1、第3章 零件加工方法与设备,第二节 内圆表面加工及设备,一、内圆表面加工方案及其选择 内圆表面可在车床、钻床、镗床、拉床、磨床上进行。精度要求高的孔还需研磨、珩磨、滚压等精密加工。,内圆表面也是构成轴类和盘套类零件的主要表面。与外圆表面加工相比，加工条件要差得多（刀具刚性、排屑、散热、润滑等），故加工精度与表面粗糙度都不易控制。,内圆表面的加工方案,内圆表面的加工方案,钻削是钻头在工件上加工孔的方法。钻削时，钻头的回转运动是主运动，钻头沿自身轴线方向的移动是进给运动。钻削除钻孔外，也可以进行扩孔、铰孔、锪孔、攻丝等加工。 钻孔为粗加工，其加工经济精度等级为IT13IT11，表面粗糙度Ra为50
2、12.5 m；扩孔可达IT9 IT11，表面粗糙度Ra为3.26.3 m；铰孔是孔的精加工或半精加工，可达IT6 IT8，表面粗糙度Ra为0.41.6 m。1. 钻床 钻削在钻床上进行。常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等。,（1）台式钻床 台式钻床是放置在台桌上使用的小型钻床，用于钻削中小型工件上的小孔，按最大钻孔直径划分有：2，6，12，16，20mm等多种规格。台式钻床结构简单，主轴通过变换V带在塔形带轮上的位置来实现变速，钻削时具能手动进给。台式钴床用于单件、小批盘生产。,（2）立式钻床 立式钻床有18，25，35，40，50，63，80mm等多种规格。 主轴由电动机通过主轴箱带
3、动回转，同时通过进给箱获得轴向进给运动。可实现主轴转速的变换和进给量的调整，还可以实现机动进给。工作台和进给箱（主轴）可沿立柱上的导轨上下移动，调整其位置高低。立式钻床与台式钻床一样，立轴（刀具）回转中心固定，需要靠移动工件使加工孔轴线与主轴轴线重合以实现工件的定位，因此，只适合于加工中小型工件，用于单件、小批量生产。,（3）摇臂钻床 摇臂钻床外形如图所示，它有一个能绕立柱回转的摇臂，摇臂带着主轴箱可沿立柱轴线上下移动。主轴箱可沿摇臂的水平导轨作手动或机动的移动。因此，操作时能方便地调整主轴（刀具）的位置，使它对准所需钻孔的中心而不必移动工件，适合于大型工件或多孔工件的钻削。,钻床除用于钻孔和
4、扩孔外，还可以进行铰孔、锪孔和攻螺纹等作业。,钻削的主要内容a）钻孔 B）扩孔 c）铰孔 d）攻螺纹 e）锪孔 f）刮平面,2. 钻削方法,（1）钻头的装夹 钻头柄部结构分成直柄和锥柄两种。直柄钻头需用带锥柄的钻夹头夹紧，再将钻夹头的锥柄插入钻床主轴的锥孔中。如果钻夹头的锥柄不够大，可套上过渡用钻套再插入主轴锥孔。对于锥柄钻头若其锥柄规格与主轴锥孔规格相符，则将钻头锥柄直接插人主轴锥孔，不相符时也可加用钻套。,钻夹头和钻套 a）钻夹头 b）钻套,（2）工件的装夹 孔径较小的小型工件，采用平口钳装夹即可钻削；当工件孔径较大时，钻削时转矩较大，为保证装夹可靠和操作安全，应采用压板、V形块、螺栓等装
5、夹工件。,工件的装夹a）工件用压板夹紧 b）工件用V形块定位、压板夹紧,（3）钻孔 在单件、小批量生产中，用划线工具划出待加工孔的轮廓线和中心位置，然后在孔轮廓线、孔中心处用样冲打出冲点（打样冲眼），找正孔中心与钻头的相对位置后即钻削。 批量较大或孔的位置精度要求较高，则需用夹具（钻模）保证，使用钻模可提高生产率，孔的加工精度一股可较不用钻模钻削提高一级，表面粗糙度Ra值也有所减小，孔的位置精度则由钻模保证。 钻削较深的孔时，要经常退出钻头，排除切屑，并进行冷却、润滑；为防止因切屑阻塞而扭断钻头还应采用较小的进给。,用钻模钻孔1-钻套 2，5钻模板 3，7工件 4-挡块 6-弓形架 8-夹具体
