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1、课题4 孔加工,1熟悉孔加工刀具。 2掌握孔加工、铰孔和攻螺纹循环。 3能合理选择孔加工方法和加工路线。 4能确定钻、扩、锪孔零件铣削的加工方案。 5掌握孔零件的加工过程及操作要点。,一、孔加工刀具,1.麻花钻 麻花钻是最常用的孔加工刀具，一般用于实体材料上孔的粗加工。钻孔的尺寸精度为 ITI3 ITI1 ，表面粗糙度 Ra 值为 50 12.5 m 。它的结构由柄部、颈部和工作部分组成。,图3-4-1 麻花钻的结构,2.铰刀 铰刀是一种半精加工或精加工孔的常用刀具，铰刀的刀齿数多 （412 个齿 ） ，加工余量小，导向性好，刚性大。铰孔后孔的精度可达 IT9IT7 ，表面粗糙度 Ra 值达
2、1.60.4 m 。 铰刀可分为手用铰刀与机用铰刀两大类，手用铰刀又分为整体式和可调整式；机用铰刀分带柄的和套式；加工锥孔用的铰刀称为锥度铰刀，如图3-4-3所示。 铰刀分为三个精度等级，分别用于不同精度的孔的加工（ H7 、 H8 、 H9 ）。在选用时，应根据被加工孔的直径、精度和机床夹持部分的型式来选用相适应的铰刀。,图3-4-2 铰刀结构,a）直柄机用铰刀 b）锥柄机用铰刀 c）硬质合金锥柄机用铰刀 d）手用铰刀 e）可调节手用铰刀 f）套式机用饺刀 g）直柄莫氏圆锥铰刀 h）手用1 ：50 锥度铰刀 图3-4-3 铰刀的类型,3.丝锥 丝锥一种加工内螺纹的刀具，沿轴向开有沟槽，也叫螺
3、丝攻，如图3-4-4所示。通常，丝锥由工作部分和柄部构成。工作部分又分切削部分和校准部分，前者磨有切削锥，担负切削工作，后者用以校准螺纹的尺寸和形状，如图3-4-5所示。丝锥通常分单支或成组的。中小规格的通孔螺纹可用单支丝锥一次攻成。当加工盲孔或大尺寸螺孔时常用成组丝锥，即用 2支以上的丝锥依次完成一个螺孔的加工。成组丝锥有等径和不等径丝锥两种设计。等径设计的丝锥,各支仅切削锥长度不同；不等径设计的丝锥,各支螺纹尺寸均不相同，只有最后一支才具有完整的齿形。不等径设计的丝锥切削负荷分配合理，加工质量高，但制造成本也高。,图3-4-4 丝锥图,图3-4-5 丝锥结构图,图3-4-6 直槽丝锥,图3
4、-4-7 螺旋槽丝锥,图3-4-8 螺尖丝锥,二、孔加工、铰孔和攻螺纹循环,1.孔加工固定循环 （1）基本概念 在数控铣床与加工中心上进行孔加工时，通常采用系统配备的固定循环功能进行编程。通过对这些固定循环指令的使用，可以在一个程序段内完成某个孔加工的全部动作（孔加工进给、退刀、孔底暂停等），从而大大减少编程的工作量。,表3-4-1 孔加工固定循环及其动作一览表,1）孔加工固定循环动作 孔加工固定循环动作如图3-4-9所示，通常由6部分组成。,图3-4-9 固定循环动作,2）固定循环编程格式 孔加工循环的通用编程格式如下所示： G73G89 XY Z R Q P F K ； X Y ：孔在XY
5、平面内的位置； Z ：孔底平面的位置； R ：R点平面所在位置； Q ：G73和G83深孔加工指令中刀具每次加工深度或G76和G87精镗孔指令中主轴准停后刀具沿准停反方向的让刀量； P ：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，以ms作为时间单位； F ：孔加工切削进给时的进给速度； K ：孔加工循环的次数，该参数仅在增量编程中使用。,3）固定循环的平面 初始平面：初始平面（如图3-4-10所示）是为安全下刀而规定的一个平面。 R点平面：R点平面又叫R参考平面。这个平面是刀具下刀时，自快进转为工进的高度平面，距工件表面的距离主要考虑工件表面的尺寸变化，一般情况下取25mm。 孔底平面：加工不
