退役钳焊专业专业第二学期《钳工工艺学》课件1

退伍士兵焊工专业第二学期

课程名称：钳工工艺学（二）第四节钻孔工艺方法二、一般工件的钻孔方法

钻孔开始，先调整钻头和工件的位置，使钻尖对准钻孔中心，然后试钻一浅坑。图5—19用錾槽纠正钻偏的孔

通孔在将要钻穿时，必须减小进给量，如果采用自动进给，要改换成手动进给。

钻不通孔时，可按钻孔深度调整挡块，并通过测量实际尺寸来控制钻孔深度。钻深孔时，一般钻进深度达到钻头直径的3倍时，要退出钻头排屑，以后每钻进一定深度，提起钻头排屑一次，以免切屑阻塞而扭断钻头。钻直径较大的孔（一般直径大于30mm），可分两次钻削，先选用0.5—0.7倍的钻头直径钻底孔，然后再用所需直径钻头扩孔。三、在圆柱工件上钻孔第四节钻孔工艺方法四、在斜面上钻孔

为了在斜面上钻出合格的孔可用立铣刀或錾子在斜面上加工出一个小平面，然后先用中心钻或小直径钻头在小平面上钻出一个锥坑或浅坑，最后用合适直径的钻头钻出符合要求的孔。图5—21斜面上钻孔第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析一、钻孔时的切削用量钻孔时的切削用量，是指钻头在钻削过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。如图5-22所示。图5—22钻孔时切削用量切削用量切削速度Vc进给量f背吃刀量αp第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析二、钻削用量的选择

钻孔时选择切削用量的基本原则是：在允许的范围内，尽量先选较大的进给量f。当进给量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Vc。三、钻孔时切削液的使用表5-9钻孔时使用的切削液工件材料切削液（体积分数）各类结构钢3—5%乳化液，7%硫化乳化液不锈钢，耐热钢3%肥皂加2%亚麻油水溶液，硫化切削油纯铜、黄铜、青铜不用，5%—8%乳化液铸铁不用，5%—8%乳化液，煤油铝及铝合金不用，5%—8%乳化液，煤油，煤油与菜油的混合油有机玻璃5%—8%乳化液，煤油第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析四、钻孔时的废品分析和钻头损坏原因1.钻孔时的废品分析表5—10钻孔时的废品分析第五节钻孔时的切削用量、切削液的使用和废品分析2.钻头损坏的原因表5—11麻花钻损坏的形式及原因第六节扩孔与锪孔一、扩孔

用扩孔钻或麻花钻对工件上已有孔的直径进行扩大，并提高孔的精度和降低表面粗糙度值的加工方法，称为扩孔，如图5—23所示图5—23扩孔1.扩孔的特点

（1）背吃刀量较钻孔时大大减小，切削阻力小。

（2）避免了麻花钻横刃所引起的一些不良影（3）产生的切屑体积小，排屑容易。第六节扩孔与锪孔一、扩孔

用扩孔钻或麻花钻对工件上已有孔的直径进行扩大，并提高孔的精度和降低表面粗糙度值的加工方法，称为扩孔，如图5—23所示图5—23扩孔1.扩孔的特点

（1）背吃刀量较钻孔时大大减小，切削阻力小。

（2）避免了麻花钻横刃所引起的一些不良影（3）产生的切屑体积小，排屑容易。2.扩孔钻第六节扩孔与锪孔

扩孔钻的结构特点如下：（1）因中心不切削，扩孔钻无横刃，切削刃只做成靠外缘的一段。（2）因扩孔产生的切屑体积小，不需要容屑槽很大，故而扩孔钻钻心较粗，提高了刚度，使切削平稳。（3）扩孔钻有较多的刀齿，增强了导向作用，一般整体式扩孔钻有3—4个刀齿。（4）因背吃刀量大大减少，切削角度可取较大数值，使切削省力。切屑容易排出，不易擦伤已加工孔壁表面。图5—24扩孔钻二、锪孔第六节扩孔与锪孔用锪钻在孔口表面加工出一定形状的沉孔和表面的方法，称为锪孔。图5—25锪孔1.锪钻的种类及用途柱形锪钻柱形锪钻主要用于锪圆柱形沉孔种类用途锥形锪钻锪形锪钻用于锪制圆锥形沉孔端面锪钻专门用来锪平孔口端面的锪钻第六节扩孔与锪孔2.锪孔工作要点（1）锪孔时的切削用量（2）用麻花钻改制锪钻时，后角和外缘处的前角适当减小，以防止扎刀和振动。（3）锪钻的刀杆和刀片都要装夹牢固，工件应夹紧。（4）锪钢件时，要在导柱和切削表面加机油或牛油润滑。第七节铰孔和铰刀

