镗床加工是一种利用镗刀对工件的孔、平面、沟槽等进行精密加工的方法,广泛应用于机械制造(如箱体类零件、支架、模具等)领域。由于镗床加工精度高、适应性强(可加工大直径孔、复杂孔系),对工件本身及加工过程有特定要求,以确保加工质量、效率及操作安全。以下是镗床加工对工件的主要要求:
一、工件材质与毛坯要求
材质适配性
镗床加工适用于多种金属及非金属材料,但材质需满足切削性能要求:
金属材料:钢(碳素钢、合金钢)、铸铁(灰铸铁、球墨铸铁)、铜合金、铝合金等是常见加工对象,其硬度需适中(一般建议≤30HRC,过高会加剧刀具磨损,需预先热处理软化)。
非金属材料:如工程塑料、木材等,需质地均匀,无内部疏松或杂质,避免加工时出现崩裂、变形。
禁止加工过硬或脆性过大的材料(如未经退火的高碳钢、淬火钢),除非配备专用硬质合金刀具或磨削附件。
毛坯质量
毛坯(如铸件、锻件)需经过时效处理(消除内应力),避免加工后因应力释放导致变形(尤其大型箱体类工件,需进行自然时效或人工时效)。
毛坯表面需平整,浇冒口、飞边、毛刺需预先清理,孔的预加工(如铸孔、锻孔)需留有合理加工余量(一般3-5mm,根据精度要求调整),余量不均匀会导致加工时切削力波动,影响精度。
二、工件结构与尺寸要求
结构合理性
刚性要求:工件需具备足够刚性,避免加工时因切削力产生变形(如细长杆、薄壁件需设计辅助支撑结构)。例如,加工大型箱体的轴承孔时,箱体本身需有足够壁厚,防止装夹或切削时晃动。
装夹便利性:工件需有合适的定位基准面(如平面、已加工孔),且结构便于装夹(如设有凸台、工艺孔),避免因装夹不稳定导致加工偏差。对于无合适基准的工件,需预先加工工艺凸台或辅助支撑面。
孔系与平面关联性:若加工复杂孔系(如箱体的平行孔、垂直孔),工件需保证孔的轴线与基准面(如底面、侧面)的垂直度、平行度符合设计要求,否则会增加镗床调整难度。
尺寸范围适配性
镗床加工的工件尺寸需与设备规格匹配:
小型镗床(如卧式镗床)适合加工长度≤2米、重量≤1吨的工件;
大型落地镗床可加工长度10米以上、重量数十吨的重型工件,但需考虑设备承重范围,避免超载导致机床导轨变形。
孔的加工范围:镗床可加工直径φ10mm~φ2000mm的孔(根据镗刀及附件规格),深孔加工(孔深与直径比>5)需确保工件有足够的轴向空间,且孔的入口端需平整,便于镗刀切入。
三、加工精度与表面质量要求
尺寸精度
镗床加工的孔直径公差一般可达IT7~IT6级(如φ100H7,公差范围0~+0.035mm),孔距公差(如平行孔系的中心距)可控制在±0.01~±0.03mm,需根据工件设计要求明确精度等级,避免盲目追求过高精度导致成本增加。
平面加工的平面度公差通常≤0.02mm/1000mm,垂直度(如孔与端面)≤0.01mm/1000mm,需通过工件的基准面保证测量基准与设计基准一致。
表面质量
表面粗糙度(Ra)要求:一般镗削加工可达Ra1.6~Ra3.2μm(精镗),若需更高表面质量(如Ra0.8μm以下),需配合铰削、磨削等后续工序。
表面不得有裂纹、划痕、气孔等缺陷,尤其是密封面、配合面(如轴承孔与轴的配合面),需保证无影响装配的瑕疵。
四、装夹与定位要求
定位基准明确
工件需选择精度高、面积大的表面作为定位基准(如箱体的底面、侧面),遵循“基准统一”原则(同一工件的多个加工面使用同一基准),减少定位误差。
若工件无合适自然基准,需设置工艺基准(如工艺孔、工艺凸台),基准面需预先加工(如铣削或磨削),平面度、粗糙度达标(Ra≤3.2μm)。
装夹稳定性
装夹方式需根据工件形状选择:
中小型工件可用平口钳、压板固定在工作台面;
大型箱体类工件需用螺栓、压板直接固定,底部垫等高垫铁(保证工件水平),夹紧力需均匀(避免工件变形),且夹紧点靠近加工部位(减少振动)。
对于薄壁件、易变形工件,需采用“多点支撑、均匀夹紧”的方式(如使用专用夹具),或在加工过程中采用“分步切削”(减小切削力)。
五、工艺与安全要求
加工工艺适配性
工件的加工工序需合理安排:先加工平面,再以平面为基准加工孔(“面先孔后”原则);先加工大孔,再加工小孔;先粗加工(去除大部分余量),再精加工(保证精度),避免粗加工的应力影响精加工精度。
深孔加工(如孔深>5倍直径)需考虑排屑和冷却,工件需预留排屑通道,或采用深孔镗削专用附件(如内排屑镗刀)。
安全与操作适配性
工件重量不得超过镗床工作台的额定承载能力,大型工件吊装时需有吊装孔或专用吊具,避免吊装过程中变形或碰撞。
工件边缘需无尖锐毛刺,避免加工时划伤操作人员或刀具;若工件有不规则凸起,需确保旋转时不与镗床主轴、刀架发生干涉。