单孔工件的镗削加工

二、单孔工件的镗削加工

单孔工件镗削是镗工应该掌握的最基本操作技能。镗工除了应正确掌握工件的安装、找正，镗刀的正确安装、对刀等操作技术外，还必须熟练掌握单孔镗削的最基本方法。

单孔工件镗削中必须掌握通孔、台阶孔和不通孔的镗削加工方法。

1.镗削通孔

（1）分析工件图样，确定被加工孔的形状位置尺寸　如图4.23所示为需加工的工件，镗削加工φ60H9孔，在加工过程中，除了控制孔的尺寸精度外，还要控制孔距尺寸、平行度等公差要求。

图4.23　支架

由于支架工件一般已有预制孔，可直接进行镗削加工，为此，其加工工艺路线为：粗镗—半精镗—孔口倒角—精镗。

（2）确定镗削加工刀具

1）粗镗用刀具　粗镗时，镗刀杆要根据加工孔的孔径尺寸尽量选择粗大些，以提高刚性，有利于提高孔的形位精度，镗刀可选择单刃镗刀，并修磨其切削刃，如图4.24所示。

图4.24　粗镗刀具与工具

1—径、轴向紧固螺钉；2—单刃镗刀；3—镗刀杆

2）半精镗用刀具　如图4.25所示为固定尺寸单刃和双刃镗刀，半精镗时一般均选用这一类刀具。

图4.25　半精镗用刀具与工具

3）精镗用刀具　精镗时，选择浮动镗刀，并用千分尺检测浮动镗刀的镗削直径，调整刀具镗削直径为被加工孔的最小极限尺寸，如图4.26所示。

图4.26　精镗用浮动镗刀

（3）工件的装夹找正　按工件图样所示，工件的底面为安装面，左侧面为找正面。

由于工件是单孔加工，故选择装夹位置应靠近主轴，这样有利于工件的加工。找正侧面时，如图4.27所示利用工作台的T形槽，安装挡铁来间接找正，这样可以避免直接找正时工件的移动，保证定位的可靠性。

图4.27　找正挡铁

工件装上工作台前，先要清理台面及工件定位面毛刺，安装时，侧面要靠紧找正挡铁，并在前后放入等厚纸条，靠紧后纸条要不能拉出，待预紧压紧装置后，可拉出纸条，随后压紧工件，如图4.28所示。

图4.28　工件的装夹

1—纸条；2—挡铁块；3—夹紧位置

（4）工件的加工

1）加工孔位找正　被加工孔的横向尺寸无精度要求，通常以划线为基准，在主轴上安装中心定位轴，调节横向距离，使其尖端对准孔位横向中心线，根据划线找正横向中心，如图4.29（a）所示。孔的高低尺寸找正，要用定位心轴，量规、百分表来进行，如图4.29（b），量块高度为心轴半径加上孔距尺寸。高低尺寸找正时，将已粘合的量块，放在定位心轴附近，用百分表测量出量块的读数（以百分表指针摆动20格为宜），并转动百分表刻度表面，对零位。机动主轴箱使定位心轴停留在量块低处附近，并移动百分表至定位心轴上方，微量进给，主轴箱上升，当百分表开始读数时，主轴箱停止移动，百分表作测量定位心轴最高点的径向移动，并在最高点处停留。做主轴箱的夹紧实验，测出变化数值，以便精找正时，作修正用。松开及微量进给，上升移动主轴箱，当百分表出现所需零位读数时，再次夹紧主轴箱，则孔位垂向尺寸已找正好。

图4.29　孔位找正

由于卧式镗床主轴箱质量一般都比机床平衡锤的质量要大，因此，主轴箱会产生向下的作用力。当主轴箱随着丝杠旋转上升后，丝杠产生的向上作用力正好与主轴箱产生的向下作用力抵消，主轴箱夹紧后就不易移动，故找正时宜使主轴箱向上移动。

2）粗镗　粗镗以切除余量为主，将分多次镗削，每次切削的背吃刀量，一般可由下述方法控制：当单刃镗刀装入镗刀杆后，缩至最小尺寸，伸出主轴，使镗刀贴近加工表面，并使镗刀在毛坯孔径最小处停止，轻敲刀柄尾部，使切削刃向外延伸，直到刀尖超过孔径3～4毫米时收回主轴，并紧固镗刀，如图4.30所示。

