磨削加工工艺基础ppt课件.ppt

其他加工工艺基础,第六章,其他加工工艺基础,6.1 磨削加工工艺基础6.2 孔的加工方法6.3 攻螺纹与套螺纹6.4 成形面加工,6.1 磨削加工工艺基础,6.1 磨削加工工艺基础 以砂轮的高速旋转与工件的移动或转动相配合进行切削加工的方法称为磨削。磨削时砂轮的旋转运动为主运动，工件的低速旋转和直线移动（或磨头的移动）为进给运动。砂轮是一种特殊的切削刀具。磨削是通过分布在砂轮表面的磨粒进行切削的，每颗磨粒相当于一把车刀，整个砂轮即相当于刀齿极多的铣刀。在砂轮高速旋转时，凸出的具有尖棱的磨粒从工件表面上切下细微的切屑，不太凸出或磨钝了的磨粒只能在工件表面上划出小的沟纹，比较凹下的磨粒则和工件表面产生滑动摩擦，后两种磨粒在磨削时产生微尘。因此，磨削除和一般刀具的切削过程有共同之处（切削作用）外，还具有刻划和修光作用。,6.1 磨削加工工艺基础,磨削加工的主要特点如下：（1）磨削加工的精度较高。由于加工余量小，磨削时磨粒细微并有修光作用，磨削后工件的精度可达IT7IT6级，表面粗糙度Ra为1.60.2m；如采用高精度磨削，则精度可达IT5级以上，表面粗糙度Ra为0.10.012m。（2）磨削可以加工一般刀具难以加工甚至无法加工的硬质材料。如淬硬钢、硬质合金和陶瓷等。（3）磨削温度高。由于磨削速度高，砂轮与工件之间发生剧烈的摩擦，产生很大的热量，且砂轮的导热性差，不易散热，以至磨削区的温度高达1000以上，这会使工件退火或烧伤，为此，磨削时必须使用切削液。磨削加工不仅广泛用于精加工，有时既作半精加工又作精加工，而且还可用于切断钢锭和毛坯去皮加工。,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.1 常用磨床介绍 根据功能用途的不同，磨床可分为外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床、平面磨床、无心磨床、螺纹磨床、工具磨床等普通磨床，还有曲轴磨床、花键磨床等专用特种磨床。下面简要介绍几种常用的普通磨床。6.1.1.1 万能外圆磨床 如图6-1所示为万能外圆磨床。万能外圆磨床不仅能磨削外圆柱面、外圆锥面，还可以使用机床附设的内圆磨头来磨削内圆柱面、内圆锥面等。,6.1 磨削加工工艺基础,图6-1 万能外圆磨床1床身；2头架；3工作台；4内圆磨具；5砂轮架；6尾座；7控制箱,6.1 磨削加工工艺基础,机床主要技术参数有：外圆磨削直径 用中心架 860mm 不用中心架 8320mm 外圆最大磨削长度（共三种规格）1000mm、1500mm、2000mm 内圆磨削直径 30100mm 外圆磨砂轮主轴转速 1670r/min 头架主轴转速（6级）25r/min、50r/min、80r/min、112r/min、160r/min、224r/min,6.1 磨削加工工艺基础,内圆磨头主轴转速（2级）10000r/min、15000r/min砂轮架回转角度 30头架回转角度 90工作台最大回转角度 顺时针 30 逆时针 7、6、5工作台纵向移动速度（液压无级调速）0.054m/min,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.1.2 平面磨床 如图6-2所示是M7120型平面磨床，砂轮主轴的轴线与工作台面平行，工件安装在矩形电磁吸盘上，并随工作台作纵向往复运动，其运动速度即为工件的直线进给速度，砂轮除高速旋转外，还能作瞬间的横向进给运动。M7120型平面磨床的主要技术参数有：磨削工件最大尺寸（长宽高）630mm200mm320mm工作台纵面移动最大距离 780mm砂轮架横向移动量 250mm工作台移动速度 118/min砂轮尺寸（外径宽度内径）250mm25mm75mm,6.1 磨削加工工艺基础,如图6-2 M7120A型平面磨床1工作台移动手轮；2砂轮架；3滑板座；4砂轮横向移动手轮；5砂轮修整器；6立柱；7撞块；8工作台；9砂轮垂直进给手轮；10床身,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.1.3 普通内圆磨床 如图6-3所示为普通内圆磨床，它可以加工零件上的通孔、不通孔、阶台和端面等。,如图6-3 M2110型内圆磨床1 床身；2工作台；3头架；4砂轮架；5滑板座,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.2 砂轮 6.1.2.1 砂轮组成和特性 砂轮是由磨料和结合剂构成的多孔体，如图6-4所示，其特性随着磨料、粘结剂及砂轮的硬度、组织及形状的不同而不同。