钳工技能实训（微课版）（第5版）课件 项目5、6 孔加工；攻、套螺纹

项目五孔加工任务一钻孔

用钻头在实体材料上加工圆孔的方法称为钻孔。图5.1钻削运动ν—主运动；f

—进给运动一、钻头1．麻花钻（1）麻花钻的组成。麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部组成。它一般用高速钢（W18Cr4V或W9Cr4V2）制成，淬火后硬度为62～68HRC。其结构如图5.2所示。图5.2麻花钻的组成（2）麻花钻的辅助平面。为弄清麻花钻的切削角度，需要先确定表示切削角度的辅助平面：基面、切削平面、主截面、柱截面。如图5.4所示。图5.3麻花钻切削部分构成图5.4麻花钻的辅助平面

①基面：切削刃上任意一点的基面是通过该点并垂直于该点切削速度方向的平面。

②切削平面：主切削刃上任意一点的切削平面是由该点切削刃的切线与该点切削速度方向所构成的平面。

③主截面：主截面是通过主切削刃上任意一点并垂直于切削平面和基面的平面。

④柱截面：柱截面是通过主切削刃上任意一点作钻头轴线的平行线，该平行线绕钻头轴线旋转形成的圆柱面的切面。（3）麻花钻切削部分的几何角度。麻花钻切削部分的几何角度如图5.5所示。图5.5麻花钻切削部分的几何角度

①前角γ0：在主截面内（如图5.5中N1

N1或N2

N2）前刀面与基面之间的夹角称为前角。

②后角

0：在柱截面内，后刀面与切削平面的夹角称为后角。

③顶角2

：两主切削刃在其平行平面上的投影之间的夹角称为顶角。

④横刃斜角

 ：横刃与主切削刃在钻头端面投影的夹角称为横刃斜角。（4）麻花钻结构上的缺陷。

①横刃较长，横刃处前角为负值，切削时，

横刃处于挤刮状态，轴向力大，易产生振动，

定心作用差。

②主切削刃上各点前角不同，使各点切削性

能不同，近横刃处前角为负值，处于挤刮状

态，切削性能差，切削热大，磨损严重。

③主切削刃长，且全宽参加切削，各点切屑流出速度相差很大，容易堵塞容屑槽，造成排屑困难，切削液不易进入切削区。

④主切削刃外缘处刀尖角较小，前角大，刀齿薄弱，而此处的切削速度最高，产生的切削热最多，磨损严重。

⑤副后角为零，靠近切削部分的棱边与孔壁摩擦严重，容易发热和磨损。（5）麻花钻的刃磨要点。

①修磨横刃

②修磨主切削刃

③修磨棱边

④修磨前刀面

⑤修磨分屑槽图5.6修磨横刃

图5.7修磨主切削刃图5.8修磨棱边图5.9修磨前刀面（a）前刀面开槽（b）后刀面开槽

图5.10修磨分屑槽2．群钻

群钻是用标准麻花钻头经刃磨而成的高加工精度、高生产效率、高寿命、适应性强的新型钻头。（1）标准群钻。标准群钻主要用来钻削碳钢和各种合金钢，如图5.11所示。（2）其他群钻。

①钻薄板群钻

②钻铸铁群钻

③钻青铜或黄铜群钻图5.11标准群钻图5.12钻薄板群钻

图5.13钻铸铁群钻图5.14钻青铜或黄铜群钻二、钻削用量1．钻削用量组成（1）切削速度（

）：指钻孔时钻头直径上一点的线速度。其计算公式为

=

Dn/1

000(m/min) （5.1）

式中，D—钻头直径，mm；

n—钻床主轴转速，r/min。（2）钻削时的进给量（ƒ）：主轴每转一转，钻头沿轴线的相对移动量，单位是mm/r。（3）切削深度（

p）：指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，对钻削而言，

p=D/2（mm）。2．钻削用量的选择（1）钻削用量的选择原则。（2）钻削用量的选择方法。

①钻削速度的选择

②进给量的选择钻削材料钻削速度/（m·min-1）钻削材料钻削速度/（m·min-1）铸铁12～30合金钢10～18中碳钢12～22铜合金30～60表5.1 标准麻花钻的钻削速度钻头直径D/mm＜33～66～1212～25＞25进给量/（mm·r-1）0.025～0.050.05～0.10.1～0.180.18～0.380.38～0.62表5.2 标准麻花钻的进给量三、钻孔方法1．钻头的拆装（1）直柄麻花钻的拆装（2）锥柄麻花钻的拆装。图5.15用钻夹头夹持（a）（b）（c）

