箱体孔系的加工方法

箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合，称为孔系。孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系(图1)。孔系加工是箱体加工的关键，根据箱体加工批量的不同和孔系精度要求的不同，孔系加工所用的方法也是不同的，现分别予以讨论。

a）平行孔系  b）同轴孔系  c）交叉孔系
图1 孔系分类

1.平行孔系的加工

下面主要介绍如何保证平行孔系孔距精度的方法。 

⑴找正法

找正法是在通用机床(镗床、铣床)上利用辅助工具来找正所要加工孔的正确位置的加工方法。这种找正法加工效率低，一般只适于单件小批生产。找正时除根据划线用试镗方法外，有时借用心轴量块或用样板找正，以提高找正精度。

a）第一工位   b）第二工位
1—心轴  2—镗床主轴  3—块规  4—塞尺  5—镗床工作台
图2 用心轴和块规找正

图2所示为心轴和量块找正法。镗第一排孔时将心轴插入主轴孔内(或直接利用镗床主轴)，然后根据孔和定位基准的距离组合一定尺寸的块规来校正主轴位置，校正时用塞尺测定块与心轴之间的间隙，以避免块规与心轴直接接触而损伤块规(图2a)。镗第二排孔时，分别在机床主轴和已加工孔中插入心轴，采用同样的方法来校正主轴轴线的位置，以保证孔心距的精度(图2b)。这种找正法其孔心距精度可达土0.03mm。

 

1－样板 2－百分表
图3 样板找正法镗孔

图3所示为样板找正法，用l0～20mm厚的钢板制成样板1，装在垂直于各孔的端面上(或固定于机床工作台上)，样板上的孔距精度较箱体孔系的孔距精度高(一般 0.0l～ 0.03mm)，样板上的孔径较工件的孔径大，以便于镗杆通过。样板上的孔径要求不高，但要有较高的形状精度和较小的表面粗糙度值，当样板准确地装到工件上后，在机床主轴上装一个干分表2，按样板找正机床主轴，找正后，即换上镗刀加工。此法加工孔系不易出差错，找正方便，孔距精度可达 0.05mm。这种样板的成本低，仅为镗模成本的1／7～1／9，单件小批生产中大型的箱体加工可用此法。

⑵镗模法

在成批生产中，广泛采用镗模加工孔系，如图4所示。工件5装夹在镗模上，镗杆4被支承在镗模的导套6里，导套的位置决定了镗杆的位置， 装在镗杆上的镗刀3将工件上相应的孔加工出来。

 

1—镗架支承  2—镗床主轴  3—镗刀  4—镗杆  5—工件  6—导套
图4 用镗模加工孔系

当用两个或两个以上的支承1来引导镗杆时，镗杆与机床主轴2必须浮动联接。当采用浮动联接时，机床精度对孔系加工精度影响很小，因而可以在精度较低的机床上加工出精度较高的孔系。孔距精度主要取决于镗模，一般可达 0.05mm。能加工公差等级IT7的孔，其表面粗糙度可达Ra5～1.25μm。当从一端加工、镗杆两端均有导向支承时，孔与孔之间的同轴度和平行度可达0.02～0.03mm；当分别由两端加工时，可达0.04～0.05mm。

1—左动力头  2—镗模  3—右动力头
4、6—侧底座  5—中间底座
图5 在组合机床上用镗模加工孔系

用镗模法加工孔系，既可在通用机床上加工，也可在专用机床上或组合机床上加工，图5为在组合机床上用镗模加工孔系的示意图。

⑶坐标法

坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床等设备上，借助于精密测量装置，调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔心距精度的一种镗孔方法。

采用坐标法加工孔系时，要特别注意选择基准孔和镗孔顺序，否则，坐标尺寸累积误差会影响孔距精度。基准孔应尽量选择本身尺寸精度高、表面粗糙度值小的孔(一般为主轴孔)，

这样在加工过程中，便于校验其坐标尺寸。孔心距精度要求较高的两孔应连在一起加工；加工时，应尽量使工作台朝同一方向移动，因为工作台多次往复，其间隙会产生误差，影响坐标精度。

现在国内外许多机床厂，已经直接用坐标镗床或加工中心机床来加工一般机床箱体。这样就可以加快生产周期，适应机械行业多品种小批量生产的需要。

2.同轴孔系的加工

成批生产中，箱体上同轴孔的同轴度几乎都由镗模来保证。单件小批生产中，其同轴度用下面几种方法来保证。

⑴利用已加工孔作支承导向

图6 利用已加工孔导向

如图6所示，当箱体前壁上的孔加工好后，在孔内装一导向套，以支承和引导镗杆加工后壁上的孔，从而保证两孔的同轴度要求。这种方法只适于加工箱壁较近的孔。

⑵利用镗床后立柱上的导向套支承导向

这种方法其镗杆系两端支承，刚性好。但此法调整麻烦，镗杆长，很笨重，故只适于单件小批生产中大型箱体的加工。

⑶采用调头镗

当箱体箱壁相距较远时，可采用调头镗。工件在一次装夹下，镗好一端孔后，将镗床工作台回转180°，调整工作台位置，使已加工孔与镗床主轴同轴，然后再加工另一端孔。

当箱体上有一较长并与所镗孔轴线有平行度要求的平面时，镗孔前应先用装在镗杆上的百分表对此平面进行校正(图7a)，使其和镗杆轴线平行，校正后加工孔B，孔B加工后，回转工作台，并用镗杆上装的百分表沿此平面重新校正，这样就可保证工作台准确地回转180°，见图7b。然后再加工孔A，从而保证孔A、B同轴。

a）第一工位   b）第二工位
图7 调头镗孔时工件的校正