磨削时，必须根据具体条件选用合适的砂轮。,如图6-4 砂轮的构造,6.1 磨削加工工艺基础,砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度及组织等五个方面的因素决定。（1）磨料 指砂轮中磨料的材料，在磨削中担负主要的切削工作。磨料必须具备高硬度、高耐热性、耐磨性和一定的韧性。（2）粒度 表示磨料颗粒的大小。（3）结合剂 用于粘合磨粒，制成各种不同形状和尺寸的砂轮。结合剂的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热生。,6.1 磨削加工工艺基础,（4）硬度 指砂轮工作表面上的磨粒受拉力作用时脱落的难易过程。如磨粒容易脱落，表明砂轮硬度低，反之则表明砂轮硬度高。砂轮的硬度与磨粒的硬度是两个不同的概念，硬度相同的磨粒，可以制成不同硬度的砂轮。（5）组织 砂轮的总体积是由磨粒、结合剂和气孔构成的，这三部分体积的比例关系，在工程中常称为砂轮的组织。,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.2.2 砂轮的名称、形状、尺寸、代号及用途 为了磨削不同形状和尺寸的工件，砂轮需要制成各种不同的形状和尺寸。常用砂轮有平形、筒形、碗形和薄片等，它们分别用于磨内外圆、平面、刀具刃磨和开槽等。砂轮的特性，用代号标注在砂轮的端面上，其代号次序是：磨料粒度硬度结合剂组织号形状尺寸（有时组织号可不标注）。例如：GZ60ZR1A5P60075305即表示该砂轮为：棕刚玉磨料，粒度60，中软硬度，陶瓷结合剂，中等5级组织，平形砂轮，外径600mm、宽度75mm、孔径305mm。有些砂轮上还标有安全速度的数字，如“2530m/s”，代表允许的最大磨削速度。,6.1 磨削加工工艺基础,常用砂轮的形状、代号及主要用途如表6-1所示。,表6-1 常用砂轮的形状代号及主要用途,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.2.3 砂轮的安装与修整（1）砂轮的安装 砂轮在高速旋转下进行工作，使用前必须仔细地检查安装是否正确、牢固；砂轮外观不允许有裂纹，以免发生破裂，造成人身和质量事故。为了使砂轮平稳地工作，一般直径较大的砂轮均装夹在法兰盘上。安装前，还应该进行静平衡试验，否则将引起机床振动，使磨削质量降低。（2）砂轮的修整 在磨损过程中，砂轮的磨粒逐渐变钝，作用在磨粒上的切削抗力增大，结果使变钝的磨粒破碎，一部分脱落，露出锋利刃口继续切削，这就是砂轮的自砺性。自砺性对磨削是有利的。,6.1 磨削加工工艺基础,但是砂轮不能完全自砺，工作一般时间后不能脱落的磨粒留在砂轮表面，结果就使砂轮的磨削能力显著地下降；同时也使砂轮外形产生失真，这时，就要对砂轮进行修整，以恢复其磨削性能和外形精度。修整砂轮一般都用金刚石笔，修整时要用大量切削液冲刷掉脱落的碎粒，以免粉尘飞扬。,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.3 常用磨削加工方法 常用磨削加工方法如表6-2所示。,表6-2 常用磨削加工方法简介,6.1 磨削加工工艺基础,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.3.1 平面磨削 平面磨削主要在平面磨床上进行，若零件较小或加工一些特殊平面时也可在工具磨床上进行。平面磨削精度可达IT7IT5，表面粗糙度值为Ra0.80.2m。常用的平面磨削方式有4种，如图6-5所示，平面磨削的特点如表6-3所示。,图6-5 平面磨床磨削方法,6.1 磨削加工工艺基础,表6-3 平面磨削的特点,6.1 磨削加工工艺基础,（1）磨平行面a.工件安装 平面零件磨削时最常用的安装夹具是电磁吸盘。凡是由铜、铸铁等磁性材料制成的平行面零件，都可由电磁吸盘安装，利用磁力吸牢工件。这种方法装卸工件方便迅速，牢固可靠，能同时安装许多工件。由于定位基准面被均匀地吸紧在台面上，从而能很好地保证加工平面与基准面的平行度。,6.1 磨削加工工艺基础,b.砂轮选择 平面磨削时一般根据工件的加工精度、磨削方式以及工件材料等因素来选择砂轮。周磨时一般采用平形砂轮；由于砂轮与工件的接触面积比外圆磨削 时大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时选用的砂轮稍软一些。