6、,3. 标准麻花钻(1) 标准麻花钻的组成 标准麻花钻由刀体、刀柄和颈部组成。 1）刀体 包括切削部分与导向部分。 2）刀柄 是麻花钻上的夹持部分，切削时用来传递转矩。刀柄有锥柄（莫氏标准锥度）和直柄两种。 3）颈部 刀体与刀柄间的过渡部分，通常麻花钻的直径、材料牌号标记在这个部分。,麻花钻的刀体1-前面2-后面 3-副切削刃 4-横刃5-螺旋槽6-主切削刃 7-第一副后面（刃带） 8-第二副后面,（2kr顶角 横刃斜角）,4. 钻削的工艺特点（1）麻花钻的两条切削刀对称分布，钻削时，所受径向抗力相互平衡，因此不像单刃刀具那样容易弯曲。但由于麻花钻刚性差、导向作用差、横刃的不利影响和两个主切削
7、刃不对称等的原因，钻头也容易产生“引偏”（2）钻孔时切削深度达到孔径的一半，金属切除率较高。（3）排屑较困难，已加工孔壁由于切屑的挤压摩擦常被划伤，使表面粗糙度Ra值较大。（4）钻削时，冷却条件差，切削温度高，影响生产率的提高。（5）钻削为粗加工，其加工经济精度等级为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为5012.5 m。一般用作要求不高的孔（如螺栓通过孔、润滑油通道孔等）的加工或高精度孔的预加工。,5. 扩孔与铰孔 （1）扩孔 用扩孔钻扩孔，可以是为铰孔作准备，也可以是精度要求不高孔加工的最终工序。钻孔后进行扩孔，可以校正孔的轴线偏差，使其获得较正确的几何形状与较小的表面粗糙度值。 扩孔的加工
8、经济精度等级为IT11IT10，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。,（2）铰孔 铰孔是用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小其表面祖糙度值的方法。铰孔一般在孔半精加工（扩孔或半精镗）后用铰刀进行。 铰刀是多刃刀具，有612条刀齿。刀体（工作部分）由引导部分 、切削部分 、修光部分 和 组成。引导部分是铰刀进人孔时的导向部分。切削部分承担主要的切削工作，其切削半锥角较小，一般 ，因此，铰削时定心好，切屑薄。修光部分对孔壁起修光作用。刀体后半部分呈倒锥，以减小铰刀与孔壁的摩擦。,铰刀分手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀的切削部分较长；导向作用好，用于单件、小批盘生产或装配工作，直径
9、范围为171mm，刀柄为直柄。机用铰刀用于成批生产，装在钻床或车床、铣床、镗床等机床上进行铰孔，分直柄和锥柄两种：直柄机用铰刀的直径范围为120mm，锥柄机用铰刀的直径范围为5.550mm。成批生产中，铰直径较大的孔可使用套式机用铰刀，铰刀套在专用的1：30锥度心轴上铰削，其直径范围为2580mm。 铰孔的经济精度等级为IT9IT7，表面祖糙度Ra值为1.60.4m。,1. 镗床与镗削方法 镗削是镗刀旋转作主运动、工件或镗刀作迸绐运动的切削加工方法。镗削时，工件被装夹在工作台上，并由工作台带动作进给运动，镗刀用镗刀杆或刀盘装夹，由主轴带动回转作主运动。主抽在回转的同时，可根据需要作轴向移动，以
10、取代工作台作进给运动。（1）镗床 镗削在镗床上进行。带用的镗床有立式镗床、卧式镗床、坐标镗床等。下图为T618型卧式镗床的外形图，主轴直径为80mm。,T618 卧式镗床的外形图1主轴箱 2 主立柱 3 主轴 4 平旋盘 5 工作台 6 上滑座 7 下滑座 8 床身 9 镗刀杆支承座 10 尾立柱,（2）镗刀 1）单刃镗刀,2）浮动镗刀,2. 镗削方法 在镗床上除镗孔外，还可以进行钻孔、铰孔，以及用多种刀具进行平面、沟槽和螺纹的加工。,a）用主轴安装镗刀杆镗不大的孔 b）用平旋盘上镗刀镗大直径孔 c）用平旋盘上径向刀架镗平面 d）钻孔 e）用工作台进给镗螺纹 f）用主轴进给镗螺纹,（1）镗削同
