【机械设计】机械设计中孔的种类及介绍,十年机械设计竟然只用了几种孔。。。

【机械设计】机械设计中孔的种类及介绍,十年机械设计竟然只用了几种孔。。。

孔类型

横截面/形状

目的

简单孔

圆形,直径均匀

组装和间隙。

通孔

圆形,完全延伸至

流体通道、布线和紧固。

盲孔

圆形,单开口

安装、拧紧和减轻重量。

间断孔

圆形,不连续

轴承座、定位销、螺栓。

螺纹孔

带内螺纹的圆形

通过内部螺旋螺纹紧固。

锥孔

锥形,直径减小

按压接头、流体控制和高性能密封件。

沉头孔

圆柱形凹槽

紧固件头外壳和美观性。

埋头孔

锥形凹槽

紧固和密封效果更佳。

反钻孔

圆锥形/锥形扩大

表面光滑,拧动更顺畅

沉头孔

浅沉头孔

紧固件头部的压力分布和平稳休息。

螺杆间隙

圆形,略大

轻松拧动螺丝、拆卸和重新组装。

铰孔

精致的圆形开口

高精度和更好的表面光洁度。

重叠孔

部分/完全相交的圆

适用于复杂的装配

它是表面上的直圆孔,可以是通孔,也可以是盲孔。圆形开口延伸到一定深度或贯穿整个厚度,直径均匀。简单孔用于装配或间隙。它们在图纸上用“Ø”表示,您可以使用所需直径的普通钻头进行钻孔。

通孔

开口通常不是在两侧(或贯穿所有厚度),有些会钻到一定厚度,称为通孔。它们涉及以下格式:“Ø 直径通过”在绘图表示中。例如,“Ø 30 直通”代表直径为30毫米的通孔。

此外,它们对于流体通道、布线空间和紧固目的至关重要。您可以通过钻孔或冲孔工件来创建这些孔。

盲孔

任何未完全贯穿所有工件厚度的孔都称为盲孔。它钻到一定的材料深度,只包含一个开口。通常,钻床会创建它,深度取决于钻头的长度。此外,底部丝锥可用于切割盲螺纹以用于紧固目的。

盲注符号是“↓” 例如直径为30mm、深度为12mm的盲孔表示为“Ø 30 ↓ 12毫米”。

钻这些类型的工程孔更具挑战性,因为钻头可能会因材料堆积而断裂或扭曲。因此,应考虑钻头的几何形状(最好是螺旋槽)以便向上排屑。

因此,盲孔适用于安装、拧紧螺丝,甚至减轻重量。

侵入孔

间断是指不连续的孔,这些孔与其他开口相交。它包含一定深度的常规钻孔,被其他特征打断,并在打断后再次连续。在这里,您需要记住,孔在无材料区后仍保持在同一轴上。它们通常用于轴承座、定位销和表面下的螺栓。

创建一个中断孔并不像听起来那么复杂。钻头钻交叉点上方的部分,然后移动到开放区域下方的另一部分,无需任何额外安排。在某些情况下,您可能需要调整主轴转速。

螺纹孔

顾名思义,螺纹孔涉及紧固内部螺纹(连续螺旋结构)以进行紧固。数控钻孔工具(如螺纹嵌件和铣刀)可在工程项目中创建螺纹类型的孔。

螺纹孔标注有两种形式:常规“Ø” 或 “M”。 此处,M代表公制,后面的数值代表螺纹长度。

攻丝孔

您可能会将螺纹与攻丝混淆,两者都是带有紧固螺纹的孔,但是制造方法各不相同。

“攻丝孔都是螺纹孔,但螺纹孔不一定都是攻丝孔”

因此,区别在于创建方法。攻丝不使用刀片和钻头,而是涉及切割或成型指定所需尺寸的丝锥。通常,丝锥有不同的尺寸,选择取决于您要攻丝的孔的尺寸。

此外,螺纹孔标注为 “ M”,后接螺纹段的公称直径、螺距和深度。例如,“M6 1.5 10” 指公称直径6mm、螺距1,5mm、螺纹深度10mm的攻丝孔。

锥孔

首先, “逐渐变细” 指在任何机械加工特征中直径从一端到另一端的一致减小。因此,锥形孔涉及直径以均匀的速率从一个开口到另一个开口的变化。它们通常出现在压接接头、流体压力控制系统和高性能密封件中。

