第三章-精密孔和特殊孔的钻铰

钳工（高级）第三章精密孔和特殊孔的钻铰熟悉精密孔系的各种钻铰工艺与光整加工方法，并掌握钻铰精密孔系和小、深孔的技能；了解小孔、微孔、深孔和其他特殊孔的钻铰工艺特点和采用的工装，为解决精密孔系与特殊孔加工中的技术难题开阔思路。一、精密孔的加工特点和技术要求第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识表3-1对精密孔加工方法能达到的加工精度第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识表3-2不同孔心距精度及其加工方法第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识二、精密单孔的钻铰图3-1精孔钻头1)修磨直径尺寸符合ϕ20H8公差要求的精孔钻(图3-1)。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识2)选用精度较好的立钻或采用浮动夹头装夹钻头。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识1.用找正对刀法钻铰精密孔系(1)按划线找正按精确的划线一一找正各孔位置，结合试切钻孔法，并要配合精密测量手段。(2)采用定心套、量块和心轴找正对刀对于中小直径的孔，选用钻、扩、铰削加工，要比镗孔方便简单，并且这些都是采用多刃刀具，一次进给便能切去加工余量，达到孔的技术要求，故生产效率较高，为孔加工的首选方案。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识三、精密孔系的钻镗铰图3-2采用定心套找正对刀第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-3用心轴和量块找正对刀第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-4用样板找正对刀(3)采用样板找正对刀图3-4所示是采用样板找正镗床第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识主轴位置加工孔系的方法。2.用坐标法加工精密孔系图3-5孔心距与坐标尺寸第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识(1)在钻床上加工用直角坐标尺寸来确定孔位的精密孔系(见图3-55)这类工件经常是以三个相互成90°的三基面体系作为孔系加工的工序基准。1)原始孔应位于孔系的一侧(一般选取坐标尺寸最大的孔)，这样利用坐标尺寸依次加工各孔时，可使工件(或工作台)朝一个方向移动，避免增加往复位移误差，有利于保证孔心距精度。2)要把孔系中有孔心距要求的两孔加工顺序紧紧连在一起，以减少坐标尺寸的积累误差对孔心距精度的影响。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识(2)在卧式镗床上安装精密测量装置加工精密孔系卧式镗床工作台是由上工作台、上滑座和下滑座三层组成。(3)用回转工作台或万能分度头钻铰圆周均布孔系需要回转分度的机构中，分度盘上的均布孔系精度要求较高。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-7光学回转工作台(4)在坐标镗床上加工精密孔系坐标镗床上钻镗铰孔第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识是位置精度要求特别高的精密孔系的重要加工手段。图3-8在万能回转工作台上加工空间斜孔第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-9万能镗刀架外形3.用镗模法加工精密孔系第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-10用镗模加工孔系4.采用加工中心(简称MC)机床加工精密孔系第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-11JCS-018型立式镗铣加工中心第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-12卧式镗铣加工中心第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-13托架零件工作图1)在普通车床上预先加工完ϕ75js6×72.5及端面K，第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识并倒角和割槽3×0.5，以作为工件在加工中心的装夹定位基准。2)在镗铣加工中心机床上，以ϕ75轴线和K面作定位精基准，一次装夹完成全部加工。图3-14托架装夹示意图第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-15在加工中心上托架工件加工工艺路线第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识四、精密孔的光整加工1.高速精细镗孔2.研磨精密孔图3-16可调节研棒第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识(1)研通孔的研棒由于粗、精研磨时研磨剂的磨料粒度不同，如果采用固定式研棒，必须准备几根不同尺寸的研棒，将粗、精研分开进行。图3-17粗研内孔用的研棒第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-18用特制的锥(2)研不通孔的研棒(图3-19)由于研棒在不通孔内研磨第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识运动受到很大限制，所以工件在研磨前的加工精度应尽可能接近工件孔的最终要求，研磨余量应尽量小。图3-19研不通孔研棒(3)研小孔的研棒研孔径小于8mm的小孔时，可采用低碳钢制成的一组固定尺寸的研棒。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识表3-3弹性研瓣R和h尺寸表(单位：mm)3.精密孔的挤光和滚压(1)精密孔的挤光挤光是小孔精密加工中的一种高效工艺方法。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-20精密孔挤光的方式第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-21挤光孔时的变形第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识表3-4有关m、b及i值第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-22挤压刀的各种形式第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-23高速钢手用无刃铰刀第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-24硬质合金机用无刃铰刀(2)精密孔的滚压滚压加工可应用于孔径为ϕ6～ϕ500mm、长3～5m的钢、铸铁和非铁金属的工件。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识1)圆锥滚柱式(图3-25)这种滚压头工作接触面积较大，能承受较大的滚压力，可选用较大的进给量，以提高生产率。图3-25圆锥滚柱式的滚压示意图2)多滚柱(珠)、刚性可调式滚压头如图3-26(或图3-27)第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识所示是多滚柱(珠)刚性可调式滚压头。图3-26多滚柱刚性可调式滚压头第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-27多滚珠刚性可调式滚压头第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识表3-5滚柱式滚压头的滚压用量4.