1        以铣代钻加工孔的重要意义

在传统的孔加工中  ，一般的孔加工方法是钻中心孔—钻孔—扩孔（铰孔）—镗孔等方式才可满足孔的加工要求  ，对于在数控上的多孔加工  ，这种孔的加工方式势必会降低加工效率  ，加大劳动强度  ，提高加工成本  ，除此之外  ，由于钻头刚性差  ，扭矩和轴向力等方面的问题  ， 在加工过程中也容易出现孔径超差（图 2）、孔壁粗糙、孔位偏移、斜孔、钻头打滑或折断（图 1）等问题  ，无法保证孔的加工质量 。为此  ，提出在某些孔类如孔径大小不一等场合以铣代钻  ，以铣代铰的方式进行加工  ，一定程度上解决了当下孔加工的一些难题  ，保证了孔的加工质量 。

图 1    钻头折断           图 2    孔径偏大

2            数控上孔加工的策略

针对于钻削加工中存在的问题  ，提出几点在数控铣 床上孔的加工策略 。

2.1         以铣代钻

螺旋铣孔的过程是由主轴的“自转”和主轴绕孔中心“公转”的 2 个运动复合而成  ，刀具的中心轨迹不再是直线而是螺旋线  ，加工过程中既有径向进给同时又有轴向进给（图 3）  ，螺旋铣削可以实现斜面、型槽、孔加工等 。

2.2         采用螺旋铣孔的优点

（1）螺旋铣孔时  ，铣刀的侧刃是断续进行切削加工 的  ，因此降低了刀刃与工件的接触时间  ，降低了切削区的温度  ，提高了刀具的使用寿命 。

（2）易于排屑  ，由于使用的刀具直径小于孔径  ，在切 削过程中可以避免切屑对已加工表面的损伤 。

（3）可以实现一把刀具加工不同大小的孔  ，节省换刀 时间和次数  ，降低加工准备时间和提高加工效率 。

3        插铣代替铰孔

钻削过程之所以出现孔径偏大、钻歪等问题  ，主要是刀具在转动过程中容易出现摆动  ，钻头的旋转轴线与主轴的旋转轴线之间会偏离一个角度 α  ，钻头尾部和轴线位置也会发生了变化  ，这样钻头在进行自转的同时进行公转的过程中产生一个附加角度 △φ  ，导致钻头几何轴线、钻头旋转轴线和主轴旋转轴线不重合而引起的加工误差  ，致使孔径超差  ，而在采用铣刀加工方式时  ，其铣刀的偏离角度 α 和附加角度 △φ 较钻头会降低很多  ，因此采用插铣式的加工方法一定程度上提高了孔的尺寸公 差 。特别是对于孔径小且表面质量要求高的销孔类  ，比如加工 φ6 +0.012 的销孔  ，粗糙度为 1.6 μm  ，采用先钻后铰的加工方式  ，铰出来的孔超差+0.003 mm  ，而改用合金铣刀采用插铣方式进行加工  ，则公差在可控范围之内 。

3    交叉孔的加工

从图 4 的钻头受力平衡的角度来分析  ，当刀具在进行切削过程中  ，其受力是平衡的：其关系 F1+F4=F8+F10  ，F5=F6;如果钻交叉孔  ，在钻第二个孔时钻头因受力不平衡而 出现钻头打滑  ，导致钻出斜孔  ，如图 5 所示  ，若采用以铣代钻的方式进行加工  ，由于铣刀的切削刃在圆周上  ，轴向没有出现力不平衡的现象  ，因此就可以避免打刀、钻出斜孔的问题 。

4    结语

铣孔比起钻孔在轴向的稳定性好  ，不受孔径大小的限制  ，可实现一刀多用  ，比如可以代替钻孔、扩孔、铰孔、  锪孔等  ，避免传统孔加工中频繁换刀的问题  ，同时也避免了钻削中难排屑、层间易分层的现象  ，是实现高效、低缺陷、高质量制孔的一种有效加工方式 。