孔系加工(改)
钻孔、扩孔、锪孔加工工艺编程
6．4 钻孔、扩孔、锪孔加工工艺编程6．4．1 实体上钻孔加工用钻头在实体材料上加工孔的方法，称为钻孔。
钻削时，工件固定，钻头安装在主轴上做旋转运动(主运动)，钻头沿轴线方向移动(进给运动)。
在实体上钻孔刀具有普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻等。
1．实体上钻孔加工刀具⑴麻花钻麻花钻是一种使用量很大的孔加工刀具。
钻头主要用来钻孔，也可用来扩孔。
麻花钻如图6-4-1(a)所示，柄部用于装夹钻头和传递扭矩,工作部分进行切削和导向。
图6-4-1麻花钻①柄部:根据柄部不同，麻花钻有莫氏锥柄和圆柱柄两种。
直径为0.1～20㎜的麻花钻多为圆柱柄，可装在钻夹头刀柄上(如图6-4-1a所示)。
直径为8～80 mm 的麻花钻多为莫氏锥柄，可直接装在带有莫氏锥孔的刀柄内，刀具长度不能调节(如图6-4-1b所示)。
中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。
②工作部分工作部分又分为导向部分及切削部分。
导向部分:麻花钻导向部分起导向、修光、排屑和输送切削液作用，也是切削部分的后备。
切削部分: 如图6-4-1d所示：麻花钻的切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃。
两个螺旋槽是切屑流经的表面，为前刀面；与孔底相对的端部两曲面为主后刀面；与孔壁相对的两条刃带为副后刀面。
为了提高麻花钻钻头刚性，应尽量选用较短的钻头，但麻花钻的工作部分应大于孔深，以便排屑和输送切削液。
图6-4-2钻引正孔刀具2．钻引正孔刀具在加工中心上钻孔，因无夹具钻模导向，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜，因此一般钻深控制在直径的5倍左右之内。
一般在用麻花钻钻削前，要先用中心钻，或刚性好的短钻头，打引正孔，用以准确确定孔中心的起始位置，并引正钻头，保证Z向切削的正确性。
如图6-4-2所示刀具为常用于钻削引正孔的刀具，图6-4-2a是中心孔钻头，图6-4-2b刀尖角为一定角度的点钻，图6-4-2c是球头铣刀，球头面上具有延伸到中心的切削刃。
引正孔钻到指定深度后，不宜直接抬刀，而应有孔底暂停的动作，对引导面进行修磨（常常用G82循环加工引正孔）。
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
孔及孔系加工
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
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
孔系中心距加工误差的修正方法
Ⅲ孔 中心垂 直移 动 Ｙ距离 ， 中心距 Ｌ 的变 化量 为 。
△２ ｏ △２＝ｃ ｓ 。Ｙ ｏ
由Ⅲ孔 中心水 平 移 动 和 垂 直 移 动 Ｙ距 离 后 ，。 Ｌ
中心距总 的变化量 △ 。 。
△ 。＝△１ ２＝ｘｉａ＋ｙ ｏａ ＋△ ｓｎ ｃｓ （） １
即可满足设计要求 ， 然后 ， 精镗孔即可得到设计尺寸。
应用 价值 与推广价 值 。 关键 词 ： 系加工 孔 加工误 差 修 正方法
Ｔ ｅ Ｒｅ ｉｉｎ Ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒＭ ａ ｕａ ｔ ｒ ｒ ｒ ｆＨｏｅ ． ｅ ｔ ｒＤｉｔ ｎ ｅ ｈ ｖｓｏ ｔ ｏ ｏ ｎ ｆ ｃｕ ｅ Ｅｒ ｓ ｏ ｌｓ—ｃ ｎｅ ｓａ ｃ ｏ
Ｌ ｘａ ＩＹｕ ｉ①
，
Ｗ ＡＮＧ ｉ Ｈｕ ②
，
ＨＵ ｎ ｙ ｎ ① Ｙｉ ｇ ａ ｇ
，
ＹＡＯ ａ ｃ ｉ Ｎｉ ｎ ａ ①
，
ＲＥＮ ｅ￣ Ｗ ｉ
（１ ｉｅ ｃ ｉｅＴ ｏ Ｇ ｏ ｐＣ ． ｔ．Ｊ’ ａ ５０ ２ Ｃ Ｎ； （） ’ｒ Ｊ Ｍａｈｎ ｏ ｌ ｒｕ ｏ ，Ｌｄ ， ｎ ｎ２ ０ ２ ， Ｈ ｉ