用铰刀从工件孔壁上切除一层极薄的金属，以提高孔的尺寸精度和减小孔壁表面粗糙度值的加工方法，称为铰孔。一般铰孔精度可达IT9—IT7，表面粗糙度值可达Ra3.2—0.8μm。一、铰刀的种类及结构特点

按铰刀的使用方法可分为手用铰刀和机用铰刀；按铰刀的形状可分为圆柱铰刀和圆锥铰刀；按铰刀结构可分为整体式铰刀和可调节式铰刀；按切削部分的材料还可分为高速钢铰刀和硬质合金铰刀等。1.整体圆柱铰刀图5—32整体圆柱铰刀a)机用铰刀b)手用铰刀第七节铰孔和铰刀（1）工作部分包括引导部分、切削部分和校准部分。一般用高速钢制造，小直径手铰刀可使用碳素工具钢制造。

（2）颈部机用铰刀的颈部较长，而手用铰刀的颈部很短。颈部是柄部与工作部分的连接部分。

（3）柄部用来装夹和传递扭距。有直柄、锥柄和直柄带方榫三种。

（4）铰刀的直径铰刀直径是最基本的结构参数，其精确程度直接影响铰孔的精度。2.可调节手铰刀图5—34可调节手铰刀第七节铰孔和铰刀3.螺旋槽手铰刀螺旋槽手铰刀用来铰削带有键槽的圆孔。

一般螺旋槽的旋向是左旋，以免铰削时因铰刀的正向转动而产生自动旋进的现象。同时，左旋刀刃容易使切屑向下，被推出孔外。图5—35螺旋槽手铰刀4.锥铰刀（2）莫氏锥铰刀用于铰削0—6号莫氏锥孔。（3）1：10锥铰刀用于铰削联轴器上与锥销配合的锥孔。（4）1：30锥铰刀用于铰削套式刀具上的锥孔。图5—361：50锥铰刀

（1）1：50锥铰刀用于铰削圆锥定位销孔，如图5—36所示。第七节铰孔和铰刀5.硬质合金机铰刀图5—38硬质合金机铰刀

硬质合金机铰刀的结构，采用镶片式，硬质合金刀片有钨钴类（YG）和钨钛钴类（YT）两种，YG类适合铰削铸铁，YT类适合铰削钢料。二、铰孔工艺方法1.铰刀的研磨第七节铰孔和铰刀2.铰削用量铰削用量铰削余量表5—13铰削余量

（单位：mm）铰孔直径<55—2021—3233—5051—70铰削余量0.1—0.20.2—0.30.30.50.8机铰孔时的进给量f机铰孔时的切削速度ν第七节铰孔和铰刀3.铰孔时切削液的使用表5—14铰孔时的切削液工件材料切削液钢1、10%—20%乳化液2、铰孔要求较高时，采用30%菜油加70%乳化液3、高精度铰削时，可采用菜油、柴油、猪油等铸铁1、可不用2、煤油可引起孔径收缩，最大缩小量达0.02—0.04mm3、低浓度乳化液铝煤油铜乳化液第七节铰孔和铰刀4.铰孔工作要点（1）工件要夹正，使操作时对铰刀的铅垂方向有正确的视觉标志。（2）手铰孔时，两手用力要均衡，保持铰削的稳定性，避免由于铰刀的摇摆而造成孔口嗽叭状和孔径扩大。（3）随着铰刀旋转，两手轻轻加压，（4）铰孔过程中，进给或退出铰刀时，都不允许反转，因为铰刀反转会使切屑轧在刀齿的后刀面与孔壁之间，将孔壁拉毛。同时，铰刀也容易磨损，甚至崩刃。（5）铰削锥孔的方法：对尺寸较小的圆锥孔，铰孔前可按小端直径钻出圆柱孔，然后再用圆锥铰刀铰削即可。（6）机铰时，要注意钻床主轴、铰刀和工件孔三者的同轴度误差是否符合要求。（7）机铰结束，要在铰刀退出后再停车，否则孔壁会拉出刀痕。（8）手铰孔时，如果中途铰刀被卡住，不能肓目用力扳动铰刀，以防损坏。

