鉆孔(擴孔與鉸孔)
各種零件的孔加工,除去一部分由車(chē)、鏜、銑等機床完成外,很大一部分是由鉗工利用鉆床和鉆孔工具(鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等)完成的。鉗工加工孔的方法一般指鉆孔、擴孔和鉸孔。
用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔叫鉆孔。在鉆床上鉆孔時(shí),一般情況下,鉆頭應同時(shí)完成兩個(gè)運動(dòng);主運動(dòng),即鉆頭繞軸線(xiàn)的旋轉運動(dòng)(切削運動(dòng));輔助運動(dòng),即鉆頭沿著(zhù)軸線(xiàn)方向對著(zhù)工件的直線(xiàn)運動(dòng)(進(jìn)給運動(dòng)),鉆孔時(shí),主要由于鉆頭結構上存在的缺點(diǎn),影響加工質(zhì)量,加工精度一般在IT10級以下,表面粗糙度為Ra12.5μm左右、屬粗加工。
一、鉆床
常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床三種,手電鉆也是常用的鉆孔工具。
1、臺式鉆床
簡(jiǎn)稱(chēng)臺鉆,是一種在工作臺上作用的小型鉆床,其鉆孔直徑一般在13mm以下。
臺鉆型號示例:GHD-14
主 參 數:最大鉆孔直徑
型號代號:臺式鉆床
類(lèi)別代號:鉆床
由于加工的孔徑較小,故臺鉆的主軸轉速一般較高,最高轉速可高達近萬(wàn)轉/分,最低亦在400轉/分左右。主軸的轉速可用改變三角膠帶在帶輪上的位置來(lái)調節。臺鉆的主軸進(jìn)給由轉動(dòng)進(jìn)給手柄實(shí)現。在進(jìn)行鉆孔前,需根據工件高低調整好工作臺與主軸架間的距離,并鎖緊固定(結合掛圖與實(shí)物講解示范)。臺鉆小巧靈活,使用方便,結構簡(jiǎn)單,主要用于加工小型工件上的各種小孔。它在儀表制造、鉗工和裝配中用得較多。
2、立式臺鉆
簡(jiǎn)稱(chēng)立鉆。這類(lèi)鉆床的規格用最大鉆孔直徑表示。與臺鉆相比,立鉆剛性好、功率大,因而允許鉆削較大的孔,生產(chǎn)率較高,加工精度也較高。立鉆適用于單件、小批量生產(chǎn)中加工中、小型零件。
3、搖臂鉆床
它有一個(gè)能繞立柱旋轉的搖臂、搖臂帶著(zhù)主軸箱可沿立柱垂直移動(dòng),同時(shí)主軸箱還能搖臂上作橫向移動(dòng)。因此操作時(shí)能很方便地調整刀具的位置,以對準被加工孔的中心,而不需移動(dòng)工件來(lái)進(jìn)行加工。搖臂鉆床適用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。
二、鉆頭
鉆頭是鉆孔用的刀削工具,常用高速鋼制造,工作部分經(jīng)熱處理淬硬至62~65HRC。一般鉆頭由柄部、頸部及工作部分組成(實(shí)物與掛圖)。
1、柄部:是鉆頭的夾持部分,起傳遞動(dòng)力的作用,柄部有直柄和錐柄兩種,直柄傳遞扭矩較小,一般用在直徑小于12mm的鉆頭;錐柄可傳遞較大扭矩(主要是靠柄的扁尾部分),用在直徑大于12mm的鉆頭。
2、頸部:是砂輪磨削鉆頭時(shí)退刀用的,鉆頭的直徑大小等一般也刻在頸部。
3、工作部分:它包括導向部分和切削部分。導向部分有兩條狹長(cháng)、螺紋形狀的刃帶(棱邊亦即副切削刃)和螺旋槽。棱邊的作用是引導鉆頭和修光孔壁;兩條對稱(chēng)螺旋槽的作用是排除切屑和輸送切削液(冷卻液)。切削部分結構見(jiàn)掛圖與實(shí)物,它有兩條主切屑刃和一條柄刃。兩條主切屑刃之間通常為118°±2°,稱(chēng)為頂角。橫刃的存在使銼削是軸向力增加。
