在铣床上钻孔、铰孔和镗孔
车削加工中钻孔、镗孔和铰孔的质量问题及解决方案
车削加工中钻孔、镗孔和铰孔的质量问题及解决方案摘要：套类零件的车削比轴类零件的车削难度要高，在套类零件车削的过程中，我们会碰到很多零件质量的问题，比如钻孔时孔径偏大或歪斜，镗孔时孔的粗糙度不够理想，铰孔时精度达不到要求，本篇文章介绍钻孔、镗孔及铰孔的质量问题进行分析，从而制定出改进与提高套类零件质量的具体措施。
通过理论教学，使学生掌握套类零件在车削加工中钻孔、镗孔及铰孔的质量问题，为解决问题提供积极方案，有一定的实践意义。
关键词：车削特点问题分析解决方案套类零件车削时，切削情况不能用视力来观察；孔径大小限制刀杆的截面，特别是加工孔径小、长度长的孔，刀杆刚性不足；切屑排出不易，测量套类零件，尤其是测量小孔更加困难。
一、钻孔问题1.孔钻偏歪：问题分析：（1）工件端面没有车平或者有凸台；（2）车平后第二次装夹时工件端面与轴线不垂直；（3）车床装夹钻头的尾座磨损中心降低或者与主轴轴线产生偏移；（4）钻头刚度不好，初钻时手动进给量过大；（5）钢材质量不好，工件内部有硬块。
解决方案：（1）钻孔前必须先车平端面，不能留有中心余头；（2）第二次装夹时校正工件；（3）修配调整车床尾座中心高度并与主轴的同轴；（4）选用较短的钻头或先用中心钻钻中心孔定位导向，初钻时宜采用高速小走刀，或用档铁支顶防止钻头摆动；（5）降低主轴转速，减小进给量；问题2.钻孔直径偏大超差问题分析：（1）由于粗心大意把钻头直径选错，或者选用的钻头过大余量太小；（2）钻头刃磨时切削刃一边长一边短不对称；（3）钻头在钻削时摆动。
解决方案（1）看清图纸，选取的钻头直径需作检查，选用小一点钻头，加大钻削余量。
（2）刃磨钻头必须使切削刃对称，横刃要通过轴心线；（3）初钻时可用档铁支顶钻头头部，防止摆动，并要保证钻头锥柄的配合良好。
问题3.钻孔后孔壁粗糙问题分析：（1）钻头使用过久磨损不锋利；（2）手动进给量过大或不均匀；（3）切削液供应不足或者性能差；（4）排屑不畅，切屑堵塞了螺旋槽；解决方案（1）刃磨钻头，保持钻头锋利；（2）提高钻孔技能，手动进给均匀；（3）随时注意切削液的浇注情况，保持切削液通畅；（4）钻头经常退出到孔外，清除切屑，保持螺旋槽排屑通畅。
内孔表面加工常用方法大汇总
内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。
一、钻孔用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。
钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13~IT11，表面粗糙度值为Ra50~12.5μm。
钻孔有以下工艺特点：1．钻头容易偏斜。
在钻床上钻孔时，容易引起孔的轴线偏移和不直，但孔径无显著变化；在车床上钻孔时，容易引起孔径的变化，但孔的轴线仍然是直的。
因此，在钻孔前应先加工端面，并用钻头或中心钻预钻一个锥坑，以便钻头定心。
钻小孔和深孔时，为了避免孔的轴线偏移和不直，应尽可能采用工件回转方式进行钻孔。
2．孔径容易扩大。
钻削时钻头两切削刃径向力不等将引起孔径扩大；卧式车床钻孔时的切入引偏也是孔径扩大的重要原因；此外钻头的径向跳动等也是造成孔径扩大的原因。
3．孔的表面质量较差。
钻削切屑较宽，在孔内被迫卷为螺旋状，流出时与孔壁发生摩擦而刮伤已加工表面。
4．钻削时轴向力大。
这主要是由钻头的横刃引起的。
因此，当钻孔直径d﹥30mm时，一般分两次进行钻削。
第一次钻出(0.5~0.7)d，第二次钻到所需的孔径。
由于横刃第二次不参加切削，故可采用较大的进给量，使孔的表面质量和生产率均得到提高。
二、扩孔扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。
扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11~IT10, 表面粗糙度值为Ra12.5~6.3μm，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。
扩孔方法如图7－4所示，扩孔余量（D-d），可由表查阅。
扩孔钻的形式随直径不同而不同。
直径为Φ10~Φ32的为锥柄扩孔钻，如图7－5a所示。
直径Φ25~Φ80的为套式扩孔钻，如图7－5b所示。
扩孔钻的结构与麻花钻相比有以下特点：1．刚性较好。
由于扩孔的背吃刀量小，切屑少，扩孔钻的容屑槽浅而窄，钻芯直径较大，增加了扩孔钻工作部分的刚性。
