這是因?yàn)椋?)孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制，剛性差，容易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng);2)用定尺寸刀具加工孔時(shí)，孔加工的尺寸往往直接取決于刀具的相應(yīng)尺寸，刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度;3)加工孔時(shí)，切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑及散熱條件差，加工精度和表面質(zhì)量都不易控制。

一、鉆孔與擴(kuò)孔

1. 鉆孔

鉆孔是在實(shí)心材料上加工孔的第一道工序，鉆孔直徑一般小于 80mm 。鉆孔加工有兩種方式：一種是鉆頭旋轉(zhuǎn);另一種是工件旋轉(zhuǎn)。上述兩種鉆孔方式產(chǎn)生的誤差是不相同的，在鉆頭旋轉(zhuǎn)的鉆孔方式中，由于切削刃不對稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時(shí)，被加工孔的中心線會(huì)發(fā)生偏斜或不直，但孔徑基本不變;而在工件旋轉(zhuǎn)的鉆孔方式中則相反，鉆頭引偏會(huì)引起孔徑變化，而孔中心線仍然是直的。

常用的鉆孔刀具有：麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等，其中最常用的是麻花鉆，其直徑規(guī)格為 Φ0.1-80mm。

由于構(gòu)造上的限制，鉆頭的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均較低，加之定心性不好，鉆孔加工的精度較低，一般只能達(dá)到 IT13～I(xiàn)T11;表面粗糙度也較大， Ra 一般為 50~12.5μm;但鉆孔的金屬切除率大，切削效率高。鉆孔主要用于加工質(zhì)量要求不高的孔，例如螺栓孔、螺紋底孔、油孔等。對于加工精度和表面質(zhì)量要求較高的孔，則應(yīng)在后續(xù)加工中通過擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔或磨孔來達(dá)到。

2. 擴(kuò)孔

擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步加工，以擴(kuò)大孔徑并提高孔的加工質(zhì)量，擴(kuò)孔加工既可以作為精加工孔前的預(yù)加工，也可以作為要求不高的孔的最終加工。擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似，但刀齒數(shù)較多，沒有橫刃。

與鉆孔相比，擴(kuò)孔具有下列特點(diǎn)：(1)擴(kuò)孔鉆齒數(shù)多(3~8個(gè)齒)、導(dǎo)向性好，切削比較穩(wěn)定;(2)擴(kuò)孔鉆沒有橫刃，切削條件好;(3)加工余量較小，容屑槽可以做得淺些，鉆芯可以做得粗些，刀體強(qiáng)度和剛性較好。擴(kuò)孔加工的精度一般為 IT11~IT10 級，表面粗糙度Ra為12.5~6.3μm。擴(kuò)孔常用于加工直徑小于 的孔。在鉆直徑較大的孔時(shí)(D ≥30mm )，常先用小鉆頭(直徑為孔徑的 0.5~0.7 倍)預(yù)鉆孔，然后再用相應(yīng)尺寸的擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，這樣可以提高孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

擴(kuò)孔除了可以加工圓柱孔之外，還可以用各種特殊形狀的擴(kuò)孔鉆(亦稱锪鉆)來加工各種沉頭座孔和锪平端面示。锪鉆的前端常帶有導(dǎo)向柱，用已加工孔導(dǎo)向。

二、鉸孔

鉸孔是孔的精加工方法之一，在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。對于較小的孔，相對于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工方法。

1. 鉸刀

鉸刀一般分為手用鉸刀及機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀柄部為直柄，工作部分較長，導(dǎo)向作用較好，手用鉸刀有整體式和外徑可調(diào)整式兩種結(jié)構(gòu)。機(jī)用鉸刀有帶柄的和套式的兩種結(jié)構(gòu)。鉸刀不僅可加工圓形孔，也可用錐度鉸刀加工錐孔。

2. 鉸孔工藝及其應(yīng)用

鉸孔余量對鉸孔質(zhì)量的影響很大，余量太大，鉸刀的負(fù)荷大，切削刃很快被磨鈍，不易獲得光潔的加工表面，尺寸公差也不易保證;余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，自然也就沒有改善孔加工質(zhì)量的作用。一般粗鉸余量取為0.35~0.15mm，精鉸取為 01.5~0.05mm。

為避免產(chǎn)生積屑瘤，鉸孔通常采用較低的切削速度(高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí)，v <8m/min)進(jìn)行加工。進(jìn)給量的取值與被加工孔徑有關(guān)，孔徑越大，進(jìn)給量取值越大，高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時(shí)進(jìn)給量常取為 0.3~1mm/r。

