《机械制造工艺与装备（第四版）》-课件 第三章 钻削与镗削工艺与装备

§3-3镗削加工工艺装备

31§3-1钻削加工工艺装备

2§3-2钻削方法§3-4镗削方法4

钻削加工是在钻床上利用钻孔刀具进行切削的一种方法。钻削加工时，工件固定不动，刀具随主轴旋转完成主运动，同时沿轴线移动做进给运动。一、钻削加工方法§3-1钻削加工工艺装备

1.台式钻床二、钻床

2.立式钻床3．摇臂钻床麻花钻由钻体和钻柄组成。钻柄是麻花钻的夹持部分，主要用来连接钻床主轴并传递动力，有锥柄（大尺寸钻头用）和直柄（小尺寸钻头用）两类，如图3-3a、b所示。麻花钻的钻体包括切削部分（又称钻尖）和由两条刃带形成的导向部分及空刀。切削部分是指由产生切屑的诸要素（主切削刃、横刃、前面、后面、刀尖）所组成的工作部分，它承担着主要的切削工作。（1）麻花钻的结构1.麻花钻三、钻削刀具（2）麻花钻的选用麻花钻是应用最多的孔加工刀具，可用来在实体材料上钻孔或在已有孔的基础上扩孔，加工范围较广泛，从φ0.1mm的小孔到φ80mm的大孔，均可用麻花钻来加工，但最多的是用来加工φ2～30mm的较小孔。2.群钻群钻的基本刃形如图3-4a所示，切削部分的几何参数如图3-4b所示。修磨方法如下：首先磨出两条外直刃（AB），然后在两个后面上对称地磨出圆弧刃（BC），最后修磨横刃，使其变短、变尖、变低，以便形成两条内直刃（CD）并留下一条窄横刃b；同时在外刃后面还要磨出分屑槽。3.扩孔钻4.铰刀四、典型钻床夹具分析1.钻削用量的选择（1）背吃刀量ap：钻实心孔时，背吃刀量ap是钻头直径d0的一半。（2）进给量f：进给量是指钻头旋转一周，沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。（3）钻削速度：钻削速度为钻头主切削刃外缘处的线速度。钻削用量选择的基本原则是：在允许范围内，尽量选择较大的进给量f，当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。一、钻孔§3-2钻削方法2.钻头的装夹（1）直柄钻头的装拆（2）锥柄钻头的装拆3.钻削的特点（1）钻孔属于孔的粗加工，精度较低，一般加工后的尺寸精度为IT11～IT13级，表面粗糙度值一般为Ra12.5～50μm。（2）钻头磨损较快。钻削所产生的热量大部分都被钻头和工件吸收，使钻头温度上升，磨损加快；而且钻头细而长，钻孔易产生振动。（3）排屑不畅。标准麻花钻在钻削时，切屑从螺旋容屑槽排出，由于排屑空间有限，切屑较宽，因此排屑不畅，切屑易与孔壁发生摩擦，擦伤已加工表面，影响加工质量。有时切屑还会堵塞在容屑槽里，导致卡死或折断钻头。为了改善以上缺陷，可采取以下措施：钻削前先用顶角为90°～100°的大直径短麻花钻在工件上钻一个锥形坑（为钻孔定心），可以改善钻头走偏现象；还可采用专用夹具如钻套引导钻头，可大大提高钻头的刚度。4.钻孔的方法1）按孔的位置尺寸要求，划出孔位置的十字中心线，并在中心上打样冲眼，冲眼要小，位置要准，按孔的大小划出孔的圆周线，如图3-11a所示。2）钻直径较大的孔时，还应划出几个大小不等的检查圆，用于检查和校正钻孔位置，如图3-11b所示。3）当钻孔的位置尺寸要求较高时，为避免打样冲眼所产生的偏差，可直接划出以中心线为对称中心的几个大小不等的方格，作为钻孔时的检查线，然后将样冲眼敲大，以便准确落钻定心，如图3-11c所示。（1）划线钻孔时，先使钻头对准划线中心，钻出浅坑，观察其是否与划线圆同心，准确无误后，继续完成钻削。如钻出的浅坑与划线圆发生偏位，偏位较少的可在试钻同时用力将工件向偏位的反方向推移，逐步借正；如偏位较多，可在借正方向上打上几个样冲眼（图3-12a），或用油槽錾錾出几条小槽（图3-12b），以减小此处的钻削阻力，达到借正目的。（2）试钻1）钻通孔，当孔快要钻穿时，应减小进给力，以免发生“啃刀”现象，影响加工质量和折断钻头。2）钻盲孔时，应按钻孔深度调整好钻床上的挡块、深度标尺或采用其他控制措施，以免钻削过深或过浅，并注意排屑。3）通常，钻削深孔的钻削深度达到钻头直径3倍时，钻头应退出排屑，并注意冷却、润滑。4）钻φ30mm以上的大孔，一般分成两次进行：第一次用直径为50%～70%孔径的钻头钻削，第二次用所要求直径的钻头钻削。（3）钻孔操作5）钻φ1mm以下的小孔时，转速可选2000～3000r/min，进给力小且平稳，进给不宜过快，防止钻头弯曲和滑移。应经常退出钻头排屑，并加注切削液。6）在斜面上钻孔时，可采用中心钻先钻底孔，或用铣刀在钻孔处铣削出小平面，或用钻套导向等方法进行。（3）钻孔操作一般在加工较大孔径时，先用小钻头钻孔，然后再用规定尺寸的扩孔钻（或用大钻头）扩孔。扩孔属于半精加工，扩孔背吃刀量ap

