常見表面加工方法孔加工

常見表面加工方法孔加工第一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

根據(jù)孔的結(jié)構(gòu)和用途，可以將孔分為以下幾種類型：緊固孔和輔助孔、回轉(zhuǎn)體零件的軸心孔、箱體支架類零件的軸承孔。孔的加工方法較多，常用的有鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、拉、磨、研磨和珩磨等。第二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

孔加工方案的選用。擬定孔加工方案的原則與外圓面相同，即首先要滿足加工表面的技術(shù)要求，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)率。但擬定孔的加工方案要比外圓面復(fù)雜得多，因?yàn)椋?）孔的類型很多，各種孔的功用不同，使得孔徑、長(zhǎng)徑比及技術(shù)要求各方面差異很大。加工孔要比加工同樣質(zhì)量要求的外圓困難。第三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日2）加工外圓面的基本方法只有車削、磨削和光整加工幾種，而常用的孔加工方法則有鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、拉、磨和光整加工等多種，每一種方法都有一定的應(yīng)用范圍和局限性，因而在擬定加工方案時(shí)，要根據(jù)孔的尺寸、技術(shù)條件、零件材料以及生產(chǎn)條件等眾多因素作綜合考慮，才能選擇出合理的加工方法。3）帶孔零件的結(jié)構(gòu)和尺寸是多種多樣的，除回轉(zhuǎn)體零件外，還有大量其客觀存在類型的零件。相同的孔加工方法，又可在不同的機(jī)床上進(jìn)行。因而在擬定方案時(shí)，還要根據(jù)具體情況才能選出合適的機(jī)床和裝夾方式。

第四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日一、鉆孔1、鉆孔方法用鉆頭在零件的實(shí)體部位加工孔叫鉆孔。鉆孔是一種最基本的孔加工方法。鉆孔的加工精度較低，只能用作粗加工。對(duì)要求不高的孔，如螺栓過孔、螺紋底孔和油孔，將其鉆出即可。對(duì)要求較高的孔，如軸承孔和定位孔等，鉆孔后還需采用擴(kuò)孔和鉸孔來進(jìn)行半精加工和精加工，才能達(dá)到要求的精度和表面粗糙度。

第五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

鉆孔可以在車床、鉆床或鏜床上進(jìn)行，也可以在銑床上進(jìn)行。鉆孔最常用的刀具是麻花鉆頭。它是由工作部分、頸部和柄部組成（圖5-19）。圖5-19a為直柄麻花鉆，圖5-19b為錐柄麻花鉆。圖5-19麻花鉆第六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

圖鉆頭引偏2、鉆孔的工藝特點(diǎn)①易引偏。引偏是孔徑擴(kuò)大或孔軸線偏移和不直的現(xiàn)象。由于鉆頭橫刃定心不準(zhǔn)，鉆頭的剛性和導(dǎo)向作用較差，切入時(shí)鉆頭易偏移、彎曲。在鉆床上鉆孔易引起孔的軸線偏移和不直（圖a）；在車床上鉆孔易引起孔徑擴(kuò)大（圖b）。引偏產(chǎn)生的原因有：鉆頭細(xì)長(zhǎng)，剛性差。為了形成切削刃和容屑空間，必須具備的兩條螺旋槽使鉆芯變得更細(xì)，使剛性更差。為減少與孔壁的摩擦，鉆頭只有兩條很窄的刃帶與孔壁接觸，接觸剛度和導(dǎo)向作用也很差。第七頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

鉆頭的兩條主切削刃制造和刃磨時(shí)，很難作到完全一致和對(duì)稱（圖），導(dǎo)致鉆削時(shí)作用在兩條主切削刃上的徑向分力大小不一。鉆頭橫刃處的前角呈很大的負(fù)值（圖中未示出），且橫刃是一小段與鉆頭軸線近似垂直的直線刃，因此鉆頭切削時(shí)，橫刃實(shí)際上不是在切削，而是擠刮金屬，導(dǎo)致橫刃處的軸向分力很大。橫刃稍有偏斜，將產(chǎn)生相當(dāng)大的附加力矩，使鉆頭彎曲。工件材料組織不均勻、加工表面傾斜等，也會(huì)導(dǎo)致切削時(shí)鉆頭“引偏”。

