卧式铣镗床二课件.ppt

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1、第一节 镗床第二节 镗刀第三节 镗床夹具习题与思考题,主要内容：,第一节 镗床,一、卧式铣镗床二、坐标镗床三 金刚镗床,回目录,一、卧式铣镗床,卧式铣镗床因其工艺范围广泛而得到普遍应用。尤其适合大型、复杂的箱体类零件的孔加工。因为这些零件孔的精度、孔间距精度、孔的轴心线之间的同轴度、垂直度、平行度等都有严格要求，如在钻床上加工难以保证精度。卧式铣镗床除镗孔以外，还可车端面、铣平面、车外圆、车螺纹等。因此，一般情况下，零件可在一次安装中完成大部分甚至全部的加工工序。图10-1所示为卧式铣镗床的外形。,卧式镗床具有下列工作运动,回目录,图10-1 卧式铣镗床后支架 2 后立柱 3 工作台 4镗轴

2、5平旋盘 6径向刀具溜板7前立柱 8主轴箱9后尾筒 10床身 11下滑座 12上滑座,卧式镗床具有下列工作运动：,（1）镗杆的旋转主运动；（2）平旋盘的旋转主运动；（3）镗杆的轴向进给运动；（4）主轴箱垂直进给运动；（5）工作台纵向进给运动；（6）工作台横向进给运动；（7）平旋盘径向刀架进给运动；（8）辅助运动：主轴箱、工作台在进给方向上的快速调位运动、后立柱纵向调位运动、后支架垂直调位运动、工作台的转位运动。这些辅助运动由快速电机传动。,图10-2所示为卧式铣镗床的几种典型加工方法：图10-2a）所示为用装在镗轴上的悬伸刀杆镗孔，图10-2b）所示为利用长刀杆镗削同一轴线上的两孔，图10-2

3、c）所示为装在平旋盘上的悬伸刀杆镗削大直径的孔，图10-2d）所示为用装在镗轴上的端铣刀铣平面，图10-2e）和f）所示为用装在平旋盘刀具溜板上的车刀车内沟槽和端面。,二.坐标镗床,图10-2 卧式铣镗床的典型加工方法,二、坐标镗床,坐标镗床是一种高精度级机床，它具有测量坐标位置的精密测量装置，而且这种机床的主要零部件的制造和装配精度都很高，并有良好的刚性和抗振性。所以它主要用来镗削精密的孔（IT5级或更高）和位置精度要求很高的孔系（定位精度达0.0020.01mm），如，钻模、镗模等的精密孔。坐标镗床按其布局和型式不同，可分为立式单柱、立式双柱和卧式等主要类型。,回目录,立式单柱坐标镗床如图

4、10-3所示。这种类型机床工作台的三个侧面都是敞开的，操作比较方便。但由于这种坐标镗床的工作台须实现两个坐标方向的移动，使工作台和床身之间层次增多，削弱了刚度。此外，由于主轴箱悬臂安装，当机床尺寸较大时，给保证加工精度增加了困难。因此，此种布局形式多为中、小型坐标镗床采用。,(二)立式双柱坐标镗床,图 10-3 立式单柱坐标镗床床身床鞍工作台立柱主轴箱,（二）立式双柱坐标镗床,立式双柱坐标镗床如图10-4所示，它具有由两侧立柱、顶梁和床身构成的龙门框架式结构。主轴箱5装在可沿立柱导轨上下调整位置的横梁2上，工作台1则直接支承在床身8的导轨上。镗孔的坐标位置由主轴箱沿横梁导轨横向移动和工作台沿床

5、身导轨纵向移动来确定。立式双柱坐标镗床的主轴箱（装在龙门框架上）其悬伸距离较小，并且工作台和床身之间层次少，所以，这种坐标镗床刚度较高，承载能力较强。因此，大、中型坐标镗床常采用这种布局形式。,(三)卧式坐标镗床,图10-4 立式双柱坐标镗床 1工作台 2横梁 3、6立柱 4顶梁 5主轴箱 7主轴 8床身,（三）卧式坐标镗床,卧式坐标镗床如图10-5所示，其主轴水平布置，与工作台台面平行。安装工件的工作台由下滑座7、上滑座1以及可作精密分度的回转工作台2等三层组成。镗孔的坐标位置由下滑座沿床身6的导轨纵向移动和主轴箱5沿立柱4的导轨垂直移动来确定。镗孔时的进给运动，可由主轴3轴向移动完成，也可