为：二、扩孔1．扩孔的特点（1）扩孔钻因中心不切削，无横刃，切削刃只做成靠边缘的一段，避免了横刃切削所引起的不良影响。（2）因扩孔产生的切屑体积小，不需大容屑槽，故扩孔钻可加粗钻芯以提高刚度，使切削平稳。（3）由于容屑槽较小，扩孔钻可做出较多刀齿，增强导向作用，一般整体式扩孔钻有3～4条主切削刃。（4）扩孔时，背吃刀量较小，切屑易排出，切削阻力小。（5）由于扩孔时的切削条件优于钻孔，因此，扩孔精度可达IT10～IT9级，表面粗糙度值为Ra12.5～3.2μm，常作为孔的半精加工及铰孔前的预加工。2.扩孔方法（1）扩孔时先钻出比图样要求小的底孔，然后用扩孔钻将孔径扩大至尺寸要求。（2）用扩孔钻扩孔时，底孔直径为所要求直径的50%～70%，进给量为钻孔时的1.5～2倍，切削速度为钻孔时的50%。当采用手动进给时，进给量要均匀一致。（3）在实际生产中，也常用麻花钻代替扩孔钻，一般用麻花钻扩孔时，底孔直径约为所要求直径的90%。（4）用麻花钻扩孔时，应适当减小麻花钻的前角，以防止扩孔时扎刀。用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值，这种对孔精加工的方法称为铰孔。1.铰削用量的选择（1）铰削余量：选择铰削余量时，应考虑孔径大小、材料软硬、尺寸精度、表面粗糙度要求及铰刀的类型等诸因素的综合影响。三、铰孔（2）机铰时切削速度vc的选择：用高速钢铰刀铰钢件时，vc=4～8m/min；铰铸铁件时，vc