喜schoolofmechanicalengineeringjinanuniversityjinan250022chn箱体类零件是机器回转部件的基本支承件它使得一些轴承轴齿轮等零部件有机组装起来成为一个功能部件并使回转件保持正确的相互位置关系且按规定的传动关系协调运动
维普资讯
在 图 １中 ， Ⅲ孔 中心 转 表 至 “ ０ ， 后 压 百 将 ０— ” 然 分表 ， 刀具 或工 作 台水 平方 向移动 距 离 ， 直方 向移 垂 动 Ｙ距 离 ， 意 ｘｙ的“±” 此 时 Ⅲ孔新 的中心位置 并注 ， ，
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°。
提高溜板箱箱体孔系加工效率的措施
Ｉ
｝
＼ ＼ 、
４０ ０
２ 提 高精加 工效 率的具体措 施
提 高箱 体孔 系精 加工效 率 的方法很 多 ， 但要 结合
生 产 车间 的实 际情 况 ， 因地 制 宜 。根 据 产 品 图纸 ， 溜
图 １ 铰 孔 加 工 示 意 图
Ｉ、 套式硬 质合金复合铰刀 Ⅲ、 ： Ⅱ： Ⅳ 整体式硬质合金
复合铰刀 ３ 前 导 向支 架 ． ４ 后 导 向 支 架 ．
板 箱 体 材质 为 Ｈ ２０， 于脆 性 材料 一 类 ， 削性 能 Ｔ０ 属 切
好 ， 较好 的 吸振 性 等优 点 。抓 住 这 一 特 点 ， 刀具 有 从
（ ）不 同孔 径 两孔 的铰 削加工 １
如 图 １ 示 ，、 所 Ｉ
收 稿 日期 ：０２ ０ — ６ ２ １ — ８ ２
作者简介 ： 胡建成 （９ ２ ） 男 ， １５ 一 ， 甘肃天水人 ， 工程师 ， 主要从事机械制造工艺及技 术管理工作 。
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１ ８・ ７
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机 械 研究 与应 用 ・ ０ 年 期 （ 第１ 期） ２２ 第５ 总 ２ １ １
经验交流
精 镗加 工工 序效率 低 ， 满足不 了批 量生 产 的需 要 。随 着 生产批 量 的增加 ， 用 了专 业工 装卡 具 、 用铰 刀 ， 采 专 在 摇臂 钻床 上铰孔 的加 工 方 法 ， 率 虽有 提 高 ， 还 效 但 是 满足 不 了市场 的 发展 和批 量 生 产 的需 求 。箱 体 孔 系精加 工工 序成 为整个 箱体 加工 生产节 拍 中成瓶 颈 。
单 面 卧式 １ １轴铰 孔 组合 机 床 ， 采用 一 次 精 加 工成 型 方法 ， 既提 高 了生 产效 率 ， 证 了质量 ， 保 又满 足 了批量
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。
机加工第四章孔加工
二、扩孔（P68）
扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行加工，作用是 扩大孔径、提高精度，降低Ra值；扩孔钻如P68图4－ 8所示。 通常作为精加工的（铰孔）前工序或最终工序，精度 可达IT10～IT9、 Ra值为6.3～3.2um； 扩孔钻齿数较多，有3～4个刀齿，导向性好，切削平 稳；扩孔刀无横刃；加工余量较小、容屑槽较窄并较 浅，故钻心较粗，刚性好。故加工质量比钻孔高。 扩孔钻和扩孔加工视频
作业p80钻头切削部分5个刀刃6个刀面两条主切削刃两条副切削刃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图614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套式机用铰刀直柄莫氏圆锥铰刀锥度铰刀手用1
第四章
孔加工（P65）
孔是各类机械中常用零件（轴类、盘套、支架和箱体 类零件等）的基本表面，如轴承孔、定位孔等。 也可能是这些零件的辅助表面，如油孔、气孔和减重 孔等。
圆拉刀结构
六、内圆磨削
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1. 珩磨头及珩磨原理
图6-29
珩磨原理与珩磨头结构
2、选用孔加工方案的几点说明(P79)
