机械制造工艺基础

机械制造工艺基础第1页/共55页

钻削——用钻头或扩孔钻在工件上加工孔的方法。包括用钻头在实体材料上加工孔的钻孔和用扩孔钻扩大已钻出（或制出）孔孔径的扩孔。主运动：钻头或扩孔钻的回转运动。进给运动：钻头或扩孔钻沿自身轴线方向的移动。第2页/共55页一、钻床与钻削方法二、麻花钻三、钻削用量及钻削的工艺特点四、扩孔、锪孔与铰孔简介§7－1钻削第3页/共55页一、钻床与钻削方法1．钻床

台式钻床立式钻床摇臂钻床第4页/共55页台式钻床

机头升降手柄

V带轮头架锁紧螺母主轴进给手柄锁紧手柄底座立柱紧固螺钉电动机台式钻床

第5页/共55页立式钻床

底座工作台主轴进给箱主轴箱电动机立柱立式钻床

第6页/共55页摇臂钻床

立柱座立柱摇臂主轴工作台底座第7页/共55页2．钻床的主要工作内容钻孔扩孔铰孔攻螺纹锪孔刮平面第8页/共55页3．钻头的装夹钻头（麻花钻）刀柄部分的结构分有直柄和锥柄。直柄钻头需用带锥柄的钻夹头夹紧，再将钻夹头的锥柄插入钻床主轴的锥孔中。如果钻夹头的锥柄不够大，可套上过渡用钻套后再插入主轴锥孔中锥柄钻头若其锥柄规格与钻床主轴锥孔规格相符，可将钻头锥柄直接插入主轴锥孔中，如不相符时也可加用钻套钻头的装夹

第9页/共55页钻夹头钻套第10页/共55页4．工件的装夹孔径较小的小型工件一般采用平口钳装夹、钻孔孔径较大，工件应使用压板、V形块、螺栓等装夹专用夹具（钻模）装夹工件的装夹

第11页/共55页用压板夹紧第12页/共55页用V形块定位、压板夹紧第13页/共55页专用夹具装夹第14页/共55页5．钻孔钻孔——用钻头在实体材料上加工孔的方法。单件、小批量生产，常采用划线钻孔的方法批量较大或孔的位置精度要求较高时，需用夹具（钻模）保证孔的位置和提高生产效率钻削较深的孔，要经常退出钻头，排除切屑，并进行充分冷却与润滑，为防止因切屑阻塞而扭断钻头，还应采用较小的进给量钻孔

第15页/共55页1－钻套2、5－钻模板3、7－工件4－挡块

6－弓形架8－夹具体第16页/共55页二、麻花钻1．麻花钻的组成刀柄：夹持部分，切削时用来传递转矩刀体：主要组成部分，包括切削部分与导向部分，起切削和导向作用颈部：刀柄与刀体间的过渡部分，在麻花钻制造的磨削过程中起退刀槽作用第17页/共55页锥柄麻花钻直柄麻花钻第18页/共55页2．麻花钻的主要角度

顶角2κr

前角γo

后角αo

侧后角αf

横刃斜角ψ

第19页/共55页3．麻花钻的刃磨要求根据加工材料的材质，刃磨出正确的顶角2κr，钻削一般中等硬度的钢和铸铁时，2κr=116°～118°两条主切削刃必须关于轴线对称，即长度应相等，它们与轴线的夹角也应相等，主切削刃应成直线后角应刃磨适当，以获得正确的横刃斜角ψ，一般ψ=50°～55°主切削刃，刀尖和横刃应锋利，不允许有钝口、崩刃麻花钻的刃磨

第20页/共55页用刃磨正确的麻花钻钻孔顶角不对称主切削刃长度不等顶角和刃磨长度不对称第21页/共55页三、钻削用量及钻削的工艺特点1．钻削用量

切削速度vc

进给量f

背吃刀量αp

第22页/共55页

切削速度vc

d——麻花钻直径，mmn——麻花钻转速，r/minm/min第23页/共55页

进给量f

进给量——钻削时麻花钻每回转一转钻头与工件在进给运动方向（麻花钻轴向）上的相对位移，单位为mm/r。麻花钻有两条切削刃（两个刀齿），其每齿进给量fz（单位为mm/z）为进给量f的一半：第24页/共55页

背吃刀量αp

一般指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离。钻孔时的切削深度为麻花钻直径的一半，即：第25页/共55页2．钻削的工艺特点钻头不像单刃刀具那样容易弯曲金属切除率较高钻孔的表面粗糙度Ra值较大冷却条件差，切削温度高，影响加工速度，生产率低钻削为粗加工，其加工经济精度等级为IT13～IT11，表面粗糙度Ra值为50～12.5μm。一般用作要求不高的孔的加工或高精度孔的预加工第26页/共55页四、扩孔、锪孔与铰孔简介1．扩孔扩孔——用扩孔工具扩大工件孔径的加工方法。常用工具：麻花钻和扩孔钻。

