在機械加工中伺糠，孔加工約占其加工總量的1/3 伦泥〉旁牛孔加工是半封閉式切削 芝雪，因此，排屑综苔、熱量傳散惩系、切削液澆注都較困難，而且加工難度較大如筛。隨著科學(xué)技術(shù)的進步堡牡，在機械產(chǎn)品零件中，對孔的精度和表面粗糙度要求日益提高杨刨，而精密孔的加工常常成為生產(chǎn)關(guān)鍵悴侵，亟待解決。

　　孔加工技術(shù)除應(yīng)研究加工時所采用的機床設(shè)備和刀具（所謂硬件）外酷雌，還要研究如何有效地使用好這些裝備的應(yīng)用技術(shù)（所謂軟件）灌滤。

　　孔的定義與分類

　　什么是孔？根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1800—1979的規(guī)定：孔主要指圓柱形的內(nèi)表面游禽。由此可知誉芙，廣義的孔泛指包容面健娄。孔通衬虮剩可按如下方法分類：

　∥探埂（1）按形狀來分。有圓柱孔临颈、圓錐孔茎倘、鼓形孔、多邊形孔蚂青、花鍵孔和其它異形孔以及特形孔（如彎曲孔）等租江。其中，以圓柱孔使用最為廣泛孝承。

　∠壮蟆（2）按形態(tài)來分。有通孔及盲孔（不通孔）侠姑；深孔（指孔的深度L與孔徑D之比超過5的孔创橄，L/D簡稱深徑比或長徑比；L/D=5~20屬一般深孔莽红，L/D﹥20~30屬中等深孔妥畏，L/D﹥30~100稱為特殊深孔）及淺孔。 
　“灿酢（3）按孔徑的大小來分咖熟。有大孔（D﹥100mm）、普通孔(D=10~100mm)柳畔、小孔(D=1~10mm)和微孔(D<1mm的孔)馍管。

　　（4）按加工機理來分薪韩。有機械加工确沸、特種加工（見表1）、機電復(fù)合加工等俘陷。盡管特種加工方法較多境愕，但目前由于設(shè)備比較昂貴和加工效率不高等原因，所以無論是現(xiàn)在還是可預(yù)見的未來颁膊，傳統(tǒng)的機械加工仍將是孔加工的主要手段停楞。

　　（5）按加工精度分撒殷。有粗孔（如鉆孔和粗鏜后的孔）羔漂、半精孔（如擴孔、粗鉸杏县、半精鏜的孔）和精密孔（如精鉸匹说、精拉晚号、精磨、珩磨卫驯、研磨后的孔）等殃忠。

　　精密孔通常是指公差等級在IT7~IT6級以上，表面粗糙度Ra﹤ 0.8~0.4m的孔毫痢，它的幾何形狀精度（如圓度趾始、圓柱度、軸線直線度等）一般規(guī)定在其尺寸公差帶的1/2~1/3范圍內(nèi)耙旦。

　　隨著航空航天脱羡、汽車、高速列車母廷、風(fēng)電、電子糊肤、家電琴昆、能源、模具馆揉、液壓业舍、機床及精密機械等裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，精密孔的應(yīng)用日益增多升酣。例如液壓系統(tǒng)中廣泛使用的各種閥孔舷暮、高壓油缸筒都是一些典型的精密孔∝眩孔加工由于其自身的特點下面，加工難度較大，而精密孔加工的難度更大绩聘。

　　孔加工的特點

　　孔加工是一種比較復(fù)雜的工藝過程董翻，加工時必須妥善解決排屑、冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題钱淳〗肮遥孔加工的主要特點是：

　　（1）由于受被加工工件孔徑尺寸恳瞄、長度和形狀的制約布布，故切削刀具相應(yīng)較細(xì)長，剛性差漩践，并且大多呈懸臂裝夾的方式鹃封，加工容易引起刀具的偏斜和震動。

