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，共三十九頁，2022年，8月28日

根據孔的結構和用途，可以將孔分為以下幾種類型：緊固孔和輔助孔、回轉體零件的軸心孔、箱體支架類零件的軸承孔?？椎募庸し椒ㄝ^多，常用的有鉆、擴、鉸、鏜、拉、磨、研磨和珩磨等。第二頁，共三十九頁，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要求，同時還要考慮經濟性和生產率。但擬定孔的加工方案要比外圓面復雜得多，因為：1）孔的類型很多，各種孔的功用不同，使得孔徑、長徑比及技術要求各方面差異很大。加工孔要比加工同樣質量要求的外圓困難。第三頁，共三十九頁，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、鉸、鏜、拉、磨和光整加工等多種，每一種方法都有一定的應用范圍和局限性，因而在擬定加工方案時，要根據孔的尺寸、技術條件、零件材料以及生產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）帶孔零件的結構和尺寸是多種多樣的，除回轉體零件外，還有大量其客觀存在類型的零件。相同的孔加工方法，又可在不同的機床上進行。因而在擬定方案時，還要根據具體情況才能選出合適的機床和裝夾方式。

第四頁，共三十九頁，2022年，8月28日一、鉆孔1、鉆孔方法用鉆頭在零件的實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。對要求較高的孔，如軸承孔和定位孔等，鉆孔后還需采用擴孔和鉸孔來進行半精加工和精加工，才能達到要求的精度和表面粗糙度。

第五頁，共三十九頁，2022年，8月28日

鉆孔可以在車床、鉆床或鏜床上進行，也可以在銑床上進行。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，共三十九頁，2022年，8月28日

圖鉆頭引偏2、鉆孔的工藝特點①易引偏。引偏是孔徑擴大或孔軸線偏移和不直的現象。由于鉆頭橫刃定心不準，鉆頭的剛性和導向作用較差，切入時鉆頭易偏移、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大（圖b）。引偏產生的原因有：鉆頭細長，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，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，接觸剛度和導向作用也很差。第七頁，共三十九頁，2022年，8月28日

鉆頭的兩條主切削刃制造和刃磨時，很難作到完全一致和對稱（圖），導致鉆削時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，橫刃實際上不是在切削，而是擠刮金屬，導致橫刃處的軸向分力很大。橫刃稍有偏斜，將產生相當大的附加力矩，使鉆頭彎曲。工件材料組織不均勻、加工表面傾斜等，也會導致切削時鉆頭“引偏”。

圖鉆頭第八頁，共三十九頁，2022年，8月28日

②排屑困難。鉆孔的切屑較寬，在孔內被迫卷成螺旋狀，流出時與孔壁發(fā)生劇烈摩擦而劃傷己加工表面，甚至會卡死或折斷鉆頭。

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前角，切削時產生的切削熱多，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。

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

第九頁，共三十九頁，2022年，8月28日

實際生產中為提高孔加工精度，可采取以下措施：仔細刃磨鉆頭，使兩個切削刃的長度相等，從而使徑向切削力互相抵消，減少鉆孔時的歪斜；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）的短鉆頭預鉆一個錐形孔，可以起到鉆孔時的定心作用（圖

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

圖

提高孔加工精度的措施

a)修磨分屑槽

b)預鉆定心孔

c)用鉆模為鉆頭導向

第十頁，共三十九頁，2022年，8月28日二、擴孔

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

圖擴孔

第十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日如圖所示，擴孔鉆與麻花鉆在結構上相比有以下特點：

①剛性較好。由于擴孔的切削深度小，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導向性較好。由于容屑槽淺而窄，可在刀體上做出3-4個刀齒，這樣一方面可提高生產率，同時也增加了刀齒的棱邊數，從而增強了擴孔時刀具的導向及修光作用，切削比較平穩(wěn)。

