相交深孔与相贯深孔的加工方法

■陕西柴油机重工有限公司 （咸阳 713105）虎臣 赵亚君 李 博

相交深孔与相贯深孔的加工方法

■陕西柴油机重工有限公司 （咸阳 713105）虎臣 赵亚君 李 博

摘要：本文主要论述相交孔及相贯孔的加工，如何确保其精度，如何确定其加工顺序、交叉孔的加工等，采用这些方法可提高效率、减少刀具消耗。

1. 问题的产生

传统的深孔加工其孔深与孔径之比>5，需要钻、镗、扩及铰等多道工序才能加工出具有较高精度和较好表面质量的长孔，目前所谓的深孔都超过8D（即孔深与孔径D之比>8）。

对于从事机械加工的工程技术人员，箱、壳体类的生产过程简单讲就是“铣面钻孔的过程”，铣面往往是为了钻孔。孔的加工占据着重要地位，除了关键孔的加工，还有许多辅助孔的加工，如润滑油孔、切削液孔等，虽然是辅助孔，但其加工质量决定零件的加工质量。如何加工如图1所示的相交孔及相贯孔，如何确保其精度，如何确定交叉孔的加工顺序等，都是生产中必须面对的问题。

目前该类深孔加工的刀具有以下几种：其一是采用麻花钻，分级加工，即几种直径一致长度不同的钻头，加工一个深孔；其二是采用枪钻，先加工预钻引导孔，扩孔、铰孔等，再利用枪钻进行加工。如何保证孔的钻尖偏移量最少，甚至不发生偏移，是工艺人员分析确定工艺方案的难点。

图1

2. 问题分析

相交孔、相贯孔加工一般必须注意两点：其一是孔的加工顺序及工艺方案；其二是加工刀具及切削参数的选择。

（1）对于相交孔来说，其加工顺序决定被加工孔质量、孔的位置精度及加工时排屑是否顺畅；除此之外，还影响钻头能否快速进给、是否存在折断钻头的风险及交叉孔的直径差。φ8mm 与φ30mm孔的加工如图2所示。

（2）加工刀具的选择及相应刀具切削参数的选择，是加工相交深孔及相贯孔的关键，必须考虑以下几个方面的因素：①被加工孔的直径、深度及质量（公差、表面粗糙度及直线度）3个最基本的参数，本文所涉及的深孔基本是10倍D以上，孔的表面粗糙度值为Ra=12.5μm，尺寸精度为IT11左右。②被加工零件的材料是否具有良好的断屑效果，组织是否均匀，孔深是否连续，零件能否固定稳妥。③机床的功率能否满足深孔加工的转矩要求，主轴内冷的压力及流量是否能够满足深孔加工的排屑要求。④孔

深在10D（被加工孔径）以上、孔径D≥20mm的，可选用可转位U钻或枪钻，而U钻最大加工深度不能超过14D，超过14D部分可采用枪钻，但直径上限为45mm；孔径D≤20mm的，可根据性价比综合考虑，选用枪钻。

图2

3. 解决问题的方法

交叉孔、相贯孔的深孔加工顺序是工艺安排的首要任务，合理的安排能够达到事半功倍的效果，其遵循如下原则。

（1）连接深孔先于被连接通孔的加工，被连接通孔中直径大于连接深孔的，必须放在连接深孔后面加工。如图1a所示，连接深孔φ14mm、被连接孔2个φ10mm和φ20mm，应先加工深孔φ14mm，再换工位加工2个φ10mm和φ20mm。如果φ20mm先于φ14mm加工，就会导致在加工φ14mm深孔时，钻头排屑不畅，在相交处易发生夹屑或钻尖偏移。

（2）被加工深孔与大圆孔相交，如图1b所示，加工φ10mm孔深300mm，由于深孔相对于大圆孔是偏心的，若采用直接钻孔，不能钻通，钻头的钻尖过大，孔就会偏移；采用定心钻套工装如图3所示，工装不仅制作麻烦，还要求被加工大圆孔在钻φ10mm深孔之前，具有一定的配合精度，而且钻孔时在钻模与大孔间隙处容易夹屑，尤其是被加工材料为钢件时，钻孔质量下降，钻头易崩刃，严重时钻头折断，损坏零件毛坯。经过分析、计算，采用改变毛坯形状确保孔的加工质量，简化深孔加工，其形状如图4所示，特别注意凸台的横向壁厚一般≥10mm，下凸台平面铸造面壁厚≤2mm，在钻通上台面孔后，采用定心钻加工下台面，再用麻花钻钻通；或不换钻头，当钻尖到达下凸台面后，应降低转速与进给量（特别推荐转速100～150r/min、进给量0.05～0.08mm/r），待钻尖在下台面钻深达5mm后，再恢复正常的加工速度。

此类孔如果定位精度在0.5mm以内，可采用以下加工流程：硬质合金短钻头钻通上半部分→端面铣刀刀检下凸台面→定心钻钻中心孔→换长麻花钻钻通，这样可有效防止钻头偏移。

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

如图2所示，带有30°斜角φ8mm深孔的加工顺序：加工侧边φ8mm直孔→加工30°斜角φ8mm深孔→加工侧面φ30mm孔。

图3

图4

4. 结语

综上所述，加工相交孔或相贯孔是加工中经常遇到的问题，采用小小的创新，在加工时合理安排加工顺序，不仅能够降低深孔的加工难度，还能提高孔的加工质量。以上几种方法是我们在实际生产中的经验总结，希望与大家共同分享，共同探讨。

收稿日期：（20141225）