孔及孔系加工
工程制图孔的类型
工程制图孔的类型
包含如下几种：
通孔，盲孔，阶梯孔，螺纹孔。
举例来讲机械加工中，孔的分类方法有多种，例如有通孔和盲孔；有大孔和小孔；直通孔和阶梯孔；圆柱孔和锥孔，攻丝的有螺孔和底孔；浅孔和深孔；毛坯有铸孔和预留孔等等。
一、铰孔加工
模具中常有一部分销钉孔、顶杆孔、芯子固定孔等需要在划线后或组装时加工，其加工精度一般为IT6～IT8级，粗糙度不低于Ra3.2μm。
二、淬硬件
通过淬硬件的孔铰孔，首先应检查孔是否变形，应用标准硬质合金铰刀铰削，或用旧铰刀铰削，然后用铸铁研磨棒，研至所需尺寸。
铰不通孔铰不通孔时，铰孔深度应加深些，留出铰刀切削部分的长度，以保证有效直径的孔深；也可用标准铰刀铰孔，再用磨去切削部分的旧铰刀铰去孔的未铰出的底部三、深孔加工
塑料模中的冷却水道孔、加热器孔及一部分顶杆孔等需进行深孔加工。
一般冷却水孔精度要求不高，但要防止偏斜;加热器孔为保证热传导效率，孔径及粗糙
度都有一定要求，孔径比加热棒大0.1～0.3mm，粗糙度为Ra12.5～6.3μm;而顶杆孔要求较高，一般精度为IT8并有垂直度、粗糙度要求。
四、孔系加工
模具上许多孔都要求保证孔距、孔边距、各孔轴线的平行度、与端面的垂直度及两个零件组装后孔的同轴度。
这类孔系加工时一般先加工基准，然后划线加工各孔。
孔加工工艺解析大全
孔加工工艺解析大全与外圆表面加工相比,孔加工的条件要差得多,加工孔要比加工外圆困难。
这是因为:1）孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制，刚性差，容易产生弯曲变形和振动;2）用定尺寸刀具加工孔时，孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸,刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度；3）加工孔时，切削区在工件内部，排屑及散热条件差，加工精度和表面质量都不易控制。
一、钻孔与扩孔1、钻孔钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序，钻孔直径一般小于80mm 。
钻孔加工有两种方式：一种是钻头旋转；另一种是工件旋转。
上述两种钻孔方式产生的误差是不相同的，在钻头旋转的钻孔方式中，由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直,但孔径基本不变;而在工件旋转的钻孔方式中则相反，钻头引偏会引起孔径变化,而孔中心线仍然是直的。
常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等，其中最常用的是麻花钻，其直径规格为破解加工难题--孔加工的分类及其对比。
由于构造上的限制，钻头的弯曲刚度和扭转刚度均较低，加之定心性不好，钻孔加工的精度较低，一般只能达到IT13～IT11;表面粗糙度也较大，Ra一般为50~12.5μm；但钻孔的金属切除率大,切削效率高。
钻孔主要用于加工质量要求不高的孔,例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等.对于加工精度和表面质量要求较高的孔，则应在后续加工中通过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来达到.2、扩孔扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工,以扩大孔径并提高孔的加工质量，扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工，也可以作为要求不高的孔的最终加工。