图5.16锥柄钻头的拆装及锥套用法2．工件的装夹（1）外形平整的工件可用平口钳装夹，如图5.17（a）所示。（2）对于圆柱形工件，可用V形铁进行装夹，如图5.17（b）所示。（3）较大工件且钻孔直径在12mm以上时，可用压板夹持的方法进行钻孔，如图5.17

（c）所示。（4）对于加工基准在侧面的工件，可用角

铁进行装夹如图5.17（d）所示。（5）在薄板或小型工件上钻小孔，可将工件放在定位块上，用手虎钳夹持，如图5.17（e）所示。（6）在圆柱形工件端面钻孔，可用三爪自定心卡盘进行装夹，如图5.17（f）所示。（a）用平口钳装夹（b）用V形铁装夹（c）用螺旋压板装夹（d）用角铁装夹（e）用手虎钳装夹（f）用三爪自定心卡盘装夹图5.17工件的装夹方法3．钻孔方法（1）起钻。钻孔前，应在工件钻孔中心位置用样冲冲出样冲眼，以利找正。图5.18用錾槽来纠正钻偏的孔（2）手进给操作。当起钻达到钻孔位置要求后，即可进行钻孔。

①进给时用力不可太大，以防钻头弯曲，使钻孔轴线歪斜。

②钻深孔或小直径孔时，进给力要小，并经常退钻排屑，防止切屑阻塞而折断钻头。

③孔将钻通时，进给力必须减小，以免进给力突然过大，造成钻头折断，或使工件随钻头转动造成事故。（3）钻孔时的切削液。4．钻孔时常见缺陷分析

钻孔时的常见缺陷分析如表5.3所示。出现的问题产生的原因孔径大于规定尺寸1．钻头两切削刃长度不等，高低不一致2．钻床主轴径向偏摆或工作台未锁紧有松动3．钻头本身弯曲或装夹不好，使钻头有过大的径向跳动现象孔壁粗糙1．钻头两切削刃不锋利2．进给量太大3．切屑堵塞在螺旋槽内，擦伤孔壁4．切削液供应量不足或选用不当5．钻头过短，排屑不畅孔位超差1．工件划线不正确2．钻头横刃太长定心不准3．起钻过偏而没有校正孔的轴线歪斜1．钻孔平面与钻床主轴不垂直2．工件装夹不牢，钻孔时产生歪斜3．工件表面有气孔、砂眼4．进给量过大，使钻头产生变形孔不圆1．钻头两切削刃不对称2．钻头后角过大表5.3 钻孔中常见缺陷分析出现的问题产生的原因钻头寿命低或折断1．钻头已经磨损还继续使用2．切削用量选择过大3．钻孔时没有及时退屑，使切屑阻塞在钻头螺旋槽内4．工件未夹紧，钻孔时产生松动5．孔将钻通时没有减小进给量6．切削液供给不足续表四、钻孔的安全文明生产（1）钻孔前，清理好工作场地，检查钻床安全设施是否齐备，润滑状况是否正常。（2）扎紧衣袖，戴好工作帽，严禁戴手套操作钻床。（3）开动钻床前，检查钻夹头钥匙或斜铁是否插在钻床主轴上。（4）工件应装夹牢固，不能用手扶持工件钻孔。（5）清除切屑时不能用嘴吹、手拉，要用毛刷清扫，缠绕在钻头上的长切屑，应停车用铁钩去除。（6）停车时应让主轴自然停止，严禁用手制动。（7）严禁在开车状态下测量工件或变换主轴转速。（8）清洁钻床或加注润滑油时应切断电源。任务二扩孔

用扩孔工具将工件上已加工孔径扩大的操作称为扩孔。

扩孔具有切削阻力小；产生的切屑小、排屑容易；避免了横刃切削所引起的不良影响的特点。一、扩孔钻1．扩孔钻的种类

扩孔钻按刀体结构可分为整体式和镶片式两种；按装夹方式可分为直柄、锥柄和套式三种，如图5.22所示。图5.22部分扩孔钻的结构2．扩孔钻的结构特点

由于扩孔条件的改善，扩孔钻与麻花钻存在较大的不同（见图5.23）。图5.23扩孔钻的工作部分二、扩孔练习

用扩孔钻扩孔时，必须选择合适的预钻孔直径和切削用量。任务三铰孔一、铰刀的种类及结构特点1．铰刀的种类

铰刀按刀体结构可分为整体式铰刀、焊接式铰刀、镶齿式铰刀和装配可调铰刀；按外形可分为圆柱铰刀和圆锥铰刀；按使用场合可分为手用铰刀和机用铰刀；按刀齿形式可分为直齿铰刀和螺旋齿铰刀；按柄部形状可分为直柄铰刀和锥柄铰刀（见图5.24）。图5.24部分铰刀的形状2．铰刀的结构特点（1）柄部。（2）颈部。（3）工作部分。