鉸孔時(shí)必須用適當(dāng)?shù)那邢饕哼M(jìn)行冷卻、潤滑和清洗，以防止產(chǎn)生積屑瘤并及時(shí)清除切屑。與磨孔和鏜孔相比，鉸孔生產(chǎn)率高，容易保證孔的精度;但鉸孔不能校正孔軸線的位置誤差，孔的位置精度應(yīng)由前工序保證。鉸孔不宜加工階梯孔和盲孔。

鉸孔尺寸精度一般為 IT9～I(xiàn)T7級，表面粗糙度Ra一般為 3.2~0.8 μm。對于中等尺寸、精度要求較高的孔(例如IT7級精度孔)，鉆—擴(kuò)—鉸工藝是生產(chǎn)中常用的典型加工方案。

三、鏜孔

鏜孔是在預(yù)制孔上用切削刀具使之?dāng)U大的一種加工方法，鏜孔工作既可以在鏜床上進(jìn)行，也可以在車床上進(jìn)行。

1. 鏜孔方式

鏜孔有三種不同的加工方式。

(1)工件旋轉(zhuǎn)，刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔方式。工藝特點(diǎn)是：加工后孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)軸線一致，孔的圓度主要取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的軸向幾何形狀誤差主要取決于刀具進(jìn)給方向相對于工件回轉(zhuǎn)軸線的位置精度。這種鏜孔方式適于加工與外圓表面有同軸度要求的孔。

(2)刀具旋轉(zhuǎn)，工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

鏜床主軸帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動(dòng)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

(3)刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

采用這種鏜孔方式鏜孔，鏜桿的懸伸長度是變化的，鏜桿的受力 變形也是變化的，靠近主軸箱處的孔徑大，遠(yuǎn)離主軸箱處的孔徑小，形成錐孔。此外，鏜桿懸伸長度增大，主軸因自重引起的彎曲變形也增大，被加工孔軸線將產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲。這種鏜孔方式只適于加工較短的孔。

2. 金剛鏜

與一般鏜孔相比，金剛鏜的特點(diǎn)是背吃刀量小，進(jìn)給量小，切削速度高，它可以獲得很高的加工精度(IT7～I(xiàn)T6)和很光潔的表面(Ra為 0.4~0.05 μm)。金剛鏜最初用金剛石鏜刀加工，現(xiàn)在普遍采用硬質(zhì)合金、CBN和人造金剛石刀具加工。主要用于加工有色金屬工件，也可用于加工鑄鐵件和鋼件。

金剛鏜常用的切削用量為：背吃刀量預(yù)鏜為 0.2~0.6mm，終鏜為0.1mm ;進(jìn)給量為 0.01~0.14mm/r ;切削速度加工鑄鐵時(shí)為100~250m/min ，加工鋼時(shí)為150~300m/min ，加工有色金屬時(shí)為 300~2000m/min。

為了保證金剛鏜能達(dá)到較高的加工精度和表面質(zhì)量，所用機(jī)床(金剛鏜床)須具有較高的幾何精度和剛度，機(jī)床主軸支承常用精密的角接觸球軸承或靜壓滑動(dòng)軸承，高速旋轉(zhuǎn)零件須經(jīng)精確平衡;此外，進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必須十分平穩(wěn)，保證工作臺能做平穩(wěn)低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

金剛鏜的加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，在大批大量生產(chǎn)中被廣泛用于精密孔的最終加工，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸孔、活塞銷孔、機(jī)床主軸箱上的主軸孔等。但須引起注意的是：用金剛鏜加工黑色金屬制品時(shí)，只能使用硬質(zhì)合金和CBN制作的鏜刀，不能使用金剛石制作的鏜刀，因金剛石中的碳原子與鐵族元素的親和力大，刀具壽命低。

3. 鏜刀

鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。

4. 鏜孔的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

鏜孔和鉆—擴(kuò)—鉸工藝相比，孔徑尺寸不受刀具尺寸的限制，且鏜孔具有較強(qiáng)的誤差修正能力，可通過多次走刀來修正原孔軸線偏斜誤差，而且能使所鏜孔與定位表面保持較高的位置精度。

鏜孔和車外圓相比，由于刀桿系統(tǒng)的剛性差、變形大，散熱排屑條件不好，工件和刀具的熱變形比較大，鏜孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率都不如車外圓高。