锥形孔以锥度(倾斜角)来衡量,定义孔从一端到另一端倾斜多少度(°)。通常,操作员会根据所需的锥度修改钻尖角度。在锥形孔的标注符号中,“一条直线穿过三角形“。

沉头孔

沉头孔涉及一个扩大的开口(圆柱形凹槽),用于容纳紧固件头部(如螺栓或 O 形环)。同时,两个圆柱部分是同轴的。它们不仅可以保护紧固件,还可以增强美感。

沉头孔标注为“⌴”以及直径符号 (Ø) 和数值。例如,⌴Ø20 指直径为20mm的沉头孔。

埋头孔

您可以将埋头孔与沉头孔联系起来,唯一的区别是埋头孔在开口处包含锥形凹槽。因此,埋头孔标注为“⌵” 并且理论边缘涉及符号之后。

与埋头孔一样,沉头孔也有利于更好地紧固和密封螺钉、螺栓等。

沉孔

埋头钻的开口处有一个锥形或锥形扩大部分,用于容纳铆钉、螺栓或其他紧固件。这种设计允许紧固件齐平或凹进,从而有助于获得光滑的表面。因此,这些符号类似于埋头孔。

平面孔

沉头平面是指顶部有一个小的浅沉头孔,常规尺寸同轴延伸至下方。因此,您可以将其与沉头孔进行比较。这种设计为紧固件头部提供了均匀的压力分布和平稳的支撑。此外,这些类型的孔也适用于密封应用。

其次,工程图中沉头孔的符号是“⌴ 和其上方的 SF”, 其次是直径和其他信息(即直通、盲区等)。

螺丝间隙孔

顾名思义,螺钉间隙孔的直径比螺钉、螺栓或其他紧固件的直径略大。因此,它们可以轻松穿过孔(头部旁边)。此外,间隙便于拆卸和重新组装。此外,沉头平面类型的标注符号与简单工程孔相同。

尺寸计算公式:

间隙孔尺寸=(螺钉直径+螺钉头直径)/ 2

铰孔

这些不是工程学中任何特殊类型的孔,而是使用铰刀精加工的简单孔,以实现尺寸精度和更好的成品质量。 CNC 钻头可以使用正确尺寸的铰刀来铰孔。

重叠孔

重叠孔是指两个简单孔的部分或全部相交,通常用于金属成型应用。虽然重叠会降低材料强度,但加固可以抵消这种影响。此外,这些孔还存在于复杂的组件和定制金属制造中。

孔加工的常用方法

现在,我们来详细阐述一下常见的加工工艺;

数控铣床

CNC 铣削可容纳各种工具,包括钻头。此外,常规铣削工具(如立铣刀、飞刀和中心钻)也适用于创建复杂的孔几何形状。多轴主轴运动允许严格按照 CNC 程序加工非圆形(不规则)孔。

CNC 铣床可以进行铰孔、开槽、拉削、锪孔、直钻和多种孔加工操作。此外,铣削还可以在单一加工设置中制作孔以外的其他特征。

CNC钻孔

CNC钻孔是一种高效、高速钻孔的专门方法。数控钻床或机器可钻出不同深度和大小的圆形孔。

与铣削一样,一切都始于在软件中创建具有适当 GD&T 的设计。然后,转换为 STEP 或 STL 格式。最后,将使用正确的工具和变量设置执行操作。钻头旋转并向下移动以进给材料。此外,它们的机器类型包括组合、径向臂、多主轴、微型钻等。

电火花钻孔

EDM 钻孔或孔钻 EDM 加工是一种非接触式钻孔方法。它使用电极丝作为钻孔工具,与介电溶液内的工件产生电火花。该火花熔化工件材料并形成与电极丝尺寸相同的腔体,其尺寸可低至 0.0025 英寸 (0.065 毫米)。