扩孔钻与麻花钻相似，但刀齿数较多,没有横刃.与钻孔相比,扩孔具有下列特点：（1)扩孔钻齿数多(3~8个齿)、导向性好，切削比较稳定;（2)扩孔钻没有横刃，切削条件好；（3)加工余量较小,容屑槽可以做得浅些，钻芯可以做得粗些，刀体强度和刚性较好。
扩孔加工的精度一般为IT11~IT10级，表面粗糙度Ra为12。
第3章 常见表面加工方法-2孔加工解读
磨孔多采用纵磨法，只在个别情况下（短孔及内成形面）采用横磨法， 原因是受孔径限制，砂轮轴很细，刚性差。当然，更难以采用深磨法。
在内圆磨床上，可磨通孔、不通孔（图a、b），还可在一次装夹中同 时磨出孔内的端面（图 c），以保证孔与端面的垂直度和端面圆跳动公差 的要求。在外圆磨床上，除可磨孔、端面外，还可在一次装夹中磨出外圆， 以保证孔与外圆的同轴度公在结构上相比有以下特点： ① 刚性较好。由于扩孔的切削深度小，切屑少，容屑槽可做得浅 而窄，使钻心比较粗大，增加了工作部分的刚性。 ② 导向性较好。由于容屑槽浅而窄，可在刀体上做出 3-4 个刀齿， 这样一方面可提高生产率，同时也增加了刀齿的棱边数，从而增强了 扩孔时刀具的导向及修光作用，切削比较平稳。 ③ 切削条件较好。扩孔钻的切削刃不必自外缘延续到中心，无横 刃避免了横刃和由横刃引起的不良影响。轴向力较小，可采用较大的 进给量，生产率较高。此外，切屑少，排屑顺利，不易刮伤已加工表 面。
a）
b） 图 磨孔示意图
c）
a）磨通孔b）磨不通孔 c）磨孔内端面
2、磨孔的工艺特点 磨孔与铰孔或拉孔比较：
① 可磨淬硬孔，这是磨孔的最大优势。
② 不仅能保证孔本身的尺寸精度和表面质量，还可 以提高孔轴线的直线度。
③ 同一个砂轮，可以磨削不同直径的孔。
④ 生产率比铰孔低，比拉孔更低。
磨孔与磨外圆比较： ① 表面粗糙度Ra值大。其原因：一是砂轮受孔径 限制，直径小，故线速度低；砂轮工件接触面积大， 且深入在孔内，切削液不易进入磨削区，冷却润滑效 果差。
图5-24 扩孔钻
由于上述原因，扩孔比钻孔的精度高，表面粗糙 度Ra值小，且在一定程度上可校正原有孔的轴线偏斜。 扩孔常作为铰孔前的预加工，对于质量要求不太高的 孔，扩孔也可作最终加工工序。
10.3 箱体类零件的孔系加工(了解)
对于大型箱体零件来说,由于镗模的尺寸庞 大笨重,给制造和使用带来了困难,故很少采 用。
用镗模加工孔系,既可以在通用机床上 加工,也可以在专用机床或组合机床上加工。
二、同轴孔系的加工
在中批以上生产中,一般采用镗模加工同 轴孔系,其同轴度由镗模保证;当采用精密刚 性主轴组合机床从两头同时加工同轴线的 各孔时,其同轴度则由机床保证,可达 0. 01 mm。
当卧式铣镗床的工作台90°对准装置精 度很低时,可用心棒与百分表找正法进行 。 即在加工好的孔中插人心棒,然后将工作台 转90°,揺动工作台用百分表找正,如图10-8 所示 。
箱体上如果有交叉孔存在,则应将精度要 求高或表面粗糙度小的孔先全部加工好,然 后再加工另外与之相交叉的孔。
四、孔系加工的自动化
该方法加工孔系不易出差错, 找正迅速,孔距 精度可达±0. 05 mm,工艺装备也不太复杂, 常用于加工大型箱体的孔系 。
2.用镗模加工孔系
如图 10-5所示,工件装夹在镗模上,镗杆被 支承在镗模的导套里,由导套引导镗杆在工件 上的正确位置镗孔。 镗杆与机床主轴多采用
浮动连接,机床精度对孔系的加工精度影响较 小,孔距精度主要取决于镗模,因而可以在精度 较低的机床上加工出精度较高的孔系 。 同时,ห้องสมุดไป่ตู้镗杆刚度大大地提高,有利于采用多刀同时切 削;定位夹紧迅速,不需找正,生产效率高。
( 3 ) 采用调头镗法 当箱体壁相距较远时,宜采 用调头镗法 。 即在工件的一次安装中,当箱 体一端的孔加工完后,将工作台回转 180°, 再加工箱体另一端的同轴线孔 。 掉头镗不