6、通孔时，孔底平面就是孔底的Z轴高度。,图3-4-10 固定循环平面,4）G98与G99方式 G98方式。G98为系统默认返回方式，表示返回到初始平面（如图3-4-11所示）。当采用固定循环进行孔系加工时，通常不必返回到初始平面。当全部孔加工完成后或孔之间存在凸台或夹具等干涉件时，则需返回初始平面。 G98指令格式如下：G98 G81 X Y Z R F ； G99方式。G99表示返回R点平面（如图3-4-11所示）。在没有凸台等干涉情况下，加工孔系时，为了节省加工时间，刀具一般返回到R点平面。 G99指令格式如下：G99 G82 X Y Z R P F ；,图3-4-11 G98与G99方式,
7、5）G90与G91方式 G90方式。G90方式中，X、Y、Z和R的取值均指工件坐标系中的绝对坐标值（图3-4-12所示）。此时，R一般为正值，而Z一般为负值。 G91方式。G91方式中，R值是指从初始平面到R点平面的增量值，而Z值是指从R点平面到孔底平面的增量值。如图3-4-12所示，R值与Z值（G87例外）均为负值。,图3-4-12 G90与G91方式,（2）孔加工固定循环指令 1）钻孔循环G81与锪孔循环G82 指令格式 G81 X Y Z R F ； G82 X Y Z R P F ； 指令动作。,图3-4-13 G81与G82指令动作图,2）高速深孔钻循环G73与深孔钻循环G83 指令
8、格式 G73 X Y Z R Q F ； G83 X Y Z R Q F ； 指令动作。,图3-4-14 G73与G83动作图,2铰孔循环程序G85 （1）指令格式 G85 X Y Z R F ； （2）指令动作,a ）G85 G98动作图 b） G85 G99动作图 图3-4-15 G85指令动作图,3左旋螺纹攻螺纹与右旋螺纹攻螺纹循环 （1）指令格式 G84 X Y Z R P F ； （右旋螺纹攻螺纹） G74 X Y Z R P F ； （左旋螺纹攻螺纹） （2）指令动作,a ）G74 G99动作图 b） G84 G98动作图 图3-4-16 攻螺纹指令动作,三、孔加工方法的选择及加工
9、路线的确定,1.孔加工方法的选择 （1）孔加工方法的选用原则 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法有多种，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸、批量、毛坯材料及毛坯热处理等情况合理选用。此外，还应考虑生产率和经济性的要求以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅相关工艺手册。,（2）孔加工方法的选择 在数控铣床及加工中心上，常用于加工孔的方法有钻孔、扩孔、铰孔、粗/精镗孔及攻螺纹等。通常情况下，在数控铣床及加工中心上能较方便地加工出IT9IT7级精度的孔，对于这些孔的推荐加工方法见表3-4-2所
10、示。,表3-4-2 孔的加工方法推荐选择表,2孔加工路线的确定方法 （1）孔加工导入量 孔加工导入量（图3-4-17中Z）是指在孔加工过程中，刀具自快进转为工进时，刀尖点位置与孔上表面之间的距离。 孔加工导入量的具体值由工件表面的尺寸变化量确定，一般情况下取210mm。当孔上表面为已加工表面时，导入量取较小值（约25mm）。 （2）孔加工超越量 加工不通孔时，超越量（图3-4-17中Z）大于等于钻尖高度Zp=（D/2）cos0.3D； 通孔镗孔时，刀具超越量取13mm； 通孔铰孔时，刀具超越量取35mm； 钻加工通孔时，超越量等于Zp+（13）mm。,（3）相互位置精度高的孔系的加工路线 对于
