中职机械制造技术（主编王棋玉 北理工版）课件：第三章 金属切削方法与装备05

1、第五节钻削加工第五节钻削加工 一、钻削特点和应用一、钻削特点和应用 钻削加工是用钻头或扩孔钻等在工件上加工孔的方法。用钻削加工是用钻头或扩孔钻等在工件上加工孔的方法。用 钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔，用扩孔钻扩大已钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔，用扩孔钻扩大已 有孔的方法称为扩孔。钻削一般用于加工尺寸较小，精度要有孔的方法称为扩孔。钻削一般用于加工尺寸较小，精度要 求不太高的孔，也可以通过钻孔一扩孔一铰孔的工艺手段加求不太高的孔，也可以通过钻孔一扩孔一铰孔的工艺手段加 工精度要求较高的孔，利用钻床夹具还可以加工有一定相互工精度要求较高的孔，利用钻床夹具还可以加工有一定相互 位置精

2、度的孔系。此外，还可以进行惚孔、惚埋头孔和攻螺位置精度的孔系。此外，还可以进行惚孔、惚埋头孔和攻螺 纹等工作，如纹等工作，如图图3-25所示。由于受钻头结构和切削条件的限所示。由于受钻头结构和切削条件的限 制，钻孔加工的质量不高，精度等级一般在制，钻孔加工的质量不高，精度等级一般在IT11以下，表面以下，表面 粗糙度为粗糙度为Ra5012. 5m。常用于孔的粗加工。常用于孔的粗加工。 下一页 返回 图图3-25钻削加工范围钻削加工范围 返回 第五节钻削加工第五节钻削加工 扩孔常用于扩大孔的直径或提高孔的精度，作为孔的最终加扩孔常用于扩大孔的直径或提高孔的精度，作为孔的最终加 工或铰孔、磨孔前的

3、预加工。它所达到的精度等级为工或铰孔、磨孔前的预加工。它所达到的精度等级为 IT9IT10，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra3. 26. 3m。铰孔是用铰刀对中、。铰孔是用铰刀对中、 小尺寸的孔进行半精加工和精加工，铰孔达到的精度等级为小尺寸的孔进行半精加工和精加工，铰孔达到的精度等级为 IT6IT8，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra0. 41.6m。 钻削时，钻床主轴的旋转运动为主运动，主轴的轴向移动为钻削时，钻床主轴的旋转运动为主运动，主轴的轴向移动为 进给运动。钻孔加工是一种半封闭式切削，切屑变形大、切进给运动。钻孔加工是一种半封闭式切削，切屑变形大、切 削温度较高、排屑困难，而且不易冷却润

4、滑。由于麻花钻头削温度较高、排屑困难，而且不易冷却润滑。由于麻花钻头 横刃约为横刃约为45。负前角，钻削力较大，钻头容易磨损。负前角，钻削力较大，钻头容易磨损。 二、钻床二、钻床 钻床主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等钻床主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等 类型。类型。 上一页 下一页 返回 第五节钻削加工第五节钻削加工 图图3-26为立式钻床的外形图，进给箱为立式钻床的外形图，进给箱3和工作台和工作台1可沿立柱可沿立柱5的的 导轨调整上下位置，以适应工件高度。在立式钻床上钻不同导轨调整上下位置，以适应工件高度。在立式钻床上钻不同 的孔时，需要移动工件，因此，立式钻床仅

5、适用于中、小零的孔时，需要移动工件，因此，立式钻床仅适用于中、小零 件的单件、小批生产。件的单件、小批生产。 在大型零件上钻孔时，因工件移动不便，就希望工件不动，在大型零件上钻孔时，因工件移动不便，就希望工件不动， 而钻床主轴能在空间任意调整其位置，这就产生了摇臂钻床。而钻床主轴能在空间任意调整其位置，这就产生了摇臂钻床。 图图3-27是摇臂钻床的外形图。主轴箱是摇臂钻床的外形图。主轴箱5可沿摇臂可沿摇臂4的导轨横向的导轨横向 移动。摇臂移动。摇臂4可沿外立柱可沿外立柱3上下移动，同时外立柱上下移动，同时外立柱3及摇臂及摇臂4还还 可以绕内立柱可以绕内立柱2在士在士180o范围内任意转动。因此