①切削部分。

②校准部分。

③铰刀齿数一般为6～16齿，可使铰刀切削平稳、导向性好。3．可调节手用铰刀

普通铰刀主要用来铰削标准系列的孔。

在单件生产和修配工作中，经常需要铰削

非标准的孔，此时采用可调节手用铰刀（见图 5.25），通过调节两端的螺母，使楔形刀片沿

刀体上的斜底槽移动，以改变铰刀的直径尺寸。图5.25可调节手用铰刀二、铰削用量1．铰削余量2．机铰切削用量铰刀直径/mm＜88～2021～3233～5051～70铰削余量/mm0.10.15～0.250.25～0.30.35～0.50.5～0.8表5.4 铰削余量的选用三、铰孔时切削液的选用

铰孔时因产生的切屑细碎易黏附在刀刃上或挤在铰刀与孔壁之间，使孔壁表面产生划痕，影响表面质量，因此，铰孔时应选用适当的切削液进行清洗、润滑和冷却。

选用原则如表5.5所示。工件材料切削液钢材1．10％～20％乳化液2．铰孔精度要求较高时，采用30％菜油加70％乳化液3．高精度铰孔时，用菜油、柴油、猪油铸铁1．可以不用2．煤油，但会引起孔径缩小，最大收缩量可达0.02～0.04mm3．低浓度乳化液铜1．2号锭子油2．乳化液铝1．2号锭子油2．2号锭子油与蓖麻油的混合油3．煤油与菜油的混合油表5.5 铰孔时切削液的选用四、铰孔方法1．铰刀的选用2．铰削操作方法3．铰孔常见缺陷分析缺陷形式产生原因加工表面粗糙度超差1．铰孔余量留得不当2．铰刀刃口有缺陷3．切削液选择不当4．切削速度过高5．铰孔完成后反转退刀6．没有及时清除切屑缺陷形式产生原因孔壁表面有明显棱面1．铰孔余量留得过大2．底孔不圆孔径缩小1．铰刀磨损，直径变小2．铰铸铁时未考虑尺寸收缩量3．铰刀已钝孔径扩大1．铰刀规格选择不当2．切削液选择不当或量不足3．手铰时两手用力不均4．铰削速度过高5．机铰时主轴偏摆过大或铰刀中心与钻孔中心不同轴6．铰锥孔时，铰孔过深表5.6 铰孔缺陷分析任务四锪孔

用锪孔钻（或经改制的钻头）对工件孔口进行形面加工的操作，称为锪孔。

常见锪孔的应用如图5.27所示。（a）锪圆柱埋头孔（b）锪锥形埋头孔（c）锪孔口和凸台平面图5.27锪孔的应用一、锪孔钻的种类及结构特点1．柱形锪钻

柱形锪钻主要用于锪圆柱形埋头孔，其结构如图5.28所示。

柱形锪钻前端结构有带导柱、不带导柱和带可换导柱之分。图5.28柱形锪钻2．锥形锪钻

锥形锪钻主要用于锪锥形埋头孔，其结构如图5.29所示。

锥形锪钻的锥角按工件的不同加工要求，分为60°、75°、90°、120°四种。图5.29锥形锪钻3．端面锪钻

端面锪钻专门用于锪平孔口的端面。项目六攻、套螺纹任务一攻螺纹

用丝锥在工件的孔中加工出内螺纹的操作方法称攻螺纹。

常用的三角螺纹有以下几种。1．米制螺纹2．英制螺纹3．管螺纹4．圆锥管螺纹一、攻螺纹工具1．丝锥

丝锥是加工内螺纹的工具，主要分为机用丝锥与手用丝锥。（1）丝锥的构造。丝锥的主要构造如图6.1所示，由工作部分和柄部构成，其中工作部分包括切削部分和校准部分。图6.1丝锥的构造（2）丝锥的选用。丝锥的种类很多，常用的有机用丝锥、手用丝锥、圆柱管螺纹丝锥、圆锥管螺纹丝锥等。丝锥公差带代号被加工螺纹公差等级丝锥公差带代号被加工螺纹公差等级H15H、6HH37G、6H、6GH26H、5GH47H、6H表6.1 丝锥的选用（3）丝锥的成组分配。为减少切削阻力，延长丝锥的使用寿命，一般将整个切削

