[科普中国]-减重孔

概念

安装孔是零件上设计出用于零件安装作用的孔。机械上大部分零件都需要设计安装孔。安装孔尺寸，一般应比设备最大部件尺寸大，并应取0.5的倍数为宜。在设计图纸上应标出孔的表面粗糙度。

铆钉铆钉是用以连接金属构件的一种不可拆卸的紧固件。常为圆柱形，一端预制的钉帽有半圆头、沉头和平头三种形式。使用时将钉烧红后(或冷铆)插入钉孔，用气压力或水压力以铆钉枪或压铆机压制另一端，形成相应的钉帽，即把构件紧密连接。常用于钢结构与轻金属结构的连接。1

一端带有预制钉头的圆杆，另一端插入连接件钻孔中后再击压成封闭钉头的金属紧固件。用专用钢材ML2和ML3号平炉普通碳素钢制成，有半圆头、高头、埋头等各种型式。一般采用半圆头铆钉。如钢板总厚度超过铆钉直径的5倍，又不大于7倍时，可用高头锥杆铆钉。当构件表面要求平整时则用埋头铆钉，但埋头铆钉不可用于钉杆受拉的连接。

铆钉连接利用铆钉把两个以上的元件连接在一起 的不可拆连接，称为铆钉连接，简称铆接。

铆钉是用标准直径的棒料制成的，钉杆 的一端有预制的钉头，把铆钉插入被铆件的 重叠孔内，利用端模再制出另一端的钉头， 称为铆成头，这个过程称为铆合。当钉杆直 径小于12毫米时，铆合时可不加热，称为冷 铆;钉杆直径如大于12毫米，铆合时通常要 把铆钉全部或局部加热，称为热铆。

铆接时以铆钉孔的直径作为铆钉的计算 直径。

铆接具有工艺简单，抗震、耐冲击和牢 固可靠等优点; 但结构一般较为笨重，被连 接件上由于制有钉孔，而受到较大的削弱， 铆接时一般噪音很大，影响工人健康。因 此，目前除在桥梁、建筑、造船、重型机械 及飞机制造等工业部门中仍常采用外，应用 已渐减少，并为焊接、粘接所代替。

孔在公差与测量基础中，孔主要指的是圆柱形的内表面，也包括非圆柱形的内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。在机械原理等学科上，对孔的尺寸和偏差等方面都有较完善的规定。

孔是指圆柱形的内表面或外表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。

笼统的说，孔就是指一个实体上所缺失的，并且封闭的部分。

孔的尺寸分别表示内表面的单一尺寸。尺寸公差是一种最基本的单一公差，其公差带为一维，如圆孔用一个直径尺寸即可确定；而方孔则必须将安们分解为两个单一尺寸，即长度和宽度，并且按内表面分别给定长度和宽度方向的孔尺寸及公差。

当零件有配合关系时，孔和轴的关系表现为包容与被包容的关系，即孔为包容面，轴为被包容面。没有这种配合关系的可视为长度尺寸。

从工艺上看，在加工过程中随着切削量的增加，孔的尺寸不断加大。在测量方法上，孔与轴的尺寸也有所不同。

任何一种机器，没有孔是作不成的。要把零件连接起来，需要各种不同尺寸的螺钉孔、销钉孔或铆钉孔；为了把传动部件固定起来，需要各种安装孔；机器零件本身也有许多各种各样的孔 (如油孔、工艺孔、减重孔等)。