6、，主轴范围内任意转动。因此，主轴6的位的位 置可在空间任意地调整。被加工工件可以安装在工作台上，置可在空间任意地调整。被加工工件可以安装在工作台上， 如工件较大，还可以卸掉工作台，直接安装在底座如工件较大，还可以卸掉工作台，直接安装在底座1上，或直上，或直 接放在周围的地面上。接放在周围的地面上。 上一页 下一页 返回 图图3-26立式钻床立式钻床 返回 图图3-27摇臂钻床摇臂钻床 返回 第五节钻削加工第五节钻削加工 摇臂钻床改变加工位置灵活方便，被广泛应用于一般精度摇臂钻床改变加工位置灵活方便，被广泛应用于一般精度 的各种批量的大、中型零件的加工。的各种批量的大、中型零件的加工。 三、麻花

7、钻三、麻花钻 钻床上常用的刀具分为两类钻床上常用的刀具分为两类:一类用于在实体材料上加工孔，一类用于在实体材料上加工孔， 如麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等如麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等;另一类用于对工件上已另一类用于对工件上已 有的孔进行再加工，如扩孔钻、铰刀等。其中麻花钻是最常有的孔进行再加工，如扩孔钻、铰刀等。其中麻花钻是最常 用的孔加工刀具。用的孔加工刀具。 上一页 下一页 返回 第五节钻削加工第五节钻削加工 麻花钻刀体结构如麻花钻刀体结构如图图3-28所示。标准高速钢麻花钻主要由工所示。标准高速钢麻花钻主要由工 作部分、颈部和柄部等三部分组成。工作部分担负切削与导作部分、颈部和柄部等

8、三部分组成。工作部分担负切削与导 向工作，柄部是钻头的夹持部分，用于传递扭矩。向工作，柄部是钻头的夹持部分，用于传递扭矩。 麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃，如麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃，如图图3- 29所示。两条螺旋槽钻沟形成前刀面，主后刀面在钻头端面所示。两条螺旋槽钻沟形成前刀面，主后刀面在钻头端面 上。钻头外缘上两小段窄棱边形成的刃带是副后刀面，在钻上。钻头外缘上两小段窄棱边形成的刃带是副后刀面，在钻 孔时刃带起导向作用，为减小与孔壁的摩擦，刃带向柄部方孔时刃带起导向作用，为减小与孔壁的摩擦，刃带向柄部方 向有减小的倒锥量，从而形成副偏角。在钻心上的切削刃叫

9、向有减小的倒锥量，从而形成副偏角。在钻心上的切削刃叫 横刃，两条主切削刃通过横刃相连接。为保证钻头必要的刚横刃，两条主切削刃通过横刃相连接。为保证钻头必要的刚 性和强度，其钻心直径拭向柄部方向递增。性和强度，其钻心直径拭向柄部方向递增。 上一页返回 图图3-28麻花钻刀体结构麻花钻刀体结构 返回 图图3-29麻花钻切削部分结构麻花钻切削部分结构 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 一、磨削的特点与应用一、磨削的特点与应用 所有以磨料磨具如砂轮、砂带、油石、研磨剂等为工具进所有以磨料磨具如砂轮、砂带、油石、研磨剂等为工具进 行切削加工的机床都属于磨削类机床，凡是在磨床上用砂轮行切削加工的机床都属

10、于磨削类机床，凡是在磨床上用砂轮 等磨具磨料对工件进行切削，使其在形状、精度和表面粗糙等磨具磨料对工件进行切削，使其在形状、精度和表面粗糙 度等方面能满足预定要求的加工方法统称为磨削加工。度等方面能满足预定要求的加工方法统称为磨削加工。 磨削加工的方式很多，如外圆磨削、无心外圆磨削、内孔磨削加工的方式很多，如外圆磨削、无心外圆磨削、内孔 磨削、平面磨削、成型磨削、螺纹磨削、齿轮磨削等，见磨削、平面磨削、成型磨削、螺纹磨削、齿轮磨削等，见图图 3-30，几乎各种表面都可用磨削进行加工，磨床是种类最为，几乎各种表面都可用磨削进行加工，磨床是种类最为 繁多的一种机床。繁多的一种机床。 磨削加工与其他

