钳工工艺学第五章课件

钳工工艺学

熟悉标准麻花钻、群钻的结构特点、切削角度及对切削性能的影响；掌握麻花钻的修磨方法；掌握钻孔工艺并能分析钻孔时废品产生的原因及预防方法；了解扩孔钻、锪钻和铰刀的种类、结构及切削特点；掌握钻孔、扩孔、锪孔和铰孔的操作要点；会制订孔加工的工艺方案。

第五章钻孔、扩孔、锪孔和铰孔第一节钻床钻床是钳工的主要设备，在钻床上可以完成钻孔、扩孔、锪孔和铰孔等加工，常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三类。主运动是由钻床主轴带动钻头旋转实现的，进给运动是钻床主轴带动钻头沿其轴线的移动实现的。一、台式钻床

台式钻床是一种小型钻床，一般安装在钳工工作台上，或其他台子上。

Z4012型台钻为常用的一种，它结构简单、操作方便。1-丝杠2-紧固手柄3-升降手柄4-进给手柄5-标尺杆6-机头7-立柱图5—1Z4012型台钻第一节钻床三、摇臂钻床图5—3Z3040型摇臂钻床摇臂钻床适用于对大中型工件在同一平面内，不同位置的单孔或多孔的加工，其最大钻孔直径有40mm、63mm、80mm等几种，Z3040型摇臂钻床为常用的一种型号，如图6—3所示，。

由于摇臂钻床的主轴变速范围和进给量的调节范围都很大，除用于钻孔，还能进行扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、刮端面和攻螺纹等多种加工。使用摇臂钻床时应注意：主轴箱或摇臂移位时，必须先松开锁紧装置。位置找正后要先锁紧后方可使用。操作者可用手拉动摇臂回转，但不宜沿一个方向连续回转。摇臂钻床工作结束后，必须将主轴箱移动至靠近立柱一端，以保持精度。第一节钻床五、钻床附具钻床附具是钻孔用刀具（麻花钻）和其他孔加工刀具与钻床主轴连接的装夹工具，常用的有钻夹头、钻头套和快换钻夹头等。1.钻夹头1-夹头体2-夹头套3-钥匙4-夹爪5-螺纹内圈图5—5钻夹头钻夹头用来装夹13mm以内的直柄钻头其结构如图5—5所示。第一节钻床2.钻头套装夹锥柄钻头和各种孔加工刀具使用钻头套。图5—6钻头套和钻头的拆卸钻头套共有五号：1号钻头套：内锥孔为1号莫氏锥度外锥面为2号莫氏锥度2号钻头套：内锥孔为2号莫氏锥度外锥面为3号莫氏锥度3号钻头套：内锥孔为3号莫氏锥度外锥面为4号莫氏锥度4号钻头套：内锥孔为4号莫氏锥度外锥面为5号莫氏锥度5号钻头套：内锥孔为5号莫氏锥度外锥面为6号莫氏锥度第二节麻花钻一、麻花钻的组成柄部麻花钻的组成颈部工作部分图5—8麻花钻构造图5—9麻花钻的切削部分麻花钻直径规定在0.1mm~80mm范围内。第二节麻花钻二、标准麻花钻的切削角度1.确定麻花钻切削角度的辅助平面辅助平面基面切削平面正交平面柱剖面

图5—10麻花钻的辅助平面第二节麻花钻2.标准麻花钻的切削角度切削角度图5—12标准麻花钻的切削角度顶角2φ

螺旋角ω前角γ0后角α0

横刃斜角ψ副后角α1第三节麻花钻的改良一、麻花钻的修磨1.麻花钻的刃磨刃磨的要领如下：图5—14刃磨麻花钻的方法（1）钻头中心线和砂轮磨削面成φ角。（2）右手握住麻花钻导向部分前端，作为定位支点，刃磨时使钻头绕其轴心线转动，同时掌握好作用在砂轮上的压力。（3）左手握住钻头的柄部，作上下扇形摆动。第三节麻花钻的改良a)修磨横刃b)修磨主切削刃c)修磨棱边d)修磨前刀面e)修磨分屑槽

