孔（kǒng）加工的（de）幾種方法與技術難點

孔是箱體、支架、套筒、環、盤類零件的重要曲麵，也是（shì）機械加工中經常遇到（dào）的曲麵。在加工精度和表麵粗糙度要求相同的情況下，加工孔比加工（gōng）圓柱麵困難，生產率低，成本高。

生產率低、成本（běn）高的原因是:孔加工所用刀具的尺（chǐ）寸受到被加工孔尺寸的（de）限製，所以剛性差，容易產生（shēng）彎曲變形和振動；用定尺刀具（jù）加工孔時（shí），孔的加工尺寸往往直接取決於刀具的相應尺寸，刀具的製造誤差和磨損將直（zhí）接影響孔的加工（gōng）精度。加工孔時，切削區域在（zài）工件內部，排屑散熱條件差，加工精度和表麵質量不易控製。

孔的加（jiā）工方法包括鑽、鉸、鉸、鏜、拉、磨和精加工（gōng）。下麵詳細介紹幾種解決孔加工問題的孔加工技術。

鑽孔和鉸孔

鑽子

鑽孔是在固體材料上加工孔的第一道工（gōng）序，鑽孔直徑一般小於80mm。鑽孔有兩種方式（shì）:一種是旋轉鑽頭；另一個是（shì）工件旋轉。

以上兩種鑽孔方法產生的（de）誤差是不同的。在鑽頭旋轉（zhuǎn）的鑽孔方（fāng）法（fǎ）中，當由於切削（xuē）刃（rèn）不對稱和鑽頭剛性不足而（ér）使鑽頭偏斜時，被加工孔的中（zhōng）心線會歪斜或不直，但孔（kǒng）徑基本（běn）保持不變。相反（fǎn），當（dāng）工件旋轉（zhuǎn）時，鑽頭的偏差（chà）會引起孔徑的變化，而孔的中心線（xiàn）仍然是直的。

兩種鑽孔方法

a)鑽頭旋轉b)工件旋轉

常（cháng）用的鑽孔（kǒng）工具有:麻（má）花鑽、中心鑽、深孔鑽（zuàn）等。其中最常用的是麻花鑽，其直徑（jìng）規格為φ 0.1~80mm一個標準麻花鑽的結構，其（qí）手柄是鑽頭的夾緊部分，用來傳遞扭矩；鑽柄有兩種:直（zhí）柄（bǐng）和錐柄。前者用於小直徑鑽頭，後者用（yòng）於大直徑鑽頭。

標準麻花鑽的結構

a)錐柄b)直柄

由於結構限製，鑽頭（tóu）的抗（kàng）彎剛（gāng）度和抗扭剛（gāng）度較低，對（duì）中不良導致鑽孔精度（dù）較低，隻能達到IT13 ~ IT11。表麵（miàn）粗糙度也較大，Ra一般為50 ~ 12.5微米；而鑽孔（kǒng）的金屬去除率高，切削效率高。

鑽孔主要用於加工質量要（yào）求不高的孔，如螺栓孔、螺紋底孔、油孔等。對於加（jiā）工精度和表麵（miàn）質量要（yào）求較高的孔，在後續加工中要進行鉸（jiǎo）孔、擴（kuò）孔、鏜孔或研（yán）磨。

令

擴孔鑽用於（yú）進一步加工鑽孔、鑄造或鍛造的孔，以擴大孔（kǒng）徑和提高孔的加工質量。鉸孔可以作為精孔前的預處理，也可以作為要求不高的孔的最終（zhōng）加（jiā）工。

令

擴孔鑽類似於麻花鑽，但它有更多（duō）的齒，沒有十字刀片。

擴孔

與鑽孔相比，擴孔具有以下特點:

