第5章 钻床铣床膛床及其工具.ppt

1、第 5 章 钻床、铣床、镗床及其工具,5.1 钻床与孔加工刀具,5.1.1 钻床的功用和主要类型,钻床是用钻头在实体工件上加工孔的机床。 在钻床上加工时，工件不动，刀具旋转为主运动，刀具轴向移动 为进给运动。,图 5-1 钻床的加工方法,加工精度IT10-IT13 表面粗糙度Ra=10-20um,台式钻床,只能加工小孔（孔径12mm）,1工作台 2进给手柄 3主轴4带罩 5电动机 6主轴架7立柱 8机座,主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等：,图 5-2 立式钻床,1工作台 2主轴 3进给箱 4变速箱 5立柱,图 5-3 摇臂钻床,底座,内立柱,外立柱,摇臂,主轴箱,主轴,摇臂钻床,

2、麻花钻,柄部（尾部） 夹持,颈部 连接,工作部分,导向部分 导向作用,切削部分 担负主要的切削工作,5.1.2 麻花钻,1 麻花钻的结构,锥柄,麻花钻头结构特点,两个前刀面（螺旋槽）,两个主后刀面,两个副后刀面（棱边）,一条横刃（两主后刀面交线）,两条副切削刃,两条主切削刃,2 麻花钻的结构参数, 直径d 在切削部分测量的两刃带之间的距离。 直径倒锥指远离切削部分的直径逐渐减小，以减 少刃带与孔壁间的磨擦。 钻芯直径d0指钻芯处与两螺旋槽沟底相切圆的直径, 螺旋角 钻头刃带棱边螺旋线展开成直线与钻头轴线的夹角。,3 麻花钻的几何角度,1） 麻花钻几何角度的参考系,2） 钻头的刃磨角度,教材P1

3、21-123 ，自学,麻花钻刃磨时只需刃磨两个后刀面，控制三个角度。, 顶角2两个主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角,顶角2, 外缘后角f切削平面与主后刀面之间的夹角。,中等直径钻头f =8O20O, 横刃斜角,横刃斜角是主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角,3）主切削刃角度分析,教材P123 ，自学,标准麻花钻的横刃斜角 =50 55。 当后角磨得偏大时，横刃斜角减小，横刃长度增大。,4 麻花钻切削部分结构的分析与改进,1）标准高速钢麻花钻存在的问题！,标准麻花钻虽经多年使用，不断改进但在切削部分仍存在如下问题 ：,（1） 沿主切削刃各点前角值差别悬殊（+3030）， 横刃上的前角5460

4、，造成较大的轴向力， 使切削条件恶化。,（2）棱边近似为圆柱面的一部分(有稍许倒锥)，副后角接 近零度，摩擦严重。,（3）在主、副切削刃相交处，切削速度最大，散热条件最 差磨损很快 。,（4）两条主切削刃很长，切屑宽，各点切屑流出速度相差 很大，切屑呈宽螺卷状，排屑不畅，切削液难注入切削区 。,（5）横刃较长 ，其前、后角与主切削刃后角不能分别控制。,2 ）标准高速钢麻花钻切削部分的修磨与改进！, 修磨横刃：将整个横刃磨去、磨短，加大横刃前角 等修磨形式改善麻花钻的切削性能。, 修磨前刀面 ：加工较硬材料时，将主切削刃外缘处的 前刀面部分磨去，适当减小该处前角，以保证足够强度； 加工较软材料时

5、，在前刀面上磨出卷屑 槽，加大前角，减小切屑变形，改善工件表面加工质量,图 5-9 修磨前刀面,图 5-10 修磨棱边, 修磨棱边 ：加工无硬皮的工件时，为了减小棱边与孔 壁的摩擦，减小钻头磨损，对于直径大于12的钻头 ， 磨出副后角1 =6 8 ，并留下宽度为 0.1 0.2mm 的窄棱边。,图 5-10 修磨棱边,图 5-9 修磨前刀面, 修磨切削刃 ：为了改善散热条件 ，在主副切削刃交接处 磨出过渡刃 ，形成双重顶角 。,图 5-11 修磨切削刃,双重顶角,圆弧刃钻头, 磨出分屑槽 ： 后刀面上磨出分屑槽 ，有利于排屑及切削液的 注入 ，改善切削条件，特别适用于在韧性材料上加工较深的孔。

6、,图 5-12 磨出分屑槽,钻削的工艺特点,导向定心问题：钻头易产生“偏斜”,“偏斜”类型, 轴线偏斜, 孔径扩大,“偏斜”原因, 横刃的存在, 钻头的刚性和导向性差,防止“偏斜”的措施：, 预打中心孔, 采用钻套导向, 两个主刀刃刃磨对称一致。,一、钻孔,工件,钻模板,钻套,钻头,钻套导向,（6) 群钻 ： 群钻是综合应用上述措施，用标准高速钢麻花钻修磨而成的。,群钻切削部分的特殊结构使横刃缩短，轴向力和扭矩显著减小； 切削条件大大改善，刀具耐用度显著提高。,图 5-13 中型标准群钻,图 5-14 钻铸铁孔用硬质合金钻头,3 硬质合金钻头,加工铸铁等脆性材料、有色金属以及玻璃、石材、塑料等

7、非金属材料时应用广泛,5.1.3 铰削与铰刀,铰削是孔的精加工方法，在钻孔和扩孔之后进行 ， 加工孔精度达IT6IT7 ，粗糙度 Ra=0.41.6 m 。,图 5-15 不同种类的铰刀,a） 整体式手用铰刀 (b） 可调式手用铰刀 (c）机用铰刀 (d) 套式铰刀 (e) 锥度铰刀,铰刀,铰刀的结构：由柄部、颈部和工作部分组成。,铰削工艺特点,铰孔属于精加工：为粗铰、精铰。,粗铰公差等级IT8IT7,表面粗糙度Ra值为1.60.8m,精铰公差等级IT7IT6,表面粗糙度Ra值为0.80.4m,铰孔余量一般为 0.050.25mm,扩孔与铰孔,扩孔：用扩孔钻对已有的孔进行扩大加工。,铰孔：对已