2．导向性好。
钻孔、铰孔、镗孔
图 9-1 麻花钻头的结构
2015年4月15日星期三
2）中心钻 中心钻用于孔加工的预制精确定位，引导麻花钻进行孔加工，可以减小 误差。中心钻有A型和B型两种型式。A型是不带护锥的中心钻，B型是带护锥 的中心钻。加工直径d=1~10 mm的中心孔时，通常采用不带护锥的中心钻，即 A型。A型中心孔只有60°锥孔；工序较长、精度要求较高的工件，一般采用 带护锥的中心钻，即B型。B型中心孔外端有120°锥面，又称保护锥面，用以 保护60°锥孔的外缘不被碰坏。
0.8μ m。另外，孔距精度可控制在0.05 mm左右。
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镗刀、镗刀柄和镗刀盘 1.镗刀
镗孔所用的刀具称为镗刀，常用的有整体式镗刀和机械固定式 镗刀。
图 9-9 整体式镗刀和机械固定式镗刀
2015年4月15日星期三
所谓双刃镗刀，是指两端都有切削刃的镗刀。如图9-10所示 为浮动式镗刀，多用于孔的精加工，当精镗时，镗刀块通过作用 在两端的切削刃上大小相等、方向相反的切削抗力，保持自身的 平衡状态，实现自动定心。
成普通孔的精加工。 铰孔的主要工艺要求如下： （1）用铰刀铰孔可以使孔的精度达到IT9～IT7。 （2）用铰刀铰孔可以使孔的表面粗糙度值达到Ra3.2～0.8μ m。
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铰刀
铰刀分为手用铰刀和机用铰刀两种，其结构如图9-8所示。铰刀由 工作部分、颈部和柄部三部分组成。铰刀的工作部分包括最前端的 45°倒角，45°倒角部分便于铰削开始时将铰刀引导入孔中，并起保
2015年4月15日星期三
（3）用测量法对刀。如图9-18（b）所示，用深度千分尺测量时，A面 到心轴柱面的距离和B面到心轴柱面的距离分别为图样尺寸S3、S4减去心轴 半径。若测量值与计算值不符，则调整工作台位置直至相符为止。 （4）用试镗和测量相结合法对刀。对刀时，首先将铣床主轴轴线与工 件上孔的轴线大致对准，粗镗一刀，然后把孔的实际测量尺寸S7、孔壁到A 基准面的实测尺寸S5、孔壁到B基准面的实测尺寸S6分别与计算值相比较， 再根据误差值调整工作台，使孔的轴线对准镗刀柄的旋转轴线。
机械零件铣削加工情境8练习及答案
机械零件铣削加工情境8练习及答案BJ2020变速箱三孔法兰盘铣削加工习题及参考答案一、填空题1．在铣床上钻孔钻头的回转运动是主运动，工件或钻头沿钻头轴向的移动是进给运动。
2．钻孔时的切削深度a P等于麻花钻直径的一半。
3．铰孔是用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小其表面粗糙度的方法。
4．铰刀的工作部分由引导锥、切削部分和校准部分组成。
5．机用铰刀校准部分的圆柱部分起导向、校准、修光作用，也是铰刀的备磨部分；倒锥部分起减小摩擦和防止铰刀将孔径扩大的作用。
6．选择铰孔余量时，应考虑铰孔精度、表面粗糙度、孔径的大小、工件材料的软硬和铰刀类型等因素。
7．镗削是镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法。
用镗削的方法扩大工件的孔称为镗孔。
8．在铣床上镗孔，孔径尺寸的经济精度可达IT7～IT9 。
表面粗糙度R a3.2～0.8μm ，孔距精度可控制在 0.05㎜左右。
9．用简易懂刀杆在铣床上镗单孔，对刀的方法有按划线对刀法、用靠镗刀杆法对刀和用测量法对刀三种。
10．轴线平行的孔系的镗削，除了孔本身有精度要求外，还具有保证孔之间中心距的要求。
11．立铣头主轴轴线与进给方向不平行，镗出的孔呈椭圆形。
二、判断题（正确的在括号内打“√”，错误的打“×”）1．（√）钻孔时，麻花钻主切削刃上各点处的切削速度不一样，外缘处最大，钻心处的切削速度为零。
2．（√）在分度头上装夹工件钻孔主要用于钻削盘形工件上沿圆周均布的孔系，而沿圆周非均布的孔系就不宜在分度头上钻削。
3．（×）铰孔是一种孔的精加工方法，可以提高孔的尺寸精度、形状和位置精度。
4．（×）铰通孔时，为了保证孔的全长范围内都能铰削到，铰刀的工作部分必须铰出孔外。
5．（×）铰孔完毕，应开反车，使铰刀反转退出工件，以避免铰刀刃口切伤已铰内孔表面。
6．（√）使用简易式镗刀杆镗孔，镗刀杆的直径的应按孔径的70％～80％确定。
第9章_《铣工技术》钻孔、铰孔、镗孔
第9章_《铣⼯技术》钻孔、铰孔、镗孔铣⼯技术4.孔表⾯粗糙度值⼤在铣床上铰出的孔表⾯粗糙度值⼤的主要原因如下：（1）铰削退⼑时铰⼑反转。