(1)鉸刀齒數多(3~8齒)，導向（xiàng）性好，切削穩定（dìng）；

(2)鉸刀沒有十字刃，切削條件好（hǎo）；

(3)加工餘量小，切屑槽（cáo）可以做得淺一些，鑽芯可以做得粗一些，刀體具有（yǒu）較好的強度和剛度。

鉸孔（kǒng）精度一般為IT11~IT10，表麵粗糙度Ra為12.5 ~ 6.3 μ m，鉸孔常用於加工直徑小於30mm的孔。鑽大直徑(D≥30mm)的孔時，常（cháng）采用小鑽頭(直徑為孔徑（jìng）的0.5~0.7倍)預鑽，然後用相應尺（chǐ）寸的鉸刀擴孔，可提高（gāo）孔的（de）加工質量（liàng）和生產效率。

鉸孔除了加工圓柱孔外，還可以用（yòng）各種異形（xíng）鉸刀(也叫沉孔)加工各種沉（chén）孔和（hé）沉孔端麵。锪孔鑽的前端通常設有導向柱，由加工孔導（dǎo）向。

反鑽

令

鉸孔是孔的精加工方法之一（yī），在生產中應用廣泛。對於較小的孔，與內圓磨削和精（jīng）鏜相比，鉸孔是一種經（jīng）濟（jì）實用的（de）加工方法。

鑽孔器

鉸刀一般分為手動鉸刀和機用鉸刀。手動鉸刀的手柄是直的，工作部分長（zhǎng），導（dǎo）向效果好。手鉸刀（dāo）分為整體式(圖A)和外徑（jìng）可調的代數式(圖B)。

機用鉸刀可分為刀柄(圖C，φ 1 ~ 20mm為直柄，φ 10 ~ 32為（wéi）錐柄)和套筒(圖D)。該鉸刀不僅可以（yǐ）加工圓孔，還可以用錐形鉸刀加工錐孔（kǒng）(圖E)。

鑽（zuàn）孔器

擴孔技術及其應用

鉸削餘量對鉸削質量有很大影（yǐng）響。如果餘量（liàng）過大，鉸刀負荷大，切削刃會很快變鈍，不易獲得光（guāng）滑的加工表麵，尺寸公差也不易（yì）保證。如果餘量太小，無法去除前道工（gōng）序留下的刀痕，自然不會提高孔的加（jiā）工質量（liàng）。一般粗鉸餘量為0.35~0.15mm，精鉸餘（yú）量為0.15~0.05mm

為了避免切屑（xiè）堆積的形成，鉸削通常以較低的切削速度進行（háng）(用高速（sù）鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時V < 8m/min)。進給量與加（jiā）工的孔（kǒng）徑有關。孔徑越大，進給量越大。高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時，進給量通常為0.3 ~ 1 mm/r。

鉸孔時，必須使用合適的切削液進行（háng）冷卻（què）、潤滑和清（qīng）洗，以防止切屑堆積的形成，並及時清除（chú）切屑。與磨削和鏜削相比，鉸削生產率高，容易保證孔（kǒng）的精度。但是（shì）鉸孔（kǒng）並不能修（xiū）正孔軸線的位置誤差，孔的位（wèi）置精度要靠前道工序來保證。鉸孔不應用於加工階梯孔和盲孔（kǒng）。

鉸孔精度一般為IT9~IT7，表麵粗糙度Ra一般為3.2 ~ 0.8 μ m，對（duì）於尺寸中等、精度要求（qiú）高的孔(如IT7精密孔)，鑽孔-鉸（jiǎo）孔-鉸孔技術是生產中常用的典（diǎn）型加工方案。

鑽孔

鏜（táng）孔是用刀具擴（kuò）大預製孔的一種加工方法。鑽孔可以在（zài）鏜床或車床上進（jìn）行。

鑽（zuàn）孔方法

鏜孔有三種不同的加工方法（fǎ）。

(1)工（gōng）件旋轉（zhuǎn），刀具做進（jìn）給運動。

其工藝特點是（shì）:被加工孔的軸線與工件的回轉軸線一（yī）致，孔的圓度主要取決於機床主軸的回轉精度，孔的軸向幾（jǐ）何誤差主要取決於刀具進給方向相對（duì）於工件回轉軸線的位置精度。這種鏜孔（kǒng）方法適用於加工與外表麵有同軸要求的孔（kǒng）。

