铰孔工艺与编程技术

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1、材料:45#钢,正火处理图6-6-1圆周均布孔加工零件铰孔工艺技术研究6.6.1铰孔加工工艺1.铰孔加工概述钻孔是在实体材料中钻出一个孔,而铰孔是扩大一个已经存在的孔。铰孔和钻孔、扩孔一样都是由刀具本身的尺寸来保证被加工孔的尺寸的,但铰孔的质量要高得多。铰孔时,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粗糙度值,铰孔是孔的精加工方法之一,常用作直径不很大、硬度不太高的工件孔的精加工,也可用于磨孔或研孔前的预加工。机铰生产率高,劳动强度小,适宜于大批大量生产。铰孔加工精度可达IT9~IT7级,表面粗糙度一般达Ra1.6~0.8μm

2、。这是由于铰孔所用的铰刀结构特殊,加工余量小,并用很低的切削速度工作的缘故。直径在100mm以内的孔可以采用铰孔,孔径大于100mm时,多用精镗代替铰孔。在镗床上铰孔时,孔的加工顺序一般为:钻(或扩)孔一镗孔一铰孔。对于直径小于12mm的孔,由于孔小镗孔非常困难,一般先用中心钻定位,然后钻孔、扩孔,最后铰孔,这样才能保证孔的直线度和同轴度。如图6-6-1所示的工件,加工6×φ20H7均布孔,孔面有Ra1.6的表面质量要求,适合用铰孔方法进行孔的精加工。一般来说,对于IT8级精度的孔,只要铰削一次就能达到要求;IT7级精度的孔应铰两次,先用小于孔径

3、0.05~0.2mm的铰刀粗铰一次,再用符合孔径公差的铰刀精铰一次;IT6级精度的孔则应铰削三次。铰孔对于纠正孔的位置误差的能力很差,因此,孔的有关位置精度应由铰孔前的预加工工序予以保证,在铰削前孔的预加工,应先进行减少和消除位置误差。如,对于同轴度和位置公差有较高要求的孔,首先使用中心钻或点钻加工,然后钻孔,接着是粗镗,最后才由铰刀完成加工。另外铰孔前,孔的表面粗糙度应小于Ra3.2μm。铰孔操作需要使用冷却液,以得到较好的表面质量并在加工中帮助排屑。切削中并不会产生大量的热,所以选用标准的冷却液即可。图6-6-2铰刀结构图2.铰刀及选用⑴铰刀

4、结构在加工中心上铰孔时,多采用通用的标准机用铰刀。通用标准铰刀,有直柄、锥柄和套式三种。直柄铰刀直径为φ6mm~φ20mm,小孔直柄铰刀直径为φ1mm~φ6mm,锥柄铰刀直径为φ10mm~φ32mm,套式铰刀直径为φ25mm~φ80mm。分H7、H8、H9三种精度等级如图6-6-2(a),整体式铰刀工作部分包括切削部分与校准部分。铰刀刀头开始部分,称为刀头倒角或“引导锥”,方便刀具进入一个没有倒角的孔。一些铰刀在刀头设计一段锥形切削刃,为刀具切削部分,承担主要的切削工作,其切削半锥角较小,一般为10~150,因此,铰削时定心好,切屑薄。校准部分的

5、作用是校正孔径、修光孔壁和导向。校准部分包括圆柱部分和倒锥部分。圆柱部分保证铰刀直径和便于测量。刀体后半部分呈倒锥形可以减小铰刀与孔壁的摩擦。⑵铰刀直径尺寸的确定铰孔的精度主要决定于铰刀的尺寸精度。由于新的标准圆柱铰刀,直径上留在研磨余量,且其表面粗糙度也较差,所以在铰削IT8级精度以上孔时,应先将铰刀的直径研磨到所需的尺寸精度。由于铰孔后,孔径会扩张或缩小,目前对孔的扩张或缩小量尚无统一规定,一般铰刀的直径多采用经验数值:铰刀直径的基本尺寸=孔的基本尺寸;上偏差=2/3被加工孔的直径公差;下偏差=1/3被加工孔的直径公差;例如:铰削φ20H7(

6、)的孔,则选用的铰刀直径:铰刀基本尺寸=φ20mm上偏差=2/3×0.021mm=0.0141mm下偏差=1/3×0.021mm=0.007mm所以选用的铰刀直径尺寸为φ20mm。⑶铰刀齿数确定铰刀是多刃刀具,铰刀齿数取决于孔径及加工精度,标准铰刀有4~12齿。齿数过多,刀具的制造刃磨较困难,在刀具直径一定时,刀齿的强度会降低,容屑空间小,由此造成切屑堵塞和划伤孔壁甚至蹦刃。齿数过少,则铰削时的稳定性差,刀齿的切削负荷增大,且容易产生几何形状误差。铰刀齿数可参照表6-6-1选择。表6-6-1铰刀齿数选择铰刀直径/mm1.5~33~1414~40>

7、40齿数一般加工精度4468高加工精度6810~12铰刀的刀齿又分为直齿和螺旋齿两种。螺旋齿铰刀带有左旋的螺旋槽,这种设计适合于加工通孔,在切削过程中左旋螺旋槽“迫使”切屑往孔底移动并进入空区。不过它不适合盲孔加工。⑷铰刀材料确定铰刀材料通常是高速钢、钴合金或带焊接硬质合金刀尖的硬质合金刀具。硬质合金铰刀耐磨性较好;高速钢铰刀较经济实用,耐磨性较差。3.铰削用量的选用⑴铰削余量铰削余量是留作铰削加工的切深的大小。通常要进行铰孔余量比扩孔或镗孔的余量要小,铰削余量太大会增大切削压力而损坏铰刀,导致加工表面粗糙度很差。余量过大时可采取粗铰和精铰分开,

8、以保证技术要求。另一方面,如果毛坯余量太小会使铰刀过早磨损,不能正常切削,也会使表面粗糙度差。一般铰削余量为0.1~0.25mm,对于较

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