图5—15麻花钻的修磨2.麻花钻的修磨修磨修磨横刃修磨主切削刃修磨棱边修磨前面修磨分屑槽第三节麻花钻的改良二、群钻1.标准群钻图5—16标准群钻标准群钻与标准麻花钻相比，结构上有以下特点：磨出月牙槽磨短横刃磨出单边分屑槽特点标准群钻的形状特点是：三尖、七刃、两种槽。磨出月牙槽形成钻头的三尖，七刃是两条外刃、两条圆弧刃、两条内刃和一条横刃。两种槽是月牙槽和单边分屑槽。第四节钻孔工艺方法用钻头在实体材料上切削出孔的工序称为钻孔。钻孔是孔的粗加工工序，可以达到的标准公差等级为IT11—IT10，表面粗糙度为Ra50­—12.5，故只能钻出加工精度要求不高的孔。一、工件的装夹a)平口钳b)V形块c)螺旋压板d)角铁e)手虎钳f)三爪卡盘图5—18钻孔时工件装夹方法搭压板时应注意以下几点：①垫铁应尽量靠近工件，以减少压板的变形。②垫铁的高度应大于工件的高度，保证夹紧力的作用方向垂直压紧工件。③螺栓应尽量靠近工件，这样可使工件获得较大的夹紧力。④如果工件的被夹紧表面已经过精加工，则表面上应垫铜皮等较软物体，以防被压板压出伤痕。第四节钻孔工艺方法二、一般工件的钻孔方法钻孔开始，先调整钻头和工件的位置，使钻尖对准钻孔中心，然后试钻一浅坑。图5—19用錾槽纠正钻偏的孔通孔在将要钻穿时，必须减小进给量，如果采用自动进给，要改换成手动进给。钻不通孔时，可按钻孔深度调整挡块，并通过测量实际尺寸来控制钻孔深度。钻深孔时，一般钻进深度达到钻头直径的3倍时，要退出钻头排屑，以后每钻进一定深度，提起钻头排屑一次，以免切屑阻塞而扭断钻头。钻直径较大的孔（一般直径大于30mm），可分两次钻削，先选用0.5—0.7倍的钻头直径钻底孔，然后再用所需直径钻头扩孔。三、在圆柱工件上钻孔第四节钻孔工艺方法四、在斜面上钻孔为了在斜面上钻出合格的孔可用立铣刀或錾子在斜面上加工出一个小平面，然后先用中心钻或小直径钻头在小平面上钻出一个锥坑或浅坑，最后用合适直径的钻头钻出符合要求的孔。图5—21斜面上钻孔第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析二、钻削用量的选择

钻孔时选择切削用量的基本原则是：在允许的范围内，尽量先选较大的进给量f。当进给量f受到表面粗糙度和钻头刚度的限制时，再考虑选择较大的切削速度Vc。三、钻孔时切削液的使用表5-9钻孔时使用的切削液工件材料切削液（体积分数）各类结构钢3—5%乳化液，7%硫化乳化液不锈钢，耐热钢3%肥皂加2%亚麻油水溶液，硫化切削油纯铜、黄铜、青铜不用，5%—8%乳化液铸铁不用，5%—8%乳化液，煤油铝及铝合金不用，5%—8%乳化液，煤油，煤油与菜油的混合油有机玻璃5%—8%乳化液，煤油第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析四、钻孔时的废品分析和钻头损坏原因1.钻孔时的废品分析表5—10钻孔时的废品分析第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析2.钻头损坏的原因表5—11麻花钻损坏的形式及原因2.扩孔钻第六节扩孔与锪孔扩孔钻的结构特点如下：（1）因中心不切削，扩孔钻无横刃，切削刃只做成靠外缘的一段。（2）因扩孔产生的切屑体积小，不需要容屑槽很大，故而扩孔钻钻心较粗，提高了刚度，使切削平稳。（3）扩孔钻有较多的刀齿，增强了导向作用，一般整体式扩孔钻有3—4个刀齿。（4）因背吃刀量大大减少，切削角度可取较大数值，使切削省力。切屑容易排出，不易擦伤已加工孔壁表面。图5—24扩孔钻二、锪孔第六节扩孔与锪孔用锪钻在孔口表面加工出一定形状的沉孔和表面的方法，称为锪孔。图5—25锪孔1.锪钻的种类及用途柱形锪钻柱形锪钻主要用于锪圆柱形沉孔种类用途锥形锪钻锪形锪钻用于锪制圆锥形沉孔端面锪钻专门用来锪平孔口端面的锪钻第七节铰孔和铰刀（1）工作部分包括引导部分、切削部分和校准部分。一般用高速钢制造，小直径手铰刀可使用碳素工具钢制造。（2）颈部机用铰刀的颈部较长，而手用铰刀的颈部很短。颈部是柄部与工作部分的连接部分。（3）柄部用来装夹和传递扭距。有直柄、锥柄和直柄带方榫三种。