端磨时一般采用筒形砂轮或碗形砂轮，粗磨时也可选用镶块砂轮。,6.1 磨削加工工艺基础,c.平行面的磨削方法 常用的平行面磨削方法有以下三种：横向磨削法 当工作台纵向行程终了时，砂轮主轴或工作台作一次横向进给，这时砂轮所磨削的金属层厚就是实际磨削深度，磨削宽度等于横向进给量。待工件上第一层金属磨削完后，砂轮重新作一次垂直进给，再按上述过程磨削第二层金属，直至达到所需的尺寸为止。磨削示意图如图6-6（a）所示。深度磨削法 一般深度磨削法砂轮只作两次垂直进给，第一次垂直进给量等于粗磨的全部余量，当工作台纵向行程终了时，将砂轮或工作沿砂轮主轴轴线方向横向移动 的砂轮宽度，直到工件整个表面的粗磨余量全部磨完为止。第二次垂直进给量等于精磨余量，其磨削过程与横向磨削相同，如图6-6（b）所示。,6.1 磨削加工工艺基础,阶梯磨削法 阶梯磨削法是根据工件磨削余量的大小，将砂轮修整成阶梯形状，使其在一次垂直进给中磨去全部余量，如图6-6（c）所示。,图6-6 磨削示意图,6.1 磨削加工工艺基础,d.磨削用量的选择 根据加工方法、磨削性质、工件材料等因素来选择磨削用量 砂轮的圆周速度 砂轮的圆周速度不宜过高或过低，过高会引起砂轮的碎裂，过低会影响加工质量和生产效率。一般选择范围如表6-4所示。,表6-4 砂轮圆周速度的选择,6.1 磨削加工工艺基础,工作台纵进给速度 当工作台为矩形时，纵向进给量选112m/min；当工作台为圆形时，其速度选为730m/min。砂轮的垂直进给量 磨削中，应根据横向进给量选择砂轮的垂直进给量。横向进给量大时，垂直进给量应小些，以免影响砂轮和机床的寿命以及加工精度；横向进给量小时，则垂直进给量可适当增大。一般粗磨时，垂直进给量为0.0150.05mm；精磨时为0.0050.01mm。,6.1 磨削加工工艺基础,（2）磨垂直面 垂直面是指那些与主要基面垂直的平面。磨削垂直面的关键问题是采用何种装夹方法，以达到相邻之间的垂直度要求。几种典型的磨垂直面方法简介如下：a.用精密平口钳装夹工件 磨小型垂直面，特别是非磁性材料工件时，通常采用此种方法装夹工件。这种磨削方法较简便，生产率高，且能保证工件的加工精度，如图6-7所示。,6.1 磨削加工工艺基础,图6-7精密平口钳1固定钳口 2活动钳口 3凸台 4螺杆 5平口钳体,6.1 磨削加工工艺基础,b.用精密角铁装夹工件 这种安装方法能达到较高的磨削精度。磨削时，工件以精加工过的面贴紧在角铁的垂直面上，用压板和螺钉夹紧，并用百分表校正后进行加工。此种方法虽装夹较烦，但可以获得较高的垂直精度，通常适用于制造工夹具的装夹，如图6-8所示。,图6-8 精密角铁,6.1 磨削加工工艺基础,c.用导磁角铁装夹工件 加工时将工件的侧面吸贴在导磁角铁的侧面上，此种加工方法能得到较高的垂直度，如图6-9所法。,图6-9 导磁角铁1-纯铁；2-黄铜片；3-螺栓,6.1 磨削加工工艺基础,（3）磨斜面 常用的斜面磨削方法有以下三种。a.用正弦规和精密角铁装夹工件磨斜面 正弦规是一种精密量具，使用时，根据所磨工件斜面的角度，算出需要垫入的块规高度，如图6-10所示。,图6-10 正弦规和精密角铁,6.1 磨削加工工艺基础,b.用正弦精密平口钳或正弦电磁吸盘装夹工件磨斜面 正弦精密平口钳的最大倾斜角度为45，而正弦电磁吸盘是用电磁吸盘代替了正弦精密平口钳中的平口钳，它的最大回转角度也是45。一般可用于磨削厚度较薄的工件，如图6-11所示。,图6-11 正弦精密平口钳和正弦电磁吸盘,6.1 磨削加工工艺基础,c.用导磁V形铁装夹工件磨斜面 导磁V型铁的结构和使用原理与导磁角铁相同。这种导磁V形铁所能磨削的工件倾斜角不能调整，因而适用于批量生产，如图6-12所示。,图6-12 导磁V形铁装夹,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.3.2 磨削外圆 外圆磨削可以在普通外圆磨床或万能外圆磨床上进行，外径较小的短轴也可在无心磨床上进行磨削。外圆磨削包括磨外圆柱面、外圆锥面和台肩面等。经外圆磨削后的工件表面粗糙度一般能达到Ra1.250.32m，加工精度为IT7、IT6。（1）砂轮的选择 外圆磨削砂轮的选择必须考虑工件的加工精度、磨削性能、磨削力、磨削热等因素。一般选择中等组织的平形砂轮，而砂轮尺寸则按机床规格选用。,6.1 磨削加工工艺基础,（2）工件的装夹a.用前、后顶尖装夹工件 如图6-13所示是外圆磨削中最常用的装夹方法。