6、由上滑座1横向移动完成。,三.金刚镗床,图10-5 卧式坐标镗床 1上滑座 2回转工作台 3主轴 4立柱 5主轴箱 6床身 7下滑座,三 金刚镗床,图10-6是单面卧式金刚镗床的外形图。机床的主轴箱固定在床身上，主轴高速旋转带动镗刀作主运动。工件通过夹具安装在工作台上，工作台沿床身导轨作平稳的低速纵向移动以实现进给运动。工作台一般为液压驱动，可实现半自动循环。,图10-6 单面卧式金刚镗床外形图,主轴组件是金刚镗床的关键部件，它的性能好坏，在很大程度上决定着机床的加工质量。这类机床的主轴短而粗，在镗杆的端部设有消振器；主轴采用精密的角接触球轴承或静压轴承支承，并由电动机经皮带直接传动主轴旋转，

7、可保证主轴组件准确平稳地运转。金刚镗床的种类很多，按其布局形式可分为单面、双面和多面；按其主轴的位置可分为立式、卧式和倾斜式；按其主轴的数量可分为单轴、双轴及多轴。,第二节 镗刀,一、镗削特点 二、镗刀的类型及应用,回目录,一、镗削特点,除了在车床、钻床上加工孔以外，用镗孔刀具在镗床上也可以加工孔。对于直径较大的孔、内成形面以及有一系列位置精度要求的孔，镗孔是主要的切削加工方法。(1) 镗削可以加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上的直径较大的孔、以及有位置精度要求的孔和孔系，特别是有位置精度要求的孔和孔系，在一般机床上加工很困难，在镗床上利用坐标装置和镗模则很容易做到。如图10-7所示的

8、箱体。（2）镗削加工灵活性大，适应性强。加工尺寸可以大亦可小，对于不同的生产类型和精度要求的孔都可以采用这种加工方法。,图10-7 采用镗削加工的箱体,（3）镗削加工能获得较高的精度和较小的表面粗糙度。一般尺寸公差等级为IT8IT7，Ra值为1.60.8。 若用金刚镗床和坐标镗床则加工质量可更好。（4）镗削加工操作技术要求高，生产率低。要保证工件的尺寸精度和表面粗糙度，除取决于所用的设备外，更主要的是与工人的技术水平有关，同时花在机床、刀具上的调整时间亦较多。镗削加工时参加工作的切削刃少，所以一般情况下，镗削加工生产效率低。若使用镗模可以提高生产率，但一般用于大批量生产。,二、镗刀的类型及应用

9、,镗刀是在车床、镗床、自动机床以及组合机床上使用的孔加工刀具。镗刀种类很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。,（一） 单刃镗刀,单刃镗刀它适用于孔的粗、精加工。单刃镗刀的切削效率低，对工人操作技术要求高。加工小直径孔的镗刀通常作成整体式，加工大直径孔的镗刀可作成机夹式。图10-8为机夹式单刃镗刀，它的镗杆可长期使用，镗刀头通常作成正方形或圆形。 镗杆、镗刀头尺寸与镗孔直径的关系见表10-1。,图10-8 机夹式单刃镗刀a)盲孔镗孔刀 b）通孔镗刀 c）、d）阶梯孔镗刀,表10-1 镗杆与镗刀头尺寸,图10-9为微调镗刀结构。,图10-9 微调镗刀 1镗刀头 2微调螺母3螺钉 4波形垫圈

10、5调节螺母 6固定座套,镗刀的刚性差，切削时易引起振动，所以镗刀的主偏角选得较大，以减小径向力Fp。镗铸件孔或精镗时，一般取kr=90；粗镗钢件孔时，取kr=6075，以提高刀具的耐用度。镗杆上装刀孔通常对称于镗杆轴线，因而，镗刀头装入刀孔后，刀尖一定高于工作中心，而使切削时工作前角减小，工作后角增大，所以在选择镗刀的前、后角时要相应的增大前角，减小后角。镗盲孔时，镗刀头在镗杆上倾斜538。微调螺母的螺距为0.5mm，微调螺母上刻线80格，调节时，微调螺母每转过一格，镗刀头沿径向移动量为 mm0.005mm,（二）双刃镗刀,常用的有固定式镗刀块和浮动镗刀。1.固定式镗刀块高速钢固定式镗刀块如图