用夹具和长刀杆,准备周期短,镗杆悬伸长度 短,刚度好;但需要调整工作台的回转误差和 掉头后主轴应处于的正确位置,比较麻烦,又 费时。 掉头镗的调整方法如下:
6.1 孔及孔系加工1
结
论
（1）钻孔是孔的粗加工 （2）对一些需要镗削、铰削、插削的 对一些需要镗削、铰削、 实体工件进行孔的预加工 （3）对贯穿螺栓、螺钉、润滑通道孔 对贯穿螺栓、螺钉、 进行终加工
钻孔方式对孔精度影响
（1）在钻床、铣床、镗床上钻孔均是钻 在钻床、铣床、 头作旋转运动 钻头偏斜——被加工孔轴线歪斜 钻头偏斜——被加工孔轴线歪斜 （2）在车床上钻孔，工件作旋转主运动 在车床上钻孔， 钻头偏——引起孔径变化 钻头偏——引起孔径变化
用平口钳安装工件
工作台上安装工件
用
V
型 铁 安 装 工 件
钻床上的主要工作
钻 孔
扩 孔
铰圆柱孔
铰圆锥孔
攻 丝
钻床上的主要工作
锪圆柱形坑 锪圆锥形坑 锪鱼眼坑 锪凸台
钻床主要工作 钻床主要工作
（一）钻孔
1 . 钻孔工艺特点
（1）钻头易偏斜 （2）易产生孔径扩大 （3）钻削过程中排屑困难 （4）钻削加工中，轴向抗力大 钻削加工中，
1 . 镗削： 指在镗床上所能完成的各种 加工工艺。 加工工艺。 镗削：
2 . 机床：镗床— 机床：镗床— 3 . 刀具： 刀具：
卧式镗床 坐标镗床
单刃镗刀 镗刀 多刃镗刀 可调节浮动镗刀片
镗床的外形图
1—主轴 7—上滑座
2—平旋盘 8—下滑座
3—径向刀架 9—床身
4—主轴箱 10—后立柱
5—前立柱 11—尾架
扩孔钻
扩 孔
(三) 铰 孔
1 . 用于不淬火工件上孔的精加工 2 . 精度/表面质量 精度/
IT8~IT6 Ra1.6~0.4µm
3 . 刀具： 铰刀 刀具： 4 . 方法
机 铰 手 铰
孔加工技术
四、铣镗加工中心
铣镗加工中心是一种计算机控制的、具有刀库的、 能自动 换刀的铣镗床。
主要部件： 刀库 主轴箱 机械手 工作台 数控装置
第六 节 镗刀和镗床加工工艺特点
一、镗刀 镗床常用的镗刀有单刃镗刀和双刃镗刀两 种。
1、单刃镗刀安装在镗刀杆上，加工的孔径大小由调整刀头 的伸出长度来保证，多用于单件小批量生产中。
➢横刃斜角Ψ 主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。 ➢螺旋角β 最外缘螺旋线切线与轴线的夹角
3.钻头受力分析：
在各切削刃上：
轴向力Ff 径向力Fp 切向力Fc 总的扭矩：
M＝M0＋M01＋M横 轴向力：
F＝F0＋F01＋F横 轴向力主要由横刃产生，
扭矩主要由主刃产生。
4.麻花钻的缺点shortcoming of twist drills
由于内排屑深
孔钻可以避免
切屑划伤孔壁
故加工质量较
高，精度达
IT9-7，Ra值
达3.2μm。
扁钻轴向尺寸小、刚性好，结构简单、制造容易，便 于采用先进刀具材料，换刀方便，适用于数控机床，尤 其在加工大直径孔（D>38mm）时，更是比麻花钻经济。
套料钻：中孔结构，切削刃分布在四周，加工孔时它只 切出一个环形的孔，而中间留下的料芯可二次使用。 适于加工直径大于60mm的深孔及贵重材料。
(3)铰孔的应用：铰孔用于软材料零件孔的精加工，不 能加工硬材料； 铰孔孔径φ1~φ80
铰孔的精度和表面粗糙度主要取决于铰刀的精度、安装方式、切
削用量、切削液等条件。为避免产生积屑瘤，铰孔时应采用较低
的切削速度、较大的进给量并施加适当的切削液。
铰刀分为机用铰刀和手用铰刀。手用铰刀的铰削直径为： ø1～ø50mm机用铰刀为： ø10～ø80mm
行星轮架孔系加工
echniqueT工 艺行星轮减速器（见图1）是大型装载机行走驱动重要部件，具有结构紧凑，承载能力大，传动精度和效率高的特点，可以实现运动的合成与分解。
由于行星轮架制造技术要求极高，严重制约其发展和国产化，是公认的技术难题。