11、轴孔系,（2）镗削轴线在同一垂直平面内的平行孔系,（3）镗削垂直孔系,3. 镗削的工艺特点（1）与以工件回转为主运动的孔加工方式比较，特别适合箱体、机架等结构复杂的大型零件上的孔加工，因为： 1）大型工件作回转主运动时，因工件外形尺寸大，转速不宜太高，工件上孔或孔系直径相对较小，不易实现高速切削； 2）工件结构复杂，外形不规则，孔或孔系在工件上往往不处于对称中心或平衡中心，工件回转时，平衡较因难，容易因平衡不良而引起加工中的振动。（2）镗削可以方便地加工直径很大的孔。（3）镗削能方便地实现对孔系的加工。用坐标镗床、数控镗床进行孔系加工，可以获得很高的孔距精度。（4）镗床多种部件能实现进给运动，
12、因此，工艺适应能力强，能加工形状多样、大小不一的各种工件的多种表面。（5）镗孔的经济精度等级为IT9IT7，表面粗糙度Ra值为3.20.8m。,内圆磨削可以内圆磨床或万能外圆磨床上进行，常用的磨削方法的纵磨和径各磨削法。内圆磨削的尺寸精度可达IT6 IT7级，表面粗糙度可达Ra0.20.8m。高精度内圆磨削精度可控制在0.005mm表面粗糙度Ra0.025 0.1m。,与外圆磨削相比： 1）所用的砂轮和砂轮轴的直径都比较小。为了获得所要求的砂轮线速度，就必须提高砂轮主轴的转速（一般1000020000r/min），故容易发生振动，影响工件的表面质量。 2）内圆磨削时发热量集中，冷却条件差以及工
13、件热变形大，特别是砂轮主轴刚性差，易弯曲变形，所以内圆磨削不如外圆磨削的加工精度高。,1. 拉床及拉削方法 拉削是用拉刀加工工件内、外表面的方法。拉削在拉床上迸行。拉床分卧式和立式两类，下图为卧式拉床的示意图。拉削时工作拉力较大，所以拉床一般采用液压传动。常用拉床的额定拉力有100，200，400kN等。,卧式拉床示意图l-压力表 2-液压传动部件 3-活塞拉杆 4-随动支架5-刀架 6-床身 7-拉刀 8-支挣 9-工件 10-随动刀架,拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿(或后一组刀齿)的齿高高于(或齿宽等于)前一刀齿(或前一组刀齿)，从而能依次地从工件上切下很薄的金属层，以获得精度高
14、、表面质量好的工件表面。,拉削过程1-工件 2-拉刀,拉刀的组成：柄部被刀架夹持的部分。前导部用来引导拉刀切削部分进入工作位置，防止拉刀 歪斜。切削部由许多刀齿组成，包括粗切齿和精切齿，后排刀齿比前排刀齿分别高出一个齿升量(一般为0.020.1mm）校准部起校正和修光作用。后导部保持拉刀在粒削过程中最后的准确位置，防止拉刀下垂而损伤已加工表面和拉刀刀齿。,在拉床上可以拉削各种型孔（直通孔），还可以拉削平面、半圆弧面，以及一些用其他加工方法不便加工的内外表面。,拉削孔时，工件一般不需夹紧，只以工件的端面支承。因此，预加工孔的轴线与端面之间应有一定的垂直度要求。如果垂直度误差较大，则可将工件端面贴
15、紧在一个球面垫圈上，利用球面自动定位。拉削加工的孔径通带为10100mm，孔的长度与孔径之比不宜超过3。预留孔不需要正确加工，钻削或粗镗后即可进行拉削。,圆孔的拉削 1-工件 2-球面垫圈 3-拉刀,拉削外表面时，一般为非对称拉削，拉削力偏离拉刀和工件轴线，因此，除对拉刀采用导向板等限位外，还须将工件夹紧，以避免拉削时工件位置偏离。如拉削V形槽时，使用导向板和压板的情形。,拉削V形槽1-压紧元件 2-工件 3-导向板 4-拉刀,2. 拉削的工艺特点 (1) 拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量，故拉削的生产效率较高。 (2) 拉刀制造精度高，切削部分有粗切和精切之分，校准部分又可对加工表面进行校正和修光，所以拉削加工精度较高，经济精度可达IT9IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.4m。 (3) 拉床采用液压传动，故拉削过程平稳。 (4) 拉刀适应性差，一把拉刀只适于加工某种尺寸和精度等级的一定形状的加工表面，且不能加工阶台孔、盲孔和特大直径的孔。由于拉削力很大，拉削薄壁孔时容易变形，不宜采用拉削。 (5) 拉刀结构复杂，制造费用高，因此只有在大批量生产中才能显示其经济、高效的特点。,
