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。

钻孔、铰孔和镗孔（机械加工相关知识）1、在铣床上钻出的孔，产生位置不准的主要原因是什么？怎样预防?答：造成孔位置不准的主要原因有：（1）划线不准和样冲眼未打准。

（2）钻头横刃太长使定心不稳或开始钻时工件有移动。

（3）调整孔距时移动尺寸不准。

预防措施是：应提高划线、打样冲眼和钻孔时的对中精度，正确调正机床移距的坐标尺寸，合理修磨钻头横刃。

2、在铣床上钻出的孔，产生偏斜的主要原因是什么？如何预防?答：在铣床上钻出的孔产生偏斜的主要原因有：（1）钻头两主切削刃不对称。

（2）进给量太大而使钻头弯曲。

（3）工件端面与钻头轴线不垂直。

（4）在圆柱面上钻孔时，钻头中心未通过工件轴线。

预防措施是：正确修磨钻头，合理选择切削用量；工件不平整端面应在钻孔前加工平整或在端面预钻一个引导凹坑；在圆柱面上钻孔时，应仔细调整，使钻头中心通过工件轴线，并用中心钻预钻引导凹坑。

3、铰孔能否提高孔的位置精度？铰孔余量太大或太小各有何弊病?答：由于铰削余量较小，而铰刀在装夹后的刚性又差，加之铰刀又用切削刃的导向部分以铰削前的孔加工表面导向定位，均匀地切去余量，因此铰孔不能提高孔的位置精度。

铰孔时余量太小，往往不能把上道工序所留下的加工痕迹全部铰去；余量太大，会使孔的铰削精度降低，表面粗糙度变粗，同时会使铰刀寿命降低。

4、在铣床上镗孔，孔的尺寸公差、表面粗糙度及孔距精度分别可达多少?答：在铣床上镗孔，孔的尺寸公差一般可达IT7~IT8；表面粗糙度值可达Ra0.33~0.8μm；孔距精度一般可控制在0.05mm左右。

5、若铣床主轴轴线与工作台台面不垂直，对镗孔质量有何影响？在立铣上镗好孔后退刀时，为什么要使刀尖指向操作者?答：若铣床主轴轴线与工作台台面不垂直，镗出的孔会产生歪斜或成椭圆。

在立铣上镗好孔后退刀时，应使刀尖指向操作者，即与床身反向。

这样在退刀时，可以利用工作台下降时的外倾，而不致使刀尖在孔壁上拉出刀痕，影响孔的表面质量。

6、在铣床上镗削单孔时，调整镗孔位置的方法有哪几种？试述用碰镗杆法调整的步骤。

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。

关于钻孔、扩孔、较孔、镇孔的区别一、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，其直径规格为飨1~∂80mm0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、较孔、锋孔或磨孔来达到。

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ITII-ITI O级，表面粗糙度Ra为12.5~6.30扩孔常用于加工直径小于。

10θ∞m的孔。

在钻直径较大的孔时（D≥30mm）,常先用小钻头（直径为孔径的0.5~0.7倍）预钻孔，然后再用相应尺寸的扩孔钻扩孔，这样可以提高孔的加工质量和生产效率。

扩孔除了可以加工圆柱孔之外，还可以用各种特殊形状的扩孔钻（亦称钱钻）来加工各种沉头座孔和钩平端面示。

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。

项目5铰孔加工5.1知识准备5.1.1铰孔加工铰孔是利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表面粗糙度值的加工方法。

铰孔往往作为中小孔钻、扩后的精加工，也可以用于磨孔或研孔前的预加工。

铰孔精度可达到IT9～IT7级，表面粗糙度值R a为1.6～0.8μm，适用于孔的半精加工及精加工。

直径在80mmm以内的孔可以采用铰孔；直径较大的孔多采用精镗加工。

对于小于12mmm 的孔，由于镗孔非常困难，一般先用中心钻定位，然后钻孔（扩孔）、最后铰孔，以保证孔的加工精度。

铰孔不能修正孔的直线度和孔的位置度误差，因此铰孔前孔的直线度和孔的位置精度应符合要求。

一般来说，对于IT8级精度的孔，只要铰削一次就能达到要求；IT7级精度的孔应铰两次，先用小于孔径0.05～0.02mm的铰刀粗铰一次，再用符合孔径公差的铰刀精铰一次。