轮架（见图2）为铸造合金钢；轮盘、弧板为球墨铸铁。
几何精度和位置精度要求颇高，加工难度大。
图2 轮架结构1.轮盘2.轮架3.弧板1. 重要加工要素分析（1）基准圆A、电动机座孔和中部齿轮孔尺寸要求高，是行星轮架的关键要素，为确保其加工尺寸以及形位公差等要求，机床的回转精度、几何精度要求高，而且工件装夹找正要尽量减少人为误差，加工过程必须按粗加工、半精加工、精加工三步进行。
（2）该行星轮架为组合体，轮架上基准圆A与轮盘上基准圆B同轴度是该工件的又一关键特征，其同轴度要求高，如果将轮架上基准圆A与轮盘上基准圆B分别加工到位，装配后是很难达到同轴度要求的；因此，在加工轮盘B基准圆时应留余量0.5mm，待装配后，再以基准圆A找正，基准圆A的台阶面找平，将基准圆B加工到位。
（3）三组齿轮轴承孔是行星轮架的又一关键要素，尺寸精度及形位公差要求特别高。
而且轮架上三个齿轮轴承定位孔与轮盘上三个相对应的齿轮轴承定位孔的同轴度要求高，在轮架加工时，如果将该孔精加工到位，再精加工轮盘上三个轴承定位孔时，由于机床主轴Z轴的运动误差与机床X轴、Y轴的重复定位误差的累积，加工出来的孔很难同时既满足形状公差又满足与轮架上轴承孔相对应的同轴度公差。
通过分析改变加工方式：采用精加工轮架上三个轴承定位孔时，先预留0.5mm，待装配后，与轮盘上轴承定位孔同时进行精加工，减少加工过程中误差。
2. 误差分析（1）机床精度对孔系位置度影响：当机床几何轴X、Y轴运动时，3个孔中心半径R的实际尺寸增加或减少ΔR=±0.02m m，在计算中，取R=0.02mm，假想圆心角为120°不变，则三个孔中心距相应的增量为ΔL=2(R+ΔR)sin(θ/2)－L=2×(254+0.02)×sin(120/2)－ 439.94=0.035mm当三个孔圆心角θ的实际角度增加或减少Δθ=±1'时，半径R=254mm，则3个中心距相应增加量为ΔL=2R sin(θ/2＋Δθ)－L五粮液普什模具有限公司 （四川宜宾 644007） 余正江行星轮架孔系加工图1 行星轮减速器总成231A－AechniqueT工 艺=2R sin(60°＋1°/60)－L =0.04mm为满足轮盘上3个轴孔与轮架上3个相对应的轴孔的同轴度要求，在精镗轴孔时，将轮盘上孔镗到位后，再精镗轮架孔。
孔加工技术
第三节孔加工与外圆表面加工相比，孔加工的条件要差得多，加工孔要比加工外圆困难。
这是因为：（1）孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制，刚性差，容易产生弯曲变形和振动；（2）用定尺寸刀具加工孔时，孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸，刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度；（3）加工孔时，切削区在工件内部，排屑及散热条件差，加工精度和表面质量都不易控制。
一、钻孔与扩孔1．钻孔钻孔是在实心材料上加工孔的第一个工序，钻孔直径一般小于。
钻孔加工有两种方式（图图3-27 两种钻孔方式a）钻头旋转b）工件旋转如在车床上钻孔。
上述两种钻孔方式产生的误差是不相同的。
在钻头旋转的钻孔方式中，由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直，但孔径基本不变；而在工件旋转的钻孔方式中则相反，钻头引偏会引起孔径变化，而孔中心线仍是直的。
常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等。
其中最常用的是麻花钻，其直径规格为。
标准麻花钻的结构如图3-28所示，其柄部是钻头的夹持部分，并用图3-28 标准麻花钻的结构a）锥柄b）直柄来传递扭矩；钻头柄部有直柄与锥柄两种，前者用于小直径钻头，后者用于大直径钻头。
