七、孔的精密加工
　　
　　1．精細鏜孔
　　
　　精細鏜與鏜孔方法基本相同，由于最初是使用金剛石作鏜刀，所以又稱金剛鏜。這種方法常用于材料為有色金屬合金和鑄鐵的套筒零件孔的終加工，或作為珩磨和滾壓前的預(yù)加工。精細鏜孔可獲得精度高和表面質(zhì)量好的孔，其加工的經(jīng)濟精度為IT7~IT6，表面粗糙度值為Ra0.4~0.05μm。
　　
　　目前普遍采用硬質(zhì)合金YT30、YT15、YG3X或人工合成金剛石和立方氮化硼作為精細鏜刀具的材料。為了達到高精度與較小的表面粗糙度值，減少切削變形對加工質(zhì)量的影響，采用回轉(zhuǎn)精度高、剛度大的金剛鏜床，并選擇切削速度較高（切鋼為200m/min；切鑄鐵為100m/min；切鋁合金為300m /min），加工余量較?。s0.2~0.3mm），進給量較?。?.03~0.08mm/r），以保證其加工質(zhì)量。精細鏜孔的尺寸控制，采用微調(diào)鏜刀頭，圖7－27所示的是一種帶游標(biāo)刻度盤的微調(diào)鏜刀，刀桿4上夾有可轉(zhuǎn)位刀片5，刀桿4上有精密的小螺距螺紋，刻度盤3的螺母與刀桿4組成精密的絲杠螺母副。微調(diào)時，半松開夾緊螺釘7，轉(zhuǎn)動刻度盤3，因刀桿4用鍵9導(dǎo)向，因此刀桿只能作直線移動，從而實現(xiàn)微調(diào)，最后將夾緊螺釘鎖緊。這種微調(diào)鏜刀的刻度值可達0.0025mm。

　　2．珩磨
　　
　　珩磨是用油石條進行孔加工的一種高效率的光整加工方法，需要在磨削或精鏜的基礎(chǔ)上進行。珩磨的加工精度高，珩磨后尺寸公差等級為IT7~IT6，表面粗糙度值為Ra0.2~0.05μm。
　　
　　珩磨的應(yīng)用范圍很廣，可加工鑄鐵件、淬硬和不淬硬的鋼件以及青銅等，但不宜加工易堵塞油石的塑性金屬。珩磨加工的孔徑為Φ5~Φ500mm，也可加工L/D＞10的深孔，因此廣泛應(yīng)用于加工發(fā)動機的汽缸、液壓裝置的油缸以及各種炮筒的孔。

　　珩磨是低速大面積接觸的磨削加工，與磨削原理基本相同。珩磨所用的磨具是由幾根粒度很細的油石條組成的珩磨頭。珩磨時，珩磨頭的油石有三種運動：旋轉(zhuǎn)運動、往復(fù)直線運動和施加壓力的徑向運動，如圖7－28a所示。旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運動是珩磨的主要運動，這兩種運動的組合，使油石上的磨粒在孔的內(nèi)表面上的切削軌跡成交叉而不重復(fù)的網(wǎng)紋，如圖7－28b所示。徑向加壓運動是油石的進給運動，施加壓力愈大，進給量就愈大。
　　
　　在珩磨時，油石與孔壁的接觸面積較大，參加切削的磨粒很多，因而加在每顆磨粒上的切削力很?。チ５拇怪陛d荷僅為磨削的1/50~1/100），珩磨的切削速度較低（一般在100m/min以下，僅為普通磨削的1/30~1/100），在珩磨過程中又施加大量的冷卻液，所以在珩磨過程中發(fā)熱少，孔的表面不易燒傷，而且加工變形層極薄，從而被加工孔可獲得很高的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。
　　
　　為使油石能與孔表面均勻地接觸，能切去小而均勻的加工余量，珩磨頭相對工件有小量的浮動，珩磨頭與機床主軸是浮動連接，因此珩磨不能修正孔的位置精度和孔的直線度，孔的位置精度和孔的直線度應(yīng)在珩磨前的工序給予保證。
　　
　　3．研磨
　　
　　研磨也是孔常用的一種光整加工方法，需在精鏜、精鉸或精磨后進行。研磨后孔的尺寸公差等級可提高到IT6~IT5，表面粗糙度值為Ra0.1~0.008μm，孔的圓度和圓柱度亦相應(yīng)提高。
　　
　　研磨孔所用的研具材料、研磨劑、研磨余量等均與研磨外圓類似。
　　
　　套筒零件孔的研磨方法如圖7－29所示。圖中的研具為可調(diào)式研磨棒，由錐度心棒和研套組成。擰動兩端的螺母，即可在一定范圍內(nèi)調(diào)整直徑的大小。研套上的槽和缺口，為在調(diào)整時研套能均勻地張開或收縮，并可存貯研磨劑。
 

　　研磨前，套上工件，將研磨棒安裝在車床上，涂上研磨劑，調(diào)整研磨棒直徑使其對工件有適當(dāng)?shù)膲毫?，即可進行研磨。研磨時，研磨棒旋轉(zhuǎn)，手握工件往復(fù)移動。
　　
　　固定式研磨棒多用于單件生產(chǎn)。其中帶槽研磨棒（如圖7－30a）便于存貯研磨劑，用于粗研；光滑研磨棒（如圖7－30b）一般用于精研。