铰一般孔时，采用直齿铰刀即可；铰不连续孔时，则应采用螺旋齿铰刀；铰通孔时应选用左旋铰刀，切屑向前排出；铰不通孔时，选用右旋铰刀，以使切屑向后排出，但应注意防止“自动进刀”现象引起的振动。

1.铰刀的结构铰刀是对中小直径孔进行半精加工和精加工的刀具，刀具齿数多，槽底直径大、导向性及刚性好。

铰削时，铰刀从工件的孔壁上切除微量的金属层，使被加工孔的精度和表面质量得到提高。

根据铰刀的结构不同，可分为圆柱孔铰刀和锥孔铰刀；根据铰刀制造材料不同可分为高速钢铰刀和硬质合金铰刀。

铰刀的结构如图5-1所示，它是由工作部分、颈部和柄部三部分组成，工作部分包括导锥、切削部分和校准部分。

图5-1 铰刀2.铰刀的装夹铰削的功能是提高孔的尺寸精度和表面质量，而不能提高孔的直线度和孔的位置精度。

铰孔时要求铰刀与机床主轴要有很好的同轴度要求。

采用刚性装夹并不理想，若同轴度误差大，则会出现孔不圆、喇叭口、扩张量大等现象。

因此最好采用浮动装夹装置。

机床或夹具只传递运动和动力，而依靠铰刀的校准部分自我导向。

3.铰削的工艺特点（1）因为采用浮动装夹，铰孔的精度和表面粗糙度主要不是取决于机床的精度，而取决于铰刀的精度、铰刀的安装方式、加工余量、切削用量和切削液等条件。

（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。

课题十三在铣床上镗孔一、课题功能1、掌握加工镗孔方法和测量方法。

2、能够根据毛坯情况正确熟练的选用和刃磨镗刀。

3、能够对所加工的孔进行质量分析。

二、工艺过程（一）技术要求1、孔的尺寸精度2、孔的形状精度（圆度圆柱度孔轴线的直线度）3、孔的位臵精度4、在铣床上镗孔是钻孔加工后的一种精加工，其精度一般可达IT7～IT8，表面粗糙度Ra6.3～1.6µm。

（二）加工步骤1、图样分析，划线。

2、选择镗刀及镗刀杆，采用机械夹固式镗刀，刀头采用45°或90°小车刀。

刀杆直径D=（0.6—0.8）d 其中：D—铣刀杆直径 d—镗孔直径尺寸。

3、检查铣床主轴“0”位是否正确，误差在回转直径300㎜以内小于0.02㎜为宜。

4、选择切削用量，n=235r/min,f=118mm/min。

5、校正平口钳，使固定钳口与工作台纵向进给方向平行。

6、对刀，令铣床主轴轴线与被镗孔轴线重合。

方法如下：①按划线对刀，让镗刀杠轴线大致对准孔中心，刀尖靠近孔轮廓线，缓慢转动主轴，另外调整工作台，使距离尽量均匀相等。

②靠镗刀杆对刀，用镗刀杆外径与工件端面接触，后移动距离L=刀杆直径/2+定位尺寸即可。

③测量对刀7、调整镗刀头的伸出量，因采用机械夹固式镗刀，采用敲刀法，借助游标卡尺或千分尺控制尺寸。

L=(D+d)/2,其中L——刀尖到镗刀杆圆柱面的距离D——欲镗孔直径d——镗刀杆直径也可借助百分表：测量触头到头接触后，将百分表调至“0”位，稍微松开刀头的紧固螺钉，据孔径尺寸要求，将镗刀头按扩孔量的1/2调整，将刀头紧固后再用百分表校准刀头的伸出量是否符合要求。

8、试镗，检验孔的定位尺寸及精加工量，合格后留精镗余量0.5-0.8mm。

9、粗镗3孔至尺寸要求。

10、用主偏角为45º的镗孔刀镗孔口倒角。

11、精镗各孔至尺寸。

12、孔的测量。

用内径千分尺或内径百分表测量。

13、检查各部分尺寸，卸下工件。

三、本课题所用工、夹具、量具四、本课题进行时的注意事项：1、镗孔前应校正铣床主轴的轴线与工作台的垂直度，防止出现椭圆孔或相对底面是斜孔。