装夹时，利用工件两端的顶尖孔，把工件支承在磨床的头架及尾座顶尖间，这种装夹方法的特点是装夹迅速方便，加工精度高。b.用三爪卡盘或四爪卡盘装夹工件 三爪卡盘适用于装夹没有中心孔的工件，而四爪卡盘特别适用于夹持表面不规则的工件。,6.1 磨削加工工艺基础,图6-13 前、后顶尖装夹工件1工件；2头架顶尖；3尾顶尖；4尾座；5头架；6拔盘；7拔杆；8夹头,6.1 磨削加工工艺基础,c.利用心轴装夹工件 心轴装夹适用于磨削套类零件的外圆，常用心轴有以下几种：小锥度心轴 如图6-14所示。台肩心轴 如图6-15所示。可胀心轴 如图6-16所示。,图6-14 小锥度心轴,图6-15 台肩心轴1心轴；2工件；3C型垫圈；4螺母,图6-16 可胀心轴1磨床头架主轴；2筒夹；3工件；4锥套；5螺钉,6.1 磨削加工工艺基础,（3）外圆的一般磨削方法a.纵磨法 磨削时，工件在主轴带动下作旋转运动，并随工作台一起作纵向移动，当一次纵向行程或往复行程结束时，砂轮需按要求的磨削深度再作一次横向进给，这样就能使工件上的磨削余量不断被切除，如图6-17所示。磨削特点是：精度高、表面粗糙度值小、生产效率低。适用于单件小批量生产及零件的精磨。,图6-17 纵磨法,6.1 磨削加工工艺基础,b.横磨法（切入磨法）磨削时，工件只需与砂轮作同向转动（圆周进给），而砂轮除高速旋转外，还需根据工件加工余量作缓慢连续的横向切入，直到加工余量全部被切除为止。磨削特点是：磨削效率高，磨削长度较短，磨削较困难，如图6-18所示。横磨法适用于批量生产，磨削刚性好的工件上较短的外圆表面。,图6-18 横磨法,6.1 磨削加工工艺基础,c.综合磨削法 综合磨削法是横磨法和纵磨法的综合应用，即先用横磨法将工件分段粗磨，相邻两段间有一定量的重叠，各段留精磨余量，然后用纵磨法进行精磨，如图6-19所示。这种磨削方法既保证了精度和表面粗糙度，又提高了磨削效率。,图6-19 综合磨削法,6.1 磨削加工工艺基础,（4）磨削内圆 内圆磨床用于磨削内圆柱孔（通孔、盲孔、阶梯孔和断续表面的孔等）和内圆锥孔，其磨削方法有下列几种,如图6-20所示。,a）普通内圆磨削 b）无心内圆磨削 c）行星内圆磨削 图6-20 内圆磨削方式,6.1 磨削加工工艺基础,内圆磨床的主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床、行星式内圆磨床和坐标磨床等。一般机械制造厂中以普通内圆磨床应用最普遍。磨削时，根据工件形状和尺寸不同，可采用纵磨法或切入磨法（见图6-21a、b）。有些普通内圆磨床上备有专门的端磨装置，可在工件一次装夹中磨削内孔和端面（见图6-21c、d），这样不仅易于保证内孔和端面的垂直度，而且生产率高。,6.1 磨削加工工艺基础,6-21 普通内圆磨床的磨削方法,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.4 磨削加工注意事项1.合理安放工具、量具和工件，有利于缩短工作的辅助时间，提高生产率。2.正确使用设备及工、夹、量具，做好保养维护工作，定期更换润滑油。3.看清图样，明确要求，规范操作，严格执行成批生产的首检制度。4.正确穿戴劳动防护用品。5.正确安装砂轮，经常检查砂轮的运转情况，及时调正砂轮的平衡。6.工作中，发现异常情况应立即停车，如是设备故障要及时报告，待机修人员排除故障、修复机床后方能重新操作。7.操作时必须精力集中，不得擅自离开工作岗位。8.做好交接班工作，通报机床运行情况和加工的有关信息，并做好记录。,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.5 典型零件的磨削加工 图6-22是一需磨削加工的工件图样，现将磨削加工的过程简析如下。,图6-22 六面体,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.5.1 分析零件图 图6-22所示零件为六面体，根据技术要求可知，其六个面均需磨削加工，而且互为基准。图中D面不仅要求与B、C面的垂直度误差为0.01mm，而且与A面的平行度误差也只有0.01mm；B面与E面、C面与F面的平行度误差也应在0.01mm以内。磨削加工为制造本零件的最后一道工序。6.1.5.2 设备选用及工量刃具准备 设备选用及工量刃具准备如表6-5所示。,表6-5 设备选用及工量刃具准备表,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.5.3 确定工件的装夹方法 采用电磁吸盘和精密平口钳装夹工件。