图4.30　粗镗背吃刀量

根据切削用量选择原则，调整转速与进给量，启动机床进行镗削加工，开始时，用手动微量进给加工，在切削至5毫米左右后，改用机动进给加工，如图4.31所示。经过几次镗削后，孔已被全部镗出，在留下4～5毫米余量时，可改变切削用量，做两次以圆整孔为主的镗削加工，粗镗后留2毫米余量做精加工。

图4.31　切削时进给方式

3）半精镗　半精镗以控制孔的尺寸精度为主，用准备好的固定尺寸双刃镗刀装在有中心定位的镗刀杆方孔内，先后进行切削加工，如图4.32所示。

图4.32　半精镗

半精镗加工中必须注意：镗刀杆的精度必须完好，镗刀杆装上主轴后要测量刀杆的径向跳动，误差应在0.03毫米之内，否则会形成孔径尺寸误差；双刃镗刀装夹要正确，镗刀装夹好需正确对中，否则会形成单刃切削，导致孔径尺寸超差。安装双刃镗刀时，把揩净后的镗刀杆装夹在主轴上，并把镗刀装入镗刀杆的方孔内，把定位螺钉放入定位孔内，用内六角扳手将定位螺钉旋入，并使镗刀做径向游动，直至螺钉斜面与镗刀缺口斜面紧贴，这时螺钉已紧固，便可做切削加工，如图4.33所示。

图4.33　双刃镗刀的正确装夹

1—定位孔；2—镗刀杆；3—内六角扳手；4—镗刀；5—定位螺钉

4）孔口倒角　装好倒角刀，先用手动进给，使倒角刀的切削刃接近孔口，然后启动机床主轴旋转，用手动微量进给，进行倒角的切削加工，待倒角尺寸达到图样要求时，停止进给，并继续切削，直至无切屑产生后退出倒角刀。孔口两面倒角，如图4.34所示。

图4.34　孔口倒角

1—孔前倒角；2—孔后倒角

精镗前的孔口倒角加工很重要，它直接影响到精加工质量的好坏。例如，用浮动镗刀做精加工，由于浮动镗刀在镗削时自动定中心，因此，经倒角后的孔口能使浮动镗刀的两切削刃同时接触，从而保证了它的中心位置和加工质量。若孔口不倒角而有高低现象，则浮动镗刀无法找到中心位置，也就无法加工。采用机铰刀做精加工，也需孔口倒角，才能使机铰刀的各切削刃同时切削，从而保证铰孔的质量。

（5）精镗　精镗是孔的最后加工工序。由于浮动镗刀在镗刀杆的刀孔内不做强迫定心，径向可自由移动，能补偿中心偏差，因此，利用浮动镗刀切削可以获得正确的孔形。

浮动镗刀的安装必须正确，浮动镗刀安装前，应先点动机床主轴转动，使方孔呈水平状态，取出定位螺钉，擦净方孔表面，然后，将浮动镗刀装入方孔内，并做径向移动，且移动应该灵活，轴向不能松动，如图4.35所示。

图4.35　浮动镗刀的安装

精镗加工时，除正确安装浮动镗刀外，还应注意正式切削前浮动镗刀的位置。切削前，浮动镗刀应随主轴伸长，渐渐接近并到达孔口，直至镗刀的切削刃到达孔口，刀体不能移动为止（见图4.36）。然后，点动，使刀具转动几圈后，才可进行镗削加工。

图4.36　浮动镗刀切削前的位置

用校正尺寸的浮动镗刀进行精镗加工时，当镗至8～10毫米深时，应停车并将镗刀转至水平位置退出，待检查孔径尺寸符合要求后，继续进行镗削（见图4.37（a））。用浮动镗刀进行镗削，浮动镗刀不能全部镗出孔外（见图4.37（b））。

图4.37　浮动镗刀镗削

2.镗削不通孔

（1）分析工件图样，确定加工方法　如图4.38所示工件，本工序要加工φDH9的平底不通孔，除孔径要求外，孔的圆度要在0.03毫米以内，深度和位置尺寸没有公差要求。