工件旋轉和刀具進給的（de）鏜孔方法

(2)刀具旋轉，工件（jiàn）進給。

鏜床主軸帶動鏜刀旋轉，工作（zuò）台帶動工件進（jìn）給。

(3)刀具旋轉並進（jìn）行（háng）進給運動。

采用這種鏜削方法，鏜杆的（de）伸出長度發生變化（huà），鏜杆的應力和變形也隨之（zhī）變化。靠（kào）近主（zhǔ）軸箱（xiāng）的孔徑大，遠離主軸箱的孔徑小（xiǎo），形成（chéng）錐形孔。另外，隨著鏜杆懸臂長度的增加，主軸因自重引起的彎曲變形也會增加，被（bèi）加工孔的軸線也會相應彎曲。這種鏜孔方法（fǎ）隻適合加工短孔。

刀具旋轉和進給的鏜削方法

1-鏜杆2-鏜刀3-工件4-工作台5-主軸

高速精鏜孔(金剛石鏜孔)

與普通鏜孔相比，金剛石鏜孔的特點是背吃刀量小，切削速度快。可獲得較高的加工（gōng）精度（dù）(IT7~IT6)和光滑（huá）的（de）表麵(Ra 0.4~0.05μm)。金剛石鏜孔最初是用金剛石鏜刀加工，現在廣泛使（shǐ）用（yòng）硬質合金、CBN和人造金剛石刀具。主要用於加工有色金屬工件（jiàn），也（yě）可用（yòng）於（yú）加工鑄鐵件和鋼件。

金剛石鏜削常用的（de）切（qiē）削參數如下:背切削預鏜為0.2 ~ 0.6mm；終鏜0.1mm進給速度為0.01-0.14毫米（mǐ）/轉；加工鑄鐵時切削速度為100 ~ 250m/min；加工鋼筋時150 ~ 300米/分鍾；加（jiā）工有色金屬時300 ~ 2000米/分（fèn）鍾；

為了保證金剛石（shí）鏜孔能達到較高的加工精（jīng）度和表麵質量，所用的機床(金剛石鏜床)必須具有較高的幾何精度和剛度。精密角（jiǎo）接觸（chù）球軸承或靜壓滑動軸承通常用於支撐機（jī）床的主軸，高速（sù）旋轉部件必須精確平衡。另外，進給機構的運動必須非常平穩，這樣（yàng）才能（néng）保證工作台能夠（gòu）做出穩定（dìng）的低速進給運動。

鏜孔（kǒng）加工質量好（hǎo），生產效率高，廣（guǎng）泛應用於大批（pī）量生產中精密孔的最終加工，如發動機氣缸（gāng）孔、活塞（sāi）銷孔、機（jī）床主軸箱主軸孔等。但需要注意（yì）的是，用金剛石鏜孔加工黑色金屬製品時，隻能使用硬質合金和CBN材質的鏜（táng）刀，而不能使用金剛石材質的鏜刀，因為金剛石中的碳原子與鐵元素有很大的親和力，刀具壽命短。

鏜刀

鏜刀可分為單刃鏜（táng）刀（dāo）和雙刃鏜刀。單刃（rèn）鏜刀(如圖)的結構和車刀類似，隻有一個主切削刃。用單刃鏜刀鏜孔時，操（cāo）作者通過調整鏜（táng）刀盤的位置來保證孔（kǒng）的尺寸。

單刃（rèn）鑽孔工（gōng）具

a)通孔單刃（rèn）鏜刀b)盲孔單刃鏜刀

雙刃鏜刀有兩個對稱的切削刃，相當於兩個對（duì）稱安裝的車刀同（tóng）時參與切削；孔尺寸的精度（dù）取決於鏜刀本身的尺寸。圖中所示的浮動（dòng）鏜刀（dāo）是一種雙刃鏜刀。鏜刀刀片插入鏜杆的槽內，其位（wèi）置（zhì）由作用在兩切削刃上的反作用力自動平衡（héng），可消除鏜刀安裝（zhuāng）誤差或鏜杆偏斜引起的誤差。但類似於（yú）鉸孔，隻能保（bǎo）證尺寸精度，不（bú）能在鉸孔前修正孔軸線的位置誤差。