6.1.5.4 确定切削参数 切削参数的确定可参考表6-6。,表6-6 切削参数参考表,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.5.5 加工步骤（1）先以A面为粗定位基准，在平面磨床上磨出D面；再以D面为基准，精磨出A面，保证尺寸 符合图样要求。（2）用平板圆柱角尺，将D面紧靠圆柱，在F面下垫纸找正，然后连同纸一起将F面吸在电磁吸盘上，磨出C面。（3）以C面为基准，磨出F面，保证尺寸 符合图样要求。（4）D面紧靠角尺圆柱，在E面下垫纸找正，磨B面，保证B面相对于D的垂直度，符合图样要求。（5）以B面为基准、磨E面，保证尺寸 符合图样要求。,6.1 磨削加工工艺基础,6.1.5.6 注意事项（1）先以A面为粗定位基准磨D面时，只要磨出D面即可；然后再以D面为精基准磨A面，这样能保证A面与D面的的平行度要求。（2）用平板圆柱角尺找正F面与B面时，应将D面紧贴圆柱，看其透光量大小，然后分别在F和B面下垫纸，直至A面圆柱母线无间隙为止。找正工作需仔细，垫纸后工件应平稳。这种方法虽然较麻烦，但它能保证工件的垂直度要求。（3）由于六面体各对应面均有平行度要求，而平行度通常由机床精度保证，因此装夹时应将机床电磁吸盘擦净，以防碎砂粒与磨屑影响工件加工的平行度。,6.2 孔的加工方法,6.2.1 钻孔 用钻头在实体材料上加工孔的方法，称为钻孔。钻削时钻头是在半封闭的状态下进行切削的，转速高，切削量大，排屑又很困难。所以，钻削加工有如下几个特点：（1）摩擦严重，需较大的钻削力。（2）产生的热量多，而且传热、散热困难，切削温度较高。（3）钻头的高速旋转和较高的切削温度，造成钻头磨损严重。,6.2 孔的加工方法,（4）由于钻削时的挤压和摩擦，容易产生孔壁的冷作硬化现象，给下道工序增加困难。（5）钻头细而长，钻孔容易产生振动。（6）加工精度低，尺寸精度只能达到IT11IT10，粗糙度只能达到Ra10025。钻孔加工方法如图6-23所示。麻花钻的构成如图6-24所示。,6.2 孔的加工方法,图6-23 钻削加工 图6-24 麻花钻的构成 a）锥柄式 b）柱柄式,6.2 孔的加工方法,6.2.1.1 工件装夹的方法 钻孔前一般都须将工件装夹固定，工件的装夹方法如表6-7所示。,表6-7 工件的装夹方法,6.2 孔的加工方法,6.2 孔的加工方法,6.2.1.2 钻孔操作（1）钻头的装拆 直柄钻头是用钻夹头夹紧后装入钻床主轴锥孔内的，可用钻夹头紧固扳手夹紧或松开钻头。锥柄钻头可通过钻头套变换成与钻床主轴锥孔相适宜的锥柄后装入钻床主轴，连接时应将钻头锥柄及主轴锥孔与过渡钻头套擦拭干净，对准腰形孔后用力插入。拆钻头时用斜铁插入腰形孔，轻击斜铁后部，将钻头和套退下。钻头的装拆如图6-25所示。,6.2 孔的加工方法,图6-25 钻头的装拆,6.2 孔的加工方法,（2）转速的调整 用直径较大的钻头钻孔时，主轴转速应较低；用小直径的钻头钻孔时，主轴转速可较高，但进给量要小些。主轴的变速可通过调整带轮组合来实现。（3）起钻 钻孔时，先使钻头对准钻孔中心处钻出一浅坑，观察钻孔位置是否正确。如偏位，需进行校正。校正方法为：如偏位较少，可在起钻的同时用力将工件向偏位的反方向推移，得到逐步较正；如偏位较多，可在校正中心打上几个样冲眼或用錾子凿出几条槽来加以纠正。须注意，无论哪种方法都必须在锥坑外圆小于钻头直径前完成。,6.2 孔的加工方法,（4）手动进给 进给时，用力不应过大，否则钻头易产生弯曲；钻小直径孔或深孔时要经常退出钻头排屑；孔将穿时，进给力必须减小，以防造成扎刀现象。（5）钻孔时的切削液 为提高钻头的耐用度和改善孔的加工质量，钻钢件时，一般要加切削液，可选用3%5%的乳化液或机油；钻铸铁时，一般不用。（6）钻削用量的选择 高速钢标准麻花钻可参考表6-9选择进给量，参考表6-10选择切削速度。,6.2 孔的加工方法,表6-9 高速钢标准麻花钻的进给量,表6-10 高速钢标准麻花钻的切削速度,6.2 孔的加工方法,6.2 孔的加工方法,6.2.1.3 特殊孔的钻削方法 特殊孔的钻削方法如表6-11所示。,表6-11 特殊孔的钻削方法,6.2 孔的加工方法,6.2 孔的加工方法,6.2.2 扩孔与扩孔钻 6.2.2.1 扩孔 扩孔是用扩孔钻对工件上已有孔进行扩大加工，如图6-26所示。扩孔钻结构如图6-27所示。