颈部供制造时磨削柄部退砂轮用，也是钻头打标记的地方，为制造方便直柄麻花钻一般不设颈部。
工作部分包括切削部分和导向部分，切削部分担负着主要切削工作，钻头有两条主切削刃，两条副切削刃和一条横刃，如图3-29所示；螺旋槽表面为钻头的前刀面，切削图3-29 麻花钻的切削部分削刃可视为一正一反安装的两把外圆车刀。
如图中虚线所示。
导向部分有两条对称的螺旋槽和刃带，螺旋槽用来形成切削刃和前角，并起排屑和输送冷却液作用；刃带起导向和修光孔壁的作用；刃带有很小的倒锥，由切削部分向柄部每长度上直径减小，以减小钻头与孔壁的摩擦。
麻花钻的主要几何角度有顶角、前角、后角、横刃斜角和螺旋角，如图3-30所示。
顶角是两条主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角，加工钢料和图3-30 标准麻花钻的几何角度铸铁的钻头顶角取为118°±2°。
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第一节 同轴孔及孔系 的精度要求
一、孔的分类
按孔的形状分： 圆柱形孔 一般孔和深孔（长径比>5） 圆锥孔 螺纹孔 成型孔 方孔、六边形孔、花键孔
二、孔的技术要求
1. 孔的尺寸精度
二、孔的技术要求 2. 孔的形状精度
二、孔的技术要求 3. 孔的位置精度
二、孔的技术要求
4. 孔的表面质量
17.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨 18.钻→扩→拉→珩磨 IT7～IT6 Ra 0.4～0.05 19.粗镗→半精镗→精镗→珩磨 20.钻→扩→粗铰→精铰→研磨 21.钻→扩→拉→研磨 IT6以上 Ra 0.2～0.012 22.粗镗→半精镗→精镗→研磨
Hale Waihona Puke Ra 6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰） IT8～IT7Ra 3.2～1.6 12.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗 IT7～IT6 Ra 1.6～0.8 13. 粗 镗 → 半 精 镗 → 精 镗 → 浮 动 镗 刀 精 镗 → 挤 压 IT7～IT6 Ra 1.6～0.4 14.粗镗→半精镗→磨孔 IT8～IT7 Ra 1.6～0.4 15.粗镗→半精镗→粗磨→精磨 IT7～IT6 Ra 0.4 ～0.2 16. 粗镗→半精镗→精镗→金刚镗 IT7～IT6 Ra 0.8～0.1 17. 钻→扩→粗铰→精铰→珩磨 IT7～IT6 Ra 0.4～0.05
三、孔加工方法的选择（重点）
钻孔； 扩孔； 铰孔； 镗孔； 拉孔； 磨孔；
1.钻 IT13～IT11 Ra 25 2.钻→铰 IT9 Ra 6.3～3.2 3.钻→粗铰→精铰 IT8～IT7 Ra 3.2～1.6 4.钻→扩 IT11 Ra 25～12.5 5.钻→扩→铰 IT9～IT7 Ra 6.3～3.2 6.钻→扩→粗铰→精铰 IT7 Ra 3.2～1.6 7.钻→扩→机铰→手铰 IT7～IT6 Ra 0.8～0.2 8.钻→扩→拉 IT9～IT7 Ra 3.2～0.2 大批大量生产 9.粗镗（或扩孔） IT13～IT11Ra 25～12.5 1 0 . 粗 镗 （ 粗 扩 ） → 半 精 镗 （ 精 扩 ） IT9～IT8 Ra 6.3～3.2 11.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰） IT8～IT7Ra 3.2～1.6 12.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗 IT7～IT6