4.1套類零件的工藝特點(diǎn)

01套類零件的技術(shù)要求02套類零件的材料、毛坯與熱處理03套類零件的加工工藝路線04提高套類零件加工生產(chǎn)效率的措施

套類零件是一種常用而且應(yīng)用廣泛的機(jī)械零件，如夾具上引導(dǎo)孔加工刀具的導(dǎo)向套、支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的滾動(dòng)軸承、內(nèi)燃機(jī)氣缸套、液壓系統(tǒng)中的液壓缸以及一些用途的套筒等，如圖4-1所示。雖然各套類零件功用不同，結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別，但在結(jié)構(gòu)上仍有如下共同點(diǎn):1)零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)、外圓表面。2)零件壁厚較薄，且易變形。3)零件長(zhǎng)度一般大于其直徑。圖4-1套類零件a、b)滑動(dòng)軸承c)鉆套d)軸承襯套e)氣缸套f)液壓缸4.1.1套類零件的技術(shù)要求1.孔的技術(shù)要求

孔是套類零件起支承或?qū)蜃饔玫淖钪饕砻妫ǔＥc運(yùn)動(dòng)軸、刀具、活塞等相配合，孔的尺寸公差等級(jí)一般為IT7級(jí)，精密軸套取IT6級(jí)；

氣缸和液壓缸由于與其相配的活塞上有密封圈，精度要求較低，通常取IT9級(jí)。

孔的形狀公差應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，一些精密套筒控制在孔徑公差的1/2~1/3，甚至更嚴(yán)。

對(duì)于長(zhǎng)的套筒，除了圓度要求以外，還應(yīng)注意孔的圓柱度。為了保證零件的功用和提高其耐磨性，孔的表面粗糙度值為Ra

(0.16

~1.6)

μm,甚至更高，有的表面粗糙度值可達(dá)Ra0.04μm。2.外圓表面的技術(shù)要求

外圓是套類零件的支承面，常以過(guò)盈或過(guò)渡配合類型與箱體或機(jī)架上的孔相連接。

外徑尺寸公差等級(jí)通常取

IT6

~IT7，形狀公差控制在外徑公差以內(nèi)，表面粗糙度值為Ra(0.63-3.2)

μm。3.孔與外圓的同軸度要求

若孔的最終加工是與套筒裝配后進(jìn)行，則套筒內(nèi)外圓間的同軸度要求較低；若最終加工是在裝配前完成，則同軸度要求較高，一般為

?

(0.01

~0.05)

mm。

4.孔軸線與端面的垂直度要求

套筒的端面若在工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷，但在裝配或加工中作為定位基準(zhǔn)時(shí)，端面與孔軸線垂直度要求較高，一般為0.01

~0.

05mm。4.1.2套類零件的材料與毛坯

套類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅制成。有些滑動(dòng)軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，像以離心鑄造法在鋼或鑄鐵套內(nèi)壁上澆注巴氏合金等這樣的軸承合金材料，既可節(jié)省貴重的非鐵金屬，又能提高軸承的壽命。

套類的毛坯選擇與其材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)?？讖捷^大的套筒，常選擇無(wú)縫鋼管或帶孔的鑄件，而孔徑小的套筒，一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心鑄件。大量生產(chǎn)時(shí)，采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)毛坯制造工藝，既節(jié)約用材，又提高生產(chǎn)率。4.1.3套類零件的加工工藝過(guò)程

套類零件由于結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及技術(shù)要求不同，工藝過(guò)程有較大的差別。圖4-2所示為短套類零件圖，材料為45鋼。圖4-3所示為液壓缸（屬長(zhǎng)套類零件）簡(jiǎn)圖，材料為45鋼。表4-1和表4-2分別為二者小批生產(chǎn)的加工工藝過(guò)程。圖4-2套筒

圖4-3液壓缸

短套筒加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基面1備料棒料?50mmx130mm(五件合一)外圓2車削1）車端面，鉆、鏜孔?30mm，留余量0.3mm；車外圓?45mm。留余量0.3mm，倒角，切斷外圓及端面2）調(diào)頭，車端面，保證尺寸20mm，表面粗糙度值為Ral2.5μm，倒角3熱處理淬火(硬度45~50HRC)

