机械制造技术基础 第5章 钻削加工方法.ppt

1、第 5章 钻削加工方法,5.1 钻、扩、铰的工作内容,孔是各种机器零件上出现最多的几何表面之一。 孔加工的方法很多，除了常用的钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔外，还有金刚镗、珩磨、研磨、挤压以及孔的特种加工等。,钻削是在实体材料上一次钻成孔的工序，钻孔加工的孔精度低，表面较粗糙。 扩孔是对已有的孔眼（铸孔、锻孔、预钻孔等）再进行扩大，以提高其精度或降低其表面粗糙度的工序为。 锪孔是在钻孔孔口表面上加工出倒棱、平面或沉孔的工序，锪孔属于扩孔范围。 铰孔是利用绞刀对孔进行半精加工和精加工的工序。 滚压挤光是利用钢球或滚压头对孔作光整加工，校准孔的几何形状，降低表面粗糙度，同时还有强化金属表

2、面层的作用。,5.2 钻削加工工艺系统组成,用钻头在实体材料上加工孔的工艺方法为钻孔，它是加工孔的一种基本方法。 在钻床上钻孔时，钻头的旋转是主运动，而钻头沿其轴线的移动是进给运动。,钻削有如下工艺特点： 1.钻头容易“引偏”，影响加工精度。 所谓“引偏”是指加工时由于钻头弯曲而引起的孔径扩大、孔不圆或孔的轴线歪斜等。 2.排屑困难，影响表面质量。 3.生产率低。,5.2.1钻床及技术参数 钻床的主要功用为钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面等。 钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床、数控钻床以及其他钻床。钻床的主参数是最大钻孔直径。,图5-1 钻床加工方

3、法,5.2.2 钻削刀具 孔加工刀具是用于工件实心材料中形成孔或将已有孔扩大的刀具。 孔加工刀具结构样式很多，按用途可分为从实心材料上加工孔的刀具和对已有孔进行再加工的刀具两大类。,5.2.2.1从实心材料上加工孔的刀具 1. 麻花钻 2. 扁钻 3. 中心钻 4. 深孔钻,5.2.2.1对已有的孔进行再加工的刀具 1. 扩孔钻 2. 锪钻 3. 铰刀,5.2.2.3孔加工复合刀具 1.同类刀具复合的孔加工复合刀具 2.不同类刀具复合的孔加工复合刀具 3.孔加工复合刀具的特点 生产率高 用孔加工复合刀具加工时，可保证各加工表面之间获得较高的位置精度。 采用孔加工复合刀具可以集中工序，从而减少了

4、机床台数或工位数，对于自动线则可大大减少投资，降低加工成本。,5.2.3钻床夹具 在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹加工所用的夹具，称为钻床夹具。 钻床夹具用钻套引导刀具进行加工，有利于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的尺寸精度和位置精度，并可显著提高劳动生产率。,5.2.3.1 夹具的主要类型 1.固定式钻模 2.回转式钻模 3.移动式钻模 4.翻转式钻模 5.盖板式钻模 6.滑柱式钻模,5.2.3.2 典型钻床夹具的结构分析,5.2.3.3钻床夹具设计要点 1.钻模类型的选择 钻模的类型很多，在设计钻模时，首先需要根据工件的形状尺寸、质量、加工要求和批量来选择钻模的结构类型。,2.钻

5、套的选择和设计 钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套装配在钻套模板或夹体上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。,钻套类型 1.固定钻套 2.可换钻套 3.快换钻套 4.特殊钻套,钻套的尺寸、公差及材料 设计钻床夹具时，在选定钻套的结构类型之后，需要确定钻套的内孔尺寸、公差及其他有关尺。,钻模板设计 钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具上的其他元件相连接。常见的有如下几种类型。 1.固定式钻模板 2.铰链式钻模板 3.可卸式钻模板 4.悬挂式钻模板,5.2.4钻、扩、铰加工工艺 1制定加工方法的依据和应考虑的问题 工件的年生产纲领是确定工件生产类型（单件、批量、大量生产）及其工艺方