（2）铰削余量选⽤不当。
（3）铰削速度⾼，产⽣积屑瘤，粘有积屑瘤的铰⼑使容屑槽中切屑过多。
（4）切削液选择不当或浇注不充分。
避免孔表⾯粗糙度值⼤的预防措施如下：（1）保证铰⼑正转退⼑。
（2）在铰削时要选择合理的铰削余量、铰削速度和切削液，避免积屑瘤的产⽣镗削是镗⼑做旋转主运动，⽽⼯件或镗⼑做进给运动的切削加⼯⽅法，⽤镗削的⽅法来扩⼤⼯件上已加⼯的孔称为镗孔。
镗孔可以分别在镗床上、铣床上和车床上进⾏，它根据⼯件的情况具体确定。
在铣床上镗孔⽐在车床上容易保证孔与孔之间的中⼼距，但是铣床上的镗孔精度和⽣产效率要⽐镗床上低⼀些。
在铣床上镗孔，孔的精度⼀般可达IT8～IT7，表⾯粗糙度可达Ra3.2～0.8µm。
另外，孔距精度可控制在0.05mm左右。
9.3镗孔图9-9整体式镗⼑和机械固定式镗⼑9.3.1镗⼑、镗⼑柄和镗⼑盘1.镗⼑镗孔所⽤的⼑具称为镗⼑，常⽤的有整体式镗⼑和机械固定式镗⼑。
所谓双刃镗⼑，是指两端都有切削刃的镗⼑。
如图9-10所⽰为浮动式镗⼑，多⽤于孔的精加⼯，当精镗时，镗⼑块通过作⽤在两端的切削刃上⼤⼩相等、⽅向相反的切削抗⼒，保持⾃⾝的平衡状态，实现⾃动定⼼。
图9-10双刃镗⼑2.镗⼑柄镗⼑柄是装在机床主轴孔中，⽤来夹持镗⼑头的杆状⼯具。
根据结构不同可分为简易式镗⼑柄、微调式镗⼑柄等形式。
1）简易式镗⼑柄简易式镗⼑柄如图9-11所⽰。
安装镗⼑的⽅形孔（或圆形孔）可做成直孔或斜孔，在斜孔中安装镗⼑可镗通孔、台阶孔和不通孔，在直孔中安装镗⼑只能镗通孔和台阶孔。
孔径尺⼨控制⼀般⽤敲⼑法来调整。
图9-11简易式镗⼑柄2）微调式镗⼑柄镗孔中使⽤的微调镗⼑柄有多种，结构各不相同，下⾯介绍⼏种形式。
（1）⼑头垂直式微调镗⼑柄。
如图9-12（2）圆柱形⼑头微调镗⼑柄。
铣工工艺第六章在铣床上加工孔
在铣床上加工孔
§ 6-1 在铣床上钻孔
§ 6-2 在铣床上铰孔
§ 6-3 在铣床上镗孔
在铣床上孔加工的概述
§ 6-1
在铣床上钻孔
麻花钻 ａ） 锥柄 ｂ） 直柄
一、钻孔方法
1. 孔的技术要求
（1） 孔的尺寸精度 （2） 孔的形状精度 （3） 孔的位置精度 （4） 孔的表面粗糙度
钻孔的方法
2. 钻削用量
2. 颈部
在铰刀制造和刃磨时起空刀作用。
3. 柄部
它是铰刀的夹持部分， 铰削时用来传递转矩， 有直
柄和锥柄（莫氏标准锥度） 两种。
二、铰孔方法
1. 铰孔前的孔加工
铰孔是用铰刀对已粗加工或半精加工的孔进行精 加工。在铰孔之前， 一般先经过钻孔或扩孔， 要求 较高的孔， 需先扩孔或镗孔。精度要求高的孔， 还 需要分成粗铰和精铰两次铰孔。
1） 在分度头上分度钻孔
在分度头上分度钻孔
2） 在回转工作台上装夹工件钻孔
在回转工作台上装夹工件钻孔 １—钻头 ２—工件 ３—三爪自定心卡盘 ４—压板
二、钻孔的质量分析
§ 6-2
在铣床上铰孔
一、铰刀
圆柱铰刀 ａ） 手用铰刀 ｂ） 机用铰刀
1. 工作部分
铰刀的工作部分由引导锥、切削部分和校准部分组成。
钻削用量
（1） 切削速度vc 麻花钻切削刃外缘处的线速度， 表达式为：
式中
vc—— 切削速度， m／min； d——麻花钻直径， mm； n——麻花钻转速， r／ min。
（2） 进给量f
麻花钻每回转一转， 麻花钻与工件在进给方向
（麻花钻轴向） 上的相对位移量， 称为每转进给量f， 单位为mm／r。麻花钻为多刃刀具， 有两条刀刃（即 刀齿）， 其每齿进给量fz （单位为mm／z）等于每转 进给量的一半， 即fz＝1／2f。
在铣床上镗孔
ap=0.15dm，即需要进行扩孔时，钻头直径d0（2ap）取孔径的0.3～0.7倍。 2）进给量f的选择 当加工孔的直径在5 mm以下时，一般采用手动进给，选用3～5 mm的小钻 头。普通麻花钻的进给量可按经验公式f=（0.01～0.02d0）计算获得。当加 工铸铁和有色金属材料时，进给量f可取0.15～0.50 mm/r；当加工钢件时， 进给量f可取0.10～0.35 mm/r。如采用先进钻型与修磨方法，则能有效降低 轴向力，提高进给量。
2018年10月25日星期四
铣工技术
3）钻削速度Vc的选择 钻削速度是指钻头切削刃的线速度，表达式为
vc πd 0 n 1000
（9-1） 式中，Vc为钻削速度，m/min；d0为钻头直径， mm；n为钻头转速，r/min。
图9-4 钻销用量与切削层
2018年10月25日星期四
铣工技术
在铣床上钻孔，一般情况下都是主轴（刀具）做进给运动， 所以要选择尽量低的钻削速度。即使加工较大直径的孔，也要在 规定范围内选择较低的钻削速度。同时，还要考虑被钻孔工件的 材料和表面粗糙度要求及麻花钻的耐用度。钻削速度的选择见表 9-1。
