冷作工工艺与技能训练（第三版）第五单元　零件的预加工

第五单元零件的预加工课题二磨削与开坡口课题一钻孔课题三手工切削加工课题一钻孔在材料上用钻头钻削出各种直径的孔称为钻孔。钻孔时，工件固定，钻头装在钻床或其他钻具上，依靠钻头与工件之间的相对运动来完成切削加工。钻削加工时，钻头绕轴线做的旋转运动称为主运动，它使钻头沿着圆周进行切削；钻头对着工件做的前进直线运动称为进给运动，它使钻头切入工件，连续地进行切削。由于这两种运动是同时、连续进行的，因此钻头切削刃上各点做螺旋运动，对材料进行切削而完成钻孔作业，如图所示。

钻孔一、钻头钻头多用高速钢制成，并经淬火与回火处理。钻头的种类很多，如麻花钻、扁钻、中心钻等，虽然外形有些不同，但切削原理基本一样。钻头上都有两条对称排列的切削刃，在钻削时可使产生的力矩平衡。1.麻花钻的组成（1）柄部（2）颈部（3）工作部分标准麻花钻a）直柄钻头b）锥柄钻头c）麻花钻的组成2.切削部分的几何参数（1）顶角2φ（2）后角α（3）前角γ（4）横刃斜角切削部分的几何参数1—前面2、5—主后面3、6—主切削刃4—横刃7—副切削刃二、装夹钻头的工具1.钻夹头钻夹头1—夹头体2—夹头套筒3—钥匙

4—夹爪5—内螺纹圈直柄钻头的装夹2.钻头套钻头套用来装夹带锥柄的钻头，根据钻头锥柄莫氏锥度的号数，选用相应的钻头套，如图所示。钻头套三、标准麻花钻的刃磨要求与方法1.刃磨要求（1）钻头切削刃用钝后，为了恢复其切削能力，必须进行刃磨。刃磨时，只磨两个后面，但同时应保证后角、顶角和横刃斜角都达到正确的角度。（2）两主切削刃的长度及其与钻头轴心线组成的两个φ角应相等。如图所示为钻头刃磨正确和不正确对加工后所得孔的影响。图a为刃磨正确。图b的两个φ角磨得不相等；图c中主切削刃长度不一致；图d中两个φ角不对称，主切削刃长度不一致。上述缺陷在加工时均使钻出的孔扩大或歪斜。（3）两个主后面应刃磨光滑。（4）刃磨砂轮一般采用粒度为46～80号，硬度为中软级（K、L）为宜。砂轮旋转必须平稳，跳动量大的砂轮片必须进行修整。钻头刃磨对加工的影响2.刃磨方法标准麻花钻的刃磨通常是手持钻头在砂轮机上进行。在砂轮上刃磨钻头时，要求砂轮表面必须平整、有棱角，外圆跳动要小。在砂轮机上刃磨钻头的一般姿势是：两脚叉开，左手握住钻柄，右手握住钻身并靠在砂轮机的支架上作为支点，同时使钻头轴线与砂轮轴线构成所需的φ角（一般约为60°），另外钻身应向下倾斜8°～15°。刃磨首先从主切削刃开始，左手按顺时针方向将钻头捻动并使钻柄下降。刃磨主切削刃时，动作要迅速，防止钻头过热而退火，刃磨时要注意压力不能过大并要及时蘸水冷却。待磨好一个后面后再磨另一个后面。四、钻孔设备1.台式钻床台式钻床简称台钻，是一种小型钻床，一般安装在工作台上或铸铁方箱上。台钻的规格有6mm和12mm两种，12mm台钻表示最大的钻孔直径为12mm。台式钻床2.立式钻床立式钻床简称立钻，一般用来钻中型工件上的孔，其最大钻孔直径有25mm、35mm、40mm和50mm四种。立式钻床3.摇臂钻床摇臂钻床（见图）适用于加工大型工件和多孔的工件。钻孔时，工件固定不动，移动钻床主轴对准工件上孔的中心，所以加工时比立钻方便。摇臂钻床4.电钻（1）手枪式电钻手枪式电钻（见图）规格为6mm，即其最大钻孔直径为6mm。这种电钻工作电压为220V，采用双重绝缘结构，安全性能好。手枪式电钻2）磁力电钻磁力电钻又称磁座电钻、磁铁电钻（见图），它是在通电后首先保证磁力电钻底部吸附在钢结构平面上，然后磁力电钻电动机高速运转并带动钻头旋转，从而实现对钢结构钻孔。磁力电钻五、钻孔工艺1.工件的夹持钻孔前必须将工件夹紧固定，以防钻孔时因工件移动、旋转而折断钻头，或使钻孔位置偏移。夹持工件的方法主要根据工件的大小和形状而定。工件的夹持a）长工件用螺栓挡住b）用压板、螺栓和垫铁夹持工件c）用V形铁安装工件2.钻孔方法钻孔前，先用样冲将孔中心冲大一些，这样可使横刃预先落入样冲眼的锥坑中，钻孔时钻头不易偏离中心。工件上的通孔将要钻穿时，必须减小进给量，如果是采用自动进给，这时最好改换为手动进给。因为当钻头尖刚钻穿工件时，轴向阻力突然减小，由于钻床进给机构的间隙和弹性变形的突然恢复，将使钻头瞬间以很大的进给量自动切入，致使钻头折断或钻孔质量降低。用手动进给操作时，由于已注意减小了进给量，即已减小了轴向压力，因此可避免上述现象的发生。钻不通孔时，可根据钻孔深度预先调整挡块，并通过测量来检查实际钻孔深度。钻深孔时，一般当钻进深度达到直径的3倍时，钻头需退出排屑。以后每钻进一定深度，钻头必须退出排屑一次，直到深孔钻完为止。要防止连续钻进而排屑不畅的情况发生，以免钻头因切屑阻塞而扭断。直径超过30mm的大孔，可分两次钻削。先用50%～70%孔径的钻头钻孔，再用所需孔径的钻头扩孔。这样可以减小钻削时的轴向力，保护机床，同时还可以提高钻孔质量。3.钻孔时的冷却和润滑在钻削过程中，由于切屑的变形和钻头与工件的摩擦所产生的切削热，将降低钻头的切削能力，严重时会引起钻头切削部分退火，对钻孔质量也有一定影响。因此，为了延长钻头的使用寿命和保证钻孔质量，在钻孔时要注入充足的切削液。各种材料钻孔时用的切削液4.切削用量切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量的总称。钻孔的切削速度v是钻削时钻头直径上一点的线速度，可由下式计算：式中D——钻头直径，mm；

