在機(jī)械加工中，孔加工約占其加工總量的1/3。孔加工是半封閉式切削尖坤，因此，排屑闲擦、熱量傳散慢味、切削液澆注都較困難，而且加工難度較大墅冷。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步纯路，在機(jī)械產(chǎn)品零件中辙谜，對孔的精度和表面粗糙度要求日益提高，而精密孔的加工常常成為生產(chǎn)關(guān)鍵感昼，亟待解決装哆。

孔加工技術(shù)除應(yīng)研究加工時所采用的機(jī)床設(shè)備和刀具(所謂硬件)外，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)定嗓。

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)表面昆秩。由此可知，廣義的孔泛指包容面长恒∧糁模孔通常可按如下方法分類：

(1)按形狀來分北取。有圓柱孔涡趟、圓錐孔、鼓形孔涯翠、多邊形孔呼泪、花鍵孔和其它異形孔以及特形孔(如彎曲孔)等。其中憔吉，以圓柱孔使用最為廣泛宗窗。

(2)按形態(tài)來分。有通孔及盲孔(不通孔);深孔(指孔的深度L與孔徑D之比超過5的孔肿讽，L/D簡稱深徑比或長徑比;L/D=5～20屬一般深孔蛮埋，L/D﹥20～30屬中等深孔，L/D﹥30～100稱為特殊深孔)及淺孔找田。

(3)按孔徑的大小來分歌憨。有大孔(D﹥100mm)、普通孔(D=10～100mm)墩衙、小孔(D=1～10mm)和微孔(D<1mm的孔)务嫡。

(4)按加工機(jī)理來分。有機(jī)械加工底桂、特種加工植袍、機(jī)電復(fù)合加工等。盡管特種加工方法較多籽懦，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)見的未來氛魁，傳統(tǒng)的機(jī)械加工仍將是孔加工的主要手段暮顺。

(5)按加工精度分。有粗孔(如鉆孔和粗鏜后的孔)秀存、半精孔(如擴(kuò)孔捶码、粗鉸、半精鏜的孔)和精密孔(如精鉸、精拉惫恼、精磨舀美、珩磨、研磨后的孔)等垃燃。精密孔通常是指公差等級在IT7～I(xiàn)T6級以上玉桅，表面粗糙度Ra﹤0.8～0.4m的孔，它的幾何形狀精度(如圓度介然、圓柱度掷锻、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)。

隨著航空航天盗晨、汽車蔑来、高速列車、風(fēng)電献鬼、電子澈虱、家電、能源许夺、模具碘展、液壓、機(jī)床及精密機(jī)械等裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代挑庶，精密孔的應(yīng)用日益增多言秸。例如液壓系統(tǒng)中廣泛使用的各種閥孔、高壓油缸筒都是一些典型的精密孔迎捺【倩孔加工由于其自身的特點(diǎn)，加工難度較大凳枝，而精密孔加工的難度更大抄沮。

孔加工的特點(diǎn)

孔加工是一種比較復(fù)雜的工藝過程，加工時必須妥善解決排屑岖瑰、冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題叛买。孔加工的主要特點(diǎn)是：

(1)由于受被加工工件孔徑尺寸蹋订、長度和形狀的制約率挣，故切削刀具相應(yīng)較細(xì)長，剛性差露戒，并且大多呈懸臂裝夾的方式椒功，加工容易引起刀具的偏斜和震動。

(2)切屑排除比較困難趋肖。要改善容屑與排屑條件硫舞，勢必要增大容屑槽相脱，但這樣將會使刀具的強(qiáng)度和剛度降低。

(3)切削液難以引入到切削區(qū)铅惋，切屑绅拢、刀具與工件孔壁之間的摩擦很大，切削溫度很高泪滥，尤其是在加工深孔時濒聪。所以，切削液在孔加工中具有特殊的重要作用存站。切削液的合理選擇和正確使用萌小，對孔的加工質(zhì)量、刀具壽命和切削效率等有極大的影響滚曾。

