相交深孔與相貫深孔的加工方法

■陜西柴油機重工有限公司 （咸陽 713105）虎臣 趙亞君 李 博

相交深孔與相貫深孔的加工方法

■陜西柴油機重工有限公司 （咸陽 713105）虎臣 趙亞君 李 博

摘要：本文主要論述相交孔及相貫孔的加工，如何確保其精度，如何確定其加工順序、交叉孔的加工等，采用這些方法可提高效率、減少刀具消耗。

1. 問題的產生

傳統的深孔加工其孔深與孔徑之比>5，需要鉆、鏜、擴及鉸等多道工序才能加工出具有較高精度和較好表面質量的長孔，目前所謂的深孔都超過8D（即孔深與孔徑D之比>8）。

對于從事機械加工的工程技術人員，箱、殼體類的生產過程簡單講就是“銑面鉆孔的過程”，銑面往往是為了鉆孔。孔的加工占據著重要地位，除了關鍵孔的加工，還有許多輔助孔的加工，如潤滑油孔、切削液孔等，雖然是輔助孔，但其加工質量決定零件的加工質量。如何加工如圖1所示的相交孔及相貫孔，如何確保其精度，如何確定交叉孔的加工順序等，都是生產中必須面對的問題。

目前該類深孔加工的刀具有以下幾種：其一是采用麻花鉆，分級加工，即幾種直徑一致長度不同的鉆頭，加工一個深孔；其二是采用槍鉆，先加工預鉆引導孔，擴孔、鉸孔等，再利用槍鉆進行加工。如何保證孔的鉆尖偏移量最少，甚至不發生偏移，是工藝人員分析確定工藝方案的難點。

圖1

2. 問題分析

相交孔、相貫孔加工一般必須注意兩點：其一是孔的加工順序及工藝方案；其二是加工刀具及切削參數的選擇。

（1）對于相交孔來說，其加工順序決定被加工孔質量、孔的位置精度及加工時排屑是否順暢；除此之外，還影響鉆頭能否快速進給、是否存在折斷鉆頭的風險及交叉孔的直徑差。φ8mm 與φ30mm孔的加工如圖2所示。

（2）加工刀具的選擇及相應刀具切削參數的選擇，是加工相交深孔及相貫孔的關鍵，必須考慮以下幾個方面的因素：①被加工孔的直徑、深度及質量（公差、表面粗糙度及直線度）3個最基本的參數，本文所涉及的深孔基本是10倍D以上，孔的表面粗糙度值為Ra=12.5μm，尺寸精度為IT11左右。②被加工零件的材料是否具有良好的斷屑效果，組織是否均勻，孔深是否連續，零件能否固定穩妥。③機床的功率能否滿足深孔加工的轉矩要求，主軸內冷的壓力及流量是否能夠滿足深孔加工的排屑要求。④孔

深在10D（被加工孔徑）以上、孔徑D≥20mm的，可選用可轉位U鉆或槍鉆，而U鉆最大加工深度不能超過14D，超過14D部分可采用槍鉆，但直徑上限為45mm；孔徑D≤20mm的，可根據性價比綜合考慮，選用槍鉆。

圖2

3. 解決問題的方法

交叉孔、相貫孔的深孔加工順序是工藝安排的首要任務，合理的安排能夠達到事半功倍的效果，其遵循如下原則。

（1）連接深孔先于被連接通孔的加工，被連接通孔中直徑大于連接深孔的，必須放在連接深孔后面加工。如圖1a所示，連接深孔φ14mm、被連接孔2個φ10mm和φ20mm，應先加工深孔φ14mm，再換工位加工2個φ10mm和φ20mm。如果φ20mm先于φ14mm加工，就會導致在加工φ14mm深孔時，鉆頭排屑不暢，在相交處易發生夾屑或鉆尖偏移。

（2）被加工深孔與大圓孔相交，如圖1b所示，加工φ10mm孔深300mm，由于深孔相對于大圓孔是偏心的，若采用直接鉆孔，不能鉆通，鉆頭的鉆尖過大，孔就會偏移；采用定心鉆套工裝如圖3所示，工裝不僅制作麻煩，還要求被加工大圓孔在鉆φ10mm深孔之前，具有一定的配合精度，而且鉆孔時在鉆模與大孔間隙處容易夾屑，尤其是被加工材料為鋼件時，鉆孔質量下降，鉆頭易崩刃，嚴重時鉆頭折斷，損壞零件毛坯。經過分析、計算，采用改變毛坯形狀確保孔的加工質量，簡化深孔加工，其形狀如圖4所示，特別注意凸臺的橫向壁厚一般≥10mm，下凸臺平面鑄造面壁厚≤2mm，在鉆通上臺面孔后，采用定心鉆加工下臺面，再用麻花鉆鉆通；或不換鉆頭，當鉆尖到達下凸臺面后，應降低轉速與進給量（特別推薦轉速100～150r/min、進給量0.05～0.08mm/r），待鉆尖在下臺面鉆深達5mm后，再恢復正常的加工速度。

此類孔如果定位精度在0.5mm以內，可采用以下加工流程：硬質合金短鉆頭鉆通上半部分→端面銑刀刀檢下凸臺面→定心鉆鉆中心孔→換長麻花鉆鉆通，這樣可有效防止鉆頭偏移。

（3）相交孔如果是大小孔交叉，一般遵循以下原則：先小后大（見圖1a及圖4深孔加工），先長后短（見圖1a），先主后次，先斜孔后直孔。

如圖2所示，帶有30°斜角φ8mm深孔的加工順序：加工側邊φ8mm直孔→加工30°斜角φ8mm深孔→加工側面φ30mm孔。

圖3

圖4

4. 結語

綜上所述，加工相交孔或相貫孔是加工中經常遇到的問題，采用小小的創新，在加工時合理安排加工順序，不僅能夠降低深孔的加工難度，還能提高孔的加工質量。以上幾種方法是我們在實際生產中的經驗總結，希望與大家共同分享，共同探討。

收稿日期：（20141225）