机械制造中孔的加工方法分析_许磊.pdf

第 50 卷第 2 期 农业工程与装备 2023 年 4 月Vol.50 No.2 AGRICULTURAL ENGINEERING AND EQUIPMENTApr.2023 机械制造中孔的加工方法分析 许 磊，胡 铂(黑龙江职业学院，黑龙江 哈尔滨 150010)摘 要：带孔零件约占机械零部件的 50%以上，有圆柱形孔、圆锥形孔、螺纹形孔、成形孔等多种类型。孔加工是机械制造中的重要工序，通过分析目前常用的几种孔加工工艺的技术特点、适配范围及优劣势，以期为解决加工技术难题提供一定参考。关 键 词：技术创新；机械制造；孔的加工方法 中图分类号：TP659 文献标志码：A 文章编号：20968736(2023)02004803 Analysis of hole processing methods in mechanical manufacturing XU Lei,HU Bo(Heilongjiang Vocational College,Harbin,Heilongjiang 150010,China)【Abstract】Parts with holes account for more than 50%of mechanical parts,and there are many types such as cylindrical holes,conical holes,threaded holes,and formed holes.Hole processing is an important process in mechanical manufacturing.Through the analysis of the technical characteristics,adaptation range,advantages and disadvantages of several commonly used hole processing processes,it is expected to provide some reference for solving processing technical problems.【Keywords】technological innovation;mechanical manufacturing;hole processing method 1 孔加工过程中的常见问题 在进行机械零部件的孔加工时，由于切削区域一般在工件内部，且加工刀具的尺寸受加工孔直径的限制，排屑空间有限。如果切削产生的铁屑不能及时排出，在后续加工过程中不但会划伤已加工好的表面，而且会影响加工质量和散热效果。在刀具圆柱外表面上添加螺旋状的容屑槽，可有效解决铁屑的排出问题。加工孔的专用刀具一般为细长外形，刀具的刚性较差，在加工的过程中容易受到切削力的影响而产生弯曲变形，会直接影响孔的定位精度和轴线精度。加工时选用硬质合金材料制成的刀具，可有效降低刀具在加工过程中发生形变的概率，便于在初加工完成后进行二次精整加工作业，及时修正定位和轴线误差1。作者简介：许磊(1985)，男，硕士研究生，讲师，主要研究方向为数控加工、机械制造教学。2 常用的孔加工工艺 2.1 钻孔加工 钻孔常用的刀具是麻花钻、中心钻和深孔钻。标准麻花钻主要由工作部分和刀柄构成，如图 1 所示。图 1 麻花钻结构 工作部分由切削段和导向段组成。切削段由 2条主切削刃、2 条副切削刃、1 条横刃组成，2 条主切削刃通过钻芯上的横刃连接；导向段由螺旋状的容屑槽组成，便于将加工时产生的铁屑及时排出。钻孔加工是孔加工的首个环节，属于粗加工工序，加工精度一般为 IT10，内表面粗糙度范围 12.56.3切削段导向段 第 50 卷第 2 期 许磊等 机械制造中孔的加工方法分析 49 m，因此为了提高后续精加工的质量，需要在钻孔部位提前预留好加工余量。2.2 扩孔加工 扩孔加工是指在已加工好的孔(如钻孔，铸孔)基础上进行精加工。扩孔加工的切削量一般较小，所以在加工过程中要控制好刀具所受的切削力，以保障加工精度。扩孔加工属于精加工，加工精度为IT10IT9，内表面粗糙度范围 6.33.2m，能够满足零部件的一般性使用需求。2.3 铰孔加工 如要进一步优化零部件中孔的配合尺寸，提升其内表面质量，则需要进行铰孔加工。铰刀的工作部分由切削段和校准段组成，校准段的圆柱部分侧刃较多，可对孔的内表面进行精加工，同时还能起到校准、导向以及抛光的作用。