11、切削加工方法如车削、铣削等比较，具有以磨削加工与其他切削加工方法如车削、铣削等比较，具有以 下一些特点下一些特点: 下一页 返回 图图3-30磨削加工方式磨削加工方式 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 能获得很高的加工精度，通常的加工精度为能获得很高的加工精度，通常的加工精度为IT5IT6，表面，表面 粗糙度可达粗糙度可达Ra0.321. 25m，高精度外圆磨床的精密磨削尺，高精度外圆磨床的精密磨削尺 寸精度可达寸精度可达0. 2m，圆度可达，圆度可达0. 1m，表面粗糙度可控制到，表面粗糙度可控制到 Ra0. 01m; 不但可以加工软材料，如未淬火钢、铸铁和有色金属等，不但可以加工软材料，

12、如未淬火钢、铸铁和有色金属等， 而且还可以加工硬度很高的材料，如淬火钢、各种切削刀具而且还可以加工硬度很高的材料，如淬火钢、各种切削刀具 以及硬质合金等，这些材料用金属刀具很难加工甚至根本不以及硬质合金等，这些材料用金属刀具很难加工甚至根本不 能加工能加工; 一般情况下，磨削时的切削深度较小，在一次行程中所能切一般情况下，磨削时的切削深度较小，在一次行程中所能切 除的金属层较薄。除的金属层较薄。 上一页 下一页 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 由于以上的特点，磨削主要用于对机器零件、刀具、量具等由于以上的特点，磨削主要用于对机器零件、刀具、量具等 进行精加工，也就是先用其他加工方法去除大部

13、分余量，留进行精加工，也就是先用其他加工方法去除大部分余量，留 下很小的余量，由磨削加工去除，以获得较高的精度和很小下很小的余量，由磨削加工去除，以获得较高的精度和很小 的表面粗糙度。经过淬火的零件，几乎只能用磨削来进行精的表面粗糙度。经过淬火的零件，几乎只能用磨削来进行精 加工。加工。 另外磨削加工也可以用于粗加工，如粗磨工件表面，切除另外磨削加工也可以用于粗加工，如粗磨工件表面，切除 钢锭和铸件上的硬皮表面，清理锻件上的飞边，打磨铸件上钢锭和铸件上的硬皮表面，清理锻件上的飞边，打磨铸件上 的浇口、冒口表面等。也可以用薄片砂轮切断管料及各种硬的浇口、冒口表面等。也可以用薄片砂轮切断管料及各种

14、硬 度高的型材。度高的型材。 上一页 下一页 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 由于现代机器上零件的精度要求不断提高，表面粗糙度要求由于现代机器上零件的精度要求不断提高，表面粗糙度要求 越来越小，很多零件必须用磨削来进行最后精加工，所以磨越来越小，很多零件必须用磨削来进行最后精加工，所以磨 削在现代机器制造中占有很大比重。而且随着精密毛坯制造削在现代机器制造中占有很大比重。而且随着精密毛坯制造 技术的发展和高生产率磨削方法的应用，使某些零件不需经技术的发展和高生产率磨削方法的应用，使某些零件不需经 其他切削加工，而直接由磨削加工完成，这将使磨削加工在其他切削加工，而直接由磨削加工完成，这将使

15、磨削加工在 大批量生产中得到广泛的应用。大批量生产中得到广泛的应用。 二、磨床的种类二、磨床的种类 磨床的种类很多，主要类型有外圆磨床和万能磨床、内圆磨床的种类很多，主要类型有外圆磨床和万能磨床、内圆 磨床、平面磨床、无心磨床、各种工具磨床、各种刀具刃磨磨床、平面磨床、无心磨床、各种工具磨床、各种刀具刃磨 床和专门化磨床，如曲轴磨床、凸轮轴磨床及导轨磨床等，床和专门化磨床，如曲轴磨床、凸轮轴磨床及导轨磨床等， 还有琦磨机、研磨机和超精加工机床等。还有琦磨机、研磨机和超精加工机床等。 上一页 下一页 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 1.外圆磨床和万能磨床外圆磨床和万能磨床 普通精度级的外圆磨

16、床和万能磨床，主要用于磨削普通精度级的外圆磨床和万能磨床，主要用于磨削 IT6IT7级精度的圆柱形或圆锥形的内、外表面。所获得的级精度的圆柱形或圆锥形的内、外表面。所获得的 加工表面粗糙度为加工表面粗糙度为Ra 1. 250. 08m。图图3-31 ( a)和和(b)是外圆是外圆 磨床常用的加工方法。图磨床常用的加工方法。图3-31 ( a)为磨削外圆柱面，成型方为磨削外圆柱面，成型方 法为相切一轨迹法，需要三个成型运动。主运动为砂轮主轴法为相切一轨迹法，需要三个成型运动。主运动为砂轮主轴 的旋转的旋转n砂。进给运动有两个砂。进给运动有两个:一个是工件的旋转一个是工件的旋转周向进给周向进给f