圖鉆頭第八頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

②排屑困難。鉆孔的切屑較寬，在孔內(nèi)被迫卷成螺旋狀，流出時(shí)與孔壁發(fā)生劇烈摩擦而劃傷己加工表面，甚至?xí)ㄋ阑蛘蹟嚆@頭。

③切削溫度高，刀具磨損快。主切削刃上近鉆心處和橫刃上皆有很大的負(fù)前角，切削時(shí)產(chǎn)生的切削熱多，加之鉆削為半封閉切削，切屑不易排出，切削熱不易傳散，使切削區(qū)度很高。

上述工藝特點(diǎn)使鉆孔加工精度很低。同時(shí)，鉆孔不易采用較大的切削用量，所以鉆孔生產(chǎn)率低。

第九頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

實(shí)際生產(chǎn)中為提高孔加工精度，可采取以下措施：仔細(xì)刃磨鉆頭，使兩個(gè)切削刃的長(zhǎng)度相等，從而使徑向切削力互相抵消，減少鉆孔時(shí)的歪斜；在鉆頭上修磨出分屑槽（圖a），將較寬的切屑分成窄條，以利于排屑；用大直徑、小鋒角（90~100）的短鉆頭預(yù)鉆一個(gè)錐形孔，可以起到鉆孔時(shí)的定心作用（圖

b）；用鉆模為鉆頭導(dǎo)向（圖c），這樣可減少鉆孔開始時(shí)的引偏，特別是在斜面或曲面上鉆孔時(shí)更為必要。

圖

提高孔加工精度的措施

a)修磨分屑槽

b)預(yù)鉆定心孔

c)用鉆模為鉆頭導(dǎo)向

第十頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日二、擴(kuò)孔

擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)工件上已有（鑄出、鍛出或鉆出）孔進(jìn)行的擴(kuò)大加工，提高孔的精度，減小表面粗糙度Ra值。屬于半精加工。擴(kuò)孔方法如圖所示。擴(kuò)孔時(shí)，加工余量比鉆孔時(shí)小得多，因此擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)和切削情況比鉆孔時(shí)要好。

圖擴(kuò)孔

第十一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日如圖所示，擴(kuò)孔鉆與麻花鉆在結(jié)構(gòu)上相比有以下特點(diǎn)：

①剛性較好。由于擴(kuò)孔的切削深度小，切屑少，容屑槽可做得淺而窄，使鉆心比較粗大，增加了工作部分的剛性。

②導(dǎo)向性較好。由于容屑槽淺而窄，可在刀體上做出3-4個(gè)刀齒，這樣一方面可提高生產(chǎn)率，同時(shí)也增加了刀齒的棱邊數(shù)，從而增強(qiáng)了擴(kuò)孔時(shí)刀具的導(dǎo)向及修光作用，切削比較平穩(wěn)。

③切削條件較好。擴(kuò)孔鉆的切削刃不必自外緣延續(xù)到中心，無橫刃避免了橫刃和由橫刃引起的不良影響。軸向力較小，可采用較大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率較高。此外，切屑少，排屑順利，不易刮傷已加工表面。

圖5-24擴(kuò)孔鉆

第十二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

由于上述原因，擴(kuò)孔比鉆孔的精度高，表面粗糙度Ra值小，且在一定程度上可校正原有孔的軸線偏斜。擴(kuò)孔常作為鉸孔前的預(yù)加工，對(duì)于質(zhì)量要求不太高的孔，擴(kuò)孔也可作最終加工工序。

第十三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日三、鉸孔

鉸孔是在擴(kuò)孔或半精鏜的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是應(yīng)用較普遍的孔的精加工方法之一。鉸孔采用鉸刀進(jìn)行加工，鉸刀可分為手鉸刀和機(jī)鉸刀。手鉸刀如圖a所示，用于手工鉸孔，柄部為直柄；機(jī)鉸刀如圖b所示，多為錐柄，裝在鉆床上或車床上進(jìn)行鉸孔。

鉸刀

鉸刀由工作部分、頸部、柄部組成。工作部分包括切削部分和修光部分。切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削工作。修光部分有窄的棱邊和倒錐，以減小與孔壁的摩擦和減小孔徑擴(kuò)張，同時(shí)校正孔徑、修光孔壁和導(dǎo)向。手鉸刀修光部分較長(zhǎng)，以增強(qiáng)導(dǎo)向作用。

