零件孔及孔系的常规加工
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。
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
机械加工工序顺序的安排原则
机械加工工序顺序的安排原则文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]机械加工工序顺序的安排原则在安排加工顺序时一般应遵循以下原则：1) 先基准面后其它应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工。
该原则还有另外一层意思，是指精加工前应先修一下精基准。
例如，精度要求高的轴类零件，第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工开始前首先要修整顶尖孔，以提高轴在精加工时的定位精度，然后再安排各外圆面的精加工。
2) 先粗后精这是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。
3) 先主后次主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。
这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。
在安排好主要表面加工顺序后，常常从加工的方便与经济角度出发，安排次要表面的加工。
例如，图5.5所示的车床主轴箱体工艺路线，在加工作为定位基准的工艺孔时，可以同时方便地加工出箱体顶面上所有紧固孔，故将这些紧固孔安排在加工工艺孔的工序中进行加工。
此外，次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。
4) 先面后孔这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。
一般这类零件上既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。
此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。
此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。
6.6.1 制定加工工艺路线应遵循的一般原则制定工艺路线时，必须充分考虑采用确保产品质量，并以最经济的办法达到所要求的生产纲领的必要措施，即应该作到：技术上先进、经济上合理，并有良好、安全的劳动条件。
6.6.2 工艺阶段的划分零件加工时，一般不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，通常将整个工艺过程划分为以下四个加工阶段：1、粗加工阶段本阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准和均匀而适当的余量。
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
孔的常规加工方法
第二节 孔的常规加工方法
一、钻孔
钻头
钻套 钻模板
工件
一、钻孔
1. 工艺特点
1）钻孔是孔的粗加工方法； 2）可加工直径0.05～125mm的孔； 3）孔的尺寸精度在IT10以下； 4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。
对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、油 孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。
三、铰孔 1. 铰刀的类型
直柄机用铰刀 锥柄机用铰刀 硬质合金锥柄机用铰刀
手用铰刀
可调节手用铰刀 图6-14 铰刀的类型
套式机用铰刀
直柄莫氏圆锥铰刀 手用1：50 锥度铰刀
三、铰孔 2.铰削过程的实质
铰削过程不完全 是一个切削过程， 而是包括切削、刮 削、挤压、熨平和 摩擦等效应的一个 综合作用过程。
三、铰孔
4. 工艺特点 1）铰孔是孔的精加工方法； 2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔； 3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2 ～ 0.2μm； 4）铰刀是定尺寸刀具； 5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。
四、镗孔
1. 工艺特点
1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工； 2）加工精度可达为IT7～IT6； 3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 ～ 0.8μm。 4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形
IT7级，表面粗糙度一般可控制到Ra1.6mm～ Ra0.8mm，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量
主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。 3) 拉削成本低，经济效益高。
4) 拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制 造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产， 最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批 生产。
二、扩孔
普通铣床加工常规孔和异形孔
普通铣床加工常规孔和异形孔在机械制造中，经常遇到有位置精度ˎ尺寸精度要求高的孔系加工，对于精度要求不高的单件或小批量生产，一般采用划线加工即可;中批或大批量生产，为稳定质量和提高生产率，可以用专用设备或专用工装加工。
对精度要求高的产品，中.小批量或单件生产必须用高精度的坐标镗床来进行加工；而大批量生产则需采用特殊工艺措施或特殊专用设备加工。
通过多年的加工实践我发现一种不配特殊附件，又不进行任何改造，直接在现有普通铣床用调整法加工精密孔系的方法。
现将我在这方面的实践和经验总结如下。
为说明问题方便，现结合图一所示模板座孔的加工过程来叙述其方法。
图1是模板做孔加工的工序图。
本文中取X1=100㎜，X2=40㎜，X3=120㎜，Y1=40㎜，Y2=80㎜,H=30㎜,φD=3000.021㎜，三孔的位置度公差为φ0.02㎜，由此看出，该座孔的精度要求是较高的。
此模板具体加工步骤如下：（1）分别以BˎC面为基准（AˎB，C等六个面已加工好），划出三孔中心线，并分别钻出底孔。
取底孔直径φD1=φD—（5~8）㎜。
本例中取φD1=24㎜。