11、10-10所示，也可制成焊接式或可转位式硬质合金镗刀块。固定式镗刀块用于粗镗或半精镗直径大于40mm的孔。工作时，镗刀块可通过楔块或者在两个方向倾斜的螺钉等夹紧在镗杆上。安装后，镗刀块相对于轴线的不垂直、不平行与不对称，都会造成孔径扩大，所以，镗刀块与镗杆上方孔的配合要求较高，方孔对轴线的垂直度与对称度误差不大于0.01mm。固定式镗刀块镗削通孔时kr取45，镗削盲孔时kr取90，而取510，取812，修光刃起导向和修光作用，一般取L=（0.10.2）dw。,图 10-10 固定式镗刀a) 斜楔夹紧 b) 螺钉压紧,2.浮动镗刀,(1)整体式 通常用高速钢制作或在45钢刀体上焊两块硬质合金刀片

12、。制造时直接磨到尺寸，不能调节。(2)可调焊接式 如图10-11a所示，调节尺寸时，稍微松开紧固螺钉3、旋转调节螺钉2推动刀体，就可增大尺寸，一般调节量为3mm10mm。它已列入国家标准，并由工具厂生产。(3)可转位式 图10-11b为可转位式浮动镗刀，将刀片6套在销子5上，旋转压紧螺钉4，压块3向下移动，压块3的3斜面将刀片楔紧在销子5上。压块靠专用调节螺钉2顶紧定位，刀片承受切削力时不会松动。硬质合金刀片的切削刃磨损后，可转位后继续使用。当刀片上的两刃都磨损后可进行重磨。只需旋松螺钉2、4，便可方便地装卸刀片、调节直径尺寸，一般调节范围在1mm6mm内。,图10-11 硬质合金浮动镗刀a）

13、可调焊接式 1-刀体 2-调节螺钉 3-紧固螺钉 b）可转位式 1-刀体 2-调节螺钉 3-压块 4-压紧螺钉 5-销子 6-刀片,浮动镗刀的主偏角kr取得很小，通常取kr为130230，若kr角取得过大，而使轴向力增大，从而引起镗刀在刀孔中的摩擦力过大，将失去浮动作用。镗杆上装浮动镗刀的方孔对称于镗杆中心线，因而镗刀工作时，主切削刃比工件中心线高0.5H，H为浮动镗刀刀体的厚度。由于刀体较厚，所以实际切削前角为负值；切削铜和铸铁时影响不大，而切削韧性材料时切削条件较差。所以在选择前角时，必须考虑工作前角的变化值，以保证切削轻快和加工表面质量。一般切铸件时p取0，切钢时取68。,浮动镗刀切削时

14、若工作后角过大，易引起振动，影响切削速度的提高。因此在选择浮动镗刀的后角时，应考虑工作时后角的变化值，以保证实际工作后角为6。浮动镗刀工作时，其镗削用量为：v c=5m/min8m/min；=0.5mm/r1mm/r；ap=0.03mm0.06mm。切钢时采用乳化油或硫化切削油，加工铸铁时采用煤油或柴油。,回目录,第三节 镗床夹具,一、双支承镗模二、单支承镗模三、无支承镗床夹具,回目录,一、双支承镗模,（一）前后双支承镗模（二）后双支承镗模（三）镗套（四）镗杆（五）浮动接头（六）镗模支架和底座,（一）前后双支承镗模,图10-12为镗削车床尾座孔的镗模，镗模的两个支承分别设置在刀具的前方和后方，

15、镗刀杆9和主轴之间通过浮动接头10连接。工件以底面、槽及侧面在定位板3/4及可调支承钉7上定位,限制六个自由度。采用联动夹紧机构，拧紧夹紧螺钉6，压板5、8同时将工件夹紧。镗模支架1上装有滚动回转镗套2,用以支承和引导镗刀杆。镗模以底面A作为安装基面安装在机床工作台上，其侧面设置找正基面B，因此可不设定位键。,(二)后双支承镗模,前后双支承镗模应用得最普通，一般用于镗削孔径较大，孔的长径比L/D1.5的通孔系,其加工精度较高,但更换刀具不方便。当工件同一轴线上孔数较多，且两支承间距离L10d时,在镗模上应增加中间支承，以提高镗杆的刚度（d为镗杆直径）。,图10-12 镗削车床尾座孔镗模1-镗模