4磨削磨孔?30至圖樣要求外圓5磨削磨外圓至圖樣要求孔6檢驗(yàn)按圖樣要求檢驗(yàn)入庫(kù)

液壓缸加工工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位與夾緊1備料無(wú)縫鋼管切斷長(zhǎng)度1690mm

2車削1)車φ82mm外圓至φ88mm，并車M88x1.5螺紋(工藝用)三瓜自定心卡盤夾一端，頂尖頂另一端車端面，倒角三爪自定心卡盤夾一端，搭中心架托φ88mm處3)調(diào)頭車外圓至φ84mm三瓜自定心卡盤夾一端，頂尖頂另一端4)車端面及倒角，取總長(zhǎng)1686mm(留加工余量1mm)三瓜自定心卡盤夾一端，搭中心架托φ88mm處3深孔鏜半精鏜孔至φ68mm一端用M88x1.5螺紋固定在夾具中，另一端搭中心架精鏜孔至φ69.85mm4磨削磨孔至φ82mm,表面粗糙度值為Ra0.32μm一端用M88x1.5螺紋固定在夾具中，另一端搭中心架5車削1)車去工藝螺紋，精車φ82mm外圓至尺寸，切R7mm槽軟爪夾一端，以孔定位頂另-端2)車內(nèi)錐孔1°30'，車端面軟爪夾一端，中心架托另一端(百分表找正)3)調(diào)頭精車φ82mm外圓至尺寸軟爪夾一端，以孔定位頂另-端4)車內(nèi)錐孔1°30'，車端面取總長(zhǎng)1685mm軟爪夾一端，中心架托另一端(百分表找正)4.1.4保證套筒類零件加工質(zhì)量的措施

1.保證相互位置精度1)減少安裝誤差。在一次安裝中加工套簡(jiǎn)的內(nèi)、外表面和端面，以消除安裝誤差對(duì)精度的影響，保證相對(duì)高的位置精度。由于一次安裝加工的工序比較集中，對(duì)于尺寸較大的套筒零件不便于安裝，因此，多用于用棒料作毛坯，尺寸較小軸套的車削加工。2)采用高精度夾具或卡盤。以外圓為定位基準(zhǔn)時(shí)，工件加工分幾次安裝進(jìn)行，先加工外圓表面，然后以外圓表面為定位基準(zhǔn)加工孔。由于采用一般三爪自定心卡盤夾緊工件時(shí)，因卡盤的偏心誤差較大，而使工件的同軸度誤差增加，所以，若要保證高的同軸度，則必須采用定心精度較高的卡盤或夾具。3)以孔為定位基準(zhǔn)。工件加工分幾次安裝進(jìn)行，先加工孔，然后以孔為定位基準(zhǔn)加工外圓表面。這樣，加工孔時(shí)所產(chǎn)生的同軸度誤差容易得到糾正，因此特別適于加工具有小直徑深孔的套筒。

2.防止變形1)減少夾緊力對(duì)變形的影響。夾緊力應(yīng)分布在較大的面積上，而不宜集中于工件的某一徑向截面，以使工件單位面積上所受的壓力較小，從而減小其變形。當(dāng)工件外圓表面以卡盤夾緊時(shí)，可將卡爪的寬度和長(zhǎng)度增大；工件以孔定位時(shí)，宜采用脹開(kāi)式心軸夾緊。采用軸向夾緊的夾具，以防止工件的徑向變形。在工件上制出加強(qiáng)剛性的輔助凸邊，加工時(shí)用特殊結(jié)構(gòu)的卡爪夾緊，加工結(jié)束再將凸邊去掉。2)減少切削力對(duì)變形的影響。為減小徑向切削力，通常靠增大刀具主偏角的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。也可通過(guò)同時(shí)加工內(nèi)外圓表面等方式來(lái)使切削力抵消。

2.防止變形3)減少熱變形引起的誤差。為避免工件在加工的過(guò)程中受切削熱膨脹而造成誤差，應(yīng)盡量保證工件在精加工時(shí)，有沿軸向或徑向延伸的可能。同時(shí)，在粗、精加工之間保證有充分的時(shí)間冷卻，加工時(shí)使用切削液，也達(dá)到很好的效果。4)考慮熱處理變形。除了改進(jìn)熱處理工藝外，在安排工序時(shí)，應(yīng)將熱處理工序安排在粗加工之后進(jìn)行，并留有足夠的余量，使熱處理造成的變形在以后的工序中得到糾正。5)粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行。使粗加工的變形能在精加工得以糾正。課后練習(xí)

