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探讨孔加工技术的最新发展动向
2025-07-15 09:33  浏览:56

  在机械加工中,孔加工约占其加工总量的1/3 。孔加工是半封闭式切削 ,因此,排屑、热量传散、切削液浇注都较困难,而且加工难度较大。随着科学技术的进步,在机械产品零件中,对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为生产关键,亟待解决。

  孔加工技术除应研究加工时所采用的机床设备和刀具(所谓硬件)外,还要研究如何有效地使用好这些装备的应用技术(所谓软件)。

  孔的定义与分类

  什么是孔?根据国家标准GB1800—1979的规定:孔主要指圆柱形的内表面。由此可知,广义的孔泛指包容面。孔通常可按如下方法分类:

  (1)按形状来分。有圆柱孔、圆锥孔、鼓形孔、多边形孔、花键孔和其它异形孔以及特形孔(如弯曲孔)等。其中,以圆柱孔使用最为广泛。

  (2)按形态来分。有通孔及盲孔(不通孔);深孔(指孔的深度L与孔径D之比超过5的孔,L/D简称深径比或长径比;L/D=5~20属一般深孔,L/D﹥20~30属中等深孔,L/D﹥30~100称为特殊深孔)及浅孔。

  (3)按孔径的大小来分。有大孔(D﹥100mm)、普通孔(D=10~100mm)、小孔(D=1~10mm)和微孔(D<1mm的孔)。

  (4)按加工机理来分。有机械加工、特种加工(见表1)、机电复合加工等。尽管特种加工方法较多,但目前由于设备比较昂贵和加工效率不高等原因,所以无论是现在还是可预见的未来,传统的机械加工仍将是孔加工的主要手段。

  (5)按加工精度分。有粗孔(如钻孔和粗镗后的孔)、半精孔(如扩孔、粗铰、半精镗的孔)和精密孔(如精铰、精拉、精磨、珩磨、研磨后的孔)等。

  精密孔通常是指公差等级在IT7~IT6级以上,表面粗糙度Ra﹤ 0.8~0.4m的孔,它的几何形状精度(如圆度、圆柱度、轴线直线度等)一般规定在其尺寸公差带的1/2~1/3范围内。

  随着航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、家电、能源、模具、液压、机床及精密机械等装备制造业的迅速发展和产品的更新换代,精密孔的应用日益增多。例如液压系统中广泛使用的各种阀孔、高压油缸筒都是一些典型的精密孔。孔加工由于其自身的特点,加工难度较大,而精密孔加工的难度更大。

  孔加工的特点

  孔加工是一种比较复杂的工艺过程,加工时必须妥善解决排屑、冷却润滑和导向等问题。孔加工的主要特点是:

  (1)由于受被加工工件孔径尺寸、长度和形状的制约,故切削刀具相应较细长,刚性差,并且大多呈悬臂装夹的方式,加工容易引起刀具的偏斜和震动。

  (2)切屑排除比较困难。要改善容屑与排屑条件,势必要增大容屑槽,但这样将会使刀具的强度和刚度降低。

  (3)切削液难以引入到切削区,切屑、刀具与工件孔壁之间的摩擦很大,切削温度很高,尤其是在加工深孔时。所以,切削液在孔加工中具有特殊的重要作用。切削液的合理选择和正确使用,对孔的加工质量、刀具寿命和切削效率等有极大的影响。

  孔加工常用的切削液供液方法有浇注法和高压内冷却法两种。前者最为简单,但供液效果差 ,且切削液消耗量大。内冷却法多用于油孔钻、深孔钻、喷吸钻、套料刀和单刃镗铰刀等孔加工刀具上,需在刀具上作出高压内冷却的供液(油)通道孔,油气混合物通过此通道被输送到切削区,此法消耗的切削液用量少,但刀具结构较复杂。目前,随着刀具制造技术的进步,国内外各刀具公司已推出了各种带高压内冷却供液(油)通道孔刀具的新品,为采用内冷却法创造了条件。例如,ISCAR公司推出的包括DR、DZ和DS系列的机夹硬质合金可转位刀片浅孔钻,德国MAPAL公司的涂层硬质合金单刃铰刀(切削速度高达150-400m/min),日本三菱公司的硬质合金小钻头等,它们都有提供通向射流应用区域的高压切削液通道孔,并且规格越来越小。据报道,国外一家公司生产的硬质合金小钻头,其直径可小到3-4.5mm,油孔直径为0.4-0.6mm。

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