11、位置精度要求较高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，避免将坐标轴的反向间隙带入，影响位置精度。 如图3-4-18所示孔系加工，如按A123456P安排加工走刀路线时，在加工5、6孔时，X方向的反向间隙会使定位误差增加，而影响5、6孔与其他孔的位置精度。而采用A123P654的走刀路线时，可避免反向间隙的引入，提高5、6孔与其他孔的位置精度。,图3-4-17 孔加工导入量与超越量 图3-4-18 孔系加工路线,四、攻螺纹的加工路线,1.攻螺纹底孔直径的确定 攻螺纹时，螺纹的底孔直径应稍大于螺纹的小径，以防止攻螺纹时因挤压而损坏丝锥。 2.不通孔螺纹底孔长度的确定 攻不通螺纹时，由于丝锥切削
12、部分有锥角，端部不能切出完整的牙齿，所以钻孔深度要大于螺纹的有效深度，如图3-4-19所示。 3.螺纹轴向起点和终点尺寸的确定 在数控机床上攻螺纹时，沿螺距方向应选择合理的导入距离1和导出距离2，如图3-4-20所示。,图3-4-19 不通孔螺纹底孔长度 图3-4-20 攻螺纹轴向起点与终点,五、孔的测量及其加工精度误差分析,1.孔径的测量 孔径尺寸精度要求较低时，可采用直尺、内卡钳或游标卡尺测量。当孔径的精度要求较高时，可以用塞规、内径百分表、内径千分尺等量具测量。 （1）内卡钳测量 当孔口试切削或位置狭小时，使用内卡钳测量方便灵活。当前使用的内卡钳已采用量表或数显来显示测量数据，如图3-4
13、-21所示。采用这种内卡钳可以测出IT8IT7级别精度的内孔。,图3-4-21 数显内卡钳,（2）塞规测量 塞规（图3-4-22a）是一种专用量具，一端为通端，另一端为止端。使用塞规检测孔径时，当通端能进入孔内，而止端不能进入孔内时，说明孔径合格，否则为不合格。与此相类似，轴类零件也可采用光环规（图3-4-22b）测量。,a ）塞规 b） 光环规 图3-4-22 塞规和光环规,（3）内径百分表测量 用内径百分表（图3-4-23）测量内孔时，其测量头在孔内摆动，读出直径方向的最大尺寸即为内径尺寸。内径百分表适用于深度较大内孔的测量。,图3-4-23 内径百分表,（4）内径千分尺测量 内径千分尺（
14、图3-4-24）的测量方法和外径千分尺的测量方法相同，但其刻线方向与外径千分尺相反，相应地其测量时的旋转方向也相反。内径千分尺不适合于深度较大孔的测量。,图3-4-24 内径千分尺,2孔距的测量 测量孔距通常使用游标卡尺。精度较高的孔距也可采用内、外径千分尺配合圆柱测量心棒测量。 3孔的其他误差测量 孔除了要进行孔径和孔距测量外，有时还要进行圆度、圆柱度等形状误差的测量以及径向跳动、断面圆跳动、端面与孔轴线的垂直度等位置误差的测量。 4钻孔加工误差及其原因分析（表3-4-3） 5铰孔加工误差及其原因分析（表3-4-4）,表3-4-3 钻孔加工误差及其原因分析表,表3-4-4 铰孔加工误差及其原
15、因分析表,六、螺纹的测量与攻螺纹误差分析,1大、小径的测量 外螺纹大径和内螺纹小径的公差一般较大，可用游标卡尺或千分尺测量。 2螺距的测量 螺距一般可用钢直尺或螺距规测量。由于普通螺纹一般较小，所以，采用钢直尺测量时，最好测量10个螺距的长度，然后除以10，就得出一个较正确的螺距尺寸。 3中径的测量 对精度要求较高的普通螺纹，可用螺纹千分尺（图3-4-25）直接测量，所测得的读数就是该螺纹中径的实际尺寸；也可用“三针测量法”间接测量（三针测量法仅适用于外螺纹的测量），但需通过计算后，才能得到其中径尺寸。,4综合测量 综合测量是指螺纹塞规和螺纹环规（图3-4-26）的通、止规综合检查内、外普通螺纹是否合格。使用螺纹塞规或螺纹环规时，应按其对应的公差等级选择。 5攻螺纹误差分析（表3-4-5）,图3-4-25 外螺纹千分尺 图3-4-26 螺纹塞规与螺纹环规,表3-4-5 攻螺纹误差分析,七、技能训练-孔的零件加工,1.钻孔、扩孔、锪孔的铣削加工 （1）训练项目,图3-4-27 孔铣削加工零件图,七、技能训练-孔的零件加工,（2）项目分析 （3）训练准备 （4）操作步骤 1）确定