1.套類零件有哪些工藝特點(diǎn)？2.常見(jiàn)套類零件加工的技術(shù)要求是什么？3.套類零件常采用的材料是什么？4.保證套類零件加工質(zhì)量的措施有哪些？4.2套類零件的加工方法

01孔的一般加工02孔的精密加工03深孔的加工4.2.1孔的一般加工

機(jī)械零件中，除外圓表面外，較多的則是內(nèi)孔表面，它是盤套、支架、箱體類零件的主要組成表面之一。一般地，常見(jiàn)的內(nèi)孔表面主要有以下幾種:（1）配合用孔

配合用孔是指裝配中有配合要求的孔。如車床尾座體孔、齒輪或帶輪上的孔、與軸有配合要求的套筒孔、主軸箱體上的主軸和傳動(dòng)軸的軸承孔等都是配合用孔，其中箱體上的孔往往構(gòu)成孔系，且加工精度要求較高。（2）非配合用孔

非配合用孔是指裝配中無(wú)配合要求的孔。如油孔、內(nèi)螺紋底孔、齒輪或帶輪輪輻孔等都是非配合用孔，其加工精度要求不高。（3）深孔

深度與直徑之比大于5（L/D>5）的孔稱為深孔。如車床主軸上的軸向通孔。由于深孔加工難度大，對(duì)刀具和機(jī)床均有特殊要求。（4）圓錐孔

如車床主軸前端的錐孔、鉆床刀桿的錐孔等。通常圓錐孔有較高的加工精度和表面質(zhì)量要求。

套類零件的主要加工表面是內(nèi)孔。

與外圓表面相比，孔的加工難度較大，所使用刀具的安裝以及其直徑、長(zhǎng)度等都受到被加工孔尺寸的限制，因此，加工同樣等級(jí)的內(nèi)孔和外圓時(shí)，一般孔加工往往需要較多的工序，同時(shí)加工過(guò)程產(chǎn)生廢品的可能性也較大。1.鉆孔

鉆孔是用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的方法。通常采用麻花鉆(圖4-4)鉆孔，但由于鉆頭的強(qiáng)度和剛性較差，排屑較困難，切削液不易注入，因此，孔的精度較低，表面質(zhì)量比較差，一般公差等級(jí)為IT13~IT12,表面粗糙度值為Ra（12.5~6.3）μm。圖4-4麻花鉆的組成a)鉆頭整體結(jié)構(gòu)

b)鉆頭切削部分1—前刀面2、8—副切削刃（棱邊）3、7—主切削刃4、6—后刀面5—橫刃9—副后刀刃1.鉆孔

在鉆孔加工時(shí)，為了防止和減少鉆孔時(shí)鉆頭產(chǎn)生偏移，常采用下列工藝措施:

1)鉆孔前先加工端面，保證端面與鉆頭中心線垂直。2)先用鉆頭或中心鉆在端面上預(yù)鉆一個(gè)凹坑，以引導(dǎo)鉆頭鉆削。3)刃磨鉆頭時(shí)，使兩個(gè)主切削刃對(duì)稱。4)鉆小孔或深孔時(shí)，應(yīng)選用較小的進(jìn)給量，以減小鉆削的軸向力，使鉆頭不易產(chǎn)生彎曲變形而引起偏移。5)采用工件旋轉(zhuǎn)的鉆削方式。

6）采用鉆套引導(dǎo)鉆頭。

鉆孔時(shí)，鉆頭直徑一般不超過(guò)80mm。鉆直徑大于30mm的孔時(shí)，常采用兩次鉆削，即先鉆較小(被加工孔徑的0.5~0.7倍)的孔，再用大直徑鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆。2.擴(kuò)孔

擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔工具擴(kuò)大工件孔徑的加工方法。通常采用擴(kuò)孔鉆(圖4-5)

擴(kuò)孔，擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相比，由于沒(méi)有橫刃，工作平穩(wěn)，容屑槽小，刀體剛性好，工作中導(dǎo)向性好，故對(duì)孔的誤差有一定的校正能力。擴(kuò)孔通常作為鉸孔前的預(yù)加工，也可作為孔的最終加工，一般能達(dá)到的公差等級(jí)為IT12~