按切削部分材料：高速钢扩孔钻和硬质合金扩孔钻按柄部结构：直柄和锥柄之分第27页/共55页高速钢扩孔钻硬质合金扩孔钻第28页/共55页2．锪孔

锪削——用锪钻或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔的方法。

锪孔——用锪削方法加工平底或锥形沉孔。常见锪钻

锪孔

第29页/共55页3．铰孔

铰孔——用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小其表面粗糙度值的方法。

铰孔一般在孔径半精加工（扩孔或半精镗）后，用铰刀进行。按孔的精度要求不同，铰孔可由一次铰削完成，或分粗铰、精铰两次完成。

铰孔的尺寸精度可达IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为1.6～0.4μm。铰孔

第30页/共55页铰刀工作部分：由引导锥、切削部分和校准部分组成。引导锥便于铰削开始时将铰刀引导入孔中，并起保护切削刃的作用。切削部分是承担主要切削工作的一段锥体。校准部分分圆柱和倒锥两部分，圆柱部分起导向、校准和修光作用，也是铰刀的备磨部分；倒锥部分起减少摩擦和防止铰刀将孔径扩大的作用颈部：在铰刀制造和刃磨时起空刀作用柄部：铰刀的夹持部分，铰削时用来传递转矩，有直柄和锥柄（莫氏标准锥度）两种铰刀

第31页/共55页手用铰刀第32页/共55页机用铰刀第33页/共55页一、镗床与镗削方法二、镗削的工艺特点§7－2镗削

镗削是镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法。镗削时，工件被装夹在工作台上，并由工作台带动作进给运动，镗刀用镗刀杆或镗刀盘装夹，由主轴带动回转作主运动。第34页/共55页一、镗床与镗削方法1．镗床1－主轴箱2－主立柱3－主轴4－平旋盘5－工作台6－上滑座7－下滑座8－床身9－镗刀杆支承座10－尾立柱卧式镗床第35页/共55页立式镗床第36页/共55页坐标镗床第37页/共55页2．镗床的主要工作内容用主轴安装镗刀杆镗不大的孔用平旋盘上镗刀镗大直径孔用平旋盘上径向刀架镗平面第38页/共55页钻孔用工作台进给镗螺纹用主轴进给镗螺纹第39页/共55页3．工件的装夹当被加工孔的轴线与基准平面平行时，可将工件直接用压板、螺栓固定在镗床工作台上当被加工孔的轴线与基准平面垂直时，可在工作台上用角铁（弯板）装夹工件成批生产中，对孔系的镗削常将工件装夹于镗床夹具（镗模）内，以保证孔系的位置精度和提高生产率第40页/共55页工件在角铁上装夹1－压板2－工件3－被加工孔4－工作台5－角铁第41页/共55页工件用镗模装夹1－主轴2－万向接头3－镗刀杆4－工件5－镗模第42页/共55页4．镗刀

单刃镗刀双刃镗刀单刃镗刀的外形和结构第43页/共55页尺寸固定双刃镗刀第44页/共55页尺寸可调节浮动双刃镗刀1－螺钉2－偏心销3－镗刀杆4－内六角螺钉5－镗刀片6－端盖第45页/共55页5．单孔镗削直径不大的单一孔：刀头用镗刀杆夹持，镗刀杆的锥柄插入主轴锥孔并随之回转深度不大而直径较大的孔：可使用平旋盘，其上安装刀架与镗刀，由平旋盘回转带动刀架和镗刀回转作主运动，工件由工作台带动作纵向进给运动第46页/共55页6．孔系镗削

孔系——由两个或两个以上在空间具有一定相对位置的孔组成。同轴孔系平行孔系垂直孔系第47页/共55页

同轴孔系的镗削

主轴带动镗刀回转作主运动，工作台带动工件作纵向进给运动。第48页/共55页

平行孔系的镗削

两平行孔轴线在同一水平面内：镗削完一个孔后，将工作台（工件）横向移动一个孔距，即可进行另一个孔的镗削。

两平行孔轴线在同一垂直平面内：镗削完一个孔后，将主轴箱沿主立柱垂直移动一个孔距，即可对另一个孔进行镗削。

两平行孔轴线既不在同一水平面内，又不在同一垂直平面内：镗削完一个孔后，横向移动工作台，再垂直移动主轴箱，确定另一个孔轴线的位置。第49页/共55页镗削轴线在同一垂直平面内的平行孔系第50页/共55页

垂直孔系的镗削

两孔轴线在同一水平面内相交垂直：镗削完第一个孔后，将工作台连同工件一起回转90°再按需要横向移动一定距离，即可镗削第二个孔。

两孔轴线呈空间交错垂直：在上述调整方法的基础上，再将主轴箱沿主立柱向上（或向下）移动一定距离后进行第二个孔的镗削。第51页/共55页镗削垂直孔系第52页/共55页7．镗床的其他工作内容钻孔、扩孔与铰孔：孔径不大时，可在镗床主轴中安装钻头、扩孔钻、铰刀等工具，由主轴带动其回转作主运动，主轴在轴向的移动实现进给运动镗削螺纹：将螺纹镗刀装夹于可调节切削深度的特制刀架（或刀夹）上，再将刀架安装在平旋盘上，由主轴箱带动回转，工作台带动工件沿床身按刀具每回转一周移动一个螺距（或导