机械加工工艺基础钻削与镗削

机械制造基础机械加工工艺基础第二节钻削与镗削一、钻削

在钻床上进行切削加工称为钻削。在钻床上可进行的工作为：钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔、锪端面等，如图所示。钻床所能完成的工作a)钻孔；b)扩孔；c)铰孔；d)攻螺纹；e)锪锥孔；f)锪圆柱孔；g)锪端面锪孔：一种金属加工方法，是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和凸台断面等。1、钻床钻床的主要类型：

台式钻床立式钻床摇臂钻床各种专门化钻床1.立式钻床

。底座工作台主轴箱立柱手柄2.摇臂钻床

一、钻削加工设备底座主轴箱外立柱内立柱摇臂主轴。3、其他钻床台式钻床

只能加工小孔（一般，孔径<12mm）。

2、麻花钻与群钻（1）麻花钻麻花钻是最常用的钻孔刀具。麻花钻的结构如图所示．它由柄部、颈部和工作部分组成。而工作部分包含切削部分和导向部分。图11.21麻花钻的组成

两个主切削刃两上副切削刃一个横刃3、钻孔用钻头在零件的实体部位加工叫钻孔。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13-IT11，表面粗糙度Ra值为25-12.5um。钻孔时，钻头工作部分大都处在已加工表面的包围中，受空间限制：（1）工件的装夹（2)

钻孔的工艺特点和应用：

（1）容易产生“引偏”，产生的原因：①麻花钻细长又有两条宽而深的容屑槽，刚性较差。②钻头仅有两条很窄的棱边与孔壁接触，接触刚度和导向作用很差。③钻头横刃处的前角具有很大的负值，切削条件极差，实际上是挤刮金属，由钻头横刃产生的轴向力很大，稍有偏斜，将产生较大的附加力矩，使钻头弯曲。④钻头的两个切削刃，刃磨得不完全对称，加上工件材料的不均匀性，钻孔时的径向力不可能完全抵销。

减小“引偏”产生采取的措施：①预钻锥形定心坑。用小顶角（°—100°）大直径的钻头。②用钻套为钻头导向。③刃磨时，尽量把钻头的两个主切削刃刃磨得对称一致。（2）排屑困难排屑过程中，切屑与孔壁发生较大的摩擦，挤压、拉毛和刮伤已加工表面，降低表面质量；切屑可能阻塞在钻头的容屑槽里，卡死钻头，甚至将钻头扭断。改善排屑条件：钻钢料工件时，在钻头上修磨出分屑槽，将宽的切屑分成窄条，以利于排屑。当钻深孔(L/D＞5-10)时，应采用合适的深孔钻进行加工。（3）切削热不易传散。钻削是一种半封闭式的切削，钻削时所产生的热量，热量传散时工件吸收的热量约占52.5%，钻头约占14.5%，切屑约占28%，而介质仅占5%左右。钻削的应用１.钻孔属粗加工，

精度低，表面粗糙度大，可达到的尺寸公差等级为IT13-IT11，表面粗糙度Ra值为25-12.5um。易产生孔径扩大、轴线歪斜和明显的圆度误差等缺陷。

2.生产效率低。要提高钻孔质量和生产率，可采用：

1）改进麻花钻的结构；2）提高钻头刃磨质量，使两刀刃对称；

3）合理使用切削液并注意排屑；4）合理选择钻孔方式。二、扩孔与铰孔

1、扩孔

用扩孔钻对已有孔进行加工以扩大孔径，并提高精度降低粗糙度。可作为精加工的前工序，或作为低要求孔的最终工序。扩孔钻与麻花钻相比有以下特点：１）刀齿数较多，有３～４个刀齿，导向性好，切削平稳。２）扩孔的余量较小，容屑槽窄、浅，钻心粗，刀体刚性好，能采用较大的进给量和切削速度。３）无横刃，切削条件好。精度较高，粗糙度低，可部分纠正钻孔的轴线歪斜，常用于孔的半精加工。图6-10扩孔钻。

扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工，提高孔的精度和减小表面粗糙度Ra值。扩孔的公差等级为IT10-IT9，表面粗糙度Ra值为6.3—3.2um属于半精加工。扩孔钻与麻花钻在结构上相比有以下特点：1．刚性较好。扩孔的吃刀量小，扩孔钻钻芯比较粗大，增加了工作部分的刚性。2．导向性较好。由于容屑槽浅而窄，可在刀体上做出3—4个刀齿，提高生产率，增强了扩孔时刀具的导向及修光作用，切削平稳。3．切削条件较好。扩孔钻的切削刃不必自外缘延续到中心，避免了横刃和由横刃引起的不良影响。轴向力较小，可采用较大的进给量，生产率较高。因此，扩孔比钻孔的精度高，表面粗糙度Ra值小，且在一定程度上可校正原孔轴线的偏斜。3、铰孔