TT10,表面粗糙度值為Ra(6.3~3.2)μm。圖4-5擴(kuò)孔鉆1—前刀面2—主切削刃3—鉆心4—后刀面5—刃帶2.擴(kuò)孔

擴(kuò)孔余量一般為孔徑的1/8（1/8D）左右。使用高速鋼擴(kuò)孔鉆加工鋼料時(shí)，切削速度可選為15~40m/min,進(jìn)給量可選為0.4~2mm/r，故擴(kuò)孔生產(chǎn)率比較高。當(dāng)孔徑大于10mm時(shí)，切削力矩很大，故很少應(yīng)用擴(kuò)孔，而采用鏜孔。

鉸孔主要用于加工中小尺寸的孔，孔徑般在3~150mm范圍內(nèi)。鉸孔時(shí)以本身孔作導(dǎo)向，故不能糾正位置誤差，因此，孔的有關(guān)位置精度應(yīng)由鉸孔前的預(yù)加工工序保證。3.鉸孔

鉸孔是對(duì)未淬火孔進(jìn)行精加工的種方法。鉸孔時(shí)，因切削速度低，加工余量小，使用的鉸刀(圖4-6)刀齒多、結(jié)構(gòu)特殊(有切削和校正部分)、剛性好、精度高等因素，故鉸孔后的質(zhì)量比較高。

鉸孔能達(dá)到孔徑尺寸公差等級(jí)般為IT11~IT17。手鉸可達(dá)IT6,表面租糙度值為Ra(0.1~6.3)μm。3.鉸孔為了保證鉸孔時(shí)的加工質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1)合理選擇鉸孔余量和切削規(guī)范。鉸孔的加工余量視孔徑、材料及公差等級(jí)要求等而異。對(duì)孔徑為5~

80mm，公差等級(jí)為IT10~IT7的孔，一般分粗鉸和精鉸。加工余量太小時(shí)，往往不能全部切除上道工序的加工痕跡，同時(shí)由于刀齒不能連續(xù)切削而以很大的壓力沿孔壁打滑，使孔壁的質(zhì)量下降。加工余量太大時(shí)，則會(huì)因切削力大，發(fā)熱多引起鉸刀直徑增大及顫動(dòng)，致使孔徑擴(kuò)大。加工余量的選擇可參見(jiàn)表4-3。加工余量孔徑12~188~3030~5050~80粗餃0.100.140.180.20精餃0.050.060.070.10總余量0.150.200.250.303.鉸孔為了保證鉸孔時(shí)的加工質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):2）合理選用切削速度。合理選用切削速度可以減少積屑瘤的產(chǎn)生，防止表面質(zhì)量下降。鉸削鑄鐵時(shí)可選為8~10m/

min,鉸削鋼時(shí)的切削速度要比鑄鐵時(shí)低，粗鉸為4~10m/min,精鉸為1.5~5m/min。

鉸孔的進(jìn)給量也不能太小，因進(jìn)給量過(guò)小會(huì)使切屑太薄，致使切削刃不易切入金屬層而打滑，甚至產(chǎn)生啃刮現(xiàn)象，破壞了表面質(zhì)量，還會(huì)引起鉸刀振動(dòng)，使孔徑增大。3.鉸孔為了保證鉸孔時(shí)的加工質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):3）合理使用鉸刀。鉸削時(shí)，切削刃應(yīng)保持鋒利和光潔，切削刃上應(yīng)沒(méi)有缺口、裂紋或殘留切屑及毛刺等。鉸刀的中心線與被加工孔的中心線要一致，以防止孔徑擴(kuò)大或“喇叭口”現(xiàn)象。一般采用浮動(dòng)夾頭來(lái)裝夾刀具。圖4-6鉸刀a）手用鉸刀b）機(jī)用鉸刀3.鉸孔為了保證鉸孔時(shí)的加工質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):4）合理選擇底孔。底孔(即前道工序加工的孔)的精度高低，對(duì)鉸孔質(zhì)量影響很大，底孔精度低就不容易得到高的鉸孔精度。例如，上一道工序造成軸線重斜,由于鉸削量小,且鉸刀與機(jī)床主軸常采用浮動(dòng)連接，故鉸孔時(shí)就難以糾正。對(duì)于精度要求高的孔，在精鉸前應(yīng)先經(jīng)過(guò)擴(kuò)孔、鏜孔等工序,使底孔誤差減小，才能保證精鉸質(zhì)量。