（2）另外加工出如图2所示的轴套，其数量等于座孔数目，外径φd=φD,内径等于模板底孔直径φD1，长度L=（1~1.5）H。
本例中取φD1=24㎜，φd=φ300-0.02㎜，L=30㎜。
（3）用M16的螺栓将轴套装到模板上，并稍加拧紧。
（4）将装好轴套的模板用B面放在平板上，用杠杆千分表调整轴套在Y方向上的位置（图3）。
调整时，先按轴套高度找出量块，使杠杆千分表调到零位。
轴套准确高度应为模板座孔中心高度加上轴套实际半径。
如装在1孔上的轴套实际直径为φ29.99㎜，则轴套1的调零尺寸为Y΄1=Y1+d实/2=40+29.99/2=54.995㎜用量块组成54.995㎜，对杠杆千分表调零。
然后用调整好的千分表去测轴套的上表面，适当调整轴套的上ˎ下位置，使千分表的读数仍为零。
这样，轴套的中心线在Y方向便处于准确的位置。
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四、镗孔
2. 镗刀结构
五、拉孔
1. 拉削过程
五、拉孔
1. 拉削过程
图6-27 拉削圆孔
五、拉孔
1. 拉削过程
图6-26 拉削键槽
五、拉孔
1. 拉削过程
齿升量
2. 拉削工艺范围
图6-22 常见的拉削截形（A～Ｇ为内拉拉削，Ｈ～Ｌ为外拉削）
五、拉孔
第六章 孔及孔系的加工
第二节 孔的常规加工方法
一、钻孔
钻头 钻套 钻模板
工件
一、钻孔
1. 工艺特点
1）钻孔是孔的粗加工方法； 2）可加工直径0.05～125mm的孔； 3）孔的尺寸精度在IT10以下； 4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。
对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、 油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。
三、铰孔
4. 工艺特点 1）铰孔是孔的精加工方法； 2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔； 3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2 ～ 0.2μm； 4）铰刀是定尺寸刀具； 5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。
三、铰孔
5. 铰刀的结构
图6-13
手铰刀结构
四、镗孔
1. 工艺特点
1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工； 2）加工精度可达为IT7～IT6； 3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 ～ 0.8μm。 4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形 状位置误差；
4. 工艺特点 1) 拉削生产率高。 2) 拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达IT9IT7级，表面粗糙度一般可控制到Ra1.6mm～ Ra0.8mm，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量 主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。 3) 拉削成本低，经济效益高。 4) 拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制 造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产， 最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批 生产。
vc
do n
1000
一、钻孔
3. 钻削用量 3）钻削进给量与进给速度： f fz Vf 单位：mm/r 单位：mm/z 单位：mm/min
二、扩孔
1. 工艺特点 1）扩孔是孔的半精加工方法； 2）一般加工精度为IT10～IT9； 3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 ～ 3.2μm。
当钻削 dw＞30mm 直径的孔时，为了减小钻削力 及扭矩，提高孔的质量，一般先用（0.5～0.7）dw 大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可 较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率 比直接用大钻头一次钻出时还要高。
六、内圆磨削
六、内圆磨削
1. 工艺特点 1）磨削是零件精加工的主要方法之一； 2）对长径比小的，内孔磨削的经济精度可达IT5～ IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mm～Ra0.2mm； 3）可加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬火钢、 硬质合金和陶瓷等。
六、内圆磨削
内圆磨削与外圆磨削相比，存在如下一些主要问题：
二、扩孔
2. 扩孔钻的结构
1) 齿数多（3、4齿）； 2）不存在横刃； 3）切削余量小，排屑容易。
图6-10
扩孔钻
三、铰孔
1. 铰刀的类型
直柄机用铰刀 套式机用铰刀 锥柄机用铰刀 硬质合金锥柄机用铰刀
手用铰刀
直柄莫氏圆锥铰刀
手用1：50 锥度铰刀 可调节手用铰刀 图6-14 铰刀的类型
三、铰孔
2.铰削过程的实质
铰削过程不完全 是 一 个 切 削过程 ， 而 是包括 切削 、 刮 削 、 挤 压 、 熨平 和 摩 擦 等 效 应的一 个 综合作用过程。
三、铰孔
3. 铰削用量 1）铰削余量 粗铰余量为0.10mm～0.35 mm； 精铰余量为0.04mm～0.06mm。 2）切削速度和进给量 铰削速度为 1.5m/min ～ 5m/min； 铰削钢件时，进给量为 0.3mm/r ～ 2mm/r； 铰削铸铁件时，进给量为 0.5mm/r ～ 3mm/r。
1) 内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。 2) 生产率较低。 3) 磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液 冲刷困难。 因此内孔磨削一般仅适用于淬硬工件的精加工， 在单件、小批生产中和在大批大量生产中都有应用。
七、高精度孔的珩磨
1. 珩磨头及珩磨原理
图6-29
珩磨原理与珩磨头结构
一、钻孔
2. 高速钢麻花钻的结构
一、钻孔
5个刀刃
2. 高速钢麻花钻的结构
两条主切削刃 两条副切削刃
钻头 切削 部分 6个刀面
一条横刃
两个螺旋形前刀面
两个经刃磨获得的后刀面
两个圆弧段的副后刀面
一、钻孔
3. 钻削用量 1） 背吃刀量asp 单位：mm
asp do
一、钻孔
3. 钻削用量 2）钻削速度vc 单位：m/min