铣工技术
在铣床上钻孔 在铣床上铰孔 在铣床上镗孔
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铣工技术
钻头、铰刀、镗刀 的结构及钻孔、铰 孔、镗孔的加工方 法对比。
讲授、现场教 学、课件
6学时
2018年10月25日星期四
铣工技术
9.1 钻孔
在铣床上进行钻孔、铰孔和镗孔的加工特点是：主运动是通 过刀具做旋转运动来完成，而辅助运动由刀具的上下移动或工作 台的上下移动来完成，并且可以通过工作台的三个方向移动，较 方便地调整切削刀具与工件的相对位置。 孔的主要工艺要求包括孔的尺寸精度、孔的形状精度、孔的 表面粗糙度和孔的位置精度。其中，孔的尺寸精度包括孔的直径 及深度；孔的形状精度主要有圆度、圆柱度以及轴线的直线度； 孔的表面粗糙度主要对铰孔、镗孔有较高的要求；孔的位置精度 主要包括孔与孔、孔与外圆之间的同轴度要求，孔与孔的轴线平 行度要求，孔的轴线与端面的垂直度要求，孔的轴线对基准的偏 移量的位置度要求。Leabharlann 2018年10月25日星期四
六-在铣床上加工孔
在分度头上分度钻孔
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2） 在回转工作台上装夹工件钻孔
在回转工作台上装夹工件钻孔 １—钻头 ２—工件 ３—三爪自定心卡盘 ４—压板
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二、钻孔的质量分析
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§ 6-2 在铣床上铰孔
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一、铰刀
圆柱铰刀 ａ） 手用铰刀 ｂ） 机用铰刀
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1. 工作部分
铰刀的工作部分由引导锥、切削部分和校准部
第六章 在铣床上加工孔
§ 6-1 在铣床上钻孔 § 6-2 在铣床上铰孔 § 6-3 在铣床上镗孔
在铣床上孔加工的概述
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§ 6-1 在铣床上钻孔
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麻花钻 ａ） 锥柄 ｂ） 直柄
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一、钻孔方法
1.孔的技术要求
（1） 孔的尺寸精度
（2） 孔的形状精度
（3） 孔的位置精度
（4） 孔的表面粗糙度
分组成。
2. 颈部
在铰刀制造和刃磨时起空刀作用。
3. 柄部
它是铰刀的夹持部分, 铰削时用来传递转矩,
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有直柄和锥柄（莫氏标准锥度） 两种。
二、铰孔方法
1. 铰孔前的孔加工
铰孔是用铰刀对已粗加工或半精加工
的孔进行精加工。在铰孔之前, 一般
先经过钻孔或扩孔, 要求较高的孔,
需先扩孔或镗孔。精度要求高的孔,
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（3） 切削深度ap 一般指已加工表面与待加工表面间的垂直距离。钻 孔时的切削深度等于麻花钻直径的一半, 即ap＝1／2d。
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3.钻孔方法 （1） 划线钻孔
用平口钳装夹工件钻孔
钻孔、铰孔、镗孔、拉孔的区别
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Φ0.1 -80mm。
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12.5 ~6.3μm。
教 案(六 在铣床上钻孔、铰孔和镗孔)
教案课程名称：《铣工工艺与技能训练》课程名称：《铣工工艺与技能训练》课程名称：《铣工工艺与技能训练》教学过程及内容提要时间分配及备注钻孔方法在实体材料上用钻头加工孔的方法称为钻孔。
在铣床上，一般使用麻花钻来钻削中、小型工件上的孔和相互位置不太复杂的孔系。