5)正確選擇切削液。鉸削時(shí)，切削液對(duì)表面質(zhì)量有很大影響，鉸削鋼材時(shí)必須使用切削液，一般常選用乳化液。對(duì)鑄鐵零件一般不加切削液，如要進(jìn)一步提高表面質(zhì)量，也可選用煤油作切削液。

手鉸往往比機(jī)鉸質(zhì)量高，其主要原因是:切削速度低，切削溫度不高，不易產(chǎn)生積屑瘤，切削時(shí)無(wú)振動(dòng)，刀具中心位置完全由孔自身來(lái)引導(dǎo)等。因此，孔加工質(zhì)量要求很高時(shí)多在機(jī)鉸后再進(jìn)行手鉸。

4.鏜孔

鏜孔是最常用的孔加工方法之一，所用的刀具為鏜刀(圖4-7)。鏜孔可以作為鉸孔、磨孔前的粗加工，也可以作為精加工，并且加工范圍很廣，可以加工各種不同類型零件上的孔。鏜孔一般在鏜床上進(jìn)行，也可以在車床、銑床和數(shù)控機(jī)床、加工中心上進(jìn)行。一般鏜孔能達(dá)到的公差等級(jí)為IT8

~

IT7，表面粗糙度值為Ra(0.8~1.6)μm。

圖4-7鏜刀a）通孔鏜刀b）盲孔鏜

4.鏜孔

由于鏜孔時(shí)刀具(鏜桿和鏜刀)尺寸受到被加工孔徑的限制，因此，一般剛性較差，容易引起彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，特別是鏜直徑小，離支承位置較遠(yuǎn)的孔，振動(dòng)情況更為嚴(yán)重，會(huì)影響孔徑的精度。與擴(kuò)孔和鉸孔相比，鏜孔的生產(chǎn)率比較低，但在單件小批生產(chǎn)中是較經(jīng)濟(jì)的，主要由于刀具成本低，而且鏜孔能保證孔中心線的準(zhǔn)確位置，并能修正毛坯或上道工序加工后所造成的孔的軸線歪曲和偏斜。對(duì)于直徑很大(

>

100mm)的孔和大型零件的孔，鏜孔是唯一的加工方法。

5.拉孔

拉孔是指在拉床上用拉刀對(duì)工件進(jìn)行拉削加工的方法。拉削加工的形狀如下圖所示。

5.拉孔

1）拉刀。拉刀可分為花鍵拉刀和圓孔拉刀等，花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)與圓孔拉刀基本相同，其區(qū)別在齒形部分。上圖所示為圓孔拉刀的組成，其各部分作用如下:

①頭部供拉床夾持，傳遞動(dòng)力。②頸部連接頭部與其他部分，亦在此處打標(biāo)記(刀具材料、尺寸規(guī)格等)。③過(guò)渡錐使拉刀易于切入待加工表面并起定心作用。④前導(dǎo)部起導(dǎo)向和定心作用，防止拉刀切入工件后發(fā)生歪斜，并可檢查拉孔前的孔徑是否過(guò)小，以免拉刀第一個(gè)刀齒負(fù)荷太大而損壞。⑤切削部擔(dān)負(fù)著全部切削工作。由粗切齒、過(guò)渡齒和精切齒三個(gè)部分組成。這些刀齒的直徑由前導(dǎo)部向后逐漸增大，最后一個(gè)精切齒的直徑應(yīng)保證被拉削孔獲得所要求的尺寸。⑥校準(zhǔn)部有幾個(gè)校準(zhǔn)齒，其直徑與拉削后的孔徑相同，只起校準(zhǔn)和修光作用，以提高加工精度，減小表面粗糙度值。⑦后導(dǎo)部保持刀具最后的正確位置，防止拉刀離開(kāi)工件時(shí)損壞已加工表面或刀齒。⑧尾部用于支承較長(zhǎng)的拉刀。