,图6-26 扩孔加工 图6-27 扩孔钻结构,6.2 孔的加工方法,扩孔时切削深度ap按下计算：（mm）式中 D扩孔后直径，mm；d预加工孔直径，mm。由此可见，扩孔加工有以下特点：（1）切削深度ap较钻孔时大大减小，切削阻力小，切削条件大大改善。（2）避免了横刃切削所引起的不良影响。（3）产生切屑体积小，排屑容易。,6.2 孔的加工方法,6.2.2.2 扩孔加工的特点（1）因在原孔的基础上扩孔，所以切削量较小且导向性好。（2）切削速度较钻孔时小，但可以增大进给量和改善加工质量。（3）排屑容易，加工表面质量好。（4）扩孔加工一般可作为铰孔的前道工序。,6.2 孔的加工方法,6.2.3 锪孔 6.2.3.1 锪孔与锪孔钻 用锪孔钻在孔口表面加工出一定形状的孔或表面，称为锪孔。锪孔的类型主要有：锪圆柱形沉孔、圆锥形沉孔以及锪孔口的凸台面等。锪孔钻的结构和特点如表6-12所示。,表6-12 各种锪孔钻的结构与特点,6.2 孔的加工方法,6.2 孔的加工方法,6.2.3.2 锪孔工作要点 锪孔时存在的主要问题是所锪的端面或锥面出现振痕，使用麻花钻改制的锪钻，振痕尤为严重。为此在锪孔时应注意以下事项：（1）锪孔时，进给量为钻孔的23倍，切削速度为钻孔的1/31/2。精锪时，往往利用钻床停车后主轴的惯性来锪孔，以减少振动而获得光滑表面。（2）尽量选用较短的钻头来改磨锪钻，并注意修磨前面，减小前角，以防止扎刀和振动。还应选用较小后角，防止多角形。（3）锪钢件时，因切削热量大，应在导柱和切削表面加切削液。,6.2 孔的加工方法,6.2.4 铰孔 用铰刀从工件的孔壁上切除微量金属层，以得到精度较高孔的加工方法，称为铰孔。6.2.4.1铰刀的种类及构造特点（1）铰刀的种类及构造 按使用方式不同，铰刀可分为机铰刀和手铰刀；按所铰孔的形状不同又可分为圆柱形铰刀和圆锥形铰刀；按容屑槽的形状不同，可分为直槽铰刀和螺旋槽铰刀；按结构组成不同可分为整体式铰刀和可调式铰刀。铰刀常用高速钢（手铰刀及机铰刀）或高碳钢（手铰刀）制成。,6.2 孔的加工方法,（2）铰刀的构造及参数 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分由切削部分、校准部分和倒锥部分组成。铰刀的构造如图6-28所示。,图6-28 铰刀结构a）手用 b）机用,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.1 攻螺纹工具 用丝锥加工工件内螺纹的方法称为攻螺纹。6.3.1.1 丝锥 丝锥是加工内螺纹的工具。分手用和机用两种，有粗牙和细牙之分；按牙型又可分为普通螺纹丝锥、圆柱管螺纹丝锥、圆锥螺纹丝锥等。丝锥的组成如图6-29所示。切削部分起主要切削作用，校准部分用来修光和校准已切出的螺纹。丝锥的容屑槽有直槽和螺旋槽两种。一般丝锥都制成直槽，有些专用丝锥制成左旋槽，用来加工通孔，切屑向下排出，也有些制成右旋槽，用来加工不通孔，切屑向上排出。,6.3 攻螺纹与套螺纹,手用丝锥为减少切削力和提高其耐用度，一般将切削量分配给几支丝锥来承担。因此，丝锥可分为三支一组和两支一组两种类型。M6M24的丝锥为两支一组；小于M6的丝锥，攻螺纹时易折断，为三支一组；大于M24的丝锥，使用时切削力较大，也为三支一组。,图6-29 丝锥的组成,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.1.2 铰杠 铰杠是用来夹持丝锥进行攻丝加工的工具，可分为普通铰杠和丁字铰杠，每种铰杠又可分为固定式和活络式两种，如图6-30所示。攻制M5以下的螺孔，多使用固定式。活络式铰杠方孔尺寸可调节，规格以柄长表示，常用于夹持M6M24的丝锥。,图6-30 铰杠,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.1.3 攻螺纹前底孔的直径和深度（1）攻螺前底孔直径的确定 攻螺纹时，丝锥在切削金属的同时，还伴随较强挤压作用。因此，金属产生塑性变形形成凸起并挤向牙尖，如图6-31a所示，使攻出螺纹的小径小于底孔直径。因此，攻螺纹前的底孔直径应稍大于螺纹小径，否则攻螺纹时因挤压作用，使螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，将丝锥箍住，甚至折断丝锥。此种现象在攻塑性较大的材料时将更为严重。但是底孔不宜过大，否则会使螺纹牙型高度不够，降低强度。,6.3 攻螺纹与套螺纹,底孔直径大小，要根据工件材料塑性大小及钻孔扩张量考虑，按经验公式计算得出：a.