您可以使用 EDM 进行简单和弯曲的微孔钻孔。此外,只要具有导电性,它就可以与任何硬质材料兼容。

数控攻丝

CNC 攻丝使用相应的丝锥和板牙在不同类型的孔上创建螺纹。我们之前在攻丝孔部分讨论过它的孔创建能力。

工程设计中选择正确孔类型的注意事项

不兼容的孔设计会导致错位、结构内部性薄弱、产品无法正常运作,甚至组装失败。因此,在工程设计中选择正确的孔类型对于准确和高质量的制造至关重要。

哪些孔最适合您的零件或产品完全取决于应用要求和工作材料。

让我们讨论一下正确选择的一些关键考虑因素;

孔的预期用途

您是否需要孔用于润滑剂流动、螺栓和螺母紧固、密封和美观,还是需要它用于其他功能?这个问题将帮助您列出完全能够满足您目的的孔。例如,丝锥最适合螺钉紧固,而简单的盲孔适合安装应用。

孔尺寸和几何形状

考虑一下您需要的尺寸,例如直径和深度。接下来,确定功能所需的形状,无论是圆形、矩形、正方形还是不规则形状。然后,分析哪种孔适合该形状和尺寸。

工作材料类型

电源

它涉及根据要加工的孔类型考虑粉末源。例如,较低的电源会导致不准确和材料堵塞。考虑可用的机械和所需的电源可确保孔设计的可制造性。

在各种材料上钻孔

您可以在工程材料(包括金属、合金、塑料、复合材料和木材)上创建多种类型的孔。此外,它们独特的属性限制了您可以在其上创建的孔类型。

下表概述了在不同材料上钻孔的注意事项;

课程教材

特别注意事项

工装

速度

进料

金属与合金

冷却以防止过热,根据硬度选择钻头-铁合金中的加工硬化。

高速钢(HSS)或钴钻头,用于硬质合金的硬质合金钻头。

低到中等

塑料

避免因受热而熔化,使用锋利、低摩擦的工具,避免拧紧工件以防止开裂。

丙烯酸或塑料专用钻头,精密的 Brad-point 钻头。

高并减少接触时间

低到中等

复合材料

使用背板尽量减少脱层,避免用力过大。

金刚石涂层或硬质合金钻头,使用分层兼容的钻头。

低到中等

树木

通过支撑出口侧来防止碎裂,考虑纹理方向,使用锋利的工具以避免燃烧。

通过支撑出口侧来防止碎裂,考虑纹理方向,并使用锋利的工具避免燃烧。

中到高

期限“合身”与孔轴机构相关,该机构定义了它们之间的物理接触或间隙。主要有三种;过渡、过盈和间隙。间隙配合是指孔直径略大于配合轴,而过盈配合是指孔直径小于轴直径。因此,过渡配合是它们的组合状态。

标注是工程孔的几何尺寸标注系统。它们包含符号和关键尺寸标注信息。

公差是孔加工中的质量控制参数。它们确保与理想尺寸、深度、直径、角度、圆柱度等的允许偏差。

结语

不同的孔型有各自的特点、设计实践和功能。因此,选择取决于孔型的用途。有些孔型非常适合紧固用途,有些孔型提供高效的冷却通道。同时,定制孔最适合独特的功能要求。然而,结果取决于钻孔机械的最佳设计和能力。

常见问题

螺栓孔有哪些不同类型?

孔的类型有 14 种以上,其中大多数都非常适合机械螺栓连接。一些最流行的螺栓孔是埋头孔、沉头孔、螺纹孔和间隙孔。

孔直径和边距的经验法则是什么?

它特别适用于冲孔操作,其边缘应距离至少为孔直径的1.5倍,即孔到孔到边缘的距离≥1.5D。

如何确定间隙孔直径和公差?

有一个简单的公式可以确定间隙孔直径和公差;间隙孔直径=(螺钉直径+头部直径)/ 2。 返回搜狐,查看更多

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