5.拉孔

2）拉削過(guò)程

拉削加工只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)，即拉刀在拉床液壓力作用下以一定的切削速度作直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由拉刀本身的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，即拉刀后一刀齒比前一刀齒高出一個(gè)齒升量，每一刀齒依次切去一層厚度為齒升量的金屬層，總的背吃刀量在一次行程中被全部切除。

5.拉孔

3)拉削有以下一些特點(diǎn):①生產(chǎn)率高。拉削屬多刃切削，一次行程能完成租、精加工。②加工質(zhì)量好。拉削切削速度低(<0.3m/s)，(<1.0mm)，每齒切削厚度，即齒升量更小(拉削鋼時(shí)=0.02

~0.04mm)，且拉床一般采用液壓傳動(dòng)，加工過(guò)程平穩(wěn)。加工質(zhì)量較好，精度可達(dá)IT8~

IT7,表面粗糙度值為Ra(0.4~0.8)μm。③刀具使用壽命高。由于切削速度低，切削力小，切削熱少，故刀具磨損慢。④機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。⑤刀具成本高。由于制造復(fù)雜，故成本高。適用于大批生產(chǎn)。

5.拉孔

拉削孔徑的范圍一般為10~

100mm,拉孔深度一般不宜超過(guò)孔徑的了3~4倍。由于拉削速度低(一般為2~8m/

min),因此，不易產(chǎn)生積屑瘤，拉削過(guò)程平穩(wěn)，切削層厚度很薄，故一般能達(dá)到的公差等級(jí)為IT8~IT7，表面粗糙度值為Ra(0.4~1.6)μm。拉削過(guò)程與鉸孔相似，都是以預(yù)加工孔本身定位，它不能糾正孔的位置偏差。拉孔時(shí)，由于切削力的作用，工件端面被緊壓在機(jī)床端面的支承盤上，因此，要求預(yù)加工孔的軸心線必須與其端面垂直，否則會(huì)引起拉刀彎曲和振動(dòng)。若不能保證工件端面與預(yù)加工孔的垂直度，則可采用球面支承來(lái)補(bǔ)償。正確選用切削液對(duì)降低拉削力，提高工件表面質(zhì)量和拉刀壽命有一定作用。在加工鋼件時(shí)，一般選用乳化液或硫化油，前者有利于細(xì)化工件表面粗糙度，后者有利于提高拉刀壽命。

6.磨孔

內(nèi)圓磨削原理與外圓磨削原理一樣，但內(nèi)圓磨削的工作條件比外圓磨削差。內(nèi)圓磨削有如下特點(diǎn):1)磨孔用的砂輪直徑受到工件孔徑的限制，約為孔徑的0.5~0.9倍，砂輪直徑小則磨耗快，因此需要及時(shí)修正和更換，增加了輔助時(shí)間。2)由于砂輪直徑小，磨削時(shí)砂輪圓周速度要達(dá)到25~30m/s是很困難的。因此，磨削速座比外圓磨削低很多，孔的表面質(zhì)量較低，生產(chǎn)效率也不高。近年來(lái)已制成有100000r/min的風(fēng)動(dòng)磨頭，以便磨削1~2mm的孔。3)砂輪軸的直徑受到孔徑的限制，又是懸臂安裝，如圖4-10所示，容易彎曲和變形，從而影響加工精度和表面質(zhì)量。圖4-10內(nèi)圓磨削砂輪軸的偏移

4-11磨孔時(shí)的“喇叭口”

6.磨孔

內(nèi)圓磨削原理與外圓磨削原理一樣，但內(nèi)圓磨削的工作條件比外圓磨削差。內(nèi)圓磨削有如下特點(diǎn):4）砂輪與孔的接觸面積大，單位面積壓力小，磨粒不易脫落，工件易發(fā)生燒傷，所以應(yīng)選擇較軟的砂輪。5)切削液不易進(jìn)入磨削區(qū)，排屑較困難，磨屑易聚積在磨粒間的空隙中，容易堵塞砂輪，影響砂輪的切削性能。6)在磨削時(shí)，砂輪與孔的接觸長(zhǎng)度經(jīng)常改變。當(dāng)砂輪有一部分超出孔外時(shí)，其接觸長(zhǎng)度較短，切削力較小，砂輪主軸所產(chǎn)生的位移量比磨削孔的中部時(shí)為小，此時(shí)，被磨去的金屬層較多，從而形成如圖4-11所示的“喇叭口”。為了減小或消除其誤差，加工時(shí)應(yīng)控制砂輪超出孔外的長(zhǎng)度不大于(1/2~1/3)