　「窝洹（2）切屑排除比較困難屯片。要改善容屑與排屑條件无价，勢必要增大容屑槽，但這樣將會使刀具的強度和剛度降低床重。

　×罩（3）切削液難以引入到切削區(qū)，切屑拙徽、刀具與工件孔壁之間的摩擦很大刨沦，切削溫度很高，尤其是在加工深孔時膘怕。所以想诅，切削液在孔加工中具有特殊的重要作用。切削液的合理選擇和正確使用岛心，對孔的加工質(zhì)量来破、刀具壽命和切削效率等有極大的影響。

　　孔加工常用的切削液供液方法有澆注法和高壓內(nèi)冷卻法兩種忘古。前者最為簡單徘禁，但供液效果差，且切削液消耗量大髓堪。內(nèi)冷卻法多用于油孔鉆送朱、深孔鉆、噴吸鉆干旁、套料刀和單刃鏜鉸刀等孔加工刀具上驶沼，需在刀具上作出高壓內(nèi)冷卻的供液（油）通道孔，油氣混合物通過此通道被輸送到切削區(qū)朋暴，此法消耗的切削液用量少佛缕，但刀具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。目前下抬，隨著刀具制造技術(shù)的進步鸣谒，國內(nèi)外各刀具公司已推出了各種帶高壓內(nèi)冷卻供液（油）通道孔刀具的新品，為采用內(nèi)冷卻法創(chuàng)造了條件视以。例如沟奸，ISCAR公司推出的包括DR、DZ和DS系列的機夾硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片淺孔鉆购哺，德國MAPAL公司的涂層硬質(zhì)合金單刃鉸刀（切削速度高達150-400m/min）扶取，日本三菱公司的硬質(zhì)合金小鉆頭等，它們都有提供通向射流應(yīng)用區(qū)域的高壓切削液通道孔人狞，并且規(guī)格越來越小芜田。據(jù)報道，國外一家公司生產(chǎn)的硬質(zhì)合金小鉆頭，其直徑可小到3-4.5mm蜈沛，油孔直徑為0.4-0.6mm庞溜。

　　現(xiàn)在的研究表明，切削液采用近乎干式切削的“汽束”噴霧冷卻法最為有效碑定，而且切削液消耗少流码，加工成本低。

　　“汽束”噴霧冷卻是以一定壓力（0.3~1MPa）的空氣使切削液霧化延刘，并以很高的速度噴向切削區(qū)域漫试，使在該區(qū)域高溫下呈霧化狀的切削液滴很快汽化。由于液體在汽化時會吸收大量熱量碘赖，因而可使切削區(qū)域內(nèi)的溫度大幅度下降驾荣，同時切削液還能帶走切削區(qū)域和空間的熱量和粉末，改善作業(yè)環(huán)境普泡。實踐證明播掷，在使用等量切削液情況下，“汽束”噴霧冷卻在相同時間內(nèi)所吸收的熱量是澆注法的1000倍撼班。所以歧匈，它不但可提高刀具使用壽命，而且可使切削液的消耗大大減少权烧。據(jù)德國格林（Guhring）公司試驗證實丰躺，在汽車生產(chǎn)線上采用“汽束”噴霧冷卻勉惋，每班只需耗用半杯油励邓，并且可用廉價的工廠再生油∩グ郑“汽束”噴霧冷卻既適用于自動生產(chǎn)線上窟礼，也適用于一般的金屬切削加工中。圖1所示為在普通鉆床上利用“汽束”供給切削液的一種裝置带超。該裝置由貯液箱1（包括工作部I和溢流部II）绰尖、過濾器2和3、集液盤5昨宋、噴嘴6吹磕、箱蓋8、噴吸器9紧除、氣閥11壤牙、節(jié)氣閥12、水管13及管道4竿靠、7和10等組成适肠。工作時，開動氣閥11，壓縮空氣將以Pc=0.4MPa的壓力從管路中壓出侯养，產(chǎn)生高壓氣流敦跌。高壓氣流在水管13的上部通過時會產(chǎn)生負(fù)壓，而將切削液從貯液箱中吸出逛揩，并擊成霧滴狀柠傍。上述高壓氣流帶著微小液滴的切削液滲透到切削區(qū)，在高溫下會迅速汽化息尺，吸收大量的熱量携兵，從而能有效地降低切削溫度。而在集液盤中收集的廢液經(jīng)過濾后可流回貯液箱繼續(xù)使用搂誉。節(jié)氣閥12是用來改變管路中的壓力徐紧，以便調(diào)節(jié)切削液的流量。而氣閥11則可利用電信號（通過直流電壓U=24V）操縱炭懊。使用表明并级，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便侮腹。