本章主要讲述了钻床的种类、结构和应用；麻花钻的结构、切削特点及钻孔的方法；扩孔、锪孔和铰孔等钻削加工的切削特点等。麻花钻及其他孔加工刀具的切削角度是本章的教学难点，因为麻花钻与其他孔加工刀具都不是单刃刀具，本身比较复杂，研究它们的切削角度，要建立坐标平面，进行投影转换，这些都比较困难，讲解时要与技能训练课题密切结合。本章内容丰富，篇幅较大，也是钳工工艺学中的一个重要内容。1.台式钻床适用哪些场合？台式钻床主要有哪些部件组成？4.麻花钻有哪几部分组成的？各部分的主要作用是什么？5.钻夹头和钻头套各适用于什么场合？9.标准麻花钻有哪些缺点？对钻削有何不良影响?11.试述修磨横刃、主切削刃和前刃面的方法及达到的目的。14.标准麻花钻在铸铁件上钻孔时，常出现什么问题？钻铸铁群钻有何特点？16.用标准麻花钻在斜面上钻孔常出现什么问题？可采取哪些措施来解决？19.钻孔时应如何选用切削液？22.铰孔经常产生什么问题？如何解决？掌握螺纹的基本要素，代号和标记方法；了解螺纹加工方法，明确丝锥和板牙的构造，切削部分的几何参数；掌握攻、套螺纹的工作要点和工艺计算，能分析攻、套螺纹时产生废品的形式和原因及丝锥、板牙损坏的形式和原因。攻螺纹前底孔直径的确定，套螺纹前圆杆直径的确定，是本章的难点和重点。第六章攻螺纹和套螺纹

非密封管螺纹 管螺纹 标准螺纹 密封管螺纹螺纹种类 梯形螺纹 锯齿形螺纹 特殊螺纹（螺纹牙型符合标准螺纹规定，而大径和螺距不符合标准）

非标准螺纹（有矩形螺纹、平面螺纹和滚动螺纹等）第一节螺纹基本知识一、螺纹的形成和螺纹种类在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起称为螺纹。在圆柱或圆锥外表面上所形成的螺纹称为外螺纹；在圆柱或圆锥内表面上所形成的螺纹称为内螺纹。细牙螺纹普通螺纹粗牙螺纹第一节螺纹基本知识二、螺纹的基本要素1.螺纹要素a）三角形螺纹b）矩形螺纹c）梯形螺纹d）圆弧螺纹e）锯齿形螺纹图6-2各种螺纹的牙型螺纹要素牙型公称直径螺距Ｐ（或导程Ｐh）线数n螺纹精度旋向大径（D、d）第一节螺纹基本知识2.螺纹代号标准螺纹代号的表示顺序是：牙型公称直径×螺距（导程/线数）——精度等级——旋向。１）、普通螺纹代号普通螺纹代号按GB/T193—2003规定如下：粗牙普通螺纹用字母“M”及“公称直径”表示；细牙普通螺纹用字母“M”及“公称直径×螺距”表示。当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加写“LH”2）、梯形螺纹代号梯形螺纹代号按GB/T5796—2005标准规定如下：

梯形螺纹用“Tr”表示，单线螺纹用“Tr”及“公称直径×螺距”表示；多线螺纹用“Tr”及“公称直径×导程（P螺距）”表示；当螺纹为左旋时，在代号之后加注“LH”。第一节螺纹基本知识3.螺纹标记表6-3标准螺纹的表示方法第二节丝锥和攻螺纹工具用丝锥加工工件内螺纹的方法，称为攻螺纹一、丝锥1.丝锥的种类

根据使用方法，丝锥可分为手用丝锥和机用丝锥；根据螺纹的旋向，可分为右旋丝锥和左旋丝锥；按普通螺纹螺矩，可分为普通粗牙，普通细牙丝锥。2.丝锥的构造a)外形b)切削部分和校准部分的角度图7—5丝锥的构造工作部分柄部一般手用丝锥α0=60—80，机用丝锥α0=100—120，齿侧后角为00。第二节丝锥和攻螺纹工具（1）工作部分的几何参数标准丝锥切削部分的前角一般为8°—10°（2）容屑槽

M8以下的丝锥一般有三条容屑槽，M8—M12的丝锥有三条，也有四条容屑槽的，M12以上的丝锥有四条容屑槽，直径在M40以上的丝锥有五条容屑槽的。（3）成套丝锥切削量的分配在成套丝锥中，对每支丝锥的切削量分配有两种方式，即锥形分配和柱形分配，如图６—7所示。a)锥形分配b）柱形分配图7—7丝锥切削量分配第二节丝锥和攻螺纹工具二、铰杠铰杠是用来夹持丝锥柄部的方榫，带动丝锥旋转而切削的工具。