(2)淬火钢件：淬火之前，一般采用钻和镗，淬火之后只 能磨削。其加工方案为钻 镗 (淬火) 磨。 3)精度为IT7以上，Ra值为0.4以下的孔，在精加工以后 应进行光整加工，除短孔外，一般采用珩磨。 4)对于有色金属，不能采用磨削加工，其精加工常采用 精镗、精细镗、精铰或手铰方案。
手用铰刀
手用1：50 锥度铰刀 可调节手用铰刀 图6-14 铰刀的类型
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
箱体零件的孔系加工方法与精度分析——《机械制造工程学》课程教学中的典型零件加工专题
机械加工精度作为机械制造工程学课程的重要内容之一，在教学中一般按照工艺系统的几何误差、受力变形等分立的内容进行教学。
为提高学生综合运用所需知识分析解决具体问题的能力，我们开展了“专题驱动式”教学方法研究。
下面以箱体零件的孔系加工为专题，对其工艺方案与加工精度进行分析。
箱体类零件是机械传动装置中重要的基础件，箱体上若干有相互位置精度要求的孔构成箱体孔系，包括平行孔系、同轴孔系等。
孔系的加工方法与孔系的加工精度对保证传动装置的性能和质量具有重要影响。
一、平行孔系加工平行孔系的精度要求主要是各孔轴线之间及轴线与基准面之间的尺寸精度和轴线间的平行度等几何精度。
可以通过以下几种方法保证平行孔系精度要求。
1.找正法。
采用辅助装置来确定各个被加工孔的正确位置，如划线找正、心轴块规找正等。
2.镗模法。
镗模是引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具，利用镗模板上的孔系保证箱体孔系位置精度，镗杆与镗床主轴多采用浮动连接，以减小机床主轴的回转精度对加工精度的影响。
3.坐标法。
首先将被加工孔之间的孔距尺寸换算为两个相互垂直的坐标尺寸，然后精确地调整机床主轴与工件在水平和垂直方向的相对位置，以间接保证孔距精度。
为保证工作台和主轴的位移精度，必须在镗床上加上坐标测量装置。
二、同轴孔系加工在成批生产中，常采用镗模加工箱体同轴孔系以保证其轴线的同轴度。
在单件小批生产时，一般不采用镗模，常采用如下两种方法保证其轴线孔的同轴度。
1.利用已加工孔作支承导向。
在加工好的箱体前壁孔内装一个导向套，对镗杆起支承支撑和引导作用。
它适用于加工壁间距较小的箱体同轴孔。
2.利用镗床后立柱作支承导向。
镗床后立柱上的导向套作支承导向，可解决因镗杆悬臂过长而挠度大进而影响同轴度的问题。
这种方法需用较长的镗杆，而且调整后立柱导套比较麻烦、费时，通常适用于大型箱体的孔系加工。
三、孔系加工的精度分析（一）受力变形的影响1.镗杆受力变形的影响。
镗削过程中，随着镗杆的回转，径向力Fy 与切向力Fz 的合力Fyz 方向不断改变。
机械制造及工艺——箱体孔系加工
箱体孔系加工和常用工艺装备一、箱体零件孔系加工箱体上一系列相互位置有精度要求的孔的组合，称为孔系。
孔系可分为平行孔系「图8-35（a）〕、同轴孔系［图8-35（b）」和交叉孔系［图8-35（c）］。
孔系加工不仅孔本身的精度要求较高，而且孔距精度和相互位置精度的要求也高，因此是箱体加工的关键。
孔系的加工方法根据箱体批量不同和孔系精度要求的不同而不同，现分别予以讨论。
（一）平行孔系的加工平行孔系的主要技术要求是各平行孔中心线之间及中心线与基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度。
生产中常采用以下几种方法1．找正法找正法是在通用机床上借助辅助工具来找正要加工孔的正确位置的加工方法。
这种方法加工效率低，一般只适用于单件小批生产。
根据找正方法的不同，找正法又可分为以下几种：（l）划线找正法。
加工前按照零件图在毛坯上划出各孔的位置轮廓线，然后按划线一一进行加工。
划线和找正时间较长，生产率低，而且加工出来的孔距精度也低，一般在±0.5 mm 左右。
为提高划线找正的精度，往往结合试切法进行。
即先按划线找正镗出一孔再按线将主轴调至第二孔中心，试镗出一个比图样要小的孔，若不符合图样要求，则根据测量结果更新调整主轴的位置，再进行试镗、测量、调整，如此反复几次，直至达到要求的孔距尺寸。