16、支架 2-回转镗套 3、4-定位板 5、8-压板 6-夹紧螺钉 7-支承钉 9-镗刀杆 10-浮动接头,（二）后双支承镗模,图10-13为后双支承镗孔示意图，两个支承设置在刀具的后方，镗杆与主轴浮动连接。为保证镗杆的刚性，镗杆的悬伸量L1（1.251.5）L1。后双支承镗模可在箱体的一个壁上镗孔，此类镗模便于装卸工件和刀具，也便于观察和测量。,图10-13 后支座镗孔,（三）镗套,镗套的结构型式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有以下两类。1.固定式镗套图10-14所示为标准的固定镗套(GB/T2266-91)，与快换钻套结构相似，加工时镗套不随镗杆转动。A型不带油杯和油槽，靠镗杆上开的

17、油槽润滑；B型则带油杯和油槽，使镗杆和镗套之间能充分地润滑。从而减少镗套的磨损。固定式镗套外形尺寸小，结构简单，精度高。但镗杆在镗套内一面回转，一面作轴向移动，镗套容易磨损，故只适用于低速镗孔。一般磨擦面线速度v0.3m/s。固定式镗套的导向长度L（1.52）d。,图10-14 固定式镗套,2.回转式镗套,回转式镗套随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动，从而减少了镗套的磨损，不会因摩擦发热出现“卡死”现象。因此，它适用于高速镗孔。回转式镗套又分为滑动式和滚动式两种。图10-15a）为滑动式回转镗套。其优点是：径向尺寸较小，适用于孔心距较小的孔系加工，且回转精度高 ，减振性好，

18、承载能力大，但需要充分润滑。摩擦面线速度不能大于0.30.4m/s，常用于精加工。,图10-15b）为滚动式回转镗套,这种镗套由于采用了标准的滚动轴承，所以设计、制造和维修方便，而且对润滑要求较低，镗杆转速可大大提高，一般摩擦面线速度v0.4m/s。但径向尺寸较大，回转精度受轴承精度的影响。可采用滚针轴承以减小径向尺寸，采用高精度轴承以提高回转精度。图10-15c）为立式镗孔用的回转镗套,它的工作条件差。为避免切屑和切削液落入镗套，需设置防护套。为承受轴向推力，一般采用圆锥滚子轴承。,图10-15 回转式镗套a)滑动式回转式镗套 b)滚动式回转式镗套 c)立式滚动回转式镗套1、6镗套 2滑动轴

19、承 3镗模支架 4滚动轴承 5轴承端盖,图b、c,（四）镗杆,图10-17为用于固定式镗套的镗杆导向部分结构。当镗杆导向部分直径d50mm时,常采用如图10-17d）所示的镶条式结构。镶条应采用摩擦因数小和耐磨的材料，如铜或钢。镶条磨损后，可在底部加垫片，重新修磨使用。这种结构的摩擦面积小，容屑量大，不易“卡死”。,图10-17 用于固定镗套的镗杆导向部分的结构,图10-18为用于回转镗套的镗杆引进结构。图10-18a）在镗杆前端设置平键,键下装有压缩弹簧，键的前部有斜面，适用于开有键槽的镗套。无论镗杆以何位置进入镗套，平键均能自动进入键槽，带动镗套回转。图10-18b）所示的镗杆开有键槽，其

20、头部做成小于45的螺旋引导结构，可与图10-16所示装有尖头键的镗套配合使用。镗杆与加工孔之间应有足够的间隙，以容纳切屑。镗杆的直径一般按经验公式d（0.70.8）D选取,也可查表10-2.镗杆的精度一般比加工孔的精度高两级。镗杆的直径公差，粗镗时选g6，精镗时选g5；表面粗糙度选Ra0.40.2；圆柱度选直径公差的一半，直线度要求为50mm0.01 mm。镗杆的材料常选45钢或40Cr钢，淬火硬度为4045HRC；也可用20钢或20Cr钢渗碳淬火，渗碳层厚度0.81.2mm，淬火硬度6163HRC。,图10-18 用于回转镗套的镗杆引进结构,a) b),图10-16 回转镗套的引刀槽尖头键,

