鏜孔，指的是對鍛出，鑄出或鑽出孔的進一步加工。鏜孔可擴大孔徑，提高精度，減小表面粗糙度，還可以較好地糾正原來孔軸線的偏斜。
基本介紹
- 中文名：鏜孔
- 外文名：boring
- 定義：對鍛出，鑄出或鑽出孔的加工
- 作用：擴大孔徑，提高精度等
- 表面粗糙度：Ra值1.6～0.8μm
分類,方法,誤差補償方法,補償裝置,
分類
鏜孔可以分為粗鏜、半精鏜和精鏜。精鏜孔的尺寸精度可達IT8～IT7，表面粗糙度Ra值1.6～0.8μm。
方法
一、常用鏜刀
1.通孔鏜刀 鏜通孔用的普通鏜刀，為減小徑向切削分力，以減小刀桿彎曲變形，一般主偏角為45°～75°，常取60°～70°。
2.不通孔鏜刀 鏜台階孔和不通孔用的鏜刀，其主偏角大於90°，一般取95~100°，刀頭處寬度應小於孔的半徑。
二、鏜刀的安裝
1.刀桿伸出刀架處的長度應儘可能短，以增加剛性，避免因刀桿彎曲變形，而使孔產生錐形誤差。
2.刀尖應略高於工件旋轉中心，以減小振動和扎刀現象，防止鏜刀下部碰壞孔壁，影響加工精度。
3.刀桿要裝正，不能歪斜，以防止刀桿碰壞已加工表面。
誤差補償方法
誤差補償方法大致可分為兩類四：預標定誤差補償和主動誤差補償。預標定誤差補償是先對誤差進行測量，然後利用它標定或修改隨後工序過程。它要求機器的重複性和精度都很好:主動誤差補償是加工過程中監測誤差並利用它修改正在進行的加工過程，這種方法不僅要求測量系統的重複性和精度好，而且要求它的信號處理系統和控制系統有很高的運算速度和很快的時間回響能力以滿足實時補償的需求，對工具機的重複性要求不如預標定誤差補償技術高。
主動誤差補償方法有上述許多較預標定補償方法優越的特點，但其成本高，補償系統適用於大批量、單品種的加工過程，難於推廣於小批量或單件生產。而工具機總誤差中70%的誤差屬於少L何誤差和熱誤差13，它們都是系統誤差，採用預標定法即可對其實行補償，因此，目前在工具機補償中套用得較多的是預標定誤差補償技術。對於面向機械加工自動線的膛孔加工尺寸誤差，由於系統的複雜性，不易採用預標定補償方法，而採用主動誤差補償方法通過線上測量和補償可以獲得較高的補償精度。
在誤差補償實施方面主要有兩類方法：硬體補償法和軟體補償法。
1.工具機的硬體補償方法
硬體補償法主要是機械式補償，採用機械式微量補償裝置通過對誤差模型的分析和計算，選擇一個或幾個合適的誤差補償點，採用微位移裝置對工具機施加反向作用，抵消原有誤差。
2.工具機誤差的軟體補償
硬體補償方法中控制裝置與各自數控系統相連。一般只適用於某一特定的工具機，通用性較差，而且成本相對較高。因此軟體補償的方法便應運而生，且廣泛為人們所接受。
軟體補償就是根據誤差模型計算出誤差值修改工具機的控制程式，完成對誤差的補償。這種方法往往不增加工具機硬體例如絲桿螺距誤差補償等，其通用性較強，還可以滿足動態性能的要求，且成本低廉。其具體做法是通過預處理程式，對預先編制的NC加工程式進行修改，完成補償。
但是，軟體誤差補償對誤差模型的依賴性較強，因此要求誤差模型的精度足夠高。由於此方法屬於預先標定補償方法，所以工作狀態與標定時工具機狀態的差異必定會影響到最後的補償結果。儘管如此，軟體誤差補償方法在實際套用中還是非常普遍的。
對於鎖孔加工尺寸誤差預測補償問題，由於工具機結構上的原因，無法採用軟體補償或電路補償方法進行補償，只能運用機械式硬體補償方式實施補償。
綜上所述，面向機械加工自動線的鍵孔加工尺寸誤差預測補償系統將採用主動補償方法並採用機械式補償裝置實施。
補償裝置
鍵孔刀具微量補償裝置是鍵孔加工尺寸誤差預測補償技術中的一個關鍵功能部件，是實現補償的執行機構，它的性能直接關係到補償的精度。國內採用上述方法鍵孔加工的生產企業(以汽車及發動機製造為主)主要靠引進成套設備或裝置實現精鏗孔的尺寸誤差自動補償。這些進口的系統在發生故障時往往得不到及時的維修，嚴重地影響到生產的正常運行，並且備件、維修費用高昂。因此，研究、開發具有自主智慧財產權的鏜孔刀具微量補償裝置滿足生產需求具有重要的理論和現實意義。
鏜孔刀具微量補償裝置的要求
