项目五 任务二 铰孔加工（教案）- 《数控铣床加工中心编程及加工（第2版）》同步教学（哈工程

任务二 铰孔加工 [教学目标] 1.了解数控铣床/加工中心铰削加工的加工过程。 2.掌握数控铣床/加工中心铰削编程基础知识。 [教学重点] 铰孔的编程指令及方法 [教学难点] 铰孔的编程指令及方法 [教学过程] 新课教学 一、铰孔概述 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。直径在100 mm以内的孔可以采用铰孔，孔径大于100 mm时，多用精镗代替铰孔。 铰孔加工精度可达IT9～IT7级，表面粗糙度一般达Ra1.6～0.8μm。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。 二、铰刀 1. 铰刀的结构 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φ1 mm～φ6mm，锥柄铰刀直径为φ10mm～φ32mm，套式铰刀直径为φ25mm～φ80mm。铰刀分H7、H8、H9三种精度等级。 如图5-10所示，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。 图5-10 铰刀结构图 2. 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，如下所示： 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()的孔，则选用的铰刀直径如下： 铰刀基本尺寸=φ20 mm 上偏差=2/3×0.021 mm=0.014 1 mm 下偏差=1/3×0.021 mm=0.007 mm 因此，选用的铰刀直径尺寸为φ20mm。 3. 铰刀齿数的确定 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5-8选择。 表5-8 铰刀齿数选择 铰刀直径／mm 1.5～3 3～14 14～40 >40 齿 数 一般加工精度 4 4 6 8 高加工精度 6 8 10～12 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，但它不适合盲孔加工。 三、铰削用量的选用 1. 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，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，对于较大直径的孔，余量不能大于0.3mm。 有一种经验建议留出铰刀直径1～3％大小的厚度作 ... ...