三、鉆孔用的夾具
鉆孔用的夾具主要包括鉆頭夾具和工件夾具兩種。
1、鉆頭夾具:常用的是鉆夾頭和鉆套。
(1)鉆夾頭:適用于裝夾直柄鉆頭。鉆夾頭柄部是圓錐面,可與鉆床主軸內孔配合安裝;頭部三個(gè)爪可通過(guò)緊固扳手轉動(dòng)使其同時(shí)張開(kāi)或合攏。
(2)鉆套:又稱(chēng)過(guò)渡套筒,用于裝夾錐柄鉆頭。鉆套一端孔安裝鉆頭,另一端外錐面接鉆床主軸內錐孔。
2、工件夾具:常用的夾具有手虎鉗、平口鉗、V形鐵和壓板等(掛圖)。裝夾工件要牢固可靠,但又不準將工件夾得過(guò)緊而損傷過(guò)緊,或使工件變形影響鉆孔質(zhì)量(特別是薄壁工件和小工件)。
四、鉆孔操作
1、鉆孔前一般先劃線(xiàn),確定孔的中心,在孔中心先用沖頭打出較大中心眼。
2、鉆孔時(shí)應先鉆一個(gè)淺坑,以判斷是否對中。
3、在鉆削過(guò)程中,特別鉆深孔時(shí),要經(jīng)常退出鉆頭以排出切屑和進(jìn)行冷卻,否則可能使切屑堵塞或鉆頭過(guò)熱磨損甚至折斷,并影響加工質(zhì)量。
4、鉆通孔時(shí),當孔將被鉆透時(shí),進(jìn)刀量要減小,避免鉆頭在鉆穿時(shí)的瞬間抖動(dòng),出現“啃刀”現象,影響加工質(zhì)量,損傷鉆頭,甚至發(fā)生事故。
5、鉆削大于φ30mm的孔應分兩次站,第一次先鉆第一個(gè)直徑較小的孔(為加工孔徑的0.5~0.7);第二次用鉆頭將孔擴大到所要求的直徑。
6、鉆削時(shí)的冷卻潤滑:鉆削鋼件時(shí)常用機油或乳化液;鉆削鋁件時(shí)常用乳化液或煤油;鉆削鑄鐵時(shí)則用煤油。
五、擴孔與鉸孔
1、擴孔
擴孔用以擴大已加工出的孔(鑄出、鍛出或鉆出的孔),它可以校正孔的軸線(xiàn)偏差,并使其獲得正確的幾何形狀和較小的表面粗糙度,其加工精度一般為IT9~IT10級,表面粗糙度、Ra=3.2~6.3μm。擴孔的加工余量一般為0.2~4mm。
擴孔時(shí)可用鉆頭擴孔,但當孔精度要求較高時(shí)常用擴孔鉆(用掛圖或實(shí)物)。擴孔鉆的形狀與鉆頭相似,不同是:擴孔鉆有3~4個(gè)切削刃,且沒(méi)有橫刃,其頂端是平的,螺旋槽較淺,故鉆芯粗實(shí)、剛性好,不易變形,導向性好。
2、鉸孔
鉸孔是用鉸刀從工件壁上切除微量金屬層,以提高孔的尺寸精度和表面質(zhì)量的加工方法。鉸孔是應用較普遍的孔的精加工方法之一,其加工精度可達IT6~IT7級,表面粗糙度Ra=0.4~0.8μm。
鉸刀是多刃切削刀具(掛圖或實(shí)物),有6~12個(gè)切削刃和較小頂角。鉸孔時(shí)導向性好。鉸刀刀齒的齒槽很寬,鉸刀的橫截面大,因此剛性好。鉸孔時(shí)因為余量很小,每個(gè)切削刃上的負荷著(zhù)小于擴孔鉆,且切削刃的前角γ0=0°,所以鉸削過(guò)程實(shí)際上是修刮過(guò)程。特別是手工鉸孔時(shí),切削速度很低,不會(huì )受到切削熱和振動(dòng)的影響,因此使孔加工的質(zhì)量較高。
鉸孔按使用方法分為手用鉸刀和機用鉸刀兩種。手用鉸刀的頂角較機用鉸刀小,其柄為直柄(機用鉸刀為錐柄)。鉸刀的工作部分有切削部分和修光部分所組成。
鉸孔時(shí)鉸刀不能倒轉,否則會(huì )卡在孔壁和切削刃之間,而使孔壁劃傷或切削刃崩裂。
鉸孔時(shí)常用適當的冷卻液來(lái)降低刀具和工件的溫度;防止產(chǎn)生切屑瘤;并減少切屑細末粘附在鉸刀和孔壁上,從而提高孔的質(zhì)量。