都说镗孔难，镗孔为什么难？

数控编程教学

2022年5月30日 17:21

镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工方法，镗孔工作既可以在镗床上进行，也可以在车床上进行。

镗孔可以分为粗镗、半精镗和精镗。精镗孔的尺寸精度可达IT8～IT7，表面粗糙度 Ra 值1.6～0.8μm。

那么镗孔究竟难在哪，今天我们来了解一下。

镗孔步骤及注意事项

镗刀安装

安装镗刀工作部是非常重要的，特别是针对采用偏心原理的工作调整，安装镗孔刀后一定要注意观察镗刀的主刀刃上平面，是否与镗刀头的进给方向在同一水平面上？安装在同一水平面上才能保证几个切屑刃是在正常的加工切削角度。

镗刀试镗孔

镗刀按工艺制造要求调整预留0.3~0.5mm余量，扩镗、配镗孔按初孔余量调整粗镗余量≤0.5mm，必须保证满足后续精镗加工余量。

镗刀安装借出后，需进行试镗验证镗刀调试是否满足粗镗要求。

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镗孔要求

镗削加工前仔细检查工装、工件的定位基准、各定位元件是否稳定可靠
用卡尺检测待加工初孔的直径是多少？测算现在还有多少预留加工余量？
镗孔加工前检查设备（主轴）重复定位精度、动态平衡精度是否满足工艺加工制造要求
卧加镗孔试镗过程中须检查镗杆重力悬伸动态跳动值，合理修正切削参数减少加工离心剪切振动影响
按粗镗、半精镗、精镗步骤合理分配层镗削余量，粗镗余量约0.5mm为宜；半精镗、精镗余量约0.15mm，避免半精镗因余量过大产生让刀现象影响精镗余量调整精度
难加工材料、高精度镗孔（容差≤0.02mm）可增加精细镗加工步骤，镗削余量不小于0.05mm避免加工面弹性让刀
镗刀对刀过程中，须注意避免镗刀工作部（刀片和刀座）与对刀块发生冲击，损坏刀片及刀座导向槽使镗刀调整值发生变化影响孔径加工精度
镗削加工过程中注意保持冷却充分，增加加工部位的润滑效果以减少切削力
各加工步骤中严格排屑，防止切屑参与二次切削影响孔径加工精度与表面质量
镗削加工过程中随时检查刀具（刀片）磨损程度，及时更换以保证孔径加工质量；精镗步骤严禁更换刀片防止误差；每步骤加工后须严格执行过程质量控制要求，仔细检测实际加工孔径并做好记录，便于分析、调整完善镗孔加工

镗削加工主要问题

刀具磨损

在镗削加工中，刀具连续切削，易出现磨损和破损现象，降低孔加工的尺寸精度，使表面粗糙度值增大；同时，微调进给单元标定出现异常，导致调整误差使加工孔径出现偏差甚至引发产品质量故障。

刀片刃口磨损变化

加工误差

镗孔加工的加工误差反映在孔加工后的尺寸、形位及表面质量变化上，主要影响因素有：

1、刀杆长径比过大或悬伸过长；

2、刀片材质与工件材质不匹配；

3、镗削用量不合理；

4、余量调整分配不合理；

5、初孔孔位偏移导致余量周期性变化；

6、工件材料高刚性或低塑性，刀具或材料呈让刀趋势。

表面质量

镗削已加工表面的鱼鳞状或螺纹状切纹，是比较常见的表面质量现象：

主要因刀具的进给和转速不匹配造成

主要因镗削加工的刚性振动及刀具磨损造成

调整失误

镗削加工中由于需要操作人员调整分配层吃刀量，在调整分配进刀余量过程中因操作不当易引发加工尺寸精度偏差。

测量误差

镗削加工中、加工后测量过程的量具使用不当、测量方式错误，是镗削加工中常见的质量隐患。

1、测量工具失误；

2、量方法不正确。

典型镗孔加工质量问题分析

内孔车削的影响因素及加工优化措施

内孔车削又叫镗孔，是用车削的方法扩大工件内孔或加工空心工件的内表面，可以用大多数外圆车削的工艺方法来加工。外圆车削时，工件长度及所选的刀杆尺寸不会对刀具悬伸产生影响，因而能够承受在加工期间产生的切削力。进行镗削和内孔车削时，孔深决定了悬伸，因此，零件的孔径和长度对刀具的选择有极大的限制，所以必须综合各影响因素优化加工方案。