铰孔是用铰刀从工件孔壁上切除微量金属，提高孔尺寸精度和减小粗糙度值的加工方法。是在扩孔或半精镗孔后进行的一种精加工。（１）铰刀手铰刀：手工铰孔、直柄。机铰刀：钻床或车床上铰孔，多为锥柄。铰刀的工作部分分为切削部分和修光部分。对铰刀尺寸精度相对位置精度以及表面粗糙度要求较高。。。图6-13手铰刀结构（2)铰孔的工艺特点和应用铰孔的精度和表面粗糙度不取决于机床的精度，而取决于铰刀的精度和安装方式以及加工余量、切削用量和切削液等条件。铰刀为定径的精加工刀具，容易保证工件的尺寸精度和形状精度。但一种规格的铰刀只能加工一种尺寸和精度的孔，且不能铰削非标准孔、台阶孔和盲孔。机铰刀在机床上常用浮动连接，防止铰刀轴线与机床主轴线偏斜，造成孔的加工误差。因为常规的机夹铰刀是刚性夹持,如果机床的精度不是很好的话,所有的误差和跳动就直接累加到孔的尺寸上面去了!!而浮动夹持(大多是径向浮动的)则没有这个影响或者说很大程度上降低这方面影响,保证了铰刀的功能-得到好的孔的直径和圆度以及表面光洁度!!。

铰孔是住扩孔或半精镗的基础上进行的，是孔的精加工方法：公差等级为IT8—IT6，表面粗糙度Ra值为1.6—0.2um。铰孔不能校正原孔轴线的偏斜铰削速度较低、可避免产生积屑瘤和引起振动。钻一扩一铰是生产中典型的孔加工方案。

镗削一般是指在镗床上进行的切削加工。图为常用的卧式镗床。由床身、立柱、主轴箱、尾架和工作台等部分组成。镗床的主轴能作旋转主运动和轴向进给运动。安装工件的工作台可以实现纵向、横向进给运动，并可回转一定的角度。主轴箱可沿立柱导轨作上下运动。尾架可沿床身导轨水平移动，其上的镗杆支承也可与主轴箱同时上下运动。三、镗削图6-35T68型卧式镗床外观图

1.卧式镗床

后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座。床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱2.坐标镗床

图6-38立式双柱坐标镗床外观图。2．镗刀（1）单刃镗刀镗刀的刚性差，切削时易产生振动，故镗刀有较大主偏角，以减小径向力。普通单刃镗刀结构简单，制造方便，通用性强，但切削效率低，对工人操作技术要求高

（2）双刃镗刀双刃镗刀属定尺寸刀具，通过两刃间的距离改变达到加工不同直径孔的目的。常用的有固定式镗刀块和浮动镗刀两种。

图3-42固定式镗刀①固定式镗刀块镗刀块通过斜楔或在两个方向倾斜的螺钉等夹紧于镗杆，如图3-42所示。安装后镗刀块相对于轴线的位置误差都将造成孔径扩大，所以，镗刀块与镗杆上方孔的配合要求较高，刀块安装方孔对轴线的垂直度与对称度误差不大于0.01mm。固定式镗刀块用于粗镗或半精镗直径大于40mm的孔。固定式镗刀块也可制成焊接式或可转位式硬质合金镗刀块。②浮动镗刀浮动镗刀装入镗杆的方孔中不需夹紧.镗孔时通过作用在两侧切削刃上切削力来自动平衡。镗孔时通过作用在两侧切削刃上切削力来自动平衡其切削位置,因此,它能自动补偿由刀具安装误差、机床主轴偏差而造成的加工误差获得较高的加工精度（IT7～IT6），但它无法纠正孔的直线度误差，因而要求预加工孔的直线性好，表面粗糙度值不大于mRaμ2.3。浮动镗刀结构简单,刃磨方便,但镗杆上方孔难制造,加工孔径不能太小,操作麻烦,效率亦低于铰孔,故适用于单件、小批生产中加工直径较大的孔，尤其适合于精镗孔径大（大于200mm）而深（长径比大于5）的筒件和管件孔。浮动镗刀可分为整体式、可调焊接式和可转位式。整体式通常用高速钢制作或在45钢刀体上焊两块硬质合金刀片，制造时直接磨到尺寸，适用于多品种、小批量的零件加工。（a）可调焊接式（b）可转位式1—刀体；2—紧固螺钉；3—调节螺钉；1—刀体；2—调节螺钉3—压板；4—压紧螺钉；