綜上分析可知， 鏜孔的加工范圍廣，可加工各種不同尺寸和不同精度等級的孔，對于孔徑較大、尺寸和位置精度要求較高的孔和孔系，鏜孔幾乎是唯一的加工方法。鏜孔的加工精度為 IT9～I(xiàn)T7級。鏜孔可以在鏜床、車床、銑床等機(jī)床上進(jìn)行，具有機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。在大批大量生產(chǎn)中，為提高鏜孔效率，常使用鏜模。

四、珩磨孔

1. 珩磨原理及珩磨頭

珩磨是利用帶有磨條(油石)的珩磨頭對孔進(jìn)行光整加工的方法。珩磨時(shí)，工件固定不動(dòng)，珩磨頭由機(jī)床主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。珩磨加工中，磨條以一定壓力作用于工件表面，從 工件表面上切除一層極薄的材料，其切削軌跡是交叉的網(wǎng)紋。為使砂條磨粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不重復(fù)，珩磨頭回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)與珩磨頭每分鐘往復(fù)行程數(shù)應(yīng)互成質(zhì)數(shù)。

珩磨軌跡的交叉角與珩磨頭的往復(fù)速度及圓周速度有關(guān)，角的大小影響珩磨的加工質(zhì)量及效率，一般粗珩時(shí)取°，精珩時(shí)取。為了便于排出破碎的磨粒和切屑，降低切削溫度，提高加工質(zhì)量，珩磨時(shí)應(yīng)使用充足的切削液。

為使被加工孔壁都能得到均勻的加工，砂條的行程在孔的兩端都要超出一段越程量。為保證珩磨余量均勻，減少機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響，珩磨頭和機(jī)床主軸之間大都采用浮動(dòng)連接。

珩磨頭磨條的徑向伸縮調(diào)整有手動(dòng)、氣動(dòng)和液壓等多種結(jié)構(gòu)形式。

2. 珩磨的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

1)珩磨能獲得較高的尺寸精度和形狀精度，加工精度為 IT7~IT6 級，孔的圓度和圓柱度誤差可控制在 的范圍之內(nèi)，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。

2)珩磨能獲得較高的表面質(zhì)量，表面粗糙度Ra為 0.2~0.25μm ，表層金屬的變質(zhì)缺陷層深度極微2.5~25μm。

3)與磨削速度相比，珩磨頭的圓周速度雖不高(vc=16~60m/min)，但由于砂條與工件的接觸面積大，往復(fù)速度相對較高(va=8~20m/min)，所以珩磨仍有較高的生產(chǎn)率。

珩磨在大批大量生產(chǎn)中廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔及各種液壓裝置中精密孔的加工，并可加工長徑比大于10的深孔。但珩磨不適用于加工塑性較大的有色金屬工件上的孔，也不能加工帶鍵槽的孔、花鍵孔等。

五、拉孔

1. 拉削與拉刀

拉孔是一種高生產(chǎn)率的精加工方法，它是用特制的拉刀在拉床上進(jìn)行的。拉床分臥式拉床和立式拉床兩種，以臥式拉床最為常見。

拉削時(shí)拉刀只作低速直線運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)一般應(yīng)不少于3個(gè)，否則拉刀工作不平穩(wěn)，容易在工件表面產(chǎn)生環(huán)狀波紋。為了避免產(chǎn)生過大的拉削力而使拉刀斷裂，拉刀工作時(shí)，同時(shí)工作刀齒數(shù)一般不應(yīng)超過6~8個(gè)。

拉孔有三種不同的拉削方式，分述如下：

1)分層式拉削

這種拉削方式的特點(diǎn)是拉刀將工件加工余量一層一層順序地切除。為了便于斷屑，刀齒上磨有相互交錯(cuò)的分屑槽。按分層式拉削方式設(shè)計(jì)的的拉刀稱為普通拉刀。

2)分塊式拉削

這種拉削方式的特點(diǎn)是加工表面的每一層金屬是由一組尺寸基本相同但刀齒相互交錯(cuò)的刀齒(通常每組由2-3個(gè)刀齒組成)切除的。每個(gè)刀齒僅切去一層金屬的一部分。按分塊拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀稱為輪切式拉刀。

3)綜合式拉削

這種方式集中了分層及分塊式拉削的優(yōu)點(diǎn)，粗切齒部分采用分塊式拉削，精切齒部分采用分層式拉削。這樣既可縮短拉刀長度，提高生產(chǎn)率，又能獲得較好的表面質(zhì)量。按綜合拉削方式設(shè)計(jì)的拉刀稱為綜合式拉刀。