此法虽比单纯的按线找正所得到的孔距精度高，但孔距精度仍然较低且操作的难度较大，生产效率低，适用于单件小批生产。
（2）心轴和块规找正法。
镗第一排孔时将心轴插人主轴孔内（或直接利用镗床主轴），然后根据孔和定位基准的距离组合一定尺寸的块规来校正主轴位置，如图8-36所示。
校正时用塞尺测定块规与心轴之间的间隙，以避免块规与心轴直接接触而损伤块规。
镗第二排孔时，分别在机床主轴和加工孔中插入心轴，采用同样的方法来校正主轴线的位置，以保证孔心距的精度。
这种找正法的孔心距精度可达±0.3mm 。
（3）样板找正法。
用10～20mm 厚的钢板制造样板，装在垂直于各孔的端面上（或固定于机床工作台上），如图8-37所示。
孔加工及固定循环
6．3 孔加工及固定循环6．3．1 孔加工概述孔加工是最常见的零件结构加工之一，孔加工工艺内容广泛，包括钻削、扩孔、铰孔、锪孔、攻丝、镗孔等孔加工工艺方法。
在CNC铣床和加工中心上加工孔时，孔的形状和直径由刀具选择来控制，孔的位置和加工深度则由程序来控制。
圆柱孔在整个机器零件中起着支承、定位和保持装配精度的重要作用。
因此，对圆柱孔有一定的技术要求。
孔加工的主要技术要求有：⑴尺寸精度：配合孔的尺寸精度要求控制在IT6～IT8，精度要求较低的孔一般控制在IT11。
⑵形状精度：孔的形状精度，主要是指圆度、圆柱度及孔轴心线的直线度，一般应控制在孔径公差以内。
对于精度要求较高的孔，其形状精度应控制在孔径公差的1／2～1／3。
⑶位置精度：一般有各孔距间误差，各孔的轴心线对端面的垂直度允差和平行度允差等。
⑷表面粗糙度：孔的表面粗糙度要求一般在Ra12.5～0.4 μm之间。
加工一个精度要求不高的孔很简单，往往只需一把刀具一次切削即可完成；对精度要求高的孔则需要几把刀具多次加工才能完成；加工一系列不同位置的孔需要计划周密、组织良好的定位加工方法。
对给定的孔或孔系加工，选择适当的工艺方法显得非常重要。
6．3．2 孔加工固定循环格式1．孔加工固定循环的概念钻孔、铰孔、攻丝以及镗削加工时，孔加工路线包括X、Y方向的点到点的点定位路线，Z轴向的切削运动。
所有孔加工运动过程类似，其过程至少包括：①在安全高度刀具X、Y向快速点定位于孔加工位置；②Z轴方向快速接近工件运动到切削的起点；③以切削进给率进给运动到指定深度；④刀具完成所有Z方向运动离开工件返回到安全的高度位置。
一些孔的加工或有更多的动作细节。
孔加工运动可用G00、G01编程指令表达，但为避免每次孔加工编程时，编写G00、G01运动信息的重复，数控系统软件工程师把类似的孔加工步骤、顺序动作编写成预存储的微型程序，固化存储于计算机的内存里，该存储的微型程序就称为固定循环。
数控铣床加工中心加工工艺编程与操作孔槽类工件加工
任务1 钻孔加工
4）固定循环的两种返回方式
注意： G98返回初始平面。 G99返回安全平面。
任务1 钻孔加工
固定循环的两种返回方式动画演示
任务1 钻孔加工
G98、G99两种返回方式的应用区别
任务1 钻孔加工
（2）G81、G82钻孔循环指令详解 1）G81、G82指令格式： G81 X Y Z R F K ; G82 X Y Z R P F K ;
任务1 钻孔加工
2、孔加工路线及余量的确定
（3）孔加工时各工序间余量确定
加工工序
加工直径 （毫米）
工序特点
扩孔
10~20 20~50
钻孔后扩孔 粗扩后精扩 钻孔后扩孔 粗扩后精扩
10~20
铰孔
20~30 30~50
50~80
80~100
半精镗
20~80 80~150
精镗
<30 30~130
>130
任务1 钻孔加工 相关知识：
1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 2、孔加工路线及余量的确定 3、钻孔加工固定循环指令
任务1 钻孔加工
1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具
序号 1 2 3 4 5 6 7
8
9
加工方案
钻 钻—铰 钻—粗铰（扩）—精铰
钻—扩 钻—扩—铰 钻—扩—粗铰—精铰
粗镗(扩孔) 粗镗(扩孔) —半精镗
暂停、主轴正转 主轴准停 — — 暂停 —
暂停、主轴正转 —