8、加工的孔用铰刀进行精加工。,加工精度IT10IT9 Ra=3.26.3,加工精度可达IT9IT7，Ra=0.41.6,5.2. 铣床与铣刀,5.2.1 铣床的功用和主要类型,立式升降台铣床,卧式铣床：刀杆呈水平状态,立式铣床：刀杆呈垂直状态,床身,悬梁,主轴,刀杆支架,工作台,滑座,升降台,底座,卧式升降台铣床,床身,底座,主轴,工作台,床鞍（滑座）,升降台,立式升降台铣床,图 5-19 龙门铣床,床身,卧式铣削头,卧式铣削头,立式铣削头悬梁,立式铣削头悬梁,立柱,横梁,按钮,工作台,铣削是平面加工的主要方法之一。,加工精度：IT7IT9，表面粗糙度：Ra=3.21.6um,5.2.2 铣刀,

9、1. 铣刀的种类,1）按用途分类,般按用途分类，或按齿背形式分类,圆柱铣刀,高速钢制造,用于卧式铣床上加工平面。,端铣刀,在刀体上安装硬质合金刀片，切削速度比较高，生产率较高,盘形铣刀,分槽铣刀、锯片铣刀、立铣刀、角度铣刀、成形铣刀等,圆柱铣刀,端铣刀,槽铣刀,两面刃铣刀,三面刃铣刀,错齿三面刃铣刀,立铣刀,键槽铣刀,单角度铣刀,双角度铣刀,成形铣刀,铣削加工的应用,1. 铣削特点,2. 铣削的应用,1）生产率高（多齿刀具、速度高）；,2）散热条件好；,3）容易产生振动。,主要加工平面。同时可加工沟槽、成形面、切断等。,铣槽,2）按齿背加工形式分类,尖齿铣刀,铲齿铣刀,教材P130-131 自

10、学!,2. 铣削方式,1 ）圆周铣削方式,逆铣,顺铣,逆铣 铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反时，称为逆铣,顺铣 铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相同时，称为顺铣，,逆铣,工件表面质量低。,刀具磨损严重；,不利于工件的加紧。,切削层厚度变化 0ap最大 ap最大0,顺铣,刀具寿命长；,有利于工件的加紧。,工件表面质量高；,顺铣,逆铣,铣床工作台丝杠与螺母始终接触,顺铣铣刀耐用度比逆铣高 2 3 倍,如果丝杠螺母之间有螺纹间隙，就会造成工作台窜动，铣削进给量不匀， 甚至还会打刀。因此在没有消除螺纹间隙装置的铣床上 ，只能采用逆铣， 而无法采用顺铣 。,2.端铣平面时的铣削形式,对称铣削 ：

11、 切入、切出时切削厚度相同,不对称逆铣： 切入时切削厚度最小，切出时厚度最大。 碳钢合金钢这种铣削方式 可减小切入时的冲击,不对称顺铣： 切入时切削厚度最大，切出时厚度最小。 加工不锈钢和耐热合金时，可减少硬质合金的剥落磨损，切削速度 可提高40% 60%,图 5-23 端铣刀加工平面时的铣削方式,对称铣削,不对称逆铣,不对称顺铣,端铣,铣削加工的应用与特点,铣削是平面加工的主要方法之一。,加工精度：IT7IT9，表面粗糙度：Ra=3.21.6um,应用,特点,1、铣削加工生产率高：多切削刃,2、断续切削：齿依次切入切出工件，产生振动、冲击。,3、容屑和排屑：齿间隙有限，切屑须及时排出。否 则

12、，损坏刀具。,镗削是用镗刀对已有孔进一步加工的精加工方法。,一般加工机座、箱体、支架，特别是有位置度要求的孔和孔系。镗孔加工精度为IT7IT8，表面粗糙度Ra值为0.80.1m。,车孔镗孔区别：,车孔工件转，镗孔刀具转,5.3 膛床与膛刀,5.3.1 卧式镗床,卧式镗床除镗孔外，还可车端面、铣端面、车外圆、车螺纹等，加 工精度比钻床和一般的车床、铣床高，适合加工大型、复杂的箱体 类零件上精度要求较高的孔系及端面。,图 5-24 卧式镗床的主要加工方法,图 5-25 卧式镗床外形图,主轴箱,立柱,主轴,平旋盘,工作台,上滑座,下滑座,导轨,后支架,后立柱,卧式镗床,图 5-26 使用镗杆的卧式镗

13、床,5.3.2 坐标镗床,图 5-27 卧式单柱坐标镗床,下滑座,上滑座,工作台,立柱,主轴箱,床身,立式和卧式。立式坐标镗床还有单柱和双柱之分,坐标镗床是高精度级机床，它有测量坐标位置的精密测量装置,精密坐标镗床,图 5-28 立式双柱坐标镗床,横梁,主轴箱,立柱,工作台,床身,5.3.3 金刚镗床,金刚镗床是高速精密镗床，因以前采用金刚石镗刀而得名。现已大量采用硬 质合金刀具。特点:切削速度很高,而背吃刀量 和进给量极小, IT6 IT7 级， 0.08 R a 1.25 用于:成批大量生产中加工有色金属零件上的精密孔。,图 5-29 单面卧式金刚镗床,主轴箱,主轴,工作台,床身,5.3.4 膛刀,分单刃镗刀、微调镗刀、浮动镗刀,1、单刃镗刀