挤光工艺在深长孔粗糙度Ra0.2加工中的应用

豪克能是什么，通过什么原理加工工件的，粗糙度可以达到Ra0.2？豪克能是什么？豪克能是利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件进行加工，一次加工即可使零件表面达到镜面并实现改性的创新性能量加工技术。

豪克能技术原理利用金属在常温下冷塑性的特点，运用豪克能对金属表面进行复合能量的加工方式，使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求，也可以形象的说类似熨衣服一样，将零件表面熨平；同时在零件表面产生理想的压应力，提高零件表面的显微硬度，耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。

豪克能加工方式豪克能金属表面镜面加工，用普通刀具将工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金属表面加工设备的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件表面光洁度提高3级以上（粗糙度Ra值轻松达到0.2以下）；且工件的表面显微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性，联合各方面压应力，恒久地提高金属表面硬度。

豪克能刀具可在卧车、立车、磨床、镗床、刨床、球面车床、加工中心等多种机床上使用，更有豪克能专用机床适合不同的机械加工行业.与传统滚压工艺相比，豪克能工艺如下优势：1、在半精车的基础上一次加工即可达到镜面效果， Ra0.2以下。

2、对工件作用力小，和正常车削一样，为弹性力，不到滚压力的10%，对机床无不良影响。

3、产生表面强化层，强化层和材料内部是连续过渡，无剥离现象，对零件性能极为有利。

4、可加工细长杆、薄壁件等刚性差的零件5、因是弹性接触，操作简单，能开机床的操作工就可操作加工，能保证性能达到要求。

豪克能PT金属加工技术，彻底颠覆了传统的加工技术，使机械加工技术提高到近乎极限水平，在金属加工技术领域大大领先于欧美制造业强国，可以将金属零件直接加工到原标准规定的最高等级，是机械制造领域中的一项革命性创新。

豪克能PT金属加工技术的作用不仅是使零件的粗糙度大幅度提高（RA值≤0.05），更重要的是使零件的疲劳性能（疲劳寿命提高6倍以上）、显微硬度（提高20%以上）、耐磨性（提高50%以上）、耐腐蚀性（提高40%以上）得到大幅度提高（以上数据出自山东大学、浙江大学等权威实验室的测试报告），表面预置理想的压应力、晶粒得以细化，加工效率比传统加工工艺提高3倍以上。

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。

论挤光工艺在孔加工中的应用作者：李树珍杨世广王华来源：《科学导报·学术》2020年第68期【摘要】本文以生产实际中，某壳体组件典型孔加工工艺的探索为例，对挤压前后零件的加工情况进行对比分析，论述了挤压加工的特点与一般思路，以及挤压杆结构的设计方法，应用于实践进行归纳。

【关键词】挤光工艺;挤压杆;孔加工一、引言本厂零件生产过程中，会遇到各种各样孔的加工，在采用常用的钻削、扩孔、铰孔等加工手段后，孔的尺寸精度、形位公差及表面粗糙度，有时并不能达到设计要求，这需要进一步加工，精加工精密孔的方法有传统的研磨工艺和使用单刃镗刀加工，目前还采用无刃铰刀、金刚石和立方氮化硼铰刀等方法，除此之外可以采用挤压加工，孔的挤压杆加工是一种简便、高效、实用的加工方法。

对孔进行挤光加工是无屑加工的一种方式。

孔的表面经过挤压后，产生了一层冷硬层，组织更加紧密，晶粒变细，同时挤压过的金属表面也产生了较大的压缩应力，使金属内孔表面得到强化，从而显著地提高了零件的耐磨性。

同时可修正零件孔径上圆度或圆柱度偏差。

概括而言，挤压加工具有效率高，精度稳定，表面粗糙度低，以及减轻工人劳动强度、提高被加工孔表面层的强度，增加其耐腐蚀性和使用性能较好等优点。

二、加工案例本组件由壳体、螺套、衬套装配而成，组件上的三组装有衬套的孔是需要加工的地方之一，衬套的材料牌号为HPb59-1，孔径尺寸公差为0.027，两孔有同轴度要求为，这需要一次装夹加工两个孔，实际上相当于深通孔的加工，设计要求如图1-1所示：实际加工时首先要进行钻铰孔，采用钻孔及铰孔方法之后，会出现下列问题：1）由于襯套材料硬度低、粘性大，在进行铰孔时，刀刃上易产生切屑瘤，铰孔后的孔表面不光滑，达不到表面粗糙度要求的2）铰孔之后，孔尺寸接近下偏差，如再进行二次切削加工，则很容易造成尺寸变大而超差，而此时选用研孔加工，因孔端面距离为84，只能将孔两端研磨，二次切削加工反而使孔的同轴度无法保证。