5—销子；6—刀片松开紧固螺钉2，旋转调节螺钉3推动刀体就可调大尺寸旋松螺钉2、4可方便地装卸刀片并调节直径尺寸。1．镗孔方法镗孔可在车床、镗床或铣床上进行。镗孔可分粗镗、半精镗和精镗。（1）车床镗孔（右图）（2）镗床镗孔利用主轴带动镗刀镗孔。②利用平旋盘带动镗刀镗孔。③孔系镗削。（3）铣床镗孔（3）镗削的工艺特点镗削的适应性广。除直径特别小，长度较大的孔外，各直径孔都可。镗削可有效地校正原孔的轴线偏斜。能靠多次走刀来校正孔的轴线偏斜。镗削的生产率低。镗削广泛用于单件小批生产中各类零件的孔加工。大批量生产中镗削支架、箱体的支承孔，需要使用镗模。镗削可加工钢、铸铁、和有色金属零件，不宜加工硬度高的材料。镗床夹具又称镗模，是一种精密夹具，主要用来加工箱体、支座类零件上的精密孔或孔系。镗模与钻模相比结构要复杂得多，制造精度也要高得多。镗模不仅广泛应用于各类镗床上，而且还可以用于车床、摇臂钻床及组合机床上。

第三节拉削在拉床上用拉刀加工工件，叫做拉削1、拉床.2．拉刀结构：柄部、颈部、过渡锥部、前导部、切削部、校准部、后导部、尾部。.二、拉削加工拉削加工从切削性质上看近似刨削。拉时拉刀的直线移动为主运动，无进给运动.拉刀的切削部分由一系列的刀齿组成，那些刀齿一个比一个增高地排列着。当拉刀上相对工件作直线运动时，拉刀上的刀齿一个一个地依次从工件上的切削一层层金属。当全部刀齿通过工件后，即完成了工件的加工。所以拉刀经过工件一次即加工完毕，生产力效率很高，加工的工件质量好。加工的公差等级IT9—IT7工件粗糙度1.6~0.8。但由于一把拉刀只能加工一种规格的表面，且拉刀较昂贵，故拉削加工主要用于大批大量生产。.在拉床上可以加工各种孔(平面.半圆弧面以及一些不规则表面.拉削加工的孔必须预先加工过(钻.镗等).被拉孔的长度一般不超过孔径的3倍.

图8-29各种形状的孔.工件的外形应具有易于准确地安装在号床上的形状，否则加工产生误差。若拉削前,孔的端面未经加工，则应将其端面贴紧在球面垫圈上，在拉削力的作用下工件连同球面垫圈能略微转动，以使工件上的孔自动调整到和拉刀轴线一致的方向.

拉削圆孔3．拉孔的工艺特点

(1)生产率高。(2)加工质量高。(3)拉床简单，操作方便。(4)拉刀寿命长。(5)拉刀是定值刀具，不能加工台阶孔和盲孔。2-4磨削一、磨床与砂轮1、磨床

磨床包括外圆磨、内圆磨、无心磨等几种，下图是万能外圆磨床

M1432A万能外圆磨床(M—磨床；14—万能外圆磨床；32—最大磨削直径的1/10，即最大磨削直径为320mm；A—性能和结构上经过一次重大改进)。

1—床身

2—头架

3—工作台

4—内圆磨具

5—砂轮架

6—滑鞍

7—尾座

8—脚踏操纵板

9—横向进给手轮。

（1）床身

床身1是磨床的基础支承件，在它的上面装有砂轮架5、工作台3、头架2、尾座7及横向滑鞍等部件，使这些部件在工作时保持准确的相对位置。床身内部用作液压油的油池（2）头架

头架2用于安装及夹持工件，并带动工件旋转,头架在水平面内可逆时针方向转90°。

（3）内圆磨具

内圆磨具4用于支承磨内孔的砂轮主轴，内圆磨具主轴由单独的电动机驱动。

（4）砂轮架

砂轮架5用于支承并传动高速旋转的砂轮主轴。砂轮架装在滑鞍6上，当需磨削短圆锥面时，砂轮架可以在水平面内调整至一定角度位置（±30°）。。（5）尾座

尾座7和头架2的顶尖一起支承工件。

（6）滑鞍及横向进给机构

转动横向进给手轮9，可以使横向进给机构带动滑鞍6及其上的砂轮架作横向进给运动。

（7）工作台

工作台3由上下两层组成。上工作台可绕下工作台的水平面内回转一个角度(±10°)，用以磨削锥度不大的长圆锥面。上工作台的上面装有头架2和尾座7，它们可随着工作台一起，沿床身导轨作纵向往复运动。

。（1）床身

床身1是磨床的基础支承件，在它的上面装有砂轮架5、工作台3、头架2、尾座7及横向滑鞍等部件，使这些部件在工作时保持准确的相对位置。床身内部用作液压油的油池（2）头架

头架2用于安装及夹持工件，并带动工件旋转,头架在水平面内可逆时针方向转90°。

（3）内圆磨具

内圆磨具4用于支承磨内孔的砂轮主轴，内圆磨具主轴由单独的电动机驱动。

（4）砂轮架