=6～8m/min；铰铜件时，vc=8～12m/min。（3）机铰时进给量f的选择铰钢件及铸铁件时可取f＝0.5～1m/r；铰铜、铝件时可取f＝1～1.2m/r。2.铰孔切削液的选用（1）在手铰起铰时，可用右手通过铰孔轴线施加进刀压力，左手转动铰杠。正常铰削时，两手用力均匀、平稳地旋转，铰刀不得摇摆，不得有侧向压力。同时适当加压，使铰刀均匀地进给，以保证铰刀正确引进和获得较小的表面粗糙度，并避免孔口成喇叭形或将孔径扩大。（2）铰刀铰孔或退出铰刀时，铰刀均不反转，以防止切屑嵌入刀具后面与孔壁间，将孔壁划伤。（3）铰刀排屑性能很差，须经常取出清屑，以免铰刀被卡住。（4）机铰时，应使工件一次装夹进行钻、铰工作，以保证铰刀中心线与底孔中心线一致。铰孔完毕后，要铰刀退出后再停车，以防孔壁拉出痕迹。3.铰孔工作的注意事项（5）铰尺寸较小的圆锥孔时，可先按小端直径并参照圆柱孔精铰余量标准留取余量钻出圆柱孔，然后用锥铰刀铰削即可。对尺寸和深度较大的锥孔，为减小铰削余量，铰孔前可先钻出阶梯孔，然后再用铰刀铰削。在铰削的最后阶段，要注意用相配的锥销来试配，以防将孔铰大。试配之前要将铰好的孔擦洗干净。锥销放进孔内用手按紧时，其头部应高于工件平面3～5mm，然后用铜锤轻轻敲紧。（6）对薄壁零件的夹紧力不要过大，以免将孔夹扁，在铰后产生椭圆形。（7）铰刀是精加工刀具，要保护好切削刃，避免碰撞，切削刃上如有毛刺或切屑粘附，可用油石小心地磨去。使用完毕后要揩擦干净，涂上全损耗系统用油（俗称机油），放置时要保护好切削刃，以防与硬物碰撞而受损伤。镗削是指保持工件不动，通过切削刀具的旋转产生切削能量，使单刃切削刀具旋转，完成主要切削过程，形成不同大小、尺寸的孔的一种加工方法。镗刀旋转为主运动，工件或镗刀的移动为进给运动，如图3-14所示。镗削时，工件被装夹在工作台上，镗刀用镗刀杆或刀盘装夹，由主轴带动旋转以实现主运动，主轴在旋转的同时做轴向移动，以实现进给运动。一、镗削加工§3-3镗削加工工艺装备1.坐标镗床坐标镗床是一种高精度机床，主要用于对尺寸精度及位置精度要求很高的孔系加工。它的特点是具有测量坐标位置的精密测量装置，可以实现主轴或工作台的精密定位，并可在不使用任何刀具引导装置的前提下保证所加工孔与基准孔（或基面）间很高的位置精度。二、镗床的分类和用途2.卧式铣镗床镗轴水平布置，并可轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂向移动，能进行铣削的镗床称为卧式铣镗床。卧式铣镗床（图3-17）为通用机床，可进行钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、锪平面及铣削等工作，同时机床带有固定的平旋盘，平旋盘中的滑块可做径向进给，因此，能镗削较大尺寸的孔以及车外圆、车平面、切槽等。镗轴水平布置，并可轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂向移动，能进行铣削的镗床称为卧式铣镗床。三、镗削的加工范围1.单刃镗刀单刃镗刀可分为普通单刃镗刀和单刃微调镗刀两种。普通单刃镗刀如图3-18所示，由于尺寸调节不便，因此效率较低，加工精度难以控制。四、镗刀单刃微调镗刀如图3-19所示，其中7为刀块，刀块上带有螺纹，用来旋紧锥形调整螺母6，刀块7和锥形调整螺母6可一起通过固定在刀块上的导向键3，沿镗杆2上的键槽装入，并用紧定螺钉4拉紧，使镗杆得到固定。刀片1装在刀块7上，当转动锥形调整螺母6时，刀片可调整到合适的位置。2.双刃镗刀其特点是具有两个对称分布的切削刃，工作时可以消除径向误差，从而提高镗孔精度。镗模上有两个引导镗刀杆的支承，分别设置在刀具的两侧，镗刀杆10和主轴之间通过浮动接头11连接。工件以底面、槽及侧面在定位板3、4及可调支承螺钉7上定位，限制工件的全部自由度。采用联动夹紧机构，拧紧夹紧螺钉6，压板5、8便同时将工件夹紧。镗模支架1上装有滚动回转镗模2，用以支承和引导镗杆。镗模以底面A

安装在机床工作台上，其位置用B

面找正。五、典型镗床夹具分析1.悬臂镗削法一、镗削加工方法§3-4镗削加工2.双支撑镗削法图3-23所示为双支承镗削法，即镗杆一端装夹在机床主轴上，另一端用后柱支承，