n——钻头的转速，r/min。5.钻削操作注意事项（1）钻孔前，工作台面上不准放置刀具、量具和其他物品。钻孔时工件一定要夹紧。钻通孔时，要加垫块或使钻头对准工作台的凹槽，以免损坏工作台。（2）工作前穿戴好规定的劳动防护用品，钻孔时禁止戴手套、围巾和裸露发辫，以免发生事故。（3）要用器械及时排除切屑，防止长的切屑随钻头旋转。禁止用手直接除屑。（4）孔将要钻透时，要减小进给量，以免发生事故。（5）只有在停车后才能装卸钻头，松紧钻夹头时必须用钥匙，不可用敲打的办法。钻头需从钻头套中退出时，要用楔铁敲出。（6）凡离开工作岗位、停电、设备有异声、装卸钻头、变速、润滑设备、修理设备、清扫铁屑等，都要停车。课题二磨削与开坡口一、磨削工具1.电动砂轮机电动砂轮机由罩壳、砂轮、长端盖、电动机、开关和手把等组成，如图所示。子课题1磨削手提式电动砂轮机2.其他磨削工具（1）电动角磨机（2）直磨机电动角磨机直磨机二、磨削方法1.磨削前要戴好护目镜，并检查砂轮有无裂纹或破碎，防护罩是否完好。2.磨削时，不得用力过猛，要平稳地上下、左右移动磨削。不准用砂轮边角及侧面磨削工件；严禁磨削有色金属（铜、铝等）；不准用砂轮冲击工件，以防砂轮爆裂或转子弯曲。3.磨削完毕后，切断电源，并将工作场地及四周清理干净。为了保证焊接质量和连接强度要求，在对接或角接时，需在厚板的焊缝接头处开坡口。是否需要开坡口以及开坡口的形式与材料的种类、厚度、焊接方法和工艺过程、产品的力学性能等因素有关。第一，必须保证焊接接头的质量。第二，应注意经济效益。第三，要根据结构的形状、大小和施焊条件。第四，要减少焊接变形和应力。子课题2开坡口一、坡口的形式焊条电弧焊常用的坡口形式与尺寸焊条电弧焊常用的坡口形式与尺寸不同厚度的钢板对接时，如果两板的厚度差不超过表5-4的规定，则坡口形式与尺寸按厚板选取。如果对接板料厚度差超过上表规定的范围，或在双面超过该表允许厚度差的2倍，应该在较厚的钢板上做出单面或双面的斜边，如图所示。两板的厚度差mm不同厚度钢板的对接形式a）L=5（t-t1）b）L=2.5（t-t1）二、开坡口的方法1.机械加工机械加工坡口在刨边机或铣边机上进行，可以刨、铣各种形式的坡口。机械刨边加工与手工铲边相比，不但效率高、噪声小，而且质量好，所以在批量生产中已广泛采用。2.碳弧气刨加工碳弧气刨是目前广泛应用的一种加工工艺方法，它是利用碳极电弧的高温把金属局部加热到熔化状态，同时再用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，达到刨削或切割金属的目的。碳弧气刨示意图1—碳棒2—气刨枪夹头3—压缩空气气流4—工件5—电弧L—碳棒伸出长度α—碳棒与工件夹角如图所示为碳弧气刨枪。使用时，应尽可能顺风操作，防止熔液及熔渣烧损工作服及烫伤皮肤。刨削结束时应先断弧，过几秒钟后再关闭气阀。碳弧气刨枪1—枪嘴2—刨钳3—紧固螺母4—空气阀5—空气导管6—绝缘手把7—导柄套8—空气软管9—导线10—螺栓11—碳棒3.