③切削條件較好。擴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，可采用較大的進給量，生產率較高。此外，切屑少，排屑順利，不易刮傷已加工表面。

圖5-24擴孔鉆

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由于上述原因，擴孔比鉆孔的精度高，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。擴孔常作為鉸孔前的預加工，對于質量要求不太高的孔，擴孔也可作最終加工工序。

第十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日三、鉸孔

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

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，擔負主要切削工作。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張，同時校正孔徑、修光孔壁和導向。手鉸刀修光部分較長，以增強導向作用。

第十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日鉸孔的工藝特點：

①鉸孔余量小。粗鉸為；精鉸為。

②切削速度低。比鉆孔和擴孔的切削速度低得多，以避免積屑瘤的產生和減少切削熱。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，以保證加工質量，應加注切削液。一般鉸鋼件用乳化液；鉸鑄鐵件用煤油。

第十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日

鉆頭、擴孔鉆和鉸刀都是標準刀具，市場上均易買到。對于φ80mm以下較精密孔，采用鉆一擴一鉸這種典型的加工方案進行加工非常方便，而且，此加工方案在單件小批乃至大批大量生產中均可采用。

鉆一擴一鉸多在鉆床和車床上進行，也可在銑床和鏜床上完成。

鉆一擴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）進行加工，或者采用鏜孔。

第十六頁，共三十九頁，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大工件孔的方法，是常用的孔加工方法之一。對孔內環(huán)槽等內成形表面，直徑較大的孔（D>80mm），鏜削是唯一適宜的加工方法。第十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日1、鏜孔方法鏜孔可在鏜床上或車床上進行?；剞D體零件上的軸心孔適宜在車床上加工（圖）。主運動和進給運動分別是工件的回轉和車刀的移動。

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，共三十九頁，2022年，8月28日

箱體類零件上的孔和孔系（有若干個相互間有平行度或垂直度要求的孔）適宜在鏜床上加工（圖）。根據結構和用途不同，鏜床分為臥式鏜床、坐標鏜床、立式鏜床、精鏜床等。應用最廣的是臥式鏜床。鏜孔時，鏜刀刀桿隨主軸一起旋轉，完成主運動；進給運動可由工作臺帶動工件縱向移動，也可由主軸帶動鏜刀刀桿軸向移動來實現。

圖

在鏜床上鏜孔

第十九頁，共三十九頁，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鏜刀。單刃鏜刀的刀頭結構與車刀類似。使用時，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—調節(jié)螺釘

4—鏜桿

第二十頁，共三十九頁，2022年，8月28日

浮動鏜刀（圖）在對角線的方位上有兩個對稱的切削刃（屬多刃鏜刀），兩個切削刃間的尺寸D可以調整，以鏜削不同直徑的孔。調整時，先松開螺釘1，再旋動螺釘2以改變刀塊3的徑向位移尺寸，并用千分尺檢驗兩切削刃間尺寸，使之符合被鏜孔的孔徑尺寸，最后擰緊螺釘1即可。鏜孔時，浮動鏜刀插在鏜桿的長方孔中，但不緊固，因此，它能沿鏜桿徑向自由滑動。依靠作用在兩個對稱切削刃上的徑向切削力，自動平衡其切削位置。

圖

浮動鏜刀

第二十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日2、鏜孔的工藝特點

①鏜孔的適應性廣。鏜孔可在鉆孔、鑄孔和鍛孔的基礎上進行，可達尺寸精度等級和表面粗糙度Ra值的范圍較廣，除直徑很小且較深的孔以外，各種直徑及各種結構類型的孔均可鏜削。

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，故鏜孔質量的控制（特別是細長孔）不如鉸削方便。

③鏜孔的生產率低。為減小鏜桿的彎曲變形，需采用較小的切削深度和進給量進行多次走刀。鏜床和銑床鏜孔，需調整鏜刀在刀桿上的徑向位置，操作復雜、費時。

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

第二十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日五、磨孔

磨孔是用高速旋轉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。磨孔多在內圓磨床上進行，也可在外磨床上完成。