1序言超精加工是一种对工件表面光整和精整的加工方法。

它可以在很短的时间内，将工件从一般磨削后的表面粗糙度值Ra=0.2～0.4μm，降低到Ra=0.012～0.050μm，消除磨削中的缺陷和变质层，使工件的使用寿命提高几倍，因而广泛应用于各种材料和精密零件的最终加工中。

2超精加工的原理和特点2.1超精加工的原理超精加工是采用磨料为微粉的油石，在一定的压力作用下，以短行程的往复运动，对工件表面进行微量磨削，如图1所示，其中F为压力，A为油石振幅，vc为工件速度，vf为纵向进给速度。

图1超精加工工作原理超精加工广泛应用于内燃机曲轴、凸轮轴、刀具、轧辊、轴承滚道和滚子、精密量具及电子仪器等精密零件的加工，能对钢、铸铁、磷青铜、铝、玻璃、花岗岩、硅和锗等材料进行加工，能加工外圆、内圆、平面、球面、圆弧面和特殊轮廓面。

2.2超精加工的特点与磨削加工相比，超精加工具有以下特点：①超精加工能显著提高工件表面质量，可使工件的使用寿命提高5倍左右。

②超精加工后的工件在装配运转后噪声大幅减小，振动减小，运转平稳。

③磨削加工去除余量为0.01mm左右，而超精加工去除余量为0.001mm以下，尺寸分散度小且稳定。

④磨削加工的工件表面有微观尖峰，加工纹理为直纹（见图2a），当工件运转时，难存润滑油，还会产生烧伤。

而超精加工表面没有尖峰，加工纹理为交叉网纹（见图2b），易存润滑油和形成润滑膜，工件不易磨损。

⑤超精加工时间短，只需几秒到十几秒，加工效率是高精度镜面磨削的几十倍。

⑥超精加工所用设备简单，易于实现自动化和标准化，表面粗糙度值Ra可达0.006～0.05μm。

a）磨削表面有微观尖峰且加工纹理为直纹b）超精表面无尖峰且加工纹理为交叉网纹图2 磨削表面与超精加工表面的比较3超精加工方法超精加工各种工件内外表面，工件在夹具中的定心方式可分为无定心和有定心两种。

根据进给方式可分为轴向进给、切入进给和圆周进给。

3.1超精加工外圆图3a所示为加工小直径圆柱体外圆，工件在导辊上旋转并做轴向进给运动，导辊近似双曲线体且较长，无级变速传动。

深孔钻削应用指南深孔钻削可采用多种机床安装方式：工件旋转，刀具做进给运动；工件不动，刀具旋转又做进给运动；工件旋转，刀具做反向旋转又做进给运动。

具体采用何种方式则依据工件特征及所加工孔的情况而定。

目前常用的深孔钻削加工系统有枪钻系统、BTA单管钻系统、喷吸钻系统。

它们代表着先进、高效的孔加工技术，通过一次走刀就可以获得精密的加工效果，加工出来的孔位置准确，尺寸精度好；直线度、同轴度高，并且有很高的表面光洁度和重复性。

能够方便的加工各种形式的深孔，对于特殊形式的深孔，比如交叉孔、斜孔、盲孔及平底盲孔等也能很好的解决。

上述深孔加工系统可达到加工精度孔径尺寸：lT6~lT11表面粗糙度： Ra0.2~ Ra6.3um直线度： <0.3mm/1000mm偏斜度：≤1mm/1000mm下图为最常用的两种深孔钻削加工刀具：枪钻和BTA单管钻深孔钻削的最主要特征1.极高的材料去除率；在正常加工条件下钻削深孔均一次贯穿，无需中途退刀；能获得极佳的孔径尺寸精度、直线度、表面粗糙度，并能加工各种形式的深孔，如交叉孔，盲孔，斜孔等；加工质量的高度一致性。