砂輪寬度。一般內(nèi)圓磨削能達(dá)到的公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度值為Ra(0.2~0.4)μm。4.2.2孔的精密加工

1.珩磨

珩磨是磨削加工的一種特殊形式，所用的工具是由若干砂條組成的珩磨頭，砂條沿珩磨頭外圓柱面母線均勻排列，能作徑向張縮，以一定的壓力與孔表面接觸。珩磨頭與機(jī)床主軸采用浮動(dòng)連接，珩磨頭工作時(shí)，由工件孔壁作導(dǎo)向，沿預(yù)加工孔的中心線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故珩磨加工不能修整孔的相對(duì)位置誤差，因此，珩磨前在孔的精加工工序中必須保證其位置精度。

一般鏜孔后的珩磨余量為0.05

~0.08mm,鉸孔后的珩磨余量為0.02

~0.04mm,磨孔后的珩磨余量為0.01

~0.02mm。余量較大時(shí)可分為粗、精兩次珩磨。一般珩磨可達(dá)到公差等級(jí)為IT7~IT6，表面粗糙度值為Ra

(0.025~0.2)μm。

珩磨的加工范圍比較廣泛，能加工直徑為15

~500mm的孔，特別是大批生產(chǎn)中采用珩磨更為經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)于如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸套、連桿孔和液壓筒等，珩磨已成為典型的光整加工方法。

2.研磨

研磨孔的原理與研磨外圓表面的原理相同，研具用比工件軟的材料(如低碳鋼、鑄鐵、銅、巴氏合金等)制成。圖4-12a所示為鑄鐵粗研具，表面開(kāi)槽以存研磨劑，棒的直徑可用螺釘調(diào)節(jié)；圖4-12b所示為低碳鋼精研具。a）鑄鐵粗研具

b）低碳鋼精研具圖4-12研磨棒內(nèi)孔研磨的工藝特點(diǎn):1)尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT6以上，表面粗糙度值為Ra

(0.01

~0.16)

μm。2)孔的位置精度只能由前工序保證。3)生產(chǎn)效率低，研磨之前孔必須經(jīng)過(guò)磨削、精鉸或精鏗等工序。

3.滾壓

滾壓是用鋼球或滾輪，在一定壓力下壓向被加工表面，使之產(chǎn)生塑性變形，從而得到光整表面的一種精密加工方法。滾壓后的表面能夠顯著地提高工件的疲勞強(qiáng)度和使用壽命。

滾壓可在普通機(jī)床上利用滾壓裝置進(jìn)行，不需要專用設(shè)備，所以生產(chǎn)應(yīng)用較多，如活塞銷孔的精加工，液壓缸孔及曲軸頸過(guò)渡圓弧的精加工等。

內(nèi)孔經(jīng)滾壓后，誤差在0.01mm以內(nèi)，表面粗糙度值達(dá)Ra0.16μm或更小，且表面硬化耐磨。滾壓頭的徑向尺寸應(yīng)根據(jù)孔的滾壓過(guò)盈量確定，一般鋼材的滾壓過(guò)盈量為0.10-0.12mm,滾壓后孔徑增大0.02

~0.03mm。

滾壓時(shí)，滾壓速度=60

~80m/

min,進(jìn)給量=0.25

~0.35mm/t，切削液采用50%硫化油加50%柴油或煤油。4.2.3深孔的加工

1.深孔加工的工藝特點(diǎn)

通常把孔的深度與直徑之比(L/D>5)的孔稱為深孔，深徑比不大的孔，可用麻花鉆在普通鉆床、車床上加工；深徑比大的孔，必須采用特殊的刀具、設(shè)備及加工方法。深孔加工比一般的孔加工要復(fù)雜和困難得多。深孔加工的工藝主要有以下特點(diǎn):1)深孔加工的刀桿細(xì)長(zhǎng)，強(qiáng)度和剛度比較差，在加工時(shí)容易引偏和振動(dòng)，因此，在刀頭上設(shè)置支承導(dǎo)向極為重要。2)切屑排除困難。如果切屑堵塞，則會(huì)引起刀具崩刃，甚至折斷，因此需采取強(qiáng)制排屑措施。3)刀具冷卻散熱條件差，切削液不易注入切削區(qū)，使刀具溫度升高，刀具壽命降低，因此，必須采用有效的降溫方法。