铰孔加工与扩孔加工相比工艺更为复杂，加工精度最高可达 IT7，内表面粗糙度范围 3.20.8 m。2.4 镗孔加工 扩孔、铰孔加工都是针对孔径尺寸以及内表面的精加工，但无法修正孔的轴线位置偏差。镗孔加工不仅可以对孔径尺寸以及内表面进行精整加工，还可以对孔的轴线位置偏差进行修正，单刃镗刀的结构如图 2 所示。图 2 单刃镗刀结构 镗孔加工相较于其他加工方式的优势是刀具尺寸不受加工孔径的限制，通用性较好。镗孔加工的精度为 IT7IT6，内表面粗糙度范围 6.30.8m。2.5 珩磨加工 珩磨加工是指用带有磨条(油石)的珩磨头对孔进行光整加工，切削量较低，一般用于提升孔的尺寸精度和表面质量，但无法修正定位误差。由于珩磨头是在主轴的带动下旋转并做往复直线运动，砂条与孔的接触面积较大，所以加工效率较高，加工精度也要高于扩孔加工和铰孔加工，加工精度为IT5IT6，内表面粗糙度范围 0.80.2m。2.6 拉孔加工 进行拉孔加工一般使用刀齿交错排列的多刃刀具，以保证在切削过程中可逐层切除余量，一次切削作业便可完成粗加工、精加工、精整加工等所有工序，不仅适用于圆孔加工，还适用于成形孔、花键孔的加工作业2。由于拉孔加工所采用的是定尺寸刀具，结构相对复杂，造价昂贵，所以目前拉孔加工的应用率不高。拉孔的加工精度为 IT9IT7，内表面粗糙度范围 1.60.8m。2.7 锪孔加工 锪孔加工是指在已经加工过的孔上增加圆柱形沉孔、锥形沉孔或凸台端面。锪孔加工所使用的刀具为锪钻，一般为硬质合金材料制造的重磨式刀片或可转位式刀片，通过镶齿或机夹的方法固定在刀体上。锪钻的前端带有导向柱，其作用是确保沉头座孔和通孔中心线的重合度，以保证沉头座孔平面与中心线的垂直度，进行锪孔加工时应注意以下细节。(1)锪孔加工时的切削速度比钻孔加工低，一般为钻孔加工切削速度的 1/21/3，由于作业时的轴向抗力较小，所以进给压力不宜过大且要保持均匀。一般可以利用钻床停车后主轴的惯性进行作业，可以降低因钻床振动而造成的加工误差。(2)由于锪孔加工的切削面积小，标准锪钻的切削刃数多，切削较平稳，所以进给量应为钻孔加工的 23 倍。(3)进行改磨锪钻作业时，要注意减小前角、后角、外缘处前角、外缘处后角，以防止扎刀和振动，同时还要保证两侧切削刃高度一致、角度对称，确保切削平稳。(4)锪钻的刀杆和刀片要适配，装夹要牢固，导向要精准，工件要压紧，以减少加工时的振动。(5)预先调整好工件的螺栓通孔与锪钻的同轴度后再夹紧工件，调整时可旋转主轴进行试钻，使 50 农业工程与装备 2023 年 4 月 工件自然定位以减少振动。(6)为控制锪孔深度，在作业前可用深度标尺和定位螺母对钻床主轴(锪钻)的进给深度进行定位。(7)在加工过程中，当工件表面出现多角形振纹时，则表明钻头或刀刃出现了磨损，应立即停止加工，并及时更换钻头或刀刃。3 结语 孔加工是机械制造中的重要工序，加工工艺的选择和加工要点的把控，直接影响着工件成品的质量。在作业过程中，操作人员要根据工件的加工要求和使用特性，选择适合的加工工艺与加工刀具，把握好加工要点，以满足工件的加工需求。参考文献 1 于骏一,邹青.机械制造技术基础M.2 版.北京:机械工业出版社,2009.2 韩荣第.金属切削原理与刀具M.3版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2007.责任编辑：阳湘晖 英文编辑：唐琦军 （上接第 47 页）3 结语 虚拟现实技术具有交互式、沉浸式等特点，将虚拟现实技术与机械制造技术融合，已成为机械制造行业发展的趋势。随着数控机床的数字化、智能化发展，其结构越来越精密，维修操作方式也发生着变化。深入发掘虚拟现实技术在数控机床装调与维修培训中的应用，以视听结合的形式，可建立起系统化的培训体系。技术人员通过观察软件构建的数控机床三维模型可加直观地了解数控机床的构造，并通过模拟安装、调试、维修等操作，快速提升专业知识，锻炼操作技能，大幅度缩短了培训时间，提高培训效率。参考文献 1 曲振波,王继禹.虚拟现实技术在数控机床教学中的应用研究J.工业设计,2021(5):38-39.2 董升忠.虚拟现实技术在数控机床装调与维修中的应用探究J.中国设备工程,2020(8):59-60.3 冯文,陈劲松,雷晓.虚拟现实技术在“数控技术”课程教学改革中的应用J.淮海工学院学报(人文社会科学版),2019,17(12):131-133.4 张志娟.浅谈数控维修教学中虚拟数控机床的运用J.中国设备工程,2019(18):216-217.责任编辑：张亦弛 英文编辑：唐琦军