第十四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日鉸孔的工藝特點(diǎn)：

①鉸孔余量小。粗鉸為；精鉸為。

②切削速度低。比鉆孔和擴(kuò)孔的切削速度低得多，以避免積屑瘤的產(chǎn)生和減少切削熱。一般粗鉸vc=4m/min-l0m/min；精鉸vc=l.5m/min-5m/min。

③適應(yīng)性差。鉸刀屬定尺寸刀具，一把鉸刀只能加工一定尺寸和公差等級(jí)的孔，不宜鉸削階梯孔、短孔、不通孔和斷續(xù)表面的孔（如花鍵孔）。

④需施加切削液。為減少摩擦、利于排屑、散熱，以保證加工質(zhì)量，應(yīng)加注切削液。一般鉸鋼件用乳化液；鉸鑄鐵件用煤油。

第十五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀都是標(biāo)準(zhǔn)刀具，市場(chǎng)上均易買到。對(duì)于φ80mm以下較精密孔，采用鉆一擴(kuò)一鉸這種典型的加工方案進(jìn)行加工非常方便，而且，此加工方案在單件小批乃至大批大量生產(chǎn)中均可采用。

鉆一擴(kuò)一鉸多在鉆床和車床上進(jìn)行，也可在銑床和鏜床上完成。

鉆一擴(kuò)一鉸只能保證孔本身的精度，難以保證孔與孔之間的尺寸精度和位置精度。為了解決這一問題，可以利用夾具（如鉆模）進(jìn)行加工，或者采用鏜孔。

第十六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日四、鏜孔（或在車床上車孔）

鏜孔是用鏜削方法擴(kuò)大工件孔的方法，是常用的孔加工方法之一。對(duì)孔內(nèi)環(huán)槽等內(nèi)成形表面，直徑較大的孔（D>80mm），鏜削是唯一適宜的加工方法。第十七頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日1、鏜孔方法鏜孔可在鏜床上或車床上進(jìn)行?；剞D(zhuǎn)體零件上的軸心孔適宜在車床上加工（圖）。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分別是工件的回轉(zhuǎn)和車刀的移動(dòng)。

a)b)c)圖

在車床上車孔a)車通孔

b)車不通孔

c)車槽

第十八頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

箱體類零件上的孔和孔系（有若干個(gè)相互間有平行度或垂直度要求的孔）適宜在鏜床上加工（圖）。根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途不同，鏜床分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、立式鏜床、精鏜床等。應(yīng)用最廣的是臥式鏜床。鏜孔時(shí)，鏜刀刀桿隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，完成主運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由工作臺(tái)帶動(dòng)工件縱向移動(dòng)，也可由主軸帶動(dòng)鏜刀刀桿軸向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。

圖

在鏜床上鏜孔

第十九頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

鏜孔所用刀具為鏜刀，鏜刀分單刃鏜刀和浮動(dòng)鏜刀。單刃鏜刀的刀頭結(jié)構(gòu)與車刀類似。使用時(shí)，用緊固螺釘將其裝夾在鏜桿上，如圖所示。其中圖a為不通孔鏜刀，刀頭傾斜安裝；圖b為通孔鏜刀，刀頭垂直于鏜桿軸線安裝。

圖

單刃鏜刀a）不通孔鏜刀

b）通孔鏜刀1—刀頭

2—緊固螺釘

3—調(diào)節(jié)螺釘

4—鏜桿

第二十頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

浮動(dòng)鏜刀（圖）在對(duì)角線的方位上有兩個(gè)對(duì)稱的切削刃（屬多刃鏜刀），兩個(gè)切削刃間的尺寸D可以調(diào)整，以鏜削不同直徑的孔。調(diào)整時(shí)，先松開螺釘1，再旋動(dòng)螺釘2以改變刀塊3的徑向位移尺寸，并用千分尺檢驗(yàn)兩切削刃間尺寸，使之符合被鏜孔的孔徑尺寸，最后擰緊螺釘1即可。鏜孔時(shí)，浮動(dòng)鏜刀插在鏜桿的長(zhǎng)方孔中，但不緊固，因此，它能沿鏜桿徑向自由滑動(dòng)。依靠作用在兩個(gè)對(duì)稱切削刃上的徑向切削力，自動(dòng)平衡其切削位置。