浮動鏜刀

鑽孔工藝特點及應用範圍

與鏜削-鉸削-鉸削工藝相比，鏜削不（bú）受刀具尺寸的限製，鏜削（xuē）具（jù）有很強的糾錯能力。通過多次走刀可以修正原有的孔軸線偏（piān）差誤差，並保持鑽孔和定位麵的高位置精度。

與外圓鏜削相比，鏜削的加工質量和生產效率不如外圓鏜削高，原因是（shì）刀杆係統剛（gāng）性和變（biàn）形差，散熱排屑條（tiáo）件差，工件（jiàn）和刀具熱變（biàn）形大。

綜上（shàng）所（suǒ）述，通過分析可以看出（chū），鏜孔的加工範圍很廣，可以（yǐ）加工不（bú）同尺寸（cùn）和精（jīng）度等（děng）級的孔。對（duì）於直徑較大、尺寸和（hé）位置（zhì）精度要求較高的孔和孔係，鏜孔幾（jǐ）乎是唯一的加工方法。鏜孔的加（jiā）工（gōng）精度為IT9~IT7。鏜孔可以在鏜床、車床、銑床等機床上進行。它具有（yǒu）靈活性的優點，在生產中（zhōng）應用廣泛。在大（dà）批量生產中，為了提高鏜孔效率，經常（cháng）使用（yòng）鏜刀。

珩磨孔

珩磨原理和珩磨頭

珩磨是一種用帶（dài）研磨棒(油石)的珩磨頭拋光孔（kǒng）的方法。珩磨時，工件是固定的（de），珩磨頭由機床主（zhǔ）軸帶動旋轉並（bìng）做直（zhí）線往複運動（dòng）。珩磨時，研磨棒（bàng）以一定的壓力作（zuò）用於工（gōng）件表麵，從工件表（biǎo）麵切下一層很薄的材料（liào），其切削軌跡（jì）呈十字網狀（zhuàng）。為了防止磨粒（lì）軌跡重複，珩（héng）磨頭每分鍾的轉速和珩磨頭每分鍾的往複（fù）行程數應該是質數。

珩磨原理（lǐ）

a)成形運動b)砂帶磨削軌跡的展開c)合（hé）成速度

珩磨軌跡的（de）交角與珩磨（mó）頭的往複速度和圓周速度有關，角度影響珩磨的（de）質量和效率。為了排出破碎的（de）磨粒和切屑，降低切削溫度，提（tí）高加工質（zhì）量（liàng），珩磨時應使用足夠的切削液。

為了均勻地加工（gōng）待加工孔的壁，砂棒的行（háng）程必須在（zài）孔的兩端超過超程（chéng）量。為了保證珩磨餘量均勻，減少主軸回轉誤差對（duì）加工精度的影響，珩磨頭與主軸之間多采用浮（fú）動（dòng）連接。珩磨頭磨（mó）杆徑向伸縮調節（jiē）有手動、氣動、液壓等（děng）結（jié）構形（xíng）式。

珩磨技術的特點及應用範圍

①珩磨可獲得較高的尺寸精（jīng）度和形（xíng）狀精度（dù），加（jiā）工（gōng）精度為IT7~IT6，孔的（de）圓度和圓柱度誤差可（kě）控製在（zài）3 ~ 5μ m範圍內，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。

②珩磨可以獲得較高的表麵質量，表麵粗糙度Ra為0.2 ~ 0.025μ m，表麵（miàn）金屬的（de）變質缺陷層深（shēn）度極小(2.5 ~ 25μ m)。

③與磨削速度（dù）相比，珩（héng）磨頭的（de）圓周速度不高(Vc=16~60m/min)，但由於砂帶與工（gōng）件的接觸麵積較大，往複速度相對較高(Va=8~20m/min)，因此珩磨（mó）仍具有較高（gāo）的生產（chǎn）率。

珩磨廣泛（fàn）應用於大批量生產的發動機（jī）氣缸孔和各種液壓裝置中（zhōng）的（de）精密孔的加工，可以加工（gōng）深徑比大於10的深孔。但珩磨不適合加工塑性較大的有色金屬工件上的孔，也不能加工帶有鍵槽和花鍵孔的孔。