内孔加工的一般规则

1、使刀具悬伸最小并选择尽可能大的刀具尺寸，以便获得最高的加工精度及稳定性。

2、由于受加工零件孔径的空间限制，刀具尺寸的选择也会受到限制，加工时还须考虑到排屑和径向移动。

3、为确保内孔加工的稳定性，在加工时需选择正确的内孔车刀并正确地进行应用和夹紧来减小刀具变形，将振动最小化以确保内孔的加工质量。

内孔车削中的切削力也是不可忽视的一个重要因素，对于给定的内孔车削工况（工件形状、尺寸、夹紧方式等），切削力的大小和方向是抑制内孔车削振动，提高加工质量的重要因素，当刀具在进行切削时，切向切削力和径向切削力使刀具产生偏斜现象，慢慢使刀具远离工件，导致切削力偏斜，切向力将试图强行压下刀具，并使刀具远离中心线，减小刀具的后角。当车削孔直径较小时，要保持足够大的后角以避免刀具与孔壁发生干涉。

在加工期间，径向和切向切削力导致内孔车刀偏斜，通常需要强制进行切削刃补偿和刀具防振。出现径向偏差时应降低切削深度，减小切屑厚度。

从刀具应用的角度出发

1、刀片槽型的选用

刀片槽型对切削过程有着决定性的影响，内孔加工一般选用切削锋利,刃口强度高的正前角槽型刀片。

2、刀具主偏角的选用

内孔车削刀具的主偏角影响径向力、轴向力以及合成力的方向和大小。较大的主偏角会产生较大的轴向切削力，而较小的主偏角则导致较大的径向切削力。一般情况下，轴向切削力朝着刀杆方向通常不会对加工有较大的影响，因此，选择较大的主偏角是有利的。选择主偏角时，推荐选择尽可能接近90°的主偏角，并且不要小于75°，否则，会导致径向切削力急剧增加。

3、刀尖半径的选用

在内孔车削工序中，小刀尖半径应为首选。加大刀尖半径，将会加大径向和切向切削力，并且，还会增大振动趋势的风险。另一方面，刀具在径向上的偏斜会受到切削深度与刀尖半径之间相对关系影响。

当切削深度小于刀尖半径时，径向切削力随着切削深度的加深而不断增加。切削深度等于或大于刀尖半径，径向偏斜将由主偏角决定。选择刀尖半径的经验法则是刀尖半径应稍小于切削深度。这样，可以使径向切削力最小。同时，在确保径向切削刀最小的情况下，使用最大刀尖半径可获得更坚固的切削刃、更好的表面纹理以及切削刃上更均匀的压力分布。

4、刃口处理的选用

刀片的切削刃倒圆（ER）也会影响切削力。一般而言，非涂层刀片的切削刃倒圆比涂层刀片（GC）的倒圆要小，这一点应予以考虑，特别是在长刀具悬伸和加工小孔时。刀片的后刀面磨损（VB）将改变刀具相对孔壁的后角，并且，这还可能会成为影响加工过程切削作用的根源。

5、切屑的有效排出

内孔车削加工中，排屑对于加工效果和安全性能的影响也非常重要，特别是在加工深孔和盲孔时尤为如此。较短的螺旋屑是内孔车削较理想的切屑，该类型切屑比较容易被排出，并且在切屑折断时不会对切削刃造成大的压力。

加工时切屑过短，断屑作用过于强烈，会消耗更高的机床功率，并且会有加大振动的趋势。而切屑过长会使排屑更困难，离心力将切屑压向孔壁，残留的切屑被挤压到已加工工件表面，就会出现切屑堵塞的风险进而损坏刀具。因此，进行内孔车削时，推荐使用带内冷的刀具。这样，切削液将会有效地把切屑排出孔外。加工通孔时，也可用压缩空气代替切削液，通过主轴吹出切屑。另外，选择合适的刀片槽型和切削参数，也有助于切屑的控制和排出。