当钻削深孔时，整个切削过程对刀具、机床及其相关设备有着极高的要求。

2.深孔加工是处于封闭或半封闭的状态下，故不能直接观察到刀具的切削情况。

目前只能凭经验，通过同声音、看切屑、观察机床负荷及压力表、触摸震动等外在现象来判断切削过程是否正常。

3.切削热不易传散。

一半切削过程中有80%的切削热被切屑带走，而深孔钻削只有40%，刀具占切屑热得比例较大，扩散迟、易过热，刀口温度可达600℃，必须采取强制有效地冷却方式。

4.切屑不易排出。

由于孔深，切屑经过的路线长，容易发生堵塞，造成钻头崩刃。

因此，切屑的长短和形状要加以控制，并要进行强制性排屑。

5.工艺系统刚性差。

因受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长，刚性差，易产生震动，钻孔易走偏，因而支撑导向极为重要。

这点在枪钻机床中更为突出。

高精度深长孔的精密加工法一、历史背景枪钻与内排屑深孔钻两种加工孔的刀具分别出现于20世纪30年代初和40年代初的欧洲兵工厂，这并非历史的偶然。

其主要历史背景是：一次世界大战（1914〜1918年）首次使战争扩大到世界规模。

帝国主义列强为瓜分殖民地而需要大量现代化的枪炮（特别是枪械和小口径火炮的需求量极大）。

而继续使用传统的扁钻、麻花钻、单刃炮钻，已经完全不能满足大量生产新式武器的要求，迫切需要进行根本性的技术更新。

于是高精度深长孔的制造就成为了一个摆在制造者面前的一个首要问题，并且一直延续到了现今。

第一次世界大战中的火炮二、传统加工工艺及存在的问题在现代机械加工中，也经常会遇到一些深孔的加工，例如长径比(L/D)≥10，精度要求高，内孔粗糙度一般为Ra0.4～0.8的典型深孔零件，过去我们采用的传统工艺路线一般是：钻孔(加长标准麻花钻)→扩孔(双刃镗扩孔刀)→铰孔(标准六刃铰刀)→研磨此工艺虽可达到精度要求，但也存在诸多缺点，特别是在最初工序采用加长麻花钻钻孔时，切削刃越靠近中心，前脚就越大。

若钻头刚性差，则震动更大，表面形状误差难以控制，加工后孔的直线度误差，钻头易产生不均匀的磨损等现象，生产效率和产品合格率低，而且研磨抛光时，工作环境比较脏，由于钻孔工序的缺点，而带来的影响难以在后面的工序中克服，形状误差不能得以修正，因此加工质量差。

传统深孔的加工流程三、工艺路线与刀具的改进本着提高生产效率提高产品合格率的原则，结合深孔加工的一些特性，对加工工艺及刀具进行了改进，改进后的工艺路线是：钻孔(BTA钻)→扩孔(BTA扩)→铰孔(单刃铰刀)→研磨1、钻孔与扩孔刀具及工艺的改进单管内排屑深孔钻的由来单管内排屑深孔钻产生于枪钻之后。

其历史背景是:枪钻的发明，使小深孔加工中自动冷却润滑排屑和自导向问题获得了满意的解决，但由于存在钻头与钻杆难于快速拆装更换和钻杆刚性不足、进给量受到严格限制等先天缺陷，而不适用于较大直径深孔的加工。

深孔加工的工艺特点
深孔加工是一种用于加工深孔孔径大于3倍孔深的工艺，它具有以下特点：
1. 加工范围广：深孔加工可用于加工各种材料，如金属、陶瓷、塑料等。

对于孔径大、长度长的工件也能进行有效加工。

2. 高加工精度：深孔加工可以实现高精度的孔径和孔形尺寸控制，其加工精度可以达到0.01mm。

3. 较好的加工表面质量：由于深孔加工一般采用切削削削削工艺，所以其加工表面质量较好，可以达到Ra0.4μm以下的要求。

4. 高效率：深孔加工可以实现一次性完成多个孔的加工，提高了加工效率。

同时，对于一些复杂形状的孔也能实现高效加工。

5. 自动化程度高：深孔加工可以与自动化设备相结合，实现自动上下料、自动测量和自动修整等操作，提高了工作效率。

6. 工艺灵活：深孔加工可根据加工要求选择不同的工艺方法，如枪钻法、镗刀法、刮刀法等，以适应不同形状和尺寸的孔的加工。

总之，深孔加工具有广泛的应用范围和高加工精度，能够满足复杂工件的加工需
求。

它在航空、汽车、军工、模具制造等行业具有重要地位和广阔的市场前景。