精密孔的珩磨第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-28珩磨头典型结构第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-29珩磨网纹的形成五、特殊孔的钻削第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识1.小孔和微孔的钻削(1)加工难点1)排屑困难，在微孔加工中更为突出，严重时切屑阻塞，钻头强度低，极易被折断。2)切削液很难注入半封闭的孔内，使刀具寿命降低。3)刀具重磨困难，小于1mm钻头需在显微镜下刃磨，操作难度大。4)钻削小孔时要求转速高，故产生的切削温度也高，加剧钻头磨损。图3-30小钻头的修磨要求第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识5)在钻削过程中，一般常用手动进给，进给量不易掌握均匀，加之钻头细、刚性差，易弯曲、倾斜甚至折断；特别是钻微孔时，加工表面粗糙，钻尖碰到高点或硬点时，钻头就易引偏，造成孔位不合要求。(2)加工关键1)要选用较高的转速(应达1500～3000r/min)。2)需用钻模钻孔或用中心孔引钻，以免钻头的滑移，进给力要尽量小，待钻头定心后，进给量要小而平稳；注意手感，发现弹跳时使它有个缓冲范围或频繁提起钻头进行排屑，还要及时向孔内和钻头浇注充足的切削液。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识3)为改善钻头的切削性能和排屑条件，可按图3-30修磨钻头切削部分的几何角度；要采用粘度低的全损耗系统用油或植物油(菜油)润滑。1)钻床主轴的回转精度和钻头的刚度是关键的关键。2)机床系统刚度要好，加工中不允许有振动，一定要有消振措施；应采用精密的对中夹头，并配置30倍以上的放大镜或描准对中仪。3)频繁退钻次数可根据钻孔深径比L/D决定，见表3-6。表3-6钻微孔时推荐的退钻次数(3)加工实例图3-31是泵体阀孔加工的工序图。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识1)引孔，按划线预钻孔，保证螺孔口倒角端ϕ16mm。2)钻螺纹底孔ϕ12.5mm，深15mm。3)机攻M14×1.5-6H普通细牙螺纹，深10mm。4)钻小孔ϕ3mm，距端面深20mm(转速n＝2000r/min，切削速度v＝18.8m/min，进给量f＝0.08mm/r)。5)钻ϕ0.6mm微孔(n=3000r/min,v＝5.6m/min，f=0.08mm/r)。图3-31泵体阀孔加工工序图第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识2.深孔钻削(1)加工特点1)深孔加工刀具受孔径限制，一般较细长，刚度差，强度低，钻削中钻头容易引偏，孔轴线易歪斜，故要解决合理导向问题。2)刀具进入工件深孔内时，是处在半封闭条件下工作，于是排屑和冷却散热成为突出问题。3)由于孔很深，钻头易磨损，又很难观察加工情况，故使加工质量难以控制。图3-32在深孔机床上加工深孔示意图第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识(2)深孔钻削方法钻削深孔有两种方法：一种是用特长或接长的麻花钻，采取分级进给的加工方法，即在钻削过程中，使钻头加工了一定时间或一定深度后退出，借以排除切屑，并用切削液冷却刀具，然后重复进刀或退刀，直至加工完毕，此法仅适用于单件小批生产中加工较小的深孔；另一种是选用各种类型的深孔钻实现一次进给的加工方法。(3)深孔钻深孔钻是一种特殊结构的刀具。图3-33各种深孔钻工作情形第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识1)外排屑单刃深孔钻(图3-34)它最早用于加工枪管，故常称枪钻，也是ϕ2～ϕ6mm深孔加工的惟一刀具。图3-34外排屑单刃深孔钻(枪钻)2)内排屑深孔钻—油压头结构(图3-35)第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-35深孔钻的油压头结构第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识3M36.eps3)喷吸钻(又称喷射钻)属于实心材料深孔加工刀具之第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识一，可在车床、钻床、铣床上使用。图3-37喷吸钻外形及结构第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-38DF系统深孔钻类型4)DF系统深孔钻图3-38是DF系统三种类型的深孔钻第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识结构形式。5)套料深孔钻对于孔径＞50mm的深孔加工，采用套料深孔钻能取得较明显的经济效果。图3-39机械夹固式外排屑套料深孔钻第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识。(4)深孔拉镗(拉铰)钻削得到的深孔，一般还要经过精加工以进一步提高孔的直线度和改善孔壁表面粗糙度3M40.eps第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识3.其他特殊孔的钻削(1)非水平面上孔的钻削第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-41用平顶钻头钻孔1)采用平顶钻头平顶钻头(图3-41)尽量选用导向部分第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识较短的麻花钻改制，以增强其刚度；钻孔时最好用钻模防止滑偏；要使用手动进给和较低的切削速度。2)采用转位法钻偏孔若要在圆柱形套筒上钻轴线偏离中心的孔时，为了改善偏切削情况，可采用转位法钻偏孔。图3-42用转位法钻偏孔第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识3)采用钻大圆弧面群钻(见图3-43)它是把用于钻削铸钢工件的群钻加以改革：①将3尖7刃改磨为5尖11刃，使主切削刃分刃切削，以减轻轴向进给力，钻削轻快。②为使钻头容易定心，在钻尖处磨出第二内刃顶角2ϕ1，形成5尖钳制中心。③磨外刃双后角α1，以减少后刀面摩擦，便于冷却，降低钻削热。④磨低横刃，使它窄又尖，变负前角挤压为切削状态。图3-43在圆弧面上钻削的群钻第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识4)采用钻斜面群钻在斜面上钻孔推荐采用图3-44所示的群钻。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识表格第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识(2)钻空间斜孔空间斜孔是指被加工孔的轴线与工件加工基面成空间交角，对这类孔的正确位置，无论是划线还是加工都较困难。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识(3)采用切割刀在钻床上切割大孔或环形槽。第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识1)在板料或管壁上切割大孔在金属板料或管壁上加工较大的孔，一般多用氧—乙炔气切割，再用车床镗孔。图3-47切割大孔的工装第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-48管壁切割孔第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识图3-49切割孔内环形槽的工装2)在孔内切割环形槽在钻床上有时要在孔内切割环槽第一节精密孔和特殊孔加工的必备专业知识或油槽，则可用图3-49所示的切槽装置。第一节精密孔和特