主轴停 主轴正转 暂停、主轴停
暂停
退刀动作 快速进给 快速进给 快速进给
— 快速进给 快速进给 快速进给 切削进给 切削进给 快速进给 快速进给 手动进给 切削进给
用途 高速深孔加工 攻左旋螺纹
柴油机薄壁件飞轮壳孔系加工工艺的改进
（ ）以离合器结合 面 Ａ面定位 ３ ，油底壳 １ 点 结 合 面定位 ２点 ，钻 、扩 、铰 ２定位 孑 １Ｆ 、 Ｌ￣ ２ ８ ｑ５８ ￣ Ｈ ，其孑 中心至油底壳结合 面尺寸的最佳极限 ｒ Ｚ Ｌ 精 度 为 ± ． 。而 在 实 际生 产 中薄 壁 铸 铝 件 的工 艺 ００ ５
作者简介 ： 王立萍 （ ９８ ， ， 师， 研 究方向为工艺技 术研究与应 用。 １６－）女 工程 主要
ｉ ｒ ｏ ｇ ｎ ｒ ｃｓ ｅｔ ａ ｍａ ｈｎｎ ｅ ｔｒａ ｎ ｕ ｔ ｃａ ｎ ｇ ｒ ｇ ｏ ｅａ ｄｔｒ ｕ ｈｕ ｉｇｐ ｅ ｉｅｖ ｒ ｃ ｃ ｉｉｇｃ ｎｅ ｄｐ ｅ ｍａｉ ｌｍｉ ｇ ｉ． ｎ ｂ ｎ ｈ ｓ ｉｌ ｎ ｃ ｊ
关 键词 ：薄壁 件
一
工 序 一 次装 夹完成 ，选 用 高精度 设 备 立式 加 工 中心 ， 夹具 采 用 气动 夹 紧方式 使 压 紧 力稳 定 可
Ａｂ ｔ ｃ： ｓｒ ｔ ａ ｅ ｓｎ ｏ ｖ ｎ ｉ ｎ ｌｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒｎ ｅ ｈ ｄ ｔ ａ ｏ ｏ ａ ｔ ｇ ｆ ｗｈ ｅ ｎ ｕ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ａ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇ ｍ ｔ ｏ ｈ ｔｉ ｆ ｒｉ ｎ ｃ ｓ ｉ ｙ ｓ ｒ ｎ ｌ ｅｌ
来稿 日期 ： ０ ８ ｏ － ７ ２ ０ 一 １ １
（ ） ｌＦ 定位孑位置度 ； １ ２ ８ Ｌ
（ ）（２Ｈ８定位 孑位 置度 ； ２ ／５ ￣ Ｌ ，
（ ）油底壳结合面位置度 ； ３
（ ）齿 轮 室平 面 （ ４ Ｂ面 ）平 面 度。
３ ）超 差原 因分 析如 下 ：
／
工艺 改 进
夹具
精 度
Ｋ ｙｗｏｄ ：ｈ ｌ ａｔｐｏ ｅ ｓｉ ｒｖ ｍｅ ｔｊ ， ｃ ｕａ ｙ ｅ ｒｓ ｔｉｗａｌ ｒ ｒｃ ｓ ｏ ｅ ｎ，ｉ ａ ｃ ｒｃ ｎ ， ｐ ｍｐ ｇ １ 前 言
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 麻花钻的切削部分部分顶端的锥曲面为后刀面；刃带为副后刀面；横刃是两主后刀面的交线。
对称的两主切削刃和两副切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。
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O2234; N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100；（换刀后Z方向需要重新对刀） N20 M03 S800； N30 Z50 M08；………………………………………刀具到达初始平面 N40 G99 G81 X30 Y25 Z-27 R-22 F50；………钻1#孔 N50 Y50；……………………………………………钻2#孔 N60 G98 Y75；………………………………………钻3#孔 N70 G99 X90 Z-2 R3；………………………………钻4#孔 N80 Y75；……………………………………………钻5#孔 N90 G98 Y25；………………………………………钻6#孔 N100 G80 G00 X0 Y0 Z100； N110 M05； N120 M30
精镗孔、铰孔
镗孔 反镗孔 镗孔 精镗阶梯孔
• 固定循环的组成
• 动作1：X、Y轴定位，使刀具快速 定位到孔加工的位置； • 动作2：Z轴快速移动到R平面； • 动作3：加工孔，以切削进给的方 式执行孔的加工动作； • 动作4：在孔底的动作，包括暂停、 主轴准停，刀具位移等动作 • 动作5：返回到R平面。继续孔的 加工而又可以安全移动刀具时返回 到R平面。 • 动作6：快速返回到初始平面。所 有的孔加工完成后一般 返回到初 始平面。
