《机械制造基础》课件-03篇 第七单元 钻削加工

03篇

金属切削加工基础第七单元钻削加工教学目标:1.了解钻孔特点及常用钻床加工范围。2.掌握钻削工具的使用方法。3.能根据工件孔加工的要求选择加工工具。4.能进行钻孔切削用量的选择。教学重点和难点:1.钻孔特点2.常用的钻床有的特点、结构及加工范围3.钻头结构4.扩孔和锪孔的特点5.铰刀结构与铰孔特点6.深孔钻削的类型及特点7.中心钻类型8.钻孔用的夹具类型及特点9.钻孔切削用量的选择3.7.1钻削概述钻削加工是指用钻头或者扩孔钻等刀具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，用扩孔钻扩大已有孔的方法称为扩孔。此外，还可以进行锪孔、锪埋头孔和攻螺纹等工作，如图3-86所示。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。钻孔是一种粗加工方法，尺寸精度一般为IT13～IT11，表面粗糙度为Ra50～Ra12.5μm，钻孔直径一般小于80mm。对精度要求不高的孔，可作为终加工方法，如螺栓孔、润滑油通道孔等。对于精度要求较高的孔，由钻孔进行预加工后再进行扩孔、铰孔或镗孔。钻孔特点如下：①钻孔加工是一种半封闭式切削，排屑困难，加工表面的质量不高。②钻头引偏、钻头刃磨质量差会引起加工的孔径扩大。③钻削时，因不能及时排出高温切屑、切削液难以注入到切削区，导致切削温度较高，加快刀具的磨损，限制了切削用量及降低了生产率。④因钻头定心作用差、刚性差，在钻孔时容易导致孔轴线歪斜，钻头易扭断。3.7.2钻床常用的钻床有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床三种。（1）台式钻床（如图3-86所示）台式钻床简称台钻，其体积小巧，操作简便。台式钻床钻孔直径一般在13毫米以下，一般不超过25毫米。台式钻床具有以下特点：（a）台式钻床主要应用于加工中小型零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、刮平面等。（b）精度高、刚度高、刚性好，操作方便，易于维护等特点。（c）工作台可在圆立柱上下移动，并可绕立柱转动到任意位置。松开锁紧螺钉，工作台在垂直平面还可左右倾斜45°。（2）立式钻床立式钻床简称立钻，如图3-87所示。用最大钻孔直径来表示规格，常用的立钻有25mm、35mm、40mm和50mm等几种。自动化程度较低，一般用于单件、小批量生产中加工小型工件。（3）摇臂钻床摇臂钻床是指钻床的摇臂可绕立柱升降或者回转，主轴箱在摇臂上又可做水平移动的钻床。如图3-88所示为摇臂钻床的外形图。3.7.3钻头钻头是钻孔用的主要刀具，一般用高速钢制造，其工作部分经热处理淬火。常用钻头类型有麻花钻、扩孔钻、锪钻、铰刀、深孔钻等。3.7.3.1麻花钻麻花钻是钻孔的常用刀具，一般由高速钢制成。麻花钻由柄部、颈部及工作部分组成。麻花钻的结构如图3-89所示。3.7.3.2扩孔和锪孔1.扩孔扩孔用以扩大已加工出的孔，可以是铸出、锻出或钻出的孔。图3-90所示为扩孔钻加工。扩孔钻特点如下。（1）没有横刃，改善了切削条件。（2）刀体刚性及强度较好；（3）刀齿数多（一般3～4个），导向性好，切削平稳。2.扩孔加工特点（1）生产率高。（2）质量高。对技术要求不太高的孔，扩孔可作为终加工；对精度要求高的孔，常作为铰孔前的预加工。在成批或大量生产时，为提高钻削孔、铸锻孔或冲压孔的精度和降低表面粗糙度值，也常使用扩孔钻扩孔。2.锪孔锪孔是用锪钻对工件上的已有孔进行孔口形面的加工，其目的是为保证孔端面与孔中心线的垂直度，以便使与孔连接的零件位置正确，连接可靠。常用的锪孔工具有柱形锪钻、锥形锪钻与端面锪钻三种，如图3-91所示。可用于加工圆柱形沉头座、圆锥形沉头座、鱼眼坑以及孔端的凸台等。3.7.3.3铰刀与铰孔（如图3-92）主要适用于孔的半精加工、精加工及磨孔或者研孔前的预加工。铰削特点如下：（1）加工质量高铰孔精度可高达级IT7～IT6，表面粗糙度Ra＝1.6～0.4μm。（2）切削余量小铰孔加工属于精加工，一般在扩孔之后进行，加工余量较小。粗铰时为0.50～0.15mm，精铰时为0.25～0.05mm。（3）绞削不适合加工淬火钢和硬度太高的材料。铰刀是定尺寸刀具，适合加工中小直径孔。（4）铰孔时铰刀不能倒转，否则，切屑会卡在孔壁和切削刃之间，从而使孔壁划伤或切削刃崩裂。铰削时如采用切削液，孔壁表面粗糙度将更小。（5）不能提高位置精度铰孔可以有效地提高孔的尺寸精度和表面质量，但一般不能提高孔的位置精度。3.7.3.4深孔钻削通常把孔深与孔径之比大于5～10倍的孔称为深孔，加工所用的钻头称为深孔钻。1.深孔钻削的特点①切削热不易传散；②不能观测到切削情况；③刀柄细长、刚度差、易振动；④孔易钻偏斜。2.深孔钻深孔钻常用的有内排屑深孔钻、单刃外排屑深孔钻、喷吸钻及套料钻等。（1）错齿内排屑深孔钻错齿内排屑深孔钻如图如图3-93所示。（2）单刃外排屑深孔钻如图3-94所示枪孔钻。单刃外排屑深孔钻导向性较好，能改善排屑条件。但生产率不高。（3）喷吸钻（如图3-95）喷吸排屑原理：将压力切削液从刀体外压入切削区并用喷吸法进行内排屑。喷吸钻的特点如下：（1）由于钻杆内还有一层内管，排屑空间受到限制，较难用于小直径。加工精度略低于BTA钻头。（2）可在车、钻、镗床上使用，操作方便，钻孔效率高。（3）不需要BTA系统的高压输油器及密封装置。不但提高了排屑效果，又改进了工作条件。3.7.3.5中心钻中心孔用中心钻来进行加工。中心钻有带护锥中心钻、无护锥中心钻和弧形中心钻三种结构形式，如图3-96所示。3.7.3.6钻孔用的夹具钻孔用夹具主要包括钻头夹具和工件夹具两种。1.钻头夹具常用的钻头夹具有钻夹头和钻套（如图3-97所示）。2.工件夹具加工工件时，应根据钻孔直径和工件形状来合理使用工件夹具。对于薄壁工件常用手虎钳夹持（如图3-98（a）所示）；机床用平口虎钳用于中小型平整工件的夹持（如图3-98（b）所示）；对于轴或套筒类工件可用Ｖ形架夹持（如图3-98（c）所示）并和压板配合使用；对不适于用虎钳夹紧的工件或要钻大直径孔的工件，可用压板、螺栓直接固定在钻床工作台上（如图3-98（d）所示）。3.7.3.7钻孔操作1.切削用量的选择钻孔切削用量是指钻头的切削速度、进给量和背吃刀量三要素。2.操作方法（1）按划线位置钻孔工件上的孔径圆和检查圆均需打上样冲眼。