各种孔的加工，除去一部分由机工完成外，工具钳工在工作中也经常会遇到孔加工的问题。

工具钳工工作范围内的孔加工，主要是钻孔、扩孔、锪孔和铰孔4种。2

评价标准——表面粗糙度表面粗糙度是物体被加工表面凹凸不平的程度。由于加工过程中切削工具与工件 表面的摩擦、切屑分离时表面层材料 的塑性变形、切削速度与进给量、工艺系统的高频振动等原因，在被加工零 件表面形成峰、谷和间距构成的细观 几何形状差别，即形成相互区别的表 面粗糙度。控制零件的表面粗糙度对 零件相互配合的可靠与稳定、减小摩 擦与磨损、提高接触刚度和疲劳强度、 降低振动与噪音以及延长零件的使用 寿命等具有重要作用。表面粗糙度的 评定参数有近30多种，常用的有高 度、间距和形状参数。表面粗糙度的测 量有比较法、光切法、光波干涉法、针 描法、激光全息干涉法和光斑法、光点 扫描法等，分别适用于不同评定参数 和不同粗糙度范围的测量。近年来结计算机、激光和图像识别技术，测量 方法又有很大发展。

加工方式扩孔在锻压工艺中，扩孔是在专用设备—— 扩孔机上将平锻机、曲轴锻压机或锻锤等其 他设备上锻得的环形坯料的壁厚减薄，使内 径和外径同时扩大，这种工序称为扩孔，它 是通过两辊辗压来实现，所以又称 “辗压扩 孔”，也有的称为 “扩环”。经过扩孔，使锻坯 的截面形状接近零件截面形状，环的几何精 度大大提高，提高平锻机的利用率。由于减 小公差余量及余块(直径上的公差△=±1)， 可以节省金属13～17%，减少切削加工时间 15～25%，扩孔在现代轴承工业中应用得最 多。此外机车车轮的轮箍、航空发动机上的 环形件及载重汽车、拖拉机上的齿轮坯等也 采用了扩孔的加工方法。

扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出、锻出或 冲出的孔进行加工，常用作铰孔前的准备工序，它可以提高孔的精度和纠正孔的中心线 歪斜。扩孔精度可达IT9，这是因为扩孔钻 一般有3～4个切削刃，没有横刃，容屑槽也 比较浅，刀具刚度较钻头大，切削条件比钻 头好，导向也比钻头好，因此切削过程平 稳、加工精度比钻孔高。

有时还碰到有埋头孔、孔口有锥面或孔端具有凸台平面等需要用其他型式的扩钻 (锪钻) 来加工。

此外，扩孔钻还常常和其他刀具 (如钻头) 一起做成组合刀具的形式，这样可以使不同的工作在一次行程中进行，不但提高了生产率，而且也能保证加工表面间的相互位置要求。

拉孔用拉削方法加工工件的孔。

拉削的特点是生产率高。由于刀具后面 有校准齿，这些刀齿所受的负荷不大，很少磨损，因此拉孔后的工件孔精确度高，表面粗糙度好。 最好的可达IT6 。

有色金属的工件不宜磨削，而采用拉削 最为合适，但拉削不能加工不通孔，加工直径大的孔或长孔是困难的。而且刀具成本高，精度不高，批量太少，使用拉刀在成本上都不经济，所以限制了拉孔的广泛应用。

镗孔用镗削方法扩大工件的孔。镗孔是最经 常用的孔的加工方法之一，可以作为粗加工，也可以作为精加工，可以加工各种零件上不 同尺寸的孔，对于直径很大的孔，镗孔是唯一的加工方法。

镗孔方式有三种：

(1)工件回转，刀具不转并作进给运动 ——在车床类机床上镗孔。

(2)工件固定不动，刀具回转并作进给 运动——在镗床类机床上镗孔。

(3)刀具回转，工件不转并作进给运动 ——大量生产中专用设备的镗孔都属这一种 方式。

为提高镗孔精度，还可以使用浮动镗刀块，即镗刀块松动的装在刀杆上，刀具可以 自动调位，因此镗削时刀具的中心为已加工的孔所决定，不会由于在刀杆上安装不准确或刀具中心的偏摆而将孔扩大。

镗孔是在镗床、车床或其他机床上用镗杆和镗刀将工件上已有的孔扩大的加工方法。镗孔时工件固定在工作台上，镗刀装在镗杆上作旋转运动，同时由工作台或镗杆作轴向运动，进行切削。3