2. 拉孔的工藝特征及應(yīng)用范圍

1)拉刀是多刃刀具，在一次拉削行程中就能順序完成孔的粗加工、精加工和光整加工工作，生產(chǎn)效率高。

2)拉孔精度主要取決于拉刀的精度，在通常條件下，拉孔精度可達(dá) IT9~IT7，表面粗糙度Ra可達(dá) 6.3~1.6 μm。

3)拉孔時(shí)，工件以被加工孔自身定位(拉刀前導(dǎo)部就是工件的定位元件)，拉孔不易保證孔與其它表面的相互位置精度;對于那些內(nèi)外圓表面具有同軸度要求的回轉(zhuǎn)體零件的加工，往往都是先拉孔，然后以孔為定位基準(zhǔn)加工其它表面。

4)拉刀不僅能加工圓孔，而且還可以加工成形孔，花鍵孔。

5)拉刀是定尺寸刀具，形狀復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不適合于加工大孔。

拉孔常用在大批大量生產(chǎn)中加工孔徑為 Ф10~80mm 、孔深不超過孔徑5倍的中小零件上的通孔。

各種機(jī)械加工的「加減法」

上到航天器，下到咖啡壺，你知道它們的零件是怎么做出來的嗎?一組動(dòng)圖，帶你了解機(jī)械加工的“加減法”。

車削加工

一言不合就車珠子?這“車”指的就是車削加工了。車削的關(guān)鍵在于，要讓需要加工的工件旋轉(zhuǎn)起來，然后再讓直線移動(dòng)的刀具靠近它們，對工件表面進(jìn)行雕琢。

首先，工件被卡盤固定在機(jī)床上，接下來，工件在電機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以按照我們對加工的要求人為控制。然后，就可以開始控制刀具在工件表面進(jìn)行雕琢，這被稱為“走刀”。

常見的車刀往往是用高速鋼或硬質(zhì)合金制成，近幾年市面上陶瓷刀具和人造金剛石刀具也用的很廣泛。

不同形狀的車刀可以滿足各種加工要求：

除了外表面，車削中使用鏜刀還可以在工件已經(jīng)有孔的地方，對內(nèi)表面進(jìn)行精加工。

銑削加工

說完了“車”，“銑”又是啥?其實(shí)，它還是利用旋轉(zhuǎn)的加工方式，只不過這回輪到銑刀來旋轉(zhuǎn)了。

傳統(tǒng)的銑削加工有兩種相對運(yùn)動(dòng)方式，一種就是像上圖這樣，被加工的工件固定不動(dòng)，完全依靠銑刀坐上來自己動(dòng)旋轉(zhuǎn)和平移;而另一種如下圖所示，銑刀單純做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件可以沿著前后、左右、上下三個(gè)方向移動(dòng)。

銑刀是一種多刃刀具，在每一轉(zhuǎn)的銑削加工中，銑刀每個(gè)刀刃只參與一次切削，其余時(shí)間停歇有利于散熱。這樣一來，比起單刃的車刀，銑刀的切削效率也更高。不同形狀的銑刀可以完成各種平面、臺階面、凹槽、腔體的加工。

數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床這個(gè)詞似乎總會(huì)和“汽車維修”、“挖掘機(jī)”之類的東西并列出現(xiàn)，它到底是什么玩意兒?

我們說的普通機(jī)床，在加工操作時(shí)很大程度要依靠手動(dòng)，比如調(diào)整工件的轉(zhuǎn)速，就需要手動(dòng)掛擋主軸箱上的推桿。而數(shù)控機(jī)床就是把這些操作全都變成了“自動(dòng)擋”。數(shù)控機(jī)床在實(shí)際加工前，會(huì)先通過 CAD 軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的制圖，再通過 CAM 軟件模擬整個(gè)加工過程。一切確認(rèn)無誤后，把編制好的加工程序?qū)氲綌?shù)控機(jī)床中，安裝好工件，閉合好保護(hù)艙門，之后只要等待數(shù)控機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行加工，就可以得到想要的零件啦。

傳說中的數(shù)控機(jī)床

而光是自動(dòng)加工還不算什么，數(shù)控機(jī)床還可以加上刀庫，升級成“加工中心”。加工中心可以讓我們在幾十種刀具之間進(jìn)行切換，一會(huì)兒車削，一會(huì)兒銑削，一會(huì)兒再磨削……全都能搞定!工件一直都固定在夾具上，基點(diǎn)不需要轉(zhuǎn)移，因此更換加工方式也不會(huì)影響到加工的精度。


要什么刀?隨便選!加工中心的刀庫與換刀過程