21、表10-2 镗孔直径D、镗杆直径d与镗刀截面BB的尺寸关系 （mm）,（五）浮动接头,双支承镗模的镗杆均采用浮动接头与机床主轴连接。如图10-19所示,镗杆1上拨动销3插入体2的槽中,镗杆与接头体之间留有浮动间隙，接头体的锥柄安装在主轴锥孔中。主轴的回转可通过接头体、拨动销传给镗杆。,图10-19 浮动接头1镗杆 2接头体 3拨动销,（六）镗模支架和底座,镗模支架用于安装镗套，其典型结构和尺寸列于表10-3中。图10-20a）所示的设计是错误的，应采用图10-20b）所示结构,夹紧反力由镗模底座承受。镗模底座上要安装各种装置和工件，并承受切削力、夹紧力，因此要有足够的强度和刚度，并有较好的精度

22、稳定性。其典型结构和尺寸列于表10-4.镗模底座上应设置加强肋，常采用十字肋条。镗模底座上安放定位元件和镗模支架等的平面应铸出高度约为35mm的凸台，凸台需要刮研，使其对底面（安装基准面）有较高的垂直度或平行度。镗模底座上还应设置定位或找正基面，以保证镗模在机床上安装时的正确位置，用以将镗模紧固在机床上。大型镗模的底座上还应设置手柄或吊环，以便搬运。镗模支架和底座的材料常用铸铁（一般为HT200）,毛坯应进行时效处理。,表10-3 镗模支架典型结构及尺寸 (mm),注：本表材料为铸铁；对铸钢件，其厚度可减薄。,图10-20 不允许镗模支架承受夹紧反力 1夹紧螺钉 2镗模支架 3工件 4镗模底座

23、,表10-4 镗模底座典型结构和尺寸,单支承镗模,根据支承对刀具的位置，单支承镗模又可分为以下两种： 1.前单支承镗模 2. 后单支承镗模,1.前单支承镗模,图10-21所示采用前单支承镗孔,镗模支承设置在刀具前方。主要用于加工孔径D60mm、加工长度LD的通孔。一般镗杆的导向部分直径dD。因导向部分直径不受加工孔径大小的影响，故在多工步加工时，可不更换镗套。这种布置也便于在加工中观察和测量。但在立镗时，切屑会落入镗套，应设置防屑罩。,图10-21 前单支承孔,2. 后单支承镗模,图10-22所示为采用后单支承镗孔，镗套设置在刀具的后方。用于立镗时，切屑不会影响镗套。当镗削DD。这种形式的镗杆

24、刚度好，加工精度高，装卸工件和更换刀具方便，多工步加工时可不更换镗杆。当加工孔长度L（11.25）D时,如图10-22b）所示,应使镗杆导向部分直径dD，以便镗杆导向部分可进入加工孔，从而缩短镗套与工件之间的距离h及镗杆的悬伸长度L1。为便于刀具及工件的装配和测量，单支承镗模的镗套与工件之间的距离h一般在2080mm之间,常取h=（0.51.0）D。,a) b)图10-22 后单支承孔,三、无支承镗床夹具,工件在刚性好、精度高的金刚镗床、坐标镗床或数控机床、加工中心上镗孔时，夹具上不设置镗模支承，加工孔的尺寸和位置精度均由镗床保证。这类夹具只需设计定位装置、夹紧装置和夹具体即可。图10-23为

25、镗削曲轴轴承孔的金刚镗床夹具。在卧式双头金刚镗床上，同时加工两个工件。工件以两主轴颈及其一端面在两个V形块1、3上定位。安装工件时,将前一个曲轴颈放在转动叉形块7上,在弹簧4的作用下,转动叉形块7使工件的定位端面紧靠在V形块1的侧面上.当液压缸活塞5向下运动时,带动活塞杆6和浮动压板8、9向下运动，使四个浮动压块2分别从两个工件的主轴颈上方压紧工件。当活塞上升松开工件时，活塞杆带动浮动压板8转动90，以便装卸工件。,图10-23 镗削曲轴轴孔金刚镗床夹具1、3V形块 2浮动压块 4弹簧 5活塞 6活塞杆 7转动叉形块 8、9浮动压板,习题与思考题,10.1 单柱、双柱及卧式坐标镗床在布局上各有什么特点？它们各适应于什么场合？10.2 为了加工出精确孔间距，坐标镗床在结构和使用条件等方面采取了哪些措施？10.3 镗床夹具可分为几类？各有何特点？其应用场合是什么？10.4 镗套有几种？怎样选用？10.5 怎样避免镗杆与镗套之间出现“卡死”现象？10.6 在设计镗模支架时，应注意什么问题？,回目录,