在加工钢和塑性较大的材料及扩张量中等的条件下：D钻=D-P 式中 D钻攻螺纹钻螺纹底孔用钻头直径，mm；D螺纹大径，mm；P螺距，mm。,6.3 攻螺纹与套螺纹,图6-31 攻螺纹时的挤压现象,6.3 攻螺纹与套螺纹,b.在加工铸铁和塑性较小的材料及扩张量较小的条件下：D钻=D-（1.051.1）P（2）攻螺纹底孔深度的确定（图6-30b）攻不通孔螺纹时，由于丝锥切削部分有锥角，端部不能切出完整的牙型，所以钻孔深度要大于螺纹的有效深度。一般取：H钻=h有效+0.7D 式中 H钻 底孔深度，mm；h有效螺纹有效深度，mm；D 螺纹大径，mm。,6.3 攻螺纹与套螺纹,例 分别计算在钢件和铸铁件 攻M10螺纹时的底孔直径各为多少？若攻不通孔螺纹，其螺纹有效深度为60mm，求底孔深度为多少？若钻孔时，n=400r/min,f=0.05mm/r，求钻一个孔最少机动进间为多少？（2=120，只计算钢件）解：M10 P=1.5mm。钢件攻螺纹底孔直径：D钻=DP=101.5=8.5（mm）.铸铁件攻螺纹底孔直径：D钻=D（1.051.1）P=10（1.051.1）1.5=10（1.5751.65）=8.4258.35（mm）.,6.3 攻螺纹与套螺纹,取D钻=8.4（mm）（按钻头直径标准系列取一位小数）底孔深度：H钻=h有效+0.7D=60+0.710=67（mm）。钻孔机动时间t：其中 H=H钻+h钻尖h钻尖=2.45（mm）t=0.34（min）,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.1.4 攻螺纹的注意事项（1）攻螺纹前，应先在底孔孔口处倒角，其直径略大于螺纹大径。（2）开始攻螺纹时，应将丝锥放正，用力要适当。（3）当切入12圈时，要仔细观察和校正丝锥的轴线方向，要边工作、边检查、边校准。当旋入34圈时，丝锥的位置应正确无误，转动铰杠丝锥将自然攻入工件，决不能对丝锥施加压力，否则将破坏螺纹牙型。（4）工作中，丝锥每转1/2圈至1圈时，丝锥要倒转1/2圈，将切屑切断并挤出，尤其是攻不通孔螺纹孔时，要及时退出丝锥排屑。,6.3 攻螺纹与套螺纹,（5）攻螺纹过程中，换用后一支丝锥攻螺纹时要用手将丝锥旋入已攻出的螺纹中，至不能再旋入时，再改用铰杠夹持丝锥工作。（6）在塑料上攻螺纹时，要加机油或切削液润滑。（7）将丝锥退出时，最好卸下铰杠，用手旋出丝锥，保证螺孔的质量。6.3.2 套螺纹 6.3.2.1 板牙 板牙是加工外螺纹的工具，它用合金工具钢或高速钢制作并经淬火处理。图6-32所示为圆板牙的构造，由切削部、校准部分和排屑孔组成。它本身就像一个圆螺母，在它上面钻有几个排屑孔而形成刀刃。,6.3 攻螺纹与套螺纹,切削部分是板牙两端有切削锥角（2）的部分。它不是个圆锥面（圆锥面则后角0=0），而是经过铲磨而成的阿基米德螺旋面，能形成后0=79。圆板牙前面就是排屑孔，故前角数值沿切削刃变化，如图 6-33所示。小径处前角d=2530。,图6-32 圆板牙 图6-33 圆板牙的前角变化,6.3 攻螺纹与套螺纹,锥角一般是=2025。板牙的中间一段是校准部分，也是套螺纹时的导向部分。板牙的校准部分因磨损会使螺纹尺寸变大而超出公差范围。因此，为延长板牙的使用寿命，M3.5以上的圆板牙，其外圆上有一条V形槽，用铰杠上的两个螺钉顶入板牙上面的两个偏心的锥孔坑内，使圆板牙尺寸缩小，其调节范围为0.10.5mm。上面两个锥坑所以要偏心，是为了使紧定螺钉挤紧时与锥坑单边接触，使板牙尺寸缩小。若在V形槽开口处旋入螺钉还能使板牙尺寸增大。板牙下部两个通过中心的螺钉孔，是用紧定螺钉固定板牙并传递扭矩的。板牙两端面都有切削部分，待一端磨损后，可换另一端使用。,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.2.2 板牙架 板牙架是装夹板牙的工具，图6-34所示为圆板牙架。板牙放入后，用螺钉紧固。,图6-34 圆板牙架,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.2.3 套螺纹前圆杆直径的确定 与丝锥攻螺纹一样，用板牙在工件上套螺纹时，材料因受挤压而变形，牙项将被挤高一些。所以套螺纹前圆杆直径应稍小于螺纹的大径尺寸，一般圆杆直径用下式计算：d杆=d0.13P（6.5）式中 d杆套螺纹前面杆直径，mm；d 螺纹大径，mm；P 螺距，mm。套螺纹前圆杆直径也可由表查得。