圖

浮動(dòng)鏜刀

第二十一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日2、鏜孔的工藝特點(diǎn)

①鏜孔的適應(yīng)性廣。鏜孔可在鉆孔、鑄孔和鍛孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行，可達(dá)尺寸精度等級(jí)和表面粗糙度Ra值的范圍較廣，除直徑很小且較深的孔以外，各種直徑及各種結(jié)構(gòu)類型的孔均可鏜削。

②

鏜孔可有效地校正原孔的軸線偏斜。但由于鏜刀桿直徑受孔徑的限制，一般剛性較差，易彎曲變形和振動(dòng)，故鏜孔質(zhì)量的控制（特別是細(xì)長(zhǎng)孔）不如鉸削方便。

③鏜孔的生產(chǎn)率低。為減小鏜桿的彎曲變形，需采用較小的切削深度和進(jìn)給量進(jìn)行多次走刀。鏜床和銑床鏜孔，需調(diào)整鏜刀在刀桿上的徑向位置，操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)。

④鏜孔廣泛用于單件小批生產(chǎn)中各類零件的孔加工。大批量生產(chǎn)中鏜削支架、箱體的支承孔，需要使用鏜模。

第二十二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日五、磨孔

磨孔是用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪精加工孔的方法。1、磨孔方法磨孔是用磨削方法加工工件的孔。磨孔多在內(nèi)圓磨床上進(jìn)行，也可在外磨床上完成。

磨內(nèi)孔視頻第二十三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

磨孔時(shí)（圖），砂輪旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件低速旋轉(zhuǎn)為圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（其旋轉(zhuǎn)方向與砂輪旋轉(zhuǎn)方向相反）；砂輪直線往復(fù)為軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；切深運(yùn)動(dòng)為砂輪周期性的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。磨孔多采用縱磨法，只在個(gè)別情況下（短孔及內(nèi)成形面）采用橫磨法，原因是受孔徑限制，砂輪軸很細(xì)，剛性差。當(dāng)然，更難以采用深磨法。在內(nèi)圓磨床上，可磨通孔、不通孔（圖a、b），還可在一次裝夾中同時(shí)磨出孔內(nèi)的端面（圖c），以保證孔與端面的垂直度和端面圓跳動(dòng)公差的要求。在外圓磨床上，除可磨孔、端面外，還可在一次裝夾中磨出外圓，以保證孔與外圓的同軸度公差的要求。a）

b）

c）圖

磨孔示意圖a）磨通孔b）磨不通孔

c）磨孔內(nèi)端面

第二十四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日2、磨孔的工藝特點(diǎn)

磨孔與鉸孔或拉孔比較：

①可磨淬硬孔，這是磨孔的最大優(yōu)勢(shì)。

②不僅能保證孔本身的尺寸精度和表面質(zhì)量，還可以提高孔軸線的直線度。

③同一個(gè)砂輪，可以磨削不同直徑的孔。

④生產(chǎn)率比鉸孔低，比拉孔更低。

第二十五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日磨孔與磨外圓比較：

①表面粗糙度Ra值大。其原因：一是砂輪受孔徑限制，直徑小，故線速度低；砂輪工件接觸面積大，且深入在孔內(nèi)，切削液不易進(jìn)入磨削區(qū)，冷卻潤(rùn)滑效果差。

②生產(chǎn)率低。砂輪軸懸伸長(zhǎng)且細(xì)，剛性差，不易采用較大的進(jìn)給量和切削深度；砂輪直徑小，單位時(shí)間內(nèi)磨粒磨損快，且易堵塞砂輪，須經(jīng)常修整砂輪或更換砂輪，使輔助時(shí)間增加。

第二十六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日六、拉孔拉孔是用拉削方法加工工件的孔。第二十七頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日1、拉孔方法

用拉刀可以拉削各種截形的通孔（圖5-31），也可以拉削平面，溝槽等。拉刀的結(jié)構(gòu)如圖5-32所示。

圖5-31拉削的典型內(nèi)孔截形

圖5-32拉刀的結(jié)構(gòu)