工作分配给几只丝锥来完成。2．铰杠

铰杠是手工攻螺纹时用来夹持丝锥的工具，分普通铰杠（见图6.2）和丁字铰杠（见图6.3）两类。（b）活络式图6.2普通铰杠固定式（a）固定式（b）活络式

图6.3丁字铰杠丝锥直径/mm≤68～1012～14≥16铰杠长度/mm150～200200～250250～300400～450表6.2 铰杠长度的选择二、攻螺纹前底孔直径与深度的计算1．攻螺纹前底孔直径的计算 对于普通螺纹来说，底孔直径可根据式（6.1）和式（6.2）计算得出。 脆性材料 D底=D

1.05P

（6.1） 韧性材料 D底=D

P

（6.2）

式中，D底——底孔直径；

D——螺纹大径；

P——螺距。2．攻螺纹前底孔深度的计算 攻不通孔螺纹时，由于丝锥切削部分有锥角，前端不能切出完整的牙型，所以钻孔深度应大于螺纹的有效深度。可按式（6.3）计算。H钻=h有效+0.7D

（6.3）

式中，H钻—底孔深度；

h有效—螺纹有效深度；

D

—螺纹大径。三、攻螺纹方法1．攻螺纹时切削液的选用

攻螺纹时合理选择适当品种的切削液，可以有效地提高螺纹精度，降低螺纹的表

面粗糙度。

具体选择切削液的方法如表6.3所示。零件材料切削液结构钢、合金钢乳化液铸铁煤油、75%煤油+25%植物油铜机械油、硫化油、75%煤油+25%矿物油铝50%煤油+50%机械油、85%煤油+15%亚麻油、煤油、松节油表6.3 攻螺纹时切削液的选用2．攻螺纹方法（1）在螺纹底孔的孔口处要倒角，通孔螺纹的两端均要倒角，这样可以保证丝锥比较容易地切入，并防止孔口出现挤压出的凸边。（2）起攻时应使用头锥。用手掌按住铰杠中部，沿丝锥轴线方向施加压力，另一手配合做顺时针旋转；或两手握住铰杠两端均匀用力，并将丝锥顺时针旋进（见图6.4）。一定要保证丝锥中心线与底孔中心线重合，不能歪斜。在丝锥旋入2圈时，应用90°角尺在前后、左右方向进行检查（见图6.5），并不断校正。当丝锥切入3～4圈时，不能继续校正，否则容易折断丝锥。（3）当丝锥切削部分全部进入工件时，不要再施加压力，只需靠丝锥自然旋进切削。此时，两手要均匀用力，铰杠每转1/2～1圈，应倒转1/4～1/2圈断屑。（4）攻螺纹时必须按头锥、二锥、三锥的顺序攻削，以减小切削负荷，防止丝锥折断。图6.4起攻方法图6.5检查攻螺纹垂直度（5）攻不通孔螺纹时，可在丝锥上做上深度标记，并经常退出丝锥，将孔内切屑清除，否则会因切屑堵塞而折断丝锥或攻不到规定深度。3．攻螺纹时常见缺陷分析

攻螺纹时常见缺陷分析如表6.4所示。缺陷形式产生原因丝锥崩刃、折断1．底孔直径小或深度不够2．攻螺纹时没有经常倒转断屑，使切屑堵塞3．用力过猛或两手用力不均4．丝锥与底孔端面不垂直螺纹烂牙1．底孔直径小或孔口未倒角2．丝锥磨钝3．攻螺纹时没有经常倒转断屑螺纹中径超差1．螺纹底孔直径选择不当2．丝锥选用不当3．攻螺纹时铰杠晃动螺纹表面粗糙度超差1．工件材料太软2．切削液选用不当3．攻螺纹时铰杠晃动4．攻螺纹时没有经常倒转断屑表6.4 攻螺纹时常见缺陷分析任务二套螺纹

用板牙在圆杆上加工出外螺纹的操作方法称套螺纹。一、套螺纹工具1．板牙

板牙是加工外螺纹的工具。

它由合金工具钢制作而成，并经淬火处理。2．板牙架

板牙架是装夹板牙用的工具，其结构如图6.8所示。

板牙放入后，用螺钉紧固。

图6.7板牙图6.8板牙架二、套螺纹前圆杆直径的确定 与攻螺纹一样，用板牙套螺纹的切削过程中也同样存在挤压作用。

因此，圆杆直径应小于螺纹大径，其直径尺寸可通