1.孔加工刀具1）麻花钻麻花钻是一种形状复杂的孔加工刀具，如图9-1所示。
它的应用十分广泛，常用来钻削精度较低和表面粗糙度要求不高的孔。
用高速钢钻头加工的孔精度可达IT13～IT11，表面粗糙度可达Ra2.5~6.3μm；用硬质合金钻头加工的孔精度可达IT11～IT10，表面粗糙度可达Ra12.5~3.2μm。
标准麻花钻主要由切削部分、导向部分和刀柄三部分组成。
钻头切削部分由它的切削刃和横刃作为刀具在起切削作用。
导向部分在切削过程中能保持钻头正直的钻削方向，同时具有修光孔壁的作用，并且是切削的后备部分。
刀柄用来夹持和传递钻孔时所需的扭矩和轴向力。
麻花钻上的沟槽起排屑的作用。
2）中心钻中心钻用于孔加工的预制精确定位，引导麻花钻进行孔加工，可以减小误差。
中心钻有A型和B型两种型式。
A型是不带护锥的中心钻，B型是带护锥的中心钻。
加工直径d=1~10 mm的中心孔时，通常采用不带护锥的中心钻，即A型。
A型中心孔只有60°锥孔；工序较长、精度要求较高的工件，一般采用带护锥的中心钻，即B型。
B型中心孔外端有120°锥面，又称保护锥面，用以保护60°锥孔的外缘不被碰坏。
课程名称：《铣工工艺与技能训练》教学过程及内容提要时间分配及备注3）深孔钻一般情况下，孔深与孔径的比值为5～10的孔称为深孔。
加工深孔可用深孔钻。
常用的深孔钻主要有外排屑深孔钻（如枪钻，见图9-3）和内排屑深孔钻（如喷吸钻等等），这里不具体介绍。
深孔加工时会产生以下不利因素：1 不易观测刀具切削情况，只能用听声音及看切屑等手段来判断刀具磨钝情况。
2 切削热不易传散，须采用有效冷却方式。
浅谈数控铣床上孔的加工方法
（下转第227页）浅谈数控铣床上孔的加工方法王安知（广西机电技师学院，广西柳州545000）作者简介：王安知（1981-），男，广西平果人，大学本科，讲师，主要研究方向：数控技术。
摘要：以铣代钻、以铣代铰的加工方式可以实现一刀多用，提高多孔类零件的加工效率，降低了操作者的劳动强度，同时也可以避免传统孔加工中钻头打滑、孔径偏大、钻头折断等现象。
关键词：数控铣床；螺旋铣；插铣1以铣代钻加工孔的重要意义在传统的孔加工中，一般的孔加工方法是钻中心孔—钻孔—扩孔（铰孔）—镗孔等方式才可满足孔的加工要求，对于在数控铣床上的多孔加工，这种孔的加工方式势必会降低加工效率，加大劳动强度，提高加工成本，除此之外，由于钻头刚性差，扭矩和轴向力等方面的问题，在加工过程中也容易出现孔径超差（图2）、孔壁粗糙、孔位偏移、斜孔、钻头打滑或折断（图1）等问题，无法保证孔的加工质量。
为此，提出在某些孔类如孔径大小不一等场合以铣代钻，以铣代铰的方式进行加工，一定程度上解决了当下孔加工的一些难题，保证了孔的加工质量。
图1钻头折断图2孔径偏大2数控铣床上孔加工的策略针对于钻削加工中存在的问题，提出几点在数控铣床上孔的加工策略。
2.1以铣代钻螺旋铣孔的过程是由主轴的“自转”和主轴绕孔中心“公转”的2个运动复合而成，刀具的中心轨迹不再是直线而是螺旋线，加工过程中既有径向进给同时又有轴向进给（图3），螺旋铣削可以实现斜面、型槽、孔加工等。
图3螺旋铣孔轨迹图ToolHoleD Ha pn gn zD rz yo2.2采用螺旋铣孔的优点（1）螺旋铣孔时，铣刀的侧刃是断续进行切削加工的，因此降低了刀刃与工件的接触时间，降低了切削区的温度，提高了刀具的使用寿命。
（2）易于排屑，由于使用的刀具直径小于孔径，在切削过程中可以避免切屑对已加工表面的损伤。
（3）可以实现一把刀具加工不同大小的孔，节省换刀时间和次数，降低加工准备时间和提高加工效率。
3插铣代替铰孔钻削过程之所以出现孔径偏大、钻歪等问题，主要是刀具在转动过程中容易出现摆动，钻头的旋转轴线与主轴的旋转轴线之间会偏离一个角度α，钻头尾部和轴线位置也会发生了变化，这样钻头在进行自转的同时进行公转的过程中产生一个附加角度Δφ，导致钻头几何轴线、钻头旋转轴线和主轴旋转轴线不重合而引起的加工误差，致使孔径超差，而在采用铣刀加工方式时，其铣刀的偏离角度α和附加角度Δφ较钻头会降低很多，因此采用插铣式的加工方法一定程度上提高了孔的尺寸公差。
教 案(六 在铣床上钻孔、铰孔和镗孔)
教案课程名称：《铣工工艺与技能训练》课程名称：《铣工工艺与技能训练》课程名称：《铣工工艺与技能训练》教学过程及内容提要时间分配及备注钻孔方法在实体材料上用钻头加工孔的方法称为钻孔。
在铣床上，一般使用麻花钻来钻削中、小型工件上的孔和相互位置不太复杂的孔系。
1.孔加工刀具1）麻花钻麻花钻是一种形状复杂的孔加工刀具，如图9-1所示。