2.深孔的鉆削方式

在單件小批生產(chǎn)中，深孔鉆削常在臥式車床或轉(zhuǎn)搭車床上用接長(zhǎng)的麻花鉆加工。有時(shí)工件作兩次安裝，從兩端鉆成。鉆削時(shí)鉆頭須多次退出，以排除切屑和冷卻刀具。采用這種切削方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大且生產(chǎn)率低。在大批生產(chǎn)中，普遍用深孔結(jié)床和深孔鉆頭進(jìn)行加工。

深孔加工一般采用工件旋轉(zhuǎn)、鉆頭軸向進(jìn)給，或鉆頭與工件同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)、鉆頭軸向進(jìn)給方式進(jìn)行。這兩種方式都不易使深禮的軸線偏斜，尤其后者更為有利，但設(shè)備比較復(fù)雜。

若工件很大，旋轉(zhuǎn)有困難，則可將工件固定，使鉆頭旋轉(zhuǎn)并軸向進(jìn)給。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線與工件軸線有偏斜，則加工后的軸線也將有偏斜。

3.深孔加工的刀具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)深孔鉆頭的導(dǎo)向性能要好，防止加工中引偏。2)為了有利于排屑，必須能使切屑成碎裂狀或粉狀屑，而不是呈帶狀。3)深孔鉆頭上必須有進(jìn)出油孔或通道，供流通切削液并排除切屑。4)深孔鉆頭必須有良好的切削性能，并且在連續(xù)切削的條件下，具有較高的耐磨性和熱硬性。

4.深孔加工的冷卻和排屑方式

1）內(nèi)排屑方式。高壓切削液由鉆桿與工件孔壁間的空隙處壓入切削區(qū)，然后帶著切屑從鉆桿中的內(nèi)孔排出。這樣不會(huì)劃傷已加工的孔壁，而且鉆桿直徑可增大，也同時(shí)增強(qiáng)了鉆桿的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度，因此可提高進(jìn)給量，且孔軸線偏移量也較小，一般為0.1~0.3mm/m。采用深孔鉆頭需配備油壓頭，深孔鉆頭裝在油壓頭機(jī)構(gòu)內(nèi)。油壓頭的前端與工件貼合，工件由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。足夠流量的高壓油從油壓頭中的油管注入，通過(guò)鉆桿和工件壁間的空隙處壓入切削區(qū)，起冷卻作用，再?gòu)你@桿內(nèi)孔中帶著大量切屑排出。壓力和流量過(guò)小時(shí)，不易使切屑排出，會(huì)使溫度升高，刀具易磨損。2)外排屑方式。切削液的流向正好與內(nèi)排屑方式相反。課后練習(xí)

5.套類零件的孔有哪幾種？這幾類孔的加工方法有什么特點(diǎn)？4.3套類零件的加工實(shí)例01圖樣分析02工藝分析03工藝準(zhǔn)備04工藝過(guò)程

加工如下圖所示的襯套，材料45鋼，工件數(shù)量為5件。1.圖樣分析1.尺寸精度主要包直徑和長(zhǎng)度尺寸等，下圖中給定公差數(shù)値較小、如中“?34”、“?42”、“?50”等尺寸。2.位置精度包括同軸度、平行度、垂直度、徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)等。如下圖所示的?34mm的軸線與?50

mm的軸線的同軸度公差為?0.01mm,由于數(shù)量較少，安排一次裝夾加工完成。3.表面粗糙度

在臥式車床上車削金屬材料時(shí)，一般表面粗糙度值可達(dá)Ra

(0.8~1.6)um

，下圖中的要求為Ra0.8μm,用精細(xì)車削可以實(shí)現(xiàn)。2.工藝分析(1)選擇毛坯類型

套類工件的毛坯通常選用圓鋼或鍛件。圖4.13所示的襯套，45鋼，毛坯采用φ55mm×80mm的棒料。