　÷醮啊（4）加工時不能直接觀察刀具的切削情況，尤其在加工微孔和深孔時栋灿。所以惑妥，自動監(jiān)測控制較其它加工方式更為重要。

　≡〔t。?）孔的尺寸精度示荠、幾何形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度常因孔加工的特殊性而難于控制岳散，但是一旦試驗成功节立，較其它加工方式反而能更有規(guī)律性地保持。

　　孔加工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展動向

　　當(dāng)前中國機械工廠中的孔加工眠煮，仍普遍采用通用機床加專用工藝裝備的生產(chǎn)模式患并。即仍采用一人、一機茴审、一刀或一套鏜模的方式來完成一道工序破溺，而使用的機床設(shè)備又存在著嚴(yán)重的四多四少現(xiàn)象，即：低檔的多躁绸，中高檔高柔性的數(shù)控機床(NC)和加工中心(MC)少裕循；低精度的多，高精度的少涨颜；手動的多费韭，自動化的少；單工序的多，復(fù)合加工的機床少星持。所以抢埋，中國孔加工的工藝水平和工效低，加工精度差督暂，并且缺乏柔性結(jié)構(gòu)揪垄。近十幾年來，隨著中國工廠技術(shù)改造的深入和引進先進技術(shù)逻翁，以及數(shù)控機床和加工中心等高效設(shè)備應(yīng)用的增多饥努，在少數(shù)大型國有企業(yè)中，一些精密機床的加工精度已達到或接近國外先進水平八回，但從全面來看酷愧，工藝水平仍然較低。與先進工業(yè)發(fā)達國家相比撼烹，中國現(xiàn)有的孔加工精度與表面粗糙度要相差1~2級濒垫，孔系的相互位置精度相差2~3倍。