鍵孔刀具微量補償裝置是國內設備製造廠家自主開發鍵孔精加工設備和用於機械加工自動線的瓶頸之一，該裝置的性能決定了補償的效果。對於一個適用於機械加工自動線的鍵孔刀具微量補償裝置應滿足如下的基本要求：
1具有較高的位移解析度、高的定位精度和重複精度，滿足工作行程要求。
2具有高的精度穩定性和可靠性。
3具有良好的動態特性和抗干擾能力。
4便於控制，回響速度快。
5結構緊湊，便於在各種場合套用。
6不平衡量小，允許較高的轉速。
鏜孔刀具微位移機構分類及原理
微位移機構是一種行程小、位移靈敏度和精度高的機構皿，是精密機械實現高精度的關鍵技術之一，是精密工程的一個重要研究方向，近年來得到迅速發展。廣泛套用於宇航、機械等精密加工領域。鍵孔刀具微量補償裝置是微位移機構在鏜孔加工中的一個具體套用。
1膛孔刀具微位移機構的分類
膛孔刀具微位移機構根據形成微位移驅動器的機理，可分為的機械式和機電式兩大類，兩大類中又可分為多種形式，如圖1所示。其中套用比較廣泛的有機械式、壓電晶體或電致伸縮式。
圖1 鏜孔刀具微位移機構分類
圖1 鏜孔刀具微位移機構分類2.膛孔刀具微位移機構的原理
根據上述的分類，將分別對幾種主要微位移機構的原理進行分析。
（1）壓電、電致伸縮器件
壓電、電致伸縮器件用作微位移器件具有體積小、結構緊湊、解析度高、控制
簡便等優點。同時它沒有發熱問題，故對精密機械系統無因發熱而引起的附加誤差。用這種器件製成的微位移系統，容易實現精度為0.015m的超精密定位，是理想的微位移驅動器，在精密機械中得到廣泛套用。
電介質在電場的作用下，產生兩種效應:壓電效應和電致伸縮效應，統稱機電
禍合效應。
電致伸縮效應:電介質在外界電場作用下，由於感應極化作用而引起應變，應變與電場方向無關，應變的大小與電場平方成正比。
逆壓電效應:電介質在外界電場的作用下，產生應變，應變的大小與電場成正比，應變的方向與施加電場的方向有關。
電介質在外加電場作用下，應變與電場的關係為
式中 ε——應變;
dE——逆壓電效應:
d——壓電係數;
E——電場(V/m );
ME2——電致伸縮效應;
M——電致伸縮係數(m2/V2)
逆壓電效應僅在無對稱中心晶體中才有，而電致伸縮效應則所有的電介質晶體
中都存在，但一般都比較弱。
壓電晶體常用的材料是錯欽酸鉛和欽酸鋇，由欽酸鉛和錯酸鉛組成的多晶固溶體，稱為錯欽酸鉛壓電陶瓷，代號PZT (P一鉛，Z-錯，T-欽)。其特點為：
- 靈敏度高。
- 機電禍合係數大，故機電換能效率高。
- 機械品質因數高。
- 材料性能穩定，老化性能在五年內小於2%。
- 居里溫度高，可達300 0C，可作高溫壓電元件。
- 居里溫度高，可達300 0C，可作高溫壓電元件。
- 變形量小，即使加高電壓，總的變形量也很小。
電致伸縮材料最早是PMN妮鎂酸鉛系。1977年美國L.E.Cross教授研究出具有大電致伸縮效應的弛豫鐵電體，它的居里點在0℃附近。電致伸縮材料按擴散相變的起因分成兩類:無序型晶體和短程有序晶體。
用壓電陶瓷作為微位移器件目前己得到廣泛的套用，如精密工作檯的精密微動補償、精密加工中的微進給等。
壓電陶瓷的主要缺點是變形量小，即在壓電陶瓷上施加較高的電壓時，仍然獲得的行程很小。
與壓電陶瓷相比，電致伸縮弛豫型鐵電體在以下方面具有更優的性能:
- 電致伸縮效應大、應變人。
- 位置重複性(再現性)好。
- 不需要極化。
- 不老化。
- 熱膨脹係數很低。
（2）機械式微位移機構
機械式微位移機構是一種古老的機構，比較成熟.結構形式較多，有螺旋機構、
槓桿機構、楔塊凸輪機構、彈性機構、齒輪機構以及上述機構組成的複合機構.
機械式微位移機構的特點:
- 具有較好的分辨力。
- 行程較人.
- 存在摩擦磨損以及爬行等缺點，很難達到高精度，故適用於中等精度。
（3）電熱式微位移機構
電熱式微位移機構包括電熱伸縮棒和電熱伸縮筒兩種結構形式，都是利用物體
的熱膨脹原理來實現微位移的。
電熱式微位移機構有如下特點:
- 結構簡單，操作控制方便。
- 位移精度受熱交換的影響，精度低。
- 存在熱慣性，不適於作高速位移機構
（4）電磁驅動器件
電磁驅動器件主要是利用可控電磁鐵的磁場力驅動金屬工作檯的移動.它是一
種新的微位移方法，首先由日本套用於電子束曝光機中。