它的应用十分广泛，常用来钻削精度较低和表面粗糙度要求不高的孔。
用高速钢钻头加工的孔精度可达IT13～IT11，表面粗糙度可达Ra2.5~6.3μm；用硬质合金钻头加工的孔精度可达IT11～IT10，表面粗糙度可达Ra12.5~3.2μm。
标准麻花钻主要由切削部分、导向部分和刀柄三部分组成。
钻头切削部分由它的切削刃和横刃作为刀具在起切削作用。
导向部分在切削过程中能保持钻头正直的钻削方向，同时具有修光孔壁的作用，并且是切削的后备部分。
刀柄用来夹持和传递钻孔时所需的扭矩和轴向力。
麻花钻上的沟槽起排屑的作用。
2）中心钻中心钻用于孔加工的预制精确定位，引导麻花钻进行孔加工，可以减小误差。
中心钻有A型和B型两种型式。
A型是不带护锥的中心钻，B型是带护锥的中心钻。
加工直径d=1~10 mm的中心孔时，通常采用不带护锥的中心钻，即A型。
A型中心孔只有60°锥孔；工序较长、精度要求较高的工件，一般采用带护锥的中心钻，即B型。
B型中心孔外端有120°锥面，又称保护锥面，用以保护60°锥孔的外缘不被碰坏。
课程名称：《铣工工艺与技能训练》教学过程及内容提要时间分配及备注3）深孔钻一般情况下，孔深与孔径的比值为5～10的孔称为深孔。
加工深孔可用深孔钻。
常用的深孔钻主要有外排屑深孔钻（如枪钻，见图9-3）和内排屑深孔钻（如喷吸钻等等），这里不具体介绍。
深孔加工时会产生以下不利因素：1 不易观测刀具切削情况，只能用听声音及看切屑等手段来判断刀具磨钝情况。
2 切削热不易传散，须采用有效冷却方式。
25-数控铣削加工编程指令(固定循环)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版25 数控铣削加工编程指令（固定循环）授课内容一、孔加工固定循环功能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。
数控铣床和加工中心通常都具有能完成钻孔、镗孔、铰孔和攻螺纹等加工的固定循环功能。
本节介绍的固定循环功能指令，即是针对各种孔的加工，用一个G代码即可完成。
该类指令为模态指令，使用它编程加工孔时，只须给出第一个孔加工的所有参数，接着加工孔凡与第一个孔有相同的参数均可省略，这样可极大提高编程效率，而且使程序变得简单易读。
表5－2 列出了这些指令的基本含义。
表5－2 固定循环功能指令一览表二、固定循环的基本动作如图5-44所示，对工件孔加工时，根据刀具的运动位置可以分为四个平面：初始平面、R平面、工件平面和孔底平面。
图5-44 固定循环的动作(1) 初始平面初始平面是为安全操作而设定的定位刀具的平面。
(2) R点平面R点平面又叫R参考平面。
这个平面表示刀具从快进转为工进的转折位置，R点平面距工件表面的距离主要考虑工件表面形状的变化，一般可取2-5mm。
(3) 孔底平面Z表示孔底平面的位置，加工通孔时刀具伸出工件孔底平面一段距离，保证通孔全部加工到位，钻削盲孔时应考虑钻头钻尖对孔深的影响。
孔加工固定循环一般由下述六个动作组成（图中用虚线表示的是快速进给，用实线表示的是切削进给）；动作1――x轴和y轴定位：使刀具快速定位到孔加工的位置。
动作2――快进到R点：刀具自初始点快速进给到R点（Referance point）。
动作3――孔加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。
动作4――孔底动作：包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作。
动作5――返回到R点：继续加工其他孔且可以安全移动刀具时选择返回R点。
动作6――返回到起始点：孔加工完成后一般应选择返回起始点。
为了保证孔加工的加工质量，有的孔加工固定循环指令需要主轴准停、刀具移位。
1_第六章 在铣床上钻孔、铰孔和镗孔解析
第三节
在铣床上镗孔
五、镗平行孔系
具有平行孔系的零件，除孔的本身有精度要求外，还具有孔的轴
第一节
在铣床上钻孔
(4)孔的表面粗糙度 麻花钻钻孔，孔的表面粗糙度Ra值可达6. 3～12.5μm。
2.钻削用量(见图6-1)
图6-1 钻削用量
第一节
在铣床上钻孔
(1)切削速度vc
vc=πdn/1000（6⁃1）
(2)进给量f 麻花钻每回转一转，麻花钻与工件在进给方向(麻花 钻轴向)上的相对位移量，称为每转进给量f(单位为mm/r)。 (3)背吃刀量ap 一般指通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上 测量的吃刀量，即已加工表面与待加工表面间的垂直距离。 钻孔时，切削速度vc的选择主要根据被钻孔工件的材料和所钻孔 的表面粗糙度要求及麻花钻的寿命来确定。