　　隨著新材料远燕、新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)久泞，擺在我們面前的任務(wù)是要解決硬、脆奖放、韌淡藻、黏等難加工材料的加工，解決精密砚粒、深孔缔沐、大孔、小孔恶恨、微孔和重型零件的孔加工雨晃。所以伸坑，今后孔加工技術(shù)應(yīng)向著可靠性痴猖、長壽命和高效率方向去發(fā)展。因而念脯，首先要將新一代高性能狞洋、高效率、長壽命的刀具材料（如細(xì)晶粒硬質(zhì)合金绿店、涂層硬質(zhì)合金吉懊、粉末冶金高速鋼、陶瓷假勿、聚晶金剛石PCD借嗽、聚晶立方氮化硼PCBN等）設(shè)法用于各類孔加工刀具上。例如，日本不二越公司開發(fā)的AQUA麻花鉆恶导，用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金制造浆竭，并涂覆耐熱、耐摩擦的潤滑涂層惨寿，在高速濕式加工結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼（SCM）時邦泄，切削速度200m/min，進給速度為1600mm/min裂垦，加工效率提高2.5倍顺囊，刀具壽命提高2倍；干式鉆孔時吝蔽，切削速度150m/min端辛，進給速度1200mm/min。日本黛杰開發(fā)出一種用聚晶金剛石（PCD）與硬質(zhì)合金整體燒結(jié)而成的“比夢”鉆（見圖2）超肃，用其對機翼零件CFRP（碳纖維強化聚合物基復(fù)合材料杀蝌，厚2.5mm）和鋁合金（A7075，厚2.5mm）的疊板加工時屋孕，其切削速度可達126m/min咖播，轉(zhuǎn)速10,000r/min，進給量為500mm/min 硕纯。與金剛石涂層鉆頭相比铣佛，“比夢”鉆可進行重磨，故它可大幅度延長刀具使用壽命握帘，降低加工成本袜晌。同時，應(yīng)加速建立金屬切削數(shù)據(jù)庫篱俊，使切削用量實現(xiàn)優(yōu)化但惶，充分發(fā)揮機床和刀具的效能。還應(yīng)把微電子技術(shù)盡快運用到孔加工技術(shù)中來湿蛔，并逐步向FMS(柔性制造系統(tǒng))及設(shè)計制造一體化CAD（計算機輔助設(shè)計）膀曾、CAM(計算機輔助制造)方向發(fā)展。目前國內(nèi)不少工廠已把微處理機用于生產(chǎn)中阳啥。此外添谊，也要重視開展基礎(chǔ)理論的研究，加強對大孔察迟、小孔斩狱、微孔、精密孔和難加工材料孔加工技術(shù)的研究工作扎瓶，采用新的測試手段所踊，探索規(guī)律泌枪，不斷創(chuàng)新。尤其是要加速對特微孔和超精密孔加工的研究工作秕岛，以適應(yīng)近年來科技進步和生產(chǎn)發(fā)展的需要工闺。當(dāng)前，為了進一步提高孔加工的經(jīng)濟效益瓣蛀，還應(yīng)組織并大力推廣一批生產(chǎn)上行之有效的先進刀具（如機夾硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具尾烛、硬質(zhì)合金單刃鏜鉸刀、精密金剛石或立方氮化硼鉸刀踢周、單管噴吸鉆萤考、CoroDrill880鉆頭等）和新工藝，如用鉆-鏜鉸-金剛石或立方氮化硼鉸刀替代傳統(tǒng)的鉆-鏜（或擴）-鉸（或磨）-研磨（或珩磨）加工精密閥孔的新工藝黎撤。近幾年來乒柳，工具行業(yè)為汽車和摩托車、高速列車侄灭、航空航天彭铐、風(fēng)能和模具等行業(yè)開發(fā)的各種新型孔加工刀具，具有高效和創(chuàng)新工藝的特點亏傅，對推動這些行業(yè)孔加工技術(shù)的進步起到重要作用摊谢。如Guhring公司推出的加工鋁合金缸蓋用的成套孔加工刀具(包括導(dǎo)管孔閥門座復(fù)合鏜刀、階梯孔鏜刀醉装、整體硬質(zhì)合金直槽鉆辕芳、階梯鉆、锪鉆等)宵睦；MAPAL公司開發(fā)的Mega高速鉆頭记罚，可在不降低刀具使用壽命和鉆削質(zhì)量的情況下，將鋼件切削速度提高到200m/min壳嚎，進給率提高約25%桐智，鉆削作業(yè)時間可縮短60% ~70%；德國沃好特公司推出的一款粗精復(fù)合鏜刀烟馅，它采用了模塊化結(jié)構(gòu)说庭，可完成ф3~ф2000 mm孔的粗精加工，適于各種孔形狀的加工要求焙糟，這款鏜刀的鏜頭由于使用了輕鋁結(jié)構(gòu)口渔，相比鋼制件其重量減輕了60%样屠，能滿足風(fēng)能設(shè)備外殼各種孔徑尺寸的加工要求穿撮，加工出的孔尺寸精度可達H7~H5級。

　　必須指出痪欲，工業(yè)發(fā)達國家在孔加工技術(shù)方面發(fā)展十分迅速悦穿，孔加工方式亦從單一的機械加工轉(zhuǎn)向電加工攻礼、物理加工（激光、超聲）落怀、化學(xué)加工及復(fù)合加工甚宜，加工精度的位級日益提高，表面粗糙度值日益減小百览，并正向著高度自動化方向去發(fā)展映情。鑒于我們之間的差距。建議成立跨行業(yè)的孔加工協(xié)會笑杯，交流行業(yè)信息阱墩；同時積極引進國外的新技術(shù)，加強孔加工機床辱得、孔加工刀具與刃磨機床等生產(chǎn)基地的建設(shè)局该，積極采用數(shù)顯、數(shù)控設(shè)備沉享，提高制造方法與手段的柔性涉佑；還應(yīng)強化技工培訓(xùn)和在職職工教育以及技術(shù)人員的知識更新，使我國的孔加工技術(shù)盡快趕上國外先進水平顶质。
 
 

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