第三章 钻削与镗削加工(与司乃钧主编《机械加工基础》配套)幻灯片.ppt

第三章钻削与镗削 钻削加工是用钻头在工件上加工孔的一种加工方法 在钻床上加工时 工件固定不动 刀具作旋转运动 主运动 的同时沿轴向移动 进给运动 钻削加工的工艺范围较广 在钻床上采用不同的刀具 可以完成钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹 锪孔和锪平面等 如下图 在钻床上钻孔精度低 但也可通过钻孔 扩孔 铰孔加工出精度要求很高的孔 IT6 IT8 表面粗糙度为1 6 0 4 m 还可以利用夹具加工有位置要求的孔系 3 1钻削加工 3 1 1钻床钻床的主要类型有台式钻床 立式钻床 摇臂钻床以及专门化钻床等 1 立式钻床右图为一立式钻床 其主轴是垂直布置的 在水平方向上的位置固定不动必须通过工件的移动 找正被加工孔的位置 立式钻床生产率不高 大多用于单件小批量生产加工中小型工件 2 摇臂钻床在大型工件上钻孔 希望工件不动 钻床主轴能任意调整其位置 这就需用摇臂钻床 右图是摇臂钻床的外形图 摇臂钻床广泛地用于大 中型工件的加工 3 1 2麻花钻 麻花钻由柄部 颈部和工作部分组成 柄部柄部是钻头的夹持部分 钻孔时用于传递转矩 颈部麻花钻的颈部凹槽是磨削钻头柄部时的砂轮退刀槽 槽底通常刻有钻头的规格及厂标 工作部分麻花钻的工作部分是钻头的主要部分 由切削部分和导向部分组成 切削部分担负着切削工作 由两个前面 主后面 副后面 主切削刃 副切削刃及一个横刃组成 导向部分是当切削部分切入工件后起导向作用 也是切削部分的备磨部分 麻花钻的主要几何角度有顶角 螺旋角 前角 后角和横刃斜角 如下图 3 1 3钻孔1 工件的装夹不能单件 小批量生产时 加工中 小型工件上精度要求较低的孔 通常经划线确定中心孔位置后 用平口虎钳装夹 圆柱形工件常用V型架装夹 大型工件一般不需装夹 成批生产中 多采用钻模等专用夹具 2 钻孔的工艺特点和应用 1 钻头容易偏斜 由于横刃的影响定心不准 切入时钻头容易引偏 且钻头的刚性和导向作用较差 切削时钻头容易弯曲 在钻床上钻孔时 如下图a所示 容易引起孔的轴线偏移和不直 但孔径无显著变化 在车床上钻孔时 容易引起孔径的变化 但孔的轴线仍然是直的 因此 在钻孔前应先加工端面 并用钻头或中心钻预钻一个锥坑 以便钻头定心 钻小孔和深孔时 为了避免孔的轴线偏移和不直 应尽可能采用工件回转方式进行钻孔 2 排屑困难 钻孔时 由于切屑较宽 容屑尺寸又受限制 因而 在排屑过程中 往往与孔壁产生很大的磨擦和挤压 拉毛和刮伤已加工表面 从而大大降低孔壁质量 3 切削热不易传散 由于钻削是一种半封闭式的切削 切削时所产生大量的热量 并且大量的高温切屑不能及时排出 切削液又难以注入切削区 切屑 刀具与工件之间摩擦又很大 因此 切削温度较高 致使刀具磨损加剧 从而限制了钻削用量和生产效率的提高 钻削操作简便 适应性强 应用很广 但在钻床上钻孔精度低 但可通过钻孔 扩孔 铰孔加工出精度要求很高的孔 IT6 IT8 表面粗糙度为1 6 0 4 m 还可以利用夹具加工有位置要求的孔系 3 2扩孔 铰孔 3 2 1扩孔扩孔常用于已铸出 锻出或钻出孔的扩大 扩孔可作为铰孔 磨孔前的预加工 也可以作为精度要求不高的孔的最终加工 扩孔比钻孔的质量好 生产效率高 扩孔对铸孔 钻孔等预加工孔的轴线的偏斜 