2)钻孔不圆，使铰孔时铰刀发生弹跳现象。 3)机床主轴振摆太大。
第三节
在铣床上镗孔
一、镗刀和镗刀杆及镗刀架
表6-2 镗刀的类型
1.镗刀 镗刀有单刃镗刀、双刃和多刃镗刀之分，在铣床上大多用单刃镗
刀镗削，有时也用双刃镗刀镗削。
第三节
在铣床上镗孔
(1)单刃镗刀 镗刀和刀杆一体的长刀杆镗刀(见图6-10a)，这种镗 刀一般直接安装在可调节镗刀架上，借助镗刀架的调节来控制孔
(2)选择镗刀杆和镗刀架截面尺寸 为了保证镗刀杆和镗刀架有足
够的刚性，被加工孔的直径在30～120mm范围内时，镗刀杆的直 径一般为孔径的0.7～0.8倍；镗刀杆上方孔的边长(或圆柱孔的直 径)约为镗刀杆直径的0.2～0.4倍。
第三节
在铣床上镗孔
镗削如图6⁃16所示的工件时，因孔的深度尺寸不大，工件形状较
4.微调式镗刀和刀杆
数控铣床各种孔加工方式说明
(9)重复固定循环简单应用
例题：钻削如图4.31中的后4个孔，编制加工程序。
G90 G00 X20 Y10
G91 G98 G81 X10 Y5 Z-20 R-5 L4 F80
????当加工很多相同的孔时，应仔细分析孔的分布规律，合理使用重复固定循环，尽量简化编程。本例中各孔按等间距线性分布，可以使用重复固定循环加工，即用地址L规定重复次数。采用这种方式编程，在进入固定循环之前，刀具不能直接定位在第一个孔的位置，而应向前移动一个孔的位置。因为在执行固定循环时，刀具要先定位后再执行钻孔动作。
(8)镗孔G88指令
指令格式：G88 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_;
????如图4.30所示，刀具到达孔底后暂停，暂停结束后主轴停止且系统进入进给保持状态，在此情况下可以执行手动操作，但为了安全，应先把刀具从孔中退出，再启动加工按循环启动按纽，刀具快速返回到R点平面或初始点平面，然后主轴正转。
图4.24 G73循环与G83循环?
(3)精镗孔G76指令
指令格式：G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_;
????孔加工动作如图4.25所示。图中OSS表示主轴准停，Q表示刀具移动量（规定为正值，若使用了负值则负号被忽略）。在孔底主轴定向停止后，刀头按地址Q所指定的偏移量移动，然后提刀，刀头的偏移量在G76指令中设定。采用这种镗孔方式可以高精度、高效率地完成孔加工而不损伤工件表面。
图4.25?精镗孔图??????????????????? 4.26?钻孔与锪孔
(4)钻孔G81指令与锪孔G82指令
G81的指令格式为：G81 X_ Y_ Z_ R_ F_;
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铰刀的种类很多，以刀具材料分有高速钢铰刀和硬质合金钢铰刀 两种。
图6-8 铰刀 a)机用铰刀 b)手用铰刀
第二节 在铣床上铰孔
1.高速钢铰刀(见图6-8) (1)整体圆柱机用铰刀 铰刀由工作部分、颈部和柄三部分组成 (见图6-8a)。 (2)手用铰刀 手用铰刀的切削部分比机用铰刀的要长，校准部分 只有一段倒锥部分。 铰孔的切削余量很小，所以铰刀的前角对切屑变形影响不大，一 般铰刀前角o=0°，铰削近于刮削，可减小孔壁的表面粗糙度值。
第一节 在铣床上钻孔
4)进给量过大使钻头产生弯曲变形。 5.钻孔呈多角形 1)钻头后角太大。 2)钻头两主切削刃长短不一，角度不对称。 6.钻头工作部分折断 1)钻头用钝仍继续钻孔。 2)钻孔时未经常退钻排屑，使切屑在钻头螺旋槽内堵塞。 3)孔将钻通时没有减小进给量。
第一节 在铣床上钻孔
4)进给量过大。 5)工件未夹紧，钻孔时产生松动。 6)在钻黄铜一类软金属时，钻头后角太大，前角又没有修磨小， 造成扎刀。
第一节 在铣床上钻孔
图6-4 按划线钻孔 1—錾槽校准钻偏的孔 2—钻偏的孔坑
3—被钻孔的控制线
第一节 在铣床上钻孔
图6-5 用靠刀法移距确定孔的中心位置
第一节 在铣床上钻孔
(3)用分度头或回转工作台装夹工件钻孔 在盘类工件上钻削圆周 等分孔时，可在分度头或回转工作台上装夹工件钻孔。 1)在分度头上分度钻孔(见图6-6) 直径不大的盘类工件可安装在 分度头上分度钻孔。 2)在回转工作台上装夹工件钻孔(见图6-7) 工件尺寸较大时，可 将工件用压板装夹在回转工作台上钻孔。
图6-6 用分度头装夹工件钻孔
第一节 在铣床上钻孔