图4.38　缸体

镗削不通孔，不能使用固定尺寸的双刃镗刀及浮动镗刀来完成孔的镗削加工，而只能采用单刃镗刀和斜方孔的镗刀杆来完成不通孔的粗、精镗削加工。

（2）确定镗削加工刀具为便于控制镗削时孔径尺寸，粗镗时，可以用固定尺寸双刃镗刀，采用单刃镗刀和斜方孔的镗刀杆，将孔口镗削成台阶孔（见图4.39），单刃镗刀在镗刀杆的斜方孔内的向前延伸，增大镗削直径，直至达到孔径要求。

图4.39　单刃镗刀与斜方孔镗刀杆

1—紧固螺钉；2—单刃镗刀；

3—斜方孔镗刀杆

（3）工件的装夹与找正该工件与前述通孔加工的工件相同，其工件的装夹、找正可采用前面通孔加工时一样的方法，如图4.40所示。

图4.40　工件的装夹与找正

（4）工件的加工

1）加工孔位的找正　由于孔位横向、竖直方向尺寸均无公差要求，都可用顶尖和钢直尺来直接找正，如图4.41（a）、（b）所示。找正后，分别夹紧工作台上滑座和主轴箱，以防两个方向的尺寸变动。

图4.41　孔位找正

1—钢直尺；2—中心顶尖

2）用平底钻加工　该工件要加工平底不通孔，孔底面有粗糙度要求，要用平底钻钻削加工。平底钻的两切削刃必须平直对称，在使用前应进行检查。检查方法是：将平底钻安装在套筒内，放平后，平移伸入主轴的锥孔内，在锥面将接近时，快速用力推入进行装夹。伸长主轴，使平底钻的切削刃接触孔端面，观察钻头切削刃与平面接触状况（见图4.42），如接触不好应进行修磨。

图4.42　平底钻切削刃的检查

钻孔开始时，先用手动进给，使钻头缓慢接触加工表面，在钻头的主切削刃全部切削前，应退刀1～2次，待钻至深10毫米时，改用机动进给。钻至接近目标深度时，要用手动进给达到深度要求。

3）粗、半精加工　粗加工时，先用固定尺寸双刃镗刀镗削3个台阶孔，以利于控制孔径尺寸，然后换上斜方孔镗刀杆，装上单刃镗刀，并调整尺寸，选择好切削用量后，进行镗削加工。

由于加工的是平底不通孔，而粗镗加工有一定的镗削余量，对孔底面的表面粗糙度有影响，故要求粗镗刀的主切削刃与加工的表面平行。镗削加工至孔底时，只需接平钻孔底面即可，从而保证获得孔底的表面粗糙度。

半精加工后，孔的深度已达到尺寸要求，孔径留有精镗余量。在孔的深度尺寸接近时，改用手动微量进给，调整转速，边微量继续进给，边观察孔底接平情况，直至达到孔深尺寸。

4）精镗加工　换上单刃精镗刀，用敲刀头法使刀尖与内空表面接触，达到尺寸后，固紧刀具，选择好切削速度，进行镗削加工，镗至深5毫米左右，用量具检测孔径，合格后继续加工，直至加工完毕。

3.镗削台阶孔

（1）分析图样，确定加工方法，如图4.43所示托架，本工序加工由φ85H8和φ65毫米构成的台阶孔，有孔径要求和表面粗糙度要求。

图4.43　托架

因φ85H8孔长仅35毫米，故可用操作比较方便的主轴进给形式来进行加工。

（2）确定镗削加工刀具　粗镗用单刃镗刀及相应的镗刀杆，同时配备定尺寸双刃镗刀及镗刀杆；孔口倒角用倒角刀；精镗时，用不通孔浮动镗刀（见图4.44），不通孔浮动镗刀与通孔浮动镗刀相比，导向刃短，导向角度稍大。

图4.44　不通孔浮动镗刀

（3）工件的装夹与找正　工件是单一方向加工，故选择在工作台前端中间位置安装，靠近主轴有利于加工。工件的侧面无找正基面，用找正对称中心即可，找正后就可用压板压紧，如图4.45所示。