拉（lā）削

拉刀和拉刀（dāo）

拉削是（shì）一（yī）種高生產率的精加工方法，它是在帶有專用拉刀的拉床上進行的。拉床分為臥式拉床和立式拉床，臥式拉床最為常見。

拉削時，拉刀隻做低速直線運動(主運動（dòng）)。拉刀同時工作的齒數一般（bān）不應少於3個（gè），否則拉刀工作不穩定，容易在工（gōng）件表麵產生環形（xíng）波紋。為（wéi）了避免拉削力（lì）過大（dà）而折斷拉刀，拉刀工作時（shí），工作刀（dāo）齒數一般不超過6~8個。

拉（lā）孔有三種不同的拉削（xuē）方法，如下所示:

1)分層（céng）拉削

這種拉削方法的特點是拉（lā）刀（dāo）逐層依次切除工件的加工餘量。為了便於斷屑，刀齒上磨有十字形的（de）分（fèn）屑槽。根據分層拉削（xuē）法設計的拉刀稱為普通拉刀。

分（fèn）層拉削

a)拉削模式b)切削零件齒形c)切（qiē）屑

2)整體拉削

這種拉（lā）削方（fāng）法的特點是（shì）被加工表麵的每（měi）一層金（jīn）屬都被（bèi）一組大小基本相同但（dàn）相互交錯的刀齒(通常每組（zǔ）由2-3個刀齒組成)切斷。每個刀齒隻切（qiē）掉一層金屬的一部分。由整體拉削設計的（de）拉刀（dāo）稱為輪式拉刀。

3)綜合拉（lā）削

這種方法結（jié）合了分層拉削和塊拉削（xuē）的（de）優點，塊拉削用於粗切削，分層拉削用於精切削（xuē）。這不僅可以縮短（duǎn）拉刀長度（dù），提高生產率，而且可以獲得（dé）較好的表麵質（zhì）量。按綜合拉削法設計的拉刀稱為綜合拉刀。

拉孔工（gōng）藝的特點及適用範圍

1)拉刀是一種多刃（rèn）刀具，可以在一個拉削行程內完（wán）成孔的粗加工、精（jīng）加工（gōng）和精加工，生產效率高。

2)拉削的精度主要取決於拉刀（dāo）的精度。正常情況下，拉（lā）削精度可達IT9~IT7，表麵粗（cū）糙度Ra可達6.3 ~ 1.6 μ m。

3)拉孔時，工件靠（kào）被加工的孔本身定位(拉刀的前導部分是工件的定位元件)，拉孔時很難保證孔與其他表麵（miàn）的相互位置精度；對於內外（wài）圓麵有同軸度要（yào）求的回轉體零件的加工，往往是（shì）先畫孔，再以孔為定位基準加工（gōng）其他麵。

4)拉刀（dāo）不僅能加工圓孔，還能加工成形孔和花鍵孔。

5)拉刀是定尺刀具，形狀複雜，價（jià）格高，不適合加工大孔。

大批量（liàng）生產中常采用拉孔法在（zài）直徑為φ10~80mm，孔深不超過5倍直徑的中小型零件上加工通孔。

總結

鑽削特點（diǎn）:刀具剛性差，排屑困難，切削熱不易排出。

鉸孔特點:①切削刃不必從外圓向中心延伸，避免了橫刃及其硬（yìng）氣的影響（xiǎng）；②由於ap小，切割窄，容（róng）易去除（chú）；同時，排屑槽可（kě）以做得更小更淺，增加了刀具的剛性；③生產率高（gāo），導向性好，切割穩定（dìng）；④鉸孔加工質量（liàng）高於鑽孔加工質量。

鉸孔特點:刀具剛性好，導向性好，鉸孔餘量小，切削力小，Vc低，切削熱低，減少了工件的發（fā）熱和變形，可用於精加工。

另外，鑽孔、鉸（jiǎo）孔、鉸孔隻（zhī）能保證孔本（běn）身的精度，不能保證孔間距離的（de）尺寸精度。這時候可（kě）以用夾具或者鏜夾具來保證。