一文详解三种不同的孔加工工艺，并盘点提高孔加工精度的方法

一文详解三种不同的孔加工工艺，并盘点提高孔加工精度的方法

钻孔是机械加工中的一项基本操作技能，而提高钻孔精度是许多加工者追求的目标。本文将详细介绍三种主要的孔加工工艺——钻孔、扩孔和铰孔，并分享一些实用的方法来提升孔加工的精度。

孔加工的不同类型

孔加工主要有三种类型：

1. 钻孔

钻孔是指用钻头在实体材料上加工孔的机械加工过程。一般情况下，在钻床上对材料进行钻孔加工时，钻头应同时完成两个运动：

• 主运动：即钻头绕轴线的旋转运动（切削运动）；
• 辅助运动：即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动（进给运动）。

钻孔时，由于钻头结构上存在的缺点，会在一定程度上影响工件加工质量，加工精度一般在IT10级以下，表面粗糙度为Ra12.5μm左右，属于粗加工。

钻孔主要有两种方式：

• 一种是钻头回转加工件不回转，如在普通台式钻床、摇臂钻、镗床上钻孔；
• 另一种方式则是加工件回转而钻头不回转，如在车床上钻孔。

这两种不同的钻孔方式所产生的误差不一样，在钻床或镗床上钻孔由于是钻头回转，使刚性不强的钻头易引偏，被加工孔的中心线偏移但孔径不会发生变化。钻头钻孔的加工精度，一般可以达到IT11IT13级，表面粗糙度Ra为5.012.5um。

接下来简单介绍钻孔的操作步骤：

1. 划线：钻孔前，应首先熟悉图样要求，按照钻孔的位置尺寸要求，使用高度尺划出孔位置的十字中心线，中心线必须清晰准确，并且越细越好，划完线以后要使用游标卡尺或钢板尺进行检验。
2. 划检验方格或检验圆：划完线并检验合格后，还应划出以孔中心线为对称中心的检验方格或检验圆，作为试钻孔时的检查线，以便钻孔时检查和纠正钻孔位置。
3. 打样冲眼：划出相应的检验方格或检验圆后应认真打样冲眼。先打一小点，在十字中心线的不同方向仔细观察，样冲眼是否打在十字中心线的交叉点上，最后把样冲眼用力打正打圆打大，以便准确落钻定心。
4. 装夹：擦拭干净机床台面、夹具表表面、工件基准面，将工件夹紧，要求装夹平整、牢靠，便于观察和测量。应注意工件的装夹方式，以防工件因装夹而变形。
5. 试钻：钻孔前必须先试钻，使钻头横刃对准孔中心样冲眼钻出一浅坑，然后目测该浅坑位置是否正确，并要不断纠偏，使浅坑与检验圆同轴。如果偏离较小，可在起钻的同时用力将工件向偏离的反方向推移，达到逐步校正。
6. 钻孔：钳工钻孔一般以手动进给操作为主，当试钻达到钻孔位置精度要求后，即可进行钻孔。手动进给时，进给力量不应使钻头产生弯曲现象，以免孔轴线歪斜。

2. 扩孔

扩孔是用扩孔钻扩大零件孔径的加工方法。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。

扩孔的加工精度一般可以达到IT10IT13级，表面粗糙度Ra为0.33.2um。

与钻孔相比，扩孔具有下列特点：

• 扩孔钻齿数多(3~8个齿)、导向性好，切削比较稳定；
• 扩孔钻没有横刃，切削条件好；
• 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 IT11IT10 级，表面粗糙度Ra为12.56.3μm。扩孔常用于加工直径小于 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(亦称锪钻)来加工各种沉头座孔和锪平端面示。锪钻的前端常带有导向柱，用已加工孔导向。

3. 铰孔

铰孔是用铰刀对未淬火孔进行精加工的一种孔径的加工方法。铰孔的加工精度一般可以达到IT6IT10级，表面粗糙度Ra为0.40.2um。最后是车孔，在车床上车孔主要特征是加工件随主轴回转而刀具做进给运动，其加工后的孔轴心线与零件的回转轴线同轴。孔的圆度主要取决于机床主轴的回转精度，孔的纵向几何形状误差主要取决于刀具的进给方向。这种车孔方式适用于加工外圆表面与孔要求有同轴的零件。

铰孔余量对铰孔质量的影响很大，余量太大，铰刀的负荷大，切削刃很快被磨钝，不易获得光洁的加工表面，尺寸公差也不易保证；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，自然也就没有改善孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.350.15mm，精铰取为 01.50.05mm。