有一定的校正作用 扩孔精度一般为IT10左右 表面粗糙度Ra值可达6 3 3 2 m 扩孔钻如下图 扩孔钻的结构与麻花钻相比有以下特点 1 刚性较好 由于扩孔的背吃刀量小 切屑少 扩孔钻的容屑槽浅而窄 钻芯直径较大 增加了扩孔钻工作部分的刚性 2 导向性好 扩孔钻有3 4个刀齿 刀具周边的棱边数增多 导向作用相对增强 3 切屑条件较好 扩孔钻无横刃参加切削 切削轻快 可采用较大的进给量 生产率较高 又因切屑少 排屑顺利 不易刮伤已加工表面 因此扩孔与钻孔相比 加工精度高 表面粗糙度值较低 且可在一定程度上校正钻孔的轴线误差 此外 适用于扩孔的机床与钻孔相同 3 2 2铰孔铰孔是利用铰刀从工件孔壁切除微量金属层 以提高其尺寸精度和减小表面粗糙度值的方法 它适用于孔的半精加工及精加工 也可用于磨孔或研孔前的预加工 铰孔精度一般为IT9 IT7 表面粗糙度Ra值为3 2 1 6 m 精细铰尺寸公差等级最高可达IT6 表面粗糙度Ra值为1 6 0 4 m 1 铰刀铰刀一般分为机用铰刀和手用铰刀两种形式 如下图所示 机用铰刀可分为带柄的和套式的 铰削不仅可以用来加工圆柱形孔 也可用锥度铰刀加工圆锥形孔 2 铰削的工艺特点 1 铰孔的精度和表面粗糙度主要不取决于机床的精度 而取决于铰刀的精度 铰刀的安装方式 加工余量 切削用量和切削液等条件 例如在相同的条件下 在钻床上铰孔和在车床上铰孔所获得的精度和表面粗糙度基本一致 2 铰刀为定径的精加工刀具 铰孔比精镗孔容易保证尺寸精度和形状精度 生产率也较高 对于小孔和细长孔更是如此 但由于铰削余量小 铰刀常为浮动联接 故不能校正原孔的轴线偏斜 孔与其它表面的位置精度则需由前工序或后工序来保证 3 铰孔的适应性较差 一定直径的铰刀只能加工一种直径和尺寸公差等级的孔 如需提高孔径的公差等级 则需对铰刀进行研磨 铰削的孔径一般小于 80mm 常用的在 40mm以下 对于阶梯孔和盲孔则铰削的工艺性较差 3 3镗削加工3 3 1镗床 镗床可分为卧式镗床 坐标镗床和精镗床等 卧式镗床的应用最为广泛 卧式镗床由床身 主轴箱 工作台 平旋盘和前 后立柱等组成 卧式镗床的工艺范围非常广泛 典型加工方法如下图 此外还可加工各种沟槽 扩孔 铰孔等 卧式镗床的主要参数是镗轴直径 1 镗孔常用镗刀的类型 结构和特点 1 单刃镗刀右图a所示的单刃镗刀为镗通孔用的通孔镗刀 右图b所示的单刃镗刀为镗盲孔用的盲孔镗刀 3 3 2镗孔 2 双刃镗刀双刃镗刀就是镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参与切削 切削时可以消除径向切削力对镗杆的影响 工件孔径的尺寸精度由镗刀来保证 双刃镗刀分为固定式和浮动式两种 固定式镗刀块及其安装如右图 浮动式镗刀结构如右图 其镗刀块以间隙配合装入镗杆的方孔中 无需夹紧 而是靠切削时作用于两侧切削刃上的切削力来自动平衡定位 因而能自动补偿由于镗刀块安装误差和镗杆径向圆跳动所产生的加工误差 用该镗刀加工出的孔径精度可达IT7 IT6表面粗糙度Ra为1 6 0 4 m 缺点是无法纠正孔的直线度误差和相互位置误差 2 镗孔镗床上镗孔按进给方式分为主轴进给和工作台进给两种方式 主轴进给方式中 进给时主轴悬伸长度和刚性是变化的 容易带来误差 所以此方法只适宜加工长度较短的孔 工作台进给方式可加工孔径较大且孔深短的孔 对于孔深深又有同轴度要求的孔系 可