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课题4:孔加工 理论:1.掌握孔加工的工艺知识;
2.掌握孔加工的编程指令。
技能:1.能编制孔加工的加工程序;
2.能熟练使用数控铣床仿真软件;
3.能完成孔加工仿真加工。 1.孔加工工艺知识;
2.孔加工的编程指令用。 孔加工编程 专业课(理实一体) 讲授法、引导文教学法、案例教学法、示范法、练习法 多媒体、网络或投影仪 4/24 杨丰 回顾:平面选择指令、圆弧编程指令 1.讲解:半径补偿指令格式 2.讲解:半径补偿编程举例 3.练习:完成课题的仿真加工 4.小结 课题4:孔加工
4.1任务:端盖零件上沉头螺钉孔和销孔的加工
端盖零件如图4-1所示,底平面、两侧面和φ40H8型腔已在前面工序加工完成。本工序加工端盖的4个沉头螺钉孔和2个销孔,试编写其加工程序。零件材料为HT150,加工数量为5000个/年。
4.2 孔加工的工艺知识
1.孔加工的方法
孔加工在金属切削中占有很大的比重,应用广泛。在数控铣床上加工孔的方法很多,根据孔的尺寸精度、位置精度及表面粗糙度等要求,一般有点孔、钻孔、扩孔,锪孔、铰孔、镗孔及铣孔等方法。
2.孔加工的刀具
1)钻孔刀具及其选择
钻孔刀具较多,有普通麻花钻、可转位浅孔钻、喷吸钻及扁钻等。应根据工件材料、加工尺寸及加工质量要求等合理选用。
在数控镗铣床上钻孔,普通麻花钻应用最广泛,尤其是加工¢30mm以下的孔时,以麻花钻为主,如图6-2所示。
图6-2 普通麻花钻
在数控镗铣床上钻孔,因无钻模导向,受两种切削刃上切削力不对称的影响,容易引起钻孔偏斜。为保证孔的位置精度,在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔,或用一刚性较好的短钻头钻一窝。
中心钻主要用于孔的定位,由于切削部分的直径较小,所以中心钻钻孔时,应选取较高的转速。
对深径比大于5而小于100的深孔由于加工中散热差,排屑困难,钻杆刚性差,易使刀具损坏和引起孔的轴线偏斜,影响加工精度和生产率,故应选用深孔刀具加工。
2)扩孔刀具及其选择
扩孔多采用扩孔钻,也有用立铣刀或镗刀扩孔。扩孔钻可用来扩大孔径,提高孔加工精度。用扩孔钻扩孔精度可达IT11~IT10,表面粗糙度值可达Ra6.3~3.2um。扩孔钻与麻花钻相似,但齿数较多,一般为3~4个齿。扩孔钻加工余量小,主切削刃较短,无需延伸到中心,无横刃,加之齿数较多,可选择较大的切削用量。图6-3所示为整体式扩孔钻和套式扩孔钻。
3)铰孔刀具及其选择
铰孔加工精度一般可达IT9~IT8级,孔的表面粗糙度值可达Ra1.6~0.8um,可用于孔的精加工,也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔只能提高孔的尺寸精度、形状精度和减小表面粗糙度值,而不能提高孔的位置精度。因此,对于精度要求高的孔,在铰削前应先进行减少和消除位置误差的预加工,才能保证铰孔质量。
图6-3所示为直柄机用铰刀和套式机用铰刀。
4)镗孔加工刀具及其选择
镗孔是数控镗铣床上的主要加工内容之一,它能精确的保证孔系的尺寸精度和形位精度,并纠正上道工序的误差。在数控镗铣床上进行镗孔加工通常是采用悬臂方式,因此要求镗刀有足够的刚性和较好的精度。
镗孔加工精度一般可达IT7~IT6,表面粗糙度值可达Ra6.3~0.8um。为适应不同的切削条件,镗刀有多种类型。按镗刀的切削刃数量可分为单刃镗刀(图6-5a))和双刃镗刀(图6-5b))。
在精镗孔中,目前较多地选用精镗微调镗刀,如图6-6所示。这种镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调,且调节方便,精度高。
3.孔加工的切削参数及加工余量
1)孔加工的切削参数
4.攻螺纹的加工工艺
1)底孔直径的确定
攻螺纹之前要先打底孔,底孔直径的确定方法如下:
对钢和塑性大的材料
D孔=D-P
对铸铁和塑性小的材料
D孔=D-(1.05~1.1)P
式中:D孔—螺纹底孔直径,mm;
D─螺纹大径,mm;
P─螺距,mm。
2)盲孔螺纹底孔深度
盲孔螺纹底孔深度的计算方法如下:
盲孔螺纹底孔深度=螺纹孔深度+0.7─钻头的直径
5.孔加工路线安排
1)孔加工导入量与超越量
孔加工导入量(图6-8中ΔZ)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间的距离。孔加工导入量可参照表6-7选取。
孔加工超越量(图6-8中的ΔZ'),当钻通孔时,超越量通常取ZP+(1~3)mm,ZP为钻尖高度(通常取0.3倍钻头直径);铰通孔时,超越量通常取3~5mm;镗通孔时,超越量通常取1~3mm;攻螺纹时,超越量通常取5~8mm。
表6-7 孔加工导入量
已加工表面 毛坯表面 钻孔 2~3 5~8 扩孔 3~5 5~8 镗孔 3~5 5~8 铰孔 3~5 5~8 铣削 3~5 5~8 攻螺纹 5~10 5~10
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