据被加工孔的精度和表面质量要求,采用铰削、铿削、磨削等精加工的方法作进一步的加工。
当孔的表面质量要求很高时,还需要采用铿削、研磨、琦磨、挤压、滚压等表面光整加工方法;对非圆孔的加工则需要采用插削、拉削以及特种加工等方法。
按照孔的加工精度和表面粗糙度的要求,高速切削加工技术作为一种新兴技术,目前,尚没有形成系统的孔加工工艺方案,由于高速孔加工是在传统孔加工得基础上发展来的,所以高速孔加工工艺路线与传统的孔加工工艺路线相似(拉削、挤光与手铰加工不属于高速切削加工技术范围),同样的加工方法,高速切削加工的加工精度与公差等级比传统的加工都有所提高,因此高速孔加工工艺达到同样的加工精度,所需工序较少。
4、结语
总之,在高速切削环境中,针对不同零件上孔的加工,要根据具体情况不同,同一工件可采用不同的加工方法。
制定加工方案时应考虑以下几个的问题:一是工件的年生产纲领是确定工件生产类型(单件、批量、大量生产)及其工艺方案的首要条件;二是工件的加工内容和精度要求是作为对孔、孔系安排预加工或终加工的依据;三是工件的材质、结构形式、工件的刚性、孔的毛坯状态等是考虑加工方法和选用工具夹具的主要内容;四是工厂的设备状况和工具夹供给能力。
参考文献
[1]李洪.机械加工工艺手册.北京:北京出版社,1990.12,544一573,1024.
[2]王启平主编.机械制造工艺学.哈尔滨:哈尔滨工业大学出社,1999.9,81一126.
【高速孔加工工艺】相关文章：
数控高速加工技术论文10-12
紫山药魔芋保健果冻的加工工艺10-26
数控加工工艺设计及步骤分析论文10-11
数控车削加工工艺优化研究论文10-12
箱体类零件的加工工艺10-26
工艺布鞋加工制作合同12-09
数控铣床加工工艺及加工质量探讨论文10-12
黑豆糯米酒加工工艺分析论文10-10
钣金数控加工工艺策略研究论文10-12
小麦粉加工工艺流程分析论文10-08