表7—5活络铰杠适用范围单位：mm活络铰杠规格150230280380580600适用丝锥范围M5—M8M8—M12M12—M14M14—M16M16—M22M24以上a)固定铰杠b)活络铰杠c)丁字形活络铰杠d)丁字形固定铰杠图7—8铰杠第三节攻螺纹工艺一、攻螺纹前底孔直径与孔深的确定

攻螺纹时，丝锥的每个切削刃，除起切削作用外，还对材料有较强地挤压作用。因此螺纹的牙型在顶端被挤出凸起一些，如图7—10所示，材料塑性愈好，则挤出的愈多，此时，如果螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，丝锥就会被挤压出来的材料箍住。易造成崩刃，折断和使攻出的螺纹烂牙,所以攻螺纹前的底孔直径（即钻孔直径）必须稍大于螺纹小径。图6—10攻螺纹时的挤压现象加工普通螺纹底孔的直径，用下列两种计算公式来求：对钢和塑性较大材料，扩张量中等的条件下，钻头直径为:d0=D-P对铸铁和其他塑性较小材料，扩张量较小的条件下，钻头直径为：d0=D-（1.05-1.1）P式中D——内螺纹大径mmP——螺距mm第三节攻螺纹工艺

攻不通螺纹孔时，由于丝锥切削部分不能切出完整的螺纹牙型，所以钻孔深度要大于所需的螺纹有效长度。钻孔深度可按下式计算：钻孔深度=所需螺纹深度+0.7D（mm）其中D为螺纹大径例1、在中碳钢和铸铁工件上，分别攻制M14的螺纹，求各自钻底孔的钻头直径是多少？解：中碳钢属塑性较大的材料，M14螺纹的螺距P=2mm，钻头直径为：d0=D-P=14-2=12mm铸铁属脆性材料，钻头直径为：d0=D-1.1P=14-1.1x2=11.8mm第三节攻螺纹工艺二、攻螺纹的工艺要点1）底孔直径和深度尺寸确定后，即钻孔、孔口倒角，若是通孔，则孔的两端孔口都要倒角。这样可使丝锥容易切入，并可防止孔口毛刺和螺纹崩牙。2）工件装夹要正确，尽量使螺孔轴线处于垂直位置，使攻螺纹时容易判断丝锥轴线是否垂直于工件的平面。3）攻螺纹时，每正转1/2——1圈，应倒转1/4——1/2圈，以利断屑、排屑。

4）小于M12的丝锥一般是等径丝锥，攻M12以下的螺纹通孔，只须使用头锥一攻到底把丝锥从孔底取出，螺孔即攻成。5）攻塑性材料上的螺纹孔时，要加切削液，以增加润滑，减少切削阻力和提高螺纹的表面质量。6）机攻螺纹时，要保持丝锥与螺孔的同轴度要求。第四节套螺纹工艺

用板牙在圆柱或圆锥表面上加工出外螺纹的操作称为套螺纹。一、板牙圆板牙的工作部分是中间的内螺纹，可分为切削部分和校准部分。板牙的中间一段是校准部分，也是套丝时的导向部分。板牙切削部分一端磨损后，可换另一端使用。

a)外形和角度b)圆板牙前角变化图6—11圆板牙4）套螺纹开始时，为了使板牙切入材料，要在两手转动板牙的同时，施加轴向压力，转动要慢，压力要大。第四节套螺纹工艺5）为了断屑，板牙也要时常倒转一下，排屑孔中，切屑较多时，也要及时清理。6）为了提高螺纹表面质量和延长板牙使用寿命，套螺纹时要使用切削液。主要目的是润滑，一般用浓度较高的乳化液，机油或二硫化钼等。第四节钻孔工艺方法

用钻头在实体材料上切削出孔的工序称为钻孔。钻孔是孔的粗加工工序，可以达到的标准公差等级为IT11—IT10，表面粗糙度为Ra50­—12.5，故只能钻出加工精度要求不高的孔。一、工件的装夹a)平口钳b)V形块c)螺旋压板d)角铁e)手虎钳f)三爪卡盘图5—18钻孔时工件装夹方法搭压板时应注意以下几点：①垫铁应尽量靠近工件，以减少压板的变形。②垫铁的高度应大于工件的高度，保证夹紧力的作用方向垂直压紧工件。③螺栓应尽量靠近工件，这样可使工件获