光电与机电工程学院
数控技术与编程
数控技术与编程
第五章 数控加工中心操作与编程 5.1 孔系加工---G81、G82 5.2 孔系加工---G84、G74 5.3 孔系加工---G83、G73、G76
数控技术与编程
孔加工固定循环功能指令
钻孔、镗孔、铰孔、深孔钻削、攻螺纹 孔等加工工序所需完成的顺序动作十分典 型，如果在同一个面上加工多个相同的孔， 则需要完成数个相同的加工顺序动作，若 使用常用编程指令编写孔加工的程序，十 分麻烦，而使用孔加工固定循环功能指令， 可以大大简化程序的编制。
① T01刀具点窝 O1234; N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100； N20 M03 S800； N30 Z50；……………………刀具到达初始平面 图4.16 N40 G99 G81 X30 Y25 Z-27 R-22 F50；………1#孔位置点窝 N50 Y50；………………………………………2#孔位置点窝 N60 G98 Y75；…………………………………3#孔位置点窝 N70 G99 X90 Z-2 R3；…………………………4#孔位置点窝 N80 Y75；………………………………………5#孔位置点窝 N90 G98 Y25；…………………………………6#孔位置点窝 N100 G80 G00 X0 Y0 Z100； N110 M05； N120 M30；
初始平面
初始平面
R平面
R平面
R
Z=0
Z=0
Z
Z点
Z点
(a) G99
Z
R
(b) G98
例1、在立式数控铣床加工图4.16示零件上1#~6#各 孔，试用钻孔循环指令编写其数控加工程序。
Z R平面
3
X
3
R平面
25
Y
3# 2# 1#
4# 5# 6#
25 25 25 100
X
30 60 90 120
50
（1）刀具的选择： T01: 直径为3毫米的中心 T02：直径为10毫米的钻头。 （2）走刀路线1# → 2#→ 3# → 4#→5#→ 6# （3）编写程序单
初始平面
初始平面
R平面
R平面
R
Z=0
Z=0
Z
Z点
Z点
（a) G99
Z
R
(b) G98
（ 2 ） G82 ：钻孔、鍃孔、镗阶梯孔、孔口倒角固定 循环指令 格式： G90 G98（G99） G82 X Y Z R P F 说明：与G81的主要区别是：孔底有停留，停留时间 由地址 P给出。其他动作与 G81 相同。该指令主要用 于加工盲孔或阶梯孔等，以提高孔底精度。
N290 M05； N260 G99 X60；……………………………………… 钻6#孔 N270 G98 Y-40 M09；…………………………………钻8#孔 N280 G49 G80 G28 G91X0 Y0 Z0；…………………机床返回参考点 N290 M05； N300 T03 M06；………………………………………换T03刀 N310 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100； N320 M03 S300； N330 G43 Z50 H03 M08；……………………………刀具到达初始平面 N340 G99 G82 X-60 Y-40 Z-20 R-7 P1000 F30；……鍃1#孔 N250 G98Y40；……………………………………… 鍃3#孔 N260 G99 X60；………………………………………鍃6#孔 N270 G98 Y-40 M09；…………………………………鍃8#孔 N280 G49 G80 G28 G91X0 Y0 Z0；…………………机床返回参考点 N290 M05； N300 T04 M06；………………………………………换T04刀 N310 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100； N320 M03 S800； N330 G43 Z50 H04 M08；……………………………刀具到达初始平面 