为避免产生积屑瘤，铰孔通常采用较低的切削速度(高速钢铰刀加工钢和铸铁时，v <8m/min)进行加工。进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大，高速钢铰刀加工钢和铸铁时进给量常取为 0.3~1mm/r。

铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗，以防止产生积屑瘤并及时清除切屑。与磨孔和镗孔相比，铰孔生产率高，容易保证孔的精度；但铰孔不能校正孔轴线的位置误差，孔的位置精度应由前工序保证。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。

提高孔加工精度的方法

1. 刃磨好钻头是前提

钻孔前应选择好相应的钻头进行刃磨。刃磨的钻头除了保证顶角、后角、横刃斜角准确，两主切削刃长度相等且与钻头中心线对称、两主后刀面光滑外，为便于定心和减小孔壁的粗糙，还应对横刃和主切削刃做适当修磨（最好先在砂轮机上粗磨，再在油石上精修）。

2. 精确划线是基础

用高度尺精确划线，首先应保证尺寸准确，划线时使划针角与工件划线平面之间形成40°～60°的夹角（沿划线方向），使划出的线条清晰均匀。要注意划线基准面的选择，基准面要加工精确，要保证本身的平面度及与相邻面的垂直度。孔位十字线划出后，为保证钻孔时便于找正，应用中心冲在十字线上冲出中心点（要求冲点要小，位置要准）。

3. 正确装夹是关键

通常情况下，对于直径小于6mm以下的孔，若精度不高，可用手钳夹紧工件进行钻孔；对于6～10mm的孔，若工件规则平正，可用平口钳夹持，但应使工件表面与钻床主轴垂直。钻直径较大的孔时，必须将平口钳用螺栓压板固定；对较大工件且钻孔直径10mm以上时，应用压板夹紧的方法进行钻孔。

4. 准确找正是重点

工件装夹完毕，不要急于落钻，应首先进行找正。找正有静态找正和动态找正。所谓静态找正，就是指在钻床启动之前进行找正，使钻床主轴中心线与工件十字线交点对正，此种方法对于初学者安全方便，较为容易掌握，但是由于未考虑例如钻床主轴的摆动等不确定因素，钻孔精度较低。动态找正是在钻床启动后进行找正，在找正的同时，把一些不确定因素均考虑在内，精度相对较高。

5. 扩孔纠偏

对于孔的位置超差在0.20mm以内的底孔，可采取向纠偏方向推动工件，逐步加大钻头直径进行扩孔方式加以解决。(注意：为了削弱钻头自动定心作用，应适当加大钻头顶角角度)

6. 修锉纠偏

对于孔的位置超差大于0.20mm的底孔，若仍然采取上述方法，势必会增加扩孔的次数和不同规格尺寸的钻头占有量，延长纠偏的时间。可采取圆锉修锉技术去除多余的偏移余量后，再配以钻扩方式加以解决。

第一步：相关测量计算，先测量出底孔的尺寸误差、形位误差，如超差，相对理想位置，通过计算分析出孔的位置误差值。然后，确定修锉底孔的方向(修锉底孔的方向，为实际孔的位置中心到理想位置中心的连线方向)和修锉孔的形状(修锉孔的形状应接近椭圆状，椭圆的几何中心与理想位置中心重合，椭圆的短轴为原底孔直径，消除孔的位置误差的最小底孔直径，即为椭圆的长轴)。

第二步：选择锉刀和修锉方法，所选的修锉圆锉直径略小于原底孔直径。直径过大或等于底孔直径，圆锉插不进底孔内或修锉时锉削困难。过小易修锉成梨状，使钻头不对称受力，钻孔时产生新的孔的位置偏移误差。修锉时可在台虎钳上用手工修锉，也可借助于钻床主轴的旋转运动，把圆锉夹于钻夹头内，上下移动，推动工件进行加工。薄板件从底孔一端修锉即可;当工件较厚时，对于通孔来讲，应从底孔两端进行修锉，以减少锉内圆弧面与孔口端面的不垂直误差。

第三步：扩孔，所选扩孔钻头的直径应大于工件厚度中间平面的椭圆长轴的尺寸。扩孔应尽量选用短钻头，小的顶角、后角，低速切削。

第四步：检测，检测孔的尺寸精度、形位精度是否合格。如不合格，则重复上述过程，直至符合图纸规定的技术要求为止。

在钻孔过程中要按照先基准后一般、先高精度后一般的原则，即优先加工或保证基准位置上的孔，或尺寸精度、形位精度要求相对较高的孔。

文章来源：木工门户，金属加工，NC加工中心夹具，数控编程社区