　　殼體或缸筒類零件的大孔，需要研磨時可在鉆床或改裝的簡易設(shè)備上進行，由研磨棒同時做旋轉(zhuǎn)運動和軸向移動，但研磨棒與機床主軸需成浮動連接。否則當(dāng)研磨棒軸線與孔軸線發(fā)生偏斜時，將產(chǎn)生孔的形狀誤差。
　　
　　4．滾壓
　　
　　孔的滾壓加工原理與滾壓外圓相同。由于滾壓加工效率高，近年來多采用滾壓工藝來代替珩磨工藝，效果較好。孔徑滾壓后尺寸精度在0.01mm以內(nèi)，表面粗糙度值為Ra0.16μm或更小，表面硬化耐磨，生產(chǎn)效率比珩磨提高數(shù)倍。
　　
　　滾壓對鑄件的質(zhì)量有很大的敏感性，如鑄件的硬度不均勻、表面疏松、含氣孔和砂眼等缺陷，對滾壓有很大影響。因此，對鑄件油缸不可采用滾壓工藝而是選用珩磨。對于淬硬套筒的孔精加工，也不宜采用滾壓。
　　
　　圖7－31所示為一加工液壓缸的滾壓頭，滾壓頭表面的圓錐形滾柱3支承在錐套5上，滾壓時圓錐形滾柱與工件有0.5°~1°的斜角，使工件能逐漸彈性恢復(fù)，避免工件孔壁的表面變粗糙。

　　孔滾壓前，通過調(diào)節(jié)螺母11調(diào)整滾壓頭的徑向尺寸，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母可使其相對心軸1沿軸向移動，向左移動時，推動過渡套10、推力軸承9、襯套8及套圈6 經(jīng)銷子4，使圓錐形滾柱3沿錐套的表面向左移，結(jié)果使?jié)L壓頭的徑向尺寸縮小。當(dāng)調(diào)節(jié)螺母向右移動時，由壓縮彈簧7壓移襯套，經(jīng)推力軸承使過渡套始終緊貼在調(diào)節(jié)螺母的左端面，當(dāng)襯套右移時，帶動套圈，經(jīng)蓋板2使圓錐形滾柱也沿軸向右移，使?jié)L壓頭的徑向尺寸增大。滾壓頭徑向尺寸應(yīng)根據(jù)孔滾壓過盈量確定，通常鋼材的滾壓過盈量為0.1~0.12mm，滾壓后孔徑增大0.02~0.03mm。
　　
　　徑向尺寸調(diào)整好的滾壓頭，在滾壓加工過程中圓錐形滾柱所受的軸向力經(jīng)銷子、套圈、襯套作用在推力軸承上，最終經(jīng)過渡套、調(diào)節(jié)螺母及心軸傳至與滾壓頭右端M40×4螺紋相連的刀桿上。滾壓完畢后，滾壓頭從孔反向退出時，圓錐形滾柱受一向左的軸向力，此力傳給蓋板2經(jīng)套圈、襯套將壓縮彈簧壓縮，實現(xiàn)向左移動，使?jié)L壓頭直徑縮小，保證滾壓頭從孔中退出時不碰壞已滾壓好的孔壁。滾壓頭從孔中退出后，在彈簧力作用下復(fù)位，使徑向尺寸又恢復(fù)到原調(diào)數(shù)值。
　　
　　滾壓用量：通常選用滾壓速度v=60~80m/min；進給量f=0.25~0.35mm/r；切削液采用50﹪硫化油加50﹪柴油或煤油。
　　
　　八、孔加工方案及其選擇
　　
　　以上介紹了孔加工的常用加工方法、原理以及可達到的精度和表面粗糙度。但要達到孔表面的設(shè)計要求，一般只用一種加工方法是達不到的，而是往往要由幾種加工方法順序組合，即選用合理的加工方案。表3-15所示為孔的加工方案。選擇加工方案時應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料和熱處理要求以及生產(chǎn)條件等。
　　
　　例如表3-15中序號5“鉆－擴－鉸”和序號8“鉆－擴－拉”兩種加工方案能達到的技術(shù)要求基本相同，但序號8所示的加工方案應(yīng)該在大批大量生產(chǎn)中采用較為合理。再如序號11“粗鏜（擴）－半精鏜（精擴）－精鏜（鉸）”和序號13“粗鏜（擴）－半精鏜－磨孔”兩種加工方案達到的技術(shù)要求也基本相同，但如果內(nèi)孔表面經(jīng)淬火后只能用磨孔方案（即序號13），而材料為有色金屬時以采用序號11所示方案為宜，如未經(jīng)淬硬的工件則兩種方案均能采用，這時可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備等情況來決定加工方案。又如序號16中所示了三種加工方案，如為大批大量生產(chǎn)則可選擇“鉆－（擴）－拉－珩磨 ”的方案，如孔徑較小則可選擇“鉆－（擴）－粗鉸－精鉸－珩磨”的方案，如孔徑較大時則可選擇“粗鏜－半精鏜－精鏜－珩磨”的加工方案。