,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3.2.4 套螺纹的注意事项（1）套螺纹前，圆杆端部应倒成1520的锥角，圆杆直径应销小于螺纹大径的尺寸，以便板牙切入，且螺纹端部不出现锋口。（2）圆杆应衬在木板或其他软垫中，在台虎钳中夹紧。套螺纹部分伸出尽量短。（3）套螺纹开始时，板牙要放正。转动板牙架时压力要均匀，转动要慢，并观察板牙是否歪斜。板牙旋入工件切出螺纹时，只转动板牙架，不施加压力。（4）板牙转动一圈左右要倒转1/2圈进行断屑的排屑。（5）在钢件上套螺纹时要加切削液润滑，使切削省力，保证螺纹质量。,6.3.3 加工螺纹时产生废品的原因及防止方法 加工螺纹时产生废品的原因及防止方法如表6-20和表6-21所示。,表6-20 攻螺纹时产生废品的原因及防止方法,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3 攻螺纹与套螺纹,6.3 攻螺纹与套螺纹,表6-21套螺纹时产生废品的原因及防止方法,6.4 成形面加工,6.4 成形面加工 有些机械零件表面的素线是某种曲线，例如圆球面、椭圆手柄等，如图6-35所示。这些带有曲线形成的表面叫作成形面（又称特形面）。对于这类工件，应根据其结构特点、精度要求及批量大小，用车削、铣削、刨削或磨削等加工方法。现仅介绍车削成型面的方法，分别采用双手控制、成形、仿形、专用工具等加工方法。,图6-35 成形面零件 图6-36 单球手柄a）圆球面 b）三球手柄 c）手柄,6.4 成形面加工,6.4.1 双手控制法 数量较少或单件成形面工件，可采用双手控制法进行车削，就是用右手握小滑板手柄，左手握中滑板手柄，通过双手合成运动，车出所要求的成形面；或者采用床鞍和中滑板合成运动来进行车削。如图6-36所示的单球手柄，车削时应先按球部直径D和柄部直径d车成两级外圆（留精车余量0.20.3mm），并车出球状部分长度L，再将圆球车削成形。L可用下面公式计算：L=式中 L球状部分长度，mm；D圆球直径，mm；d柄部直径，mm。,6.4 成形面加工,例 车削图6-37所示带锥柄的单球手柄，求球状部分长度L。解 根据公式6-6 L=27mm,图6-37 带锥柄的单球手柄,图6-38 成形刀的种类 a）普通成形刀 b）棱形成形刀 c）圆形成形刀,6.4 成形面加工,6.4.2 成形法 用成形刀具对工件进行加工的方法叫成形法。车削数量较多的成形工件，可以用成形法。6.4.2.1成形刀的种类 把切削刃磨成与工件表面形状相同的车刀叫做成形刀（又称样板刀），如图6-38所示。成形刀有以下几种：（1）普通成形刀 这种成形刀与普通车刀相似（图6-38a）。精度要求较低时，可用手工刃磨；精度要求较高时，可在工具磨床上刃磨。（2）棱形成形刀 这种成形刀由刀头和刀杆两部分组成（图6-38b）。刀头的切削刃按工件形状在工具磨床上用成形砂轮磨削，可制造得很精确。,6.4 成形面加工,（3）圆形成形刀 这种成形刀做成圆轮形，在圆轮上开有缺口，形成前刀面和主切削刃，见图6-38c。使用时，圆形成形刀装夹在刀杆或弹性刀杆上。为了防止圆形成形刀转动，侧面有端面齿，使其与刀杆侧面上的端面齿相啮合。圆形成形刀的主切削刃与中心等高，其后角为零度，如图6-39a所示，当主切削刃低于中心后，可产生纵向后角p，如图6-39b所示。主切削刃低于中心O的距离H，可按下式计算：H=式中 D圆形成形刀直径（mm）；p面形刀的纵向后角，一般为610。,6.4 成形面加工,例 已知圆形成形刀的直径D=50mm，需要保证纵向后角p=8，求主切削刃低于中心的距离H。解：根据公式6-7 H=250.1392=3.48mm,图6-39 圆形成形刀的后角,6.4 成形面加工,6.4.3 用专用工具车成形面 用专用工具车成形面的方法很多，现仅价绍一种车内外圆弧面的专用工具。用专用工具车削内外圆弧的原理如图6-40所示。这种工具可使刀尖按外圆弧或内圆弧的轨迹运动，以便车出各种形状的圆弧。如果刀尖到回转中心的距离可调，还可以车出各种半径的内外圆弧工件。用蜗杆蜗轮就可实现车刀的回转运动，下面介绍蜗杆蜗轮车内外圆弧工具。蜗杆蜗轮车内外圆弧工具的结构原理见图6-44。车削时，先把车床小滑板拆下，装上车圆弧工具。刀架1装在圆盘2上，圆盘下面装有蜗杆蜗轮副。当转动手柄3时，蜗杆就带动蜗轮使车刀围绕着中心旋转，刀尖就按圆弧轨迹运动。为了调节圆弧半径，在刀盘2上制出T形槽，刀架1可在上面移动并在需要位置上固定。当刀尖调整到超过中心时，就可以车削内圆弧。,6.4 成形面加工,图6-44 蜗杆蜗轮车圆弧工具,