在自由状态下加工出高精度的孔

刘文梅

摘要：在自由状态下加工出高精度的孔，需要心智技能和操作技巧的有效结合；孔的精度控制主要是控制孔的孔径、位置和表面粗糙度；自由状态下加工高精度的孔，一般是钻孔、锉刀修掏孔、扩孔和铰孔相结合进行，边加工、边修整、边测量；刀具的修磨、锉刀修掏后的扩孔和测量、冷却润滑液的选择和配置是加工的关键。

【关键词】自由状态 修掏 扩孔 借正 方格定圆 测量

· 【中图分类号】TG93

加工高精度的孔有很多的方法，采用模具、专用刀具以及线切割等先进的加工手段都能够保证孔的精度要求。对于单件、小批量，特别是模具制造中，如果单为加工一个或几个工件做出专用的刀具、模具或采用线切割等方法代价太大，这就需要在自由状态下运用手工操作来加工，在课堂上让学生掌握这种技巧是十分必要的，可以减少了进入工厂后的再次培训和自我总结和提高的时间，缩短技能形成的周期，间接提高了劳动力生产水平。在自由状态下加工出较高精度的孔，需要心智技能和操作技巧的有效结合，不仅要能够熟练控制加工设备和刀具，还要能够正确分析加工过程中出现的问题，找出问题的最佳处理方案。自由状态下加工高精度的孔，一般是钻孔、锉刀修掏孔、扩孔和铰孔相结合进行，边加工、边修整、边测量。现就加工时注意的问题谈一下看法。

一、 刀具的修磨和孔径的测量

为了保证在工件上加工出合格的孔，在加工前应对刀具进行刃磨并试钻、试扩和试铰。底孔钻头刃磨时要修磨横刃，减少横刃的长度，保证切削刃的等高和对称，提高起钻的稳定性，避免起钻时出现较大的中心偏移；扩孔钻一般用标准麻花钻改制，刃磨要求与标准麻花钻有很大区别，为了减少切削时的振动，顶角和主后角适当小些，并对刀尖处的前角适当修磨，减小扩孔表面的粗糙度；新铰刀往往达不到加工精度的要求，必需对其进行修磨。铰刀的修磨量很小，修磨的方法很重要，精度高的孔应当采用对铰刀研磨的方法修整。具体方法是先在较软的铸铁材料上（HT150或HT200）加工出比铰刀直径稍大的孔（0.05MM左右），把调整好的研磨剂均匀涂在铸铁孔的内壁，将需要修磨的铰刀在铸铁孔中旋转并上下移动进行研磨，然后将铰刀上的研磨剂清除干净后試铰，重复研磨试铰过程，直至达到规定的精度要求。用合理的检测手段检验孔径的大小是否合格。常用的孔径检测手段有对比检验法和直接测量法。采用塞规可以监测孔径是否合格但是无法获得孔径的具体尺寸；采用杠杆百分表可以获得孔径的精度尺寸并能测量孔的圆度，但是对于直径小的孔不适用；用内径千分尺测量孔可以得到具体的孔径，但是由于量爪长度原因，对深孔的中间位置无法测量。对孔的测量方法很多，各有利弊，要根据孔径的大小、位置和要求选择合适的测量方法。

二、 采用划线钻孔方法

规圆划线法，对于一般孔的加工而言是一种简单、实用、高效的划线方法，但对于位置精度要求高的孔来说，这种方法是达不到加工要求。原因是——划出中心线后，必需要用样冲加工出样冲眼，然后再用划规划圆，样冲眼与孔的中心存在偏移，划规划圆时又是以样冲眼为基准，造成的累计误差较大。对于高位置精度的孔，为了减少加工过程中找正和借正观察时的视觉和累计误差，应该采用方格定圆的划线方法。即以孔的中心线为基准用较为准确的划线工具分别划出边长小于、等于和大于孔径的一个或几个正方格，孔径较大的可以多划几个方格，孔径较小的少划几个，方格的数量以线条清晰，直观为依据，线条过多会造成视觉混乱，为起钻和借正带来困难；过少又会减少加工借正的视觉依据；因此，划线方格的数量要合理。底孔位置精度虽然不影响最终加工精度，加工底孔也应尽量保证其位置精度，以减少以后扩孔和修掏的借正量。

三、 采用扩孔和修掏的方法控制孔的位置精度

底孔钻好后，测量孔的位置，确定偏移方向和偏移量，然后用圆锉刀修整，使孔的外形扩展为一个椭圆，测量椭圆的位置并不断修整，使其沿孔的中心位置对称；然后用稍大的扩孔钻扩孔，扩孔时，为了避免振动，应控制好转速和进给量；扩孔后再次测量孔的位置，特别是孔口两端的位置，如果还是有偏移，重复上面的修掏、测量和扩孔的过程，直到孔的位置达到要求。铰孔前的孔不仅要保证位置精度还要达到要求的孔径尺寸要求，最后的铰孔只是用来提高表明粗度和保证孔径尺寸，无法对孔的位置借正。

四、 铰孔时注意的问题

为了保证孔径和粗糙度，一般采用铰孔的方法。铰孔余量控制要合理，如果余量太大，不但铰孔不光，而且铰刀容易磨损；铰孔余量太小，则不能去除上一道工序留下的加工刀痕，也达不到表面粗糙度的要求。一般来说，对于直径小于6毫米的铰刀铰削余量在0.05到0.1毫米之间、直径6到18毫米的孔的铰削余量在0.1到0.2毫米之间（二次精铰0.1到0.15毫米）、直径18到30毫米的铰削余量在0.2到0.3毫米（二次精铰0.1到0.15毫米）、直径在30到50毫米的铰削余量在0.3到0.4之间（二次精铰0.15到0.25毫米）。切削速度要合理，为保证加工表面的粗糙度，避免切削瘤的产生，减少切削热和变形，应取较小的切削速度。铰削时必须选用适当的切削液来减少摩擦，降低工件和刀具的温度，防止切削瘤的产生并避免切削细末黏附在刀刃上以及孔壁和铰刀的刃带之间，从而减少加工表面的粗糙度值和孔的扩大量。对于一般的钢件，采用工业植物油和乳化液配制，也可用动物油（一般用猪油，鸡油等）和植物油按1：5——7的比例低温熬制；对于铸铁和其他材料，根据加工时的具体情况可以选用煤油、乳化液等冷却润滑液。

空的精度控制主要就是控制空的孔径、位置和表面粗糙度。无论采用什么方法都是围绕这三个因素进行的，以上介绍的只是一种比较简单实用的加工方法，刀具的修磨、锉刀掏修后的扩孔和测量、冷却润滑液的选择和配置是加工时的关键。