（4）铰刀的直径铰刀直径是最基本的结构参数，其精确程度直接影响铰孔的精度。2.可调节手铰刀图5—34可调节手铰刀第七节铰孔和铰刀3.螺旋槽手铰刀螺旋槽手铰刀用来铰削带有键槽的圆孔。一般螺旋槽的旋向是左旋，以免铰削时因铰刀的正向转动而产生自动旋进的现象。同时，左旋刀刃容易使切屑向下，被推出孔外。图5—35螺旋槽手铰刀4.锥铰刀（2）莫氏锥铰刀用于铰削0—6号莫氏锥孔。（3）1：10锥铰刀用于铰削联轴器上与锥销配合的锥孔。（4）1：30锥铰刀用于铰削套式刀具上的锥孔。图5—361：50锥铰刀（1）1：50锥铰刀用于铰削圆锥定位销孔，如图5—36所示。第七节铰孔和铰刀5.硬质合金机铰刀图5—38硬质合金机铰刀硬质合金机铰刀的结构，采用镶片式，硬质合金刀片有钨钴类（YG）和钨钛钴类（YT）两种，YG类适合铰削铸铁，YT类适合铰削钢料。二、铰孔工艺方法1.铰刀的研磨第七节铰孔和铰刀2.铰削用量铰削用量铰削余量表5—13铰削余量

（单位：mm）铰孔直径<55—2021—3233—5051—70铰削余量0.1—0.20.2—0.30.30.50.8机铰孔时的进给量f机铰孔时的切削速度ν第七节铰孔和铰刀3.铰孔时切削液的使用表5—14铰孔时的切削液工件材料切削液钢1、10%—20%乳化液2、铰孔要求较高时，采用30%菜油加70%乳化液3、高精度铰削时，可采用菜油、柴油、猪油等铸铁1、可不用2、煤油可引起孔径收缩，最大缩小量达0.02—0.04mm3、低浓度乳化液铝煤油铜乳化液第七节铰孔和铰刀4.铰孔工作要点（1）工件要夹正，使操作时对铰刀的铅垂方向有正确的视觉标志。（2）手铰孔时，两手用力要均衡，保持铰削的稳定性，避免由于铰刀的摇摆而造成孔口嗽叭状和孔径扩大。（3）随着铰刀旋转，两手轻轻加压，（4）铰孔过程中，进给或退出铰刀时，都不允许反转，因为铰刀反转会使切屑轧在刀齿的后刀面与孔壁之间，将孔壁拉毛。同时，铰刀也容易磨损，甚至崩刃。（5）铰削锥孔的方法：对尺寸较小的圆锥孔，铰孔前可按小端直径钻出圆柱孔，然后再用圆锥铰刀铰削即可。（6）机铰时，要注意钻床主轴、铰刀和工件孔三者的同轴度误差是否符合要求。（7）机铰结束，要在铰刀退出后再停车，否则孔壁会拉出刀痕。（8）手铰孔时，如果中途铰刀被卡住，不能肓目用力扳动铰刀，以防损坏。

本章主要讲述了钻床的种类、结构和应用；麻花钻的结构、切削特点及钻孔的方法；扩孔、锪孔和铰孔等钻削加工的切削特点等。麻花钻及其他孔加工刀具的切削角度是本章的教学难点，因为麻花钻与其他孔加工刀具都不是单刃刀具，本身比较复杂，研究它们的切削角度，要建立坐标平面，进行投影转换，这些都比较困难，讲解时要与技能训练课题密切结合。本章内容丰富，篇幅较大，