孔加工常用的切削液供液方法有澆注法和高壓內(nèi)冷卻法兩種狱心。前者最為簡單，但供液效果差制依，且切削液消耗量大音诫。內(nèi)冷卻法多用于油孔鉆、深孔鉆雪位、噴吸鉆竭钝、套料刀和單刃鏜鉸刀等孔加工刀具上，需在刀具上作出高壓內(nèi)冷卻的供液(油)通道孔雹洗，油氣混合物通過此通道被輸送到切削區(qū)香罐，此法消耗的切削液用量少，但刀具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜时肿。目前庇茫，隨著刀具制造技術(shù)的進(jìn)步，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)通道孔刀具的新品螃成，為采用內(nèi)冷卻法創(chuàng)造了條件旦签。例如，ISCAR 公司推出的包括DR寸宏、DZ和DS系列的機(jī)夾硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片淺孔鉆宁炫，德國MAPAL公司的涂層硬質(zhì)合金單刃鉸刀(切削速度高達(dá) 150～400m/min)，日本三菱公司的硬質(zhì)合金小鉆頭等氮凝，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羔巢，并且規(guī)格越來越小。據(jù)報道帖与，國外一家公司生產(chǎn)的硬質(zhì)合金小鉆頭萍卑，其直徑可小到3～4.5mm，油孔直徑為0.4～0.6mm架看。

現(xiàn)在的研究表明爬韧，切削液采用近乎干式切削的“汽束”噴霧冷卻法最為有效，而且切削液消耗少锦列，加工成本低奏喜。“汽束”噴霧冷卻是以一定壓力(0.3～1MPa)的空氣使切削液霧化誊预，并以很高的速度噴向切削區(qū)域效益，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寡瘩，因而可使切削區(qū)域內(nèi)的溫度大幅度下降缔道，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)境管书。實踐證明享甸，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倍梳侨。所以蛉威，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走哺。據(jù)德國格林(Guhring)公司試驗證實蚯嫌，在汽車生產(chǎn)線上采用“汽束”噴霧冷卻，每班只需耗用半杯油丙躏，并且可用廉價的工廠再生油择示。“汽束”噴霧冷卻既適用于自動生產(chǎn)線上晒旅，也適用于一般的金屬切削加工中栅盲。

(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敢朱。所以剪菱，自動監(jiān)測控制較其它加工方式更為重要。

(5)孔的尺寸精度拴签、幾何形狀精度渗某、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，但是一旦試驗成功劫陌，較其它加工方式反而能更有規(guī)律性地保持折焙。

孔加工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展動向

當(dāng)前中國機(jī)械工廠中的孔加工，仍普遍采用通用機(jī)床加專用工藝裝備的生產(chǎn)模式碱框。即仍采用一人层漠、一機(jī)、一刀或一套鏜模的方式來完成一道工序册灾，而使用的機(jī)床設(shè)備又存在著嚴(yán)重的四多四少現(xiàn)象涨旨，即：低檔的多慰沸，中高檔高柔性的數(shù)控機(jī)床(NC)和加工中心(MC)少;低精度的多，高精度的少;手動的多槽叮，自動化的少;單工序的多磷像，復(fù)合加工的機(jī)床少。所以津贩，中國孔加工的工藝水平和工效低邦匆，加工精度差，并且缺乏柔性結(jié)構(gòu)尝江。近十幾年來涉波，隨著中國工廠技術(shù)改造的深入和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，以及數(shù)控機(jī)床和加工中心等高效設(shè)備應(yīng)用的增多炭序，在少數(shù)大型國有企業(yè)中啤覆，一些精密機(jī)床的加工精度已達(dá)到或接近國外先進(jìn)水平，但從全面來看少态，工藝水平仍然較低城侧。與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，中國現(xiàn)有的孔加工精度與表面粗糙度要相差1～2級彼妻，孔系的相互位置精度相差2～3倍嫌佑。