N340 G98 G83 X-60 Y0 Z-35 R-7 Q3 F80；…………钻2#孔 N350 X60；……………………………………………钻7#孔 N360 G49 G80 G28 G91X0 Y0 Z0；……………… 机床返回参考点 N370 M05； N380 T05 M06；………………………………………换T05刀 N390 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100； N400 M03 S100； N410 G43 Z50 H05 M08；……………………………刀具到达初始平面 N420 G98 G85 X-60 Y0 Z-35 R-7 F30；………………铰2#孔
数控技术与编程
•
孔固定循环加工指令为模态指令，固定循环 加工方式一旦被指定后，在加工过程中保持不 变，直到指定其他孔固定循环加工方式或G80指 令取消固定循环为止，若程序中使用G00、G01、 G02、G03时，固定循环加工方式及其加工数据 也全部被取消。所以，加工同一种孔时，加工 方式连续执行，不需要对每个孔重新指定加工 方式。因而，在使用孔固定循环加工功能时， 应先给出循环加工孔所需要的全部数据，在固 定循环过程中只给出需要改变的功能字。
初始平面
初始平面
R平面
R
R平面 Z=0
d Q R Q d d Q Z d Q d
Z=0
Z Q
Q
Z点
Z点
(a)G99
(b)G98
d
（4）G84：攻右螺纹孔固定循环指令 格式： G90 G98（G99） G84 X Y Z R F 说明： 与G81的主要区别是：G84攻右螺纹时主轴正转 进给，攻右螺纹结束后退出时主轴反转以进给速 度返回到R平面（G99）或初始平面（G98）。攻 螺纹过程要求进给速度与主轴转速成严格的比例 关系，其比例系数为螺纹的螺距，即：进给速度 =螺纹的螺距X主轴转速，因此，编程时要求根据 主轴的转速计算出进给速度。
4.3.3常用的孔固定循环加工指令格式及应用举例 1、常用的孔固定循环加工指令格式 （1）G81：钻孔、钻中心孔固定循环指令 格式：G90 G98（G99） G81 X Y Z R F 说明： 主轴正传，在初始平面上，刀具快速到达孔 的位置定位，快速到达R平面，从R平面开始刀具 以进给速度向下运动钻孔，到达孔底位置后，快 速返回R平面（G99）或初始平面（G98），无孔 底动作。
1 2 3 4 5
1#~10#中心钻点窝 钻4Xφ11通孔 鍃4Xφ18阶梯孔 钻4Xφ8底孔至φ7.5 铰4Xφ8通孔
T01 T02 T03 T04 T05
φ3中心钻 φ11钻头 φ18鍃孔钻 φ7.5钻头 φ8铰刀
6
7 8
钻4XM10螺纹底孔至φ8.5
攻4XM10螺纹孔 精镗φ60孔
T06
T07 T08
G82
G83 G84
切削进给
间歇进给 切削进给
暂停
———— 暂停—主轴反转
快速
快速 切削进给
钻孔、鍃孔、镗阶 梯孔、孔口倒角
啄式钻孔 攻右旋螺纹孔
G85
G86 G87 G88 G89
切削进给
切削进给 切削进给 切削进给 切削进给
————
暂停 暂停 暂停—主轴停 暂停
切削进给
快速 快速 手动 切削进给
G代码 G73 G74
孔加工动作 （-Z方向） 间歇进给 切削进给
在孔底的动作 ———— 暂停—主轴正转
刀具返回方式 （+Z方向） 快速 切削进给
用途 高速啄式钻孔 攻左旋螺纹孔
G76
G80 G81
切削进给
———— 切削进给
主轴准停—刀具位 快速 移
———— ———— ———— 快速
精镗孔
取消固定循环 钻孔、钻中心孔
初始平面
初始平面
R平面
R
主轴反转
R平面 Z=0
R
主轴反转
Z=0 主轴正转
主轴正转
Z
Z点
Z点
(a)G99
ZHale Waihona Puke (b)G98（4）G85：精镗孔、铰孔固定循环指令 格式： G90 G98（G99） G85 X Y Z R F 说明： 主轴正传，在初始平面上，刀具快速 到达孔的位置定位，快速到达R平面，从R 平面开始刀具以进给速度向下运动钻孔， 到达孔底位置后，以进给速度返回R平面 （G99）或初始平面（G98），无孔底动作。
φ8.5