17、hi;一个是工作台的纵向往复运动一个是工作台的纵向往复运动纵向进给瓜。此外，还需纵向进给瓜。此外，还需 一个切入运动一个切入运动:砂轮在工作台的两端作横向间歇切入运动。这砂轮在工作台的两端作横向间歇切入运动。这 个运动习个运动习质上称为横向进给几质上称为横向进给几:。磨削圆柱面时，工件的轴。磨削圆柱面时，工件的轴 线与工作台纵向运动方向平行。图线与工作台纵向运动方向平行。图3-31 (b)为磨削锥度不大的为磨削锥度不大的 长圆锥面。这时，把工作台的上层倾斜长圆锥面。这时，把工作台的上层倾斜a角，角，a是工件的锥顶是工件的锥顶 半角。所需运动与图半角。所需运动与图3-31 (a)同。图同。图3-

18、31 (a)和和(b)所示为纵向所示为纵向 磨削法。磨削法。 上一页 下一页 返回 图图3-31外圆磨床和万能磨床加工示外圆磨床和万能磨床加工示 意图意图 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 万能磨床除图万能磨床除图3-31 ( a)和和(b)外，还能进行图外，还能进行图3-31(c)、(d)和和(e) 所示的加工方式。图所示的加工方式。图3-31(c)和和(d)为磨削锥度较大，但较短的为磨削锥度较大，但较短的 圆锥面。这时，把砂轮架圆锥面。这时，把砂轮架n砂 砂轮主轴箱 轮主轴箱)或工件头架倾斜或工件头架倾斜a角。角。 砂轮比工件宽，故不用纵向进给。成型方法为成型一相切法，砂轮比工件宽，故不

19、用纵向进给。成型方法为成型一相切法， 只需两个成型运动。由砂轮架的横向进给几只需两个成型运动。由砂轮架的横向进给几:作切入磨削，称作切入磨削，称 为切入磨削法。图为切入磨削法。图3-31 ( e)是用内磨砂轮架是用内磨砂轮架(习惯上称内圆磨习惯上称内圆磨 头头)磨圆柱内孔。如果磨锥孔，则应使工件头架转磨圆柱内孔。如果磨锥孔，则应使工件头架转a角，所需角，所需 运动与图运动与图3-31 ( a)相同。相同。 上一页 下一页 返回 第六节磨削加工第六节磨削加工 2.平面磨床平面磨床 平面磨床的磨削方法，见平面磨床的磨削方法，见图图3-32。平面磨床有用砂轮的轮。平面磨床有用砂轮的轮 缘缘(圆周圆周

20、)磨削的，也有用砂轮的端面磨削的。前者砂轮主轴磨削的，也有用砂轮的端面磨削的。前者砂轮主轴 为水平为水平(卧轴卧轴)，后者为竖直，后者为竖直(立轴立轴)。轮缘磨削精度较高，可得。轮缘磨削精度较高，可得 到较光洁的加工表面，但生产率较低。工作台有矩形和圆形到较光洁的加工表面，但生产率较低。工作台有矩形和圆形 两种。前者适宜加工长工件，但工作台作往复运动，较易发两种。前者适宜加工长工件，但工作台作往复运动，较易发 生振动生振动;后者适宜加工短工件或圆工件的端面，如磨轴承套圈后者适宜加工短工件或圆工件的端面，如磨轴承套圈 的端面，工作台连续旋转，无往复冲击。平面磨床据此可分的端面，工作台连续旋转，无往复冲击。平面磨床据此可分 为四类为四类:卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式和卧轴圆台式。卧轴矩台式、立轴矩台式、立轴圆台式和卧轴圆台式。 它们的加工方式，分别见图它们的加工方式，分别见图3-32 (a), (b), (c),(d)。图中，主运。图中，主运 动为砂轮的旋转动为砂轮的旋转n砂 砂，矩台的直线往复运动或圆台的回转 ，矩台的直线往复运动或圆台