6、案的首要条件； 工件的加工内容和精度要求是作为对孔、孔系安排加工或终加工的依据； 工件的材质、结构形式、工件的刚性、孔的毛坏状态等是考虑加工方法和选用工夹具的主要内容； 工厂的设备状况和工夹具供给能力； 经济性。,2.不同的孔加工方法达到孔径精度与表面粗糙度,3不同孔距精度及其加工方法,5.3钻削用量及钻削参数计算,5.3.1钻、扩、铰进给量的选择 1.钻孔的进给量 2.扩孔的进给量 3.铰孔的进给量,5.3.2钻、扩、铰切削速度、轴向力、扭矩及切削功率的计算 1. 钻、扩、铰切削速度的计算公式,2. 钻、扩、铰轴向力、扭矩及切削功率的计算 钻、扩、铰轴向力 N 钻、扩、铰扭矩 Nm,5.4钻

7、削加工案例分析,5.4.1 一般的钻削方法 支架销孔的加工,工序分析： 1)工件的年生产纲领为1000件，属批量生产。销孔加工前已完成底平面及三个12.5mm孔的加工。且销孔已铸出16mm通孔。 2)机床的选择：因工件为批量生产，可考虑采用Z535立式钻床加工。,3)夹具及定位基准的选择： 选用高效快换钻模专用夹具，用已加工底平面与12.5mm两孔定位。为解决孔轴线与定位平面呈93角，将定位平面与夹具底板平面设计呈3角。因销孔中心不在定位支承平面内，所以在工件定位夹紧后，必须将销也底平面辅助支承销锁紧，以承受钻削轴向力。由于所选择的定位基准与设计、测量基准重合，所以不必进行工艺尺寸链计算。,4

8、)工序内容安排如下： 工步一：扩22.5mm孔 工步二：倒角4.545表面粗糙度Ra12.5m 工步三：扩23.7mm孔 工步四：锪平面。保证加工平面与孔中心线交点距定位平面41mm;表面粗糙度Ra12.5m 工步五：铰孔。表面粗糙度Ra6.3m 5)采用标准刀具、刀辅具及量具。,5.4.2. 小孔、微孔的钻削方法 小孔、微孔的加工特点 1)加工直径小于或等于3mm。 2)排屑困难，在微孔加工中更加突出，严重时切削阻塞，钻头易折断。 3)切削液很难注入孔内，刀具耐用度底。 4)刀具重磨困难，小于1mm钻头需在显微镜下刃磨。,5.4.3深孔钻削 当钻削孔的深度与直径之比（L/D）大于5时称为深孔

9、钻削。 由于深孔钻削与其它加工方法有所不同，其刀具进入工作时，是在半封闭条件下工作，所以受到很多限制，切削处理、刀具冷却润滑、合理导向等，有许多不利因素。,5.5钻削加工中常见问题及解决办法,5.5.1钻孔质量分析 1.孔径扩大和孔轴线偏斜 2.钻头的崩刃和折断,5.5.2 铰孔质量分析 1.孔径的扩大与收缩 2.刀齿崩刃 3.孔的表面粗糙度过大,5.6孔的挤光和滚压,5.6.1 孔的挤光 挤光加工是小孔精加工中高效率的工艺方法之一，它可得到IT56级精度、粗糙度Ra0.0250.4m的孔，所使用的工具简单、制造容易，对设备除要求刚性较好外，无其他特殊要求。但挤压加工时径向力较大，对形状不对称，壁厚不均匀的工件，挤压时易半生畸变。挤光工艺适用于加工孔径230mm(最大不超过50mm)、壁厚较大的孔。,挤光加工分为推挤和拉挤二种方式，一般加工短孔时采用推挤，加工较长的孔（深径比L