第二十八頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

拉孔時(shí)，工件的預(yù)制孔不必精加工（鉆或粗鏜后即可），工件也不需夾緊，只以工件端面作支承面，這就需要原孔軸線與端面間有垂直度要求。若孔的軸線與端面不垂直，應(yīng)將工件端面貼在球面墊板上（圖5-33）。這樣，在拉削力作用下，工件連同球形墊板能略作轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件孔的軸線自動(dòng)調(diào)整到與拉刀軸線一致的方向。

圖5-33拉孔方法

1—球面墊板

2—工件

3—拉刀

第二十九頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日2、拉削的工藝特點(diǎn)①加工精度高，表面粗糙度Ra值小。原因是：拉削速度低

(一般v<l8m/min)，每齒的切削厚度小，故拉削過程平穩(wěn)，無積屑瘤；有校準(zhǔn)齒校正和修光孔壁。②

生產(chǎn)率高。拉刀一次行程即可完成粗、半精和精加工。③

拉刀壽命長(zhǎng)。因其切削速度低，刀具磨損慢，刃磨一次可加工上千個(gè)工件，且拉刀可多次刃磨。④拉刀成本高、刃磨復(fù)雜，僅適于大批大量生產(chǎn)。⑤

不能加工臺(tái)階孔、不通孔和薄壁孔。

第三十頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日七、研孔

研孔是用研磨方法加工工件的孔，用于對(duì)精鉸、精鏜或精磨后的孔進(jìn)一步光整加工。其尺寸公差等級(jí)可達(dá)1T7-1T6，表面粗糙度Ra值可達(dá)μm，形狀精度也有所提高。所用研磨材料、研磨余量以及研磨方法和特點(diǎn)等，均與研磨外圓相似。

第三十一頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日八、珩孔

珩孔是用珩磨方法加工工件的孔。珩磨工具（珩磨頭）對(duì)工件表面施加一定壓力，珩磨工具同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切除工件上極小余量的精加工方法，見圖a。

圖

珩磨孔

第三十二頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日1、珩孔方法工作時(shí)，安裝在機(jī)床工作臺(tái)上的工件固定不動(dòng)，珩磨頭（由幾條磨料粒度很細(xì)的磨條組成）下端插入精加工過的孔中；上端與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)接，由主軸帶動(dòng)低速回轉(zhuǎn)的同時(shí)，沿軸向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（0.16往復(fù)行程/s~1.6往復(fù)行程/s）。由于磨條調(diào)節(jié)到以一定的壓力與孔壁接觸，即可從工件表面上切去極薄的一層金屬，并在孔壁上按1~4路線留下交叉而不重復(fù)的網(wǎng)紋磨痕（圖5-34b）。圖5-34珩磨孔

第三十三頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日

珩磨孔時(shí)需施加切削液，以便潤(rùn)滑、冷卻和沖除切屑及脫落的磨粒。加工鋼和鑄鐵件時(shí)通常用煤油。

磨條材料依工件材料選擇。加工鋼件一般選用氧化鋁;加工鑄鐵、不銹鋼和有色金屬，一般選用碳化硅。

珩磨孔多在專用的珩磨機(jī)上進(jìn)行。在單件小批生產(chǎn)中，也可在改裝的立式鉆床上進(jìn)行。

珩磨余量一般為0.03mm~0.2mm。

第三十四頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日2、珩磨孔的工藝特點(diǎn)

①生產(chǎn)率較研磨高。一是磨頭軸向往復(fù)速度較高；二是磨條長(zhǎng)、與孔的接觸面積大，同時(shí)參與切削的磨粒數(shù)量多。

②尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量高。

③適應(yīng)性廣。可加工直徑φ15mm-φ500mm、深徑比達(dá)10或大于10的孔。由于工件不動(dòng)，便于加工大型工件上的孔。

珩磨孔廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和軍工等行業(yè)中，如發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸套、液壓油缸、槍筒、炮筒等零件上孔的光整加工。

第三十五頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日九、孔加工方案的選擇各類常用機(jī)床可以使用的孔加工方法總結(jié)如表5-1?？准庸さ姆桨噶鞒虉D如圖5-32所示。

第三十六頁(yè)，共三十九頁(yè)，2022年，8月28日加工方法鉆擴(kuò)鉸鏜拉磨研磨珩磨車床

○

鉆床○○○

鏜床○○

銑床