气割加工氧乙炔焰气割坡口，包括手工气割和半自动、自动气割机切割。操作时，只需将单个或多个割炬嘴，在切口处偏斜成所需要的角度，就可割出多种形式的坡口。气割坡口的方法简单易行，效率高，能满足开V形或X形坡口的质量要求，已被广泛采用。但是切割后，必须清理干净氧化铁残渣。三、坡口的检查1.坡口形状是否符合标准。2.坡口是否光滑平整，有无毛刺和氧化铁熔渣等。3.坡口角度、钝边尺寸、圆弧半径等是否在允许的偏差之内。课题三手工切削加工用錾子分离材料的切削加工方法称为錾削。一、錾削设备及工具1.台虎钳子课题1錾削固定式台虎钳2.錾子錾子a）扁錾b）窄錾1—切削刃2—切削部分3—斜面4—柄5—头部3.锤子锤子1—木柄2—锤头3—斜楔铁二、錾削工艺与錾削方法1.握錾方法用左手的中指、无名指和小指握住錾子，拇指和食指自然接触。錾子的尾端从手中露出20mm，如图所示。錾子握得不要太紧，以减轻錾削时錾子对手的振动。握錾方法錾削时，小臂自然放平，使錾子保持正确的倾斜角度。錾子的倾斜角度正确时，切削后角为5°～8°，如图所示。錾子的倾斜角度a）正确b）不正确2.握锤方法用右手握住锤子，采用五指满握法。拇指轻轻压在食指上，虎口对准锤头方向，木柄尾部露出15～30mm，如图所示。握锤方法3.站立姿势为了充分发挥较大的锤击力，操作者必须保持正确的站立姿势。如图所示，左脚超前半步，两脚自然站立，人体重心稍微偏于后脚，视线落在工件的錾削部位上。錾削时的站立姿势4.挥锤方法5.锤击速度一般锤击速度为40～50次/min。锤子敲下去时应做加速运动，这样可以增加锤击时的锤击力量。挥锤方法a）肘挥b）臂挥6.錾削方法錾削的方法有两种。一种是将板料夹在台虎钳上錾削，如图所示。另一种方法是在铁砧上錾削板料。在台虎钳上錾削板料在铁砧上錾削板料子课题2锯削用手锯把材料（或工件）锯出狭槽或进行分割的切削加工方法称为锯削。一、手锯及其使用1.手锯可调式锯弓1—翼形拉紧螺母2—活动拉杆

3、5—销子4—锯条6—固定拉杆

7—可调部分8—固定部分2.手锯的使用进行手工锯削时，手锯的使用方法如图所示。手锯的使用方法二、板材与管材的锯削方法1.板材的锯削板材锯削a）斜推锯法b）夹在木板中2.管材的锯削管材锯削a）管材夹持方法b）管材转位锯削子课题3攻螺纹与套螺纹一、攻螺纹用丝锥（螺丝攻）在孔壁上切削出内螺纹的操作称为攻螺纹。攻螺纹常用的工具有丝锥和铰杠。1.丝锥及其构造丝锥a）外形b）切削部分和校准部分的角度1）切削部分丝锥的前端呈圆锥形，有锋利的切削刃，起主要切削作用。在切削部分和定径部分截面上有3～4个刀齿和容屑槽，这样切削负荷便分布在几个切削刃上，从而减轻了每个切削刃上的切削量，使切削时省力、排屑容易，不易崩刃或折断。标准丝锥切削刃的前角γ为8°～10°，后角α为6°～12°。（2）校准部分校准部分的螺纹牙型完整，用以修光和校准已切出的螺纹，并且还是丝锥的备磨部分，其后角α为0°。（3）柄部柄部一般为方榫，用来传递转矩。