（4）工件的加工

图4.45　工件的装夹

1）加工孔位找正　孔位横向无尺寸要求，竖向尺寸也无较高要求，可用顶尖和钢直尺来直接找正孔两个方向的位置（见图4.46）。两个方向找正后，分别夹紧主轴箱和工作台滑座，以防尺寸变动。

图4.46　孔位找正

2）粗镗　用单刃镗刀作切除余量加工，随后用双刃镗刀进行控制孔留余量的镗削加工，φ65毫米孔，用定尺寸双刃镗刀镗出，φ85H8孔留余量2毫米。

1—钢直尺；2—中心顶尖

3）半精镗　用定尺寸双刃镗刀，分两次对φ85H8孔进行镗削，留精镗余量0.2毫米。半精镗孔后进行孔口倒角。

4）精镗　用不通孔浮动镗刀，对φ85H8孔进行精镗加工。由于不通孔单刃镗刀的切削刃在刀体前部，切削刃导向角度较大，导向短，因此，当切削刃到达孔口时，进给要缓慢，镗刀对准中心移动要仔细，防止单刃切入孔壁。在刀体位置正确后，先用点动转几圈，后用手动微量进给切削一段，再改用机动进给。

4.圆柱孔的测量

圆柱孔的精度检测项目较多，初级镗工应掌握各种检测方法，能根据图样要求，熟练地进行精度检测，本节主要介绍圆柱孔的尺寸精度检测。

（1）用内卡钳测量孔的内径尺寸　内卡钳测量法是目前镗工使用较多的一种比较测量法，应用此方法测量孔径时，首先用千分尺将内卡钳的张开度调整到孔的最小极限尺寸，然后放入被测孔内，使一个卡脚固定不动，另一个卡脚左右摆动，可利用公式：S₂＝8de算出间隙值e＝S₂/8d。然后将内卡钳的张开度d加上间隙量e，即为被测孔的实际尺寸，如图4.47所示。

图4.47　内卡钳测量孔径时的摆动量

（2）用塞规测量孔径　采用塞规测量直观方便、简单，但只能判断出镗削孔径是否合格。塞规的过端尺寸按工件孔的最小极限尺寸制造，塞规的止端尺寸按工件孔的最大极限尺寸制造。因此，塞规测量不能量出孔的实际尺寸，测量方法如图4.48所示。

图4.48　塞规测量孔径

（3）用内径千分尺测量孔径　内径千分尺是测量大孔径用的精密量具，测量时，内径千分尺在孔内应分别做径向和轴向摆动（见图4.49）。径向摆动应在孔的最大尺寸处，此时内径千分尺的最大读数，即为孔的实际尺寸。轴向摆动应在孔的最小尺寸处，此时内径千分尺所测得的最小读数，即为孔的实际尺寸。两个读数代表真实的直径方向的尺寸，若两个读数一致，则所测得的尺寸就是孔的实际尺寸。

图4.49　内径千分尺测量孔径

（4）用内径百分表测量内径　内径百分表是测量内径的常用精密量具，使用较方便，读数直观，能准确地测出孔的直径尺寸。内径百分表在使用前，需要用千分尺来校对，或用标准圈来做比较校对。

测量时，内径百分表应该与被测孔径垂直放置（见图4.50）。应掌握活动测头由孔口向里侧摆动的手势，百分表上反映的最小数值就是孔的实际尺寸。

图4.50　内径百分表测量孔径

（5）孔距尺寸检测　孔与基准面之间有尺寸要求时，镗削好后，将工件放在平板上，孔内装入检验心轴，移动装在磁性表架上的百分表，百分表测得心轴两端的读数与标准量块处测得的读数进行比较，就可知孔距的实际尺寸，如图4.51所示。

图4.51　孔距尺寸检测

1—套；2—轴；3—百分表；4—量块

（6）平行度检测　镗削孔与基面有平行度要求时，利用测量孔距的方法，移动百分表，检测孔外两端检验棒，两处测得的差若在图样规定的平行度要求之内即为合格，如图4.52所示。

图4.52　平行度的检测

1—轴；2—套；3—百分表