隨著新材料、新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)侨歉，擺在我們面前的任務(wù)是要解決硬屋摇、脆、韌幽邓、黏等難加工材料的加工炮温，解決精密孔、深孔核必、大孔茸汇、小孔、微孔和重型零件的孔加工荒鳖。所以居饵，今后孔加工技術(shù)應(yīng)向著可靠性、長壽命和高效率方向去發(fā)展末昂。因而减严，首先要將新一代高性能、高效率二蚓、長壽命的刀具材料(如細(xì)晶粒硬質(zhì)合金肮碗、涂層硬質(zhì)合金、粉末冶金高速鋼、陶瓷始踪、聚晶金剛石PCD笆唧、聚晶立方氮化硼PCBN等)設(shè)法用于各類孔加工刀具上。例如伊厉，日本不二越公司開發(fā)的AQUA麻花鉆姜钳，用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金制造坦冠，并涂覆耐熱形耗、耐摩擦的潤滑涂層，在高速濕式加工結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼(SCM)時辙浑，切削速度200m/min激涤，進(jìn)給速度為1600mm/min，加工效率提高2.5 倍判呕，刀具壽命提高2倍;干式鉆孔時倦踢，切削速度150m/min，進(jìn)給速度1200mm/min侠草。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”鉆辱挥，用其對機(jī)翼零件CFRP(碳纖維強(qiáng)化聚合物基復(fù)合材料，厚2.5mm)和鋁合金(A7075边涕，厚2.5mm)的疊板加工時晤碘，其切削速度可達(dá)126m/min，轉(zhuǎn)速10,000r/min功蜓，進(jìn)給量為500mm/min 园爷。與金剛石涂層鉆頭相比，“比夢”鉆可進(jìn)行重磨丑辖，故它可大幅度延長刀具使用壽命卷芜，降低加工成本。同時咏编，應(yīng)加速建立金屬切削數(shù)據(jù)庫元粹，使切削用量實現(xiàn)優(yōu)化，充分發(fā)揮機(jī)床和刀具的效能理侄。還應(yīng)把微電子技術(shù)盡快運(yùn)用到孔加工技術(shù)中來勺激，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(jī)輔助設(shè)計)、 CAM(計算機(jī)輔助制造)方向發(fā)展稼那。目前國內(nèi)不少工廠已把微處理機(jī)用于生產(chǎn)中褒饱。此外，也要重視開展基礎(chǔ)理論的研究搞吱，加強(qiáng)對大孔援儡、小孔、微孔硼县、精密孔和難加工材料孔加工技術(shù)的研究工作酿装，采用新的測試手段访递，探索規(guī)律，不斷創(chuàng)新同辣。尤其是要加速對特微孔和超精密孔加工的研究工作拷姿，以適應(yīng)近年來科技進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展的需要。當(dāng)前旱函，為了進(jìn)一步提高孔加工的經(jīng)濟(jì)效益响巢，還應(yīng)組織并大力推廣一批生產(chǎn)上行之有效的先進(jìn)刀具(如機(jī)夾硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具、硬質(zhì)合金單刃鏜鉸刀棒妨、精密金剛石或立方氮化硼鉸刀踪古、單管噴吸鉆、CoroDrill 880鉆頭等)和新工藝券腔，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(kuò))-鉸(或磨)-研磨(或珩磨)加工精密閥孔的新工藝伏穆。近幾年來，工具行業(yè)為汽車和摩托車纷纫、高速列車枕扫、航空航天、風(fēng)能和模具等行業(yè)開發(fā)的各種新型孔加工刀具辱魁，具有高效和創(chuàng)新工藝的特點(diǎn)燥颠，對推動這些行業(yè)孔加工技術(shù)的進(jìn)步起到重要作用。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)合鏜刀居鸳、階梯孔鏜刀婉固、整體硬質(zhì)合金直槽鉆、階梯鉆常彰、锪鉆等);MAPAL公司開發(fā)的Mega高速鉆頭稼乃，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盼涵，進(jìn)給率提高約25%之仍，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，它采用了模塊化結(jié)構(gòu)古告，可完成ф3～ф2000mm孔的粗精加工楔答，適于各種孔形狀的加工要求，這款鏜刀的鏜頭由于使用了輕鋁結(jié)構(gòu)圣界，相比鋼制件其重量減輕了60%更假，能滿足風(fēng)能設(shè)備外殼各種孔徑尺寸的加工要求，加工出的孔尺寸精度可達(dá) H7～H5級贷币。

必須指出击胜，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在孔加工技術(shù)方面發(fā)展十分迅速，孔加工方式亦從單一的機(jī)械加工轉(zhuǎn)向電加工、物理加工(激光偶摔、超聲)暇唾、化學(xué)加工及復(fù)合加工，加工精度的位級日益提高辰斋，表面粗糙度值日益減小策州，并正向著高度自動化方向去發(fā)展。鑒于我們之間的差距宫仗。建議成立跨行業(yè)的孔加工協(xié)會够挂，交流行業(yè)信息;同時積極引進(jìn)國外的新技術(shù)，加強(qiáng)孔加工機(jī)床锰什、孔加工刀具與刃磨機(jī)床等生產(chǎn)基地的建設(shè)下硕，積極采用數(shù)顯、數(shù)控設(shè)備汁胆，提高制造方法與手段的柔性;還應(yīng)強(qiáng)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(jìn)水平霜幼。

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