磨內孔視頻第二十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日

磨孔時（圖），砂輪旋轉為主運動，工件低速旋轉為圓周進給運動（其旋轉方向與砂輪旋轉方向相反）；砂輪直線往復為軸向進給運動；切深運動為砂輪周期性的徑向進給運動。磨孔多采用縱磨法，只在個別情況下（短孔及內成形面）采用橫磨法，原因是受孔徑限制，砂輪軸很細，剛性差。當然，更難以采用深磨法。在內圓磨床上，可磨通孔、不通孔（圖a、b），還可在一次裝夾中同時磨出孔內的端面（圖c），以保證孔與端面的垂直度和端面圓跳動公差的要求。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）磨孔內端面

第二十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日2、磨孔的工藝特點

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。

②不僅能保證孔本身的尺寸精度和表面質量，還可以提高孔軸線的直線度。

③同一個砂輪，可以磨削不同直徑的孔。

④生產率比鉸孔低，比拉孔更低。

第二十五頁，共三十九頁，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，切削液不易進入磨削區(qū)，冷卻潤滑效果差。

②生產率低。砂輪軸懸伸長且細，剛性差，不易采用較大的進給量和切削深度；砂輪直徑小，單位時間內磨粒磨損快，且易堵塞砂輪，須經常修整砂輪或更換砂輪，使輔助時間增加。

第二十六頁，共三十九頁，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，共三十九頁，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。拉刀的結構如圖5-32所示。

圖5-31拉削的典型內孔截形

圖5-32拉刀的結構

第二十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日

拉孔時，工件的預制孔不必精加工（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動，使工件孔的軸線自動調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，共三十九頁，2022年，8月28日2、拉削的工藝特點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；有校準齒校正和修光孔壁。②

生產率高。拉刀一次行程即可完成粗、半精和精加工。③

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

不能加工臺階孔、不通孔和薄壁孔。

第三十頁，共三十九頁，2022年，8月28日七、研孔

研孔是用研磨方法加工工件的孔，用于對精鉸、精鏜或精磨后的孔進一步光整加工。其尺寸公差等級可達1T7-1T6，表面粗糙度Ra值可達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等，均與研磨外圓相似。

第三十一頁，共三十九頁，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）對工件表面施加一定壓力，珩磨工具同時作相對旋轉和直線往復運動，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，共三十九頁，2022年，8月28日1、珩孔方法工作時，安裝在機床工作臺上的工件固定不動，珩磨頭（由幾條磨料粒度很細的磨條組成）下端插入精加工過的孔中；上端與機床主軸浮動聯接，由主軸帶動低速回轉的同時，沿軸向作往復直線運動（0.16往復行程/s~1.6往復行程/s）。由于磨條調節(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的網紋磨痕（圖5-34b）。圖5-34珩磨孔

第三十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日

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

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上進行。在單件小批生產中，也可在改裝的立式鉆床上進行。

珩磨余量一般為0.03mm~0.2mm。

第三十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日2、珩磨孔的工藝特點

①生產率較研磨高。一是磨頭軸向往復速度較高；二是磨條長、與孔的接觸面積大，同時參與切削的磨粒數量多。

②尺寸精度、形狀精度和表面質量高。

③適應性廣?？杉庸ぶ睆溅?5mm-φ500mm、深徑比達10或大于10的孔。由于工件不動，便于加工大型工件上的孔。

珩磨孔廣泛用于汽車、拖拉機、機床和軍工等行業(yè)中，如發(fā)動機的缸體、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，共三十九頁，2022年，8月28日九、孔加工方案的選擇各類常用機床可以使用的孔加工方法總結如表5-1?？准庸さ姆桨噶鞒虉D如圖5-32所示。

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

○

鉆床○○○

鏜床○○

銑床