图6-7 在回转工作台上装夹工件钻孔 1—钻头 2—工件 3—三爪自定心卡盘 4—压板
第一节 在铣床上钻孔
二、钻孔的质量分析
在铣床上钻孔常见的质量问题及产生的原因有以下几种： 1.孔大于规定尺寸 1)钻头两切削刃长度不等，高低不一致。 2)立铣头主轴径向偏摆，或工作台未锁紧、有松动。 3)钻头本身弯曲或装夹不好，使钻头有过大的径向圆跳动。 2.孔壁粗糙 1)钻头不锋利。 2)进给量太大。
第一节 在铣床上钻孔
一、钻孔方法
1.孔的技术要求 (1)孔的尺寸精度 主要是孔的直径，其次是孔的深度。 (2)孔的形状精度 主要是孔的圆度、圆柱度和孔轴线的直线度。 (3)孔的位置精度 主要是孔与孔或孔与外圆之间的同轴度、孔与 孔的轴线或孔轴线与基准面间的平行度、孔轴线与基准面间的垂 直度以及孔轴线对基准的偏移量的位置要求。
第一节 在铣床上钻孔
表6-1
(单位：m/min)
3.钻孔方法 (1)划线钻孔(见图6-2～图6-4)
第一节 在铣床上钻孔
图6-2 用机用虎钳装夹工件钻孔
第一节 在铣床上钻孔
图6-3 用压板、螺栓装夹工件钻孔
(2)靠刀法钻孔 当孔对基准的孔距尺寸精度要求较高时，用划线 法钻孔不易控制，此时可利用铣床的纵向、横向手轮刻度，采用 靠刀法对刀钻孔。
第一节 在铣床上钻孔
(4)孔的表面粗糙度 麻花钻钻孔，孔的表面粗糙度Ra值可达6. 3～12.5μm。 2.钻削用量(见图6-1)
图6-1 钻削用量
第一节 在铣床上钻孔
(1)切削速度vc vc=πdn/1000（6⁃1） (2)进给量f 麻花钻每回转一转，麻花钻与工件在进给方向(麻花 钻轴向)上的相对位移量，称为每转进给量f(单位为mm/r)。 (3)背吃刀量ap 一般指通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上 测量的吃刀量，即已加工表面与待加工表面间的垂直距离。 钻孔时，切削速度vc的选择主要根据被钻孔工件的材料和所钻孔 的表面粗糙度要求及麻花钻的寿命来确定。
第二节 在铣床上铰孔
3.切削液的应用 铰削时由于加工余量小，切屑都很细碎，容易粘附在切削刃上， 甚至夹在孔壁与铰刀棱边之间，将已加工面刮毛。 4.铰孔时的注意事项 1)铣床上装夹铰刀时，有浮动连接和固定连接两种。 2)退出工件时不能停车，要等铰刀退离出工件后再停车。 3)铰刀的轴线与钻、扩后孔的轴线应同轴，故最好钻、扩、铰连 续进行。 4)铰刀是精加工刀具，用完后要擦净加油，放置要防止切削刃碰 坏。
第二节 在铣床上铰孔
图6-9 硬质合金机用铰刀 a)直柄铰刀 b)锥柄铰刀
第二节 在铣床上铰孔
2.硬质合金机用铰刀 图6⁃9所示的机用铰刀工作部分镶硬质合金刀片，它适用于高速 铰孔和铰削硬材料。
二、铰孔余量的确定
铰孔之前，一般先经过钻孔或扩孔。
三、铰孔方法
1.铰刀尺寸和精度等级的选择 根据所铰孔的直径和精度，选择与其相符的铰刀。 2.铰孔的切削用量 铰孔很多采用手铰。
第二节 在铣床上铰孔
6)切削液选择不当或浇注不充足。 7)铰刀偏摆过大。 2.孔径扩大 1)铰刀与孔的中心不重合，铰刀偏摆过大。 2)铰削余量和进给量过大。 3)切削速度太高，铰刀温度上升而直径增大。 4)操作者粗心(未仔细检查铰刀直径和铰孔直径)。 3.孔径缩小 1)铰刀超过磨损标准，尺寸变小仍继续使用。 2)铰刀磨钝后继续使用，造成孔径过度收缩。
第二节 在铣床上铰孔
四、铰孔质量分析
铰孔时，影响铰削质量的因素很多，较常见的现象及产生的原因 有以下几种： 1.表面粗糙度达不到要求 1)铰切削刃口不锋利或有崩裂，铰刀切削部分和修整部分不光洁。 2)铰刀切削刃上粘有积屑瘤，容屑槽内切屑粘积过多。 3)铰削余量太大或太小。 4)切削速度太高，以致产生积屑瘤。 5)铰刀退出时反转，手铰时铰刀旋转不平稳。
中等职业教育机电类专业“十一五”规划教材
铣工工艺学
中国机械工业教育协会 全国职业培训教学工作指导委员会 机电专业委员会
黄冰 编
组编
第六章 在铣床上钻孔、铰孔和镗孔
1.掌握钻孔的方法和影响钻孔质量的因素。 2.了解铰刀的结构。 3.掌握铰孔的方法和影响铰孔质量的因素。 4.了解镗刀及其结构。 5.掌握镗孔的方法和影响镗孔质量的因素。
第一节 在铣床上钻孔
3)切削液选用不当或供应不足。 4)钻头过短、排屑槽堵塞。 3.孔位偏移 1)工件划线不正确。 2)钻头横刃太长，定心不准，起钻过偏而没有找正。 4.孔歪斜 1)工件上与孔垂直的平面与主轴不垂直或立铣头主轴与台面不垂 直。 2)工件安装时，安装接触面上的切屑未清除干净。 3)工件装夹不牢，钻孔时产生歪斜或工件有砂眼。