钳工课题8钻孔锪孔扩孔铰孔课件.ppt
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1、t课件,1,课题8 钻孔、锪孔、扩孔、铰孔,钻孔:用钻头在实体材料上加工圆孔的方法称为钻孔。 钻孔时,工件固定,钻头安装在钻床主轴上做旋转运动,称为主运动,钻头沿轴线方向移动称为进给运动。 钻削的运动如图5.1所示。,t课件,2,主运动 进给运动图5.1 钻削运动,t课件,3,一、钻头,1麻花钻(1)麻花钻的组成 麻花钻主要由工作部分、颈部和柄部组成。它一般用高速钢(W18Cr4V)制成,淬火后硬度为6268HRC,如图5.2所示。,t课件,4,图5.2 麻花钻的组成,t课件,5,标准麻花钻的切削部分由两条主切削刃、两条副切削刃、一条横刃和两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面组成。,t课件,6
2、,图5.3 麻花钻切削部分构成,t课件,7,(2)麻花钻的辅助平面,图5.4 麻花钻的辅助平面,t课件,8,第二节 麻花钻,2. 标准麻花钻的切削角度,切削角度,图512 标准麻花钻的切削角度,顶角2,螺旋角,前角0,后角0,横刃斜角,副后角1,t课件,9,:阿尔法 Alpha : 贝塔 Beta :伽玛 Gamma :德尔塔 Delte :艾普西龙 Epsilon :捷塔 Zeta :依塔 Eta :西塔 Theta :艾欧塔 Iota :喀帕 Kappa :拉姆达 Lambda :缪 Mu :拗 Nu :克西 Xi :欧麦克轮 Omicron :派 Pi :柔 Rho :西格玛 Sigma
3、 :套 Tau :宇普西龙 Upsilon :fai Phi :器 Chi :普赛 Psi :欧米伽 Omega,希腊字母怎么读?,t课件,10,1)顶角2 它是两主切削刃在中剖面内投影的夹角。顶角越小,则主切削刃越长,单位切削刃上的负荷减轻,轴向力减小,这对钻头轴向稳定性有力。且外圆处的刀尖角增大,有利于散热和提高刀具耐用度。但顶角减小会使钻尖强度减弱,切屑变形增大的,导致扭矩增加。标准麻花钻顶角约为118,t课件,11,2) 前角0 在正交平面内前刀面和基面间的夹角。由于螺旋角从外径向钻心逐渐减小,刃倾角也逐渐减小(负值增大),在主偏角一定时,前角变小,约由+30减小到-30,靠近钻头中心
4、处切削条件很差。,t课件,12,3) 后角0 切削刃上任一点的后角,是该点的切削平面与后刀面之间的夹角。钻头后角不在主剖面内度量,而是在假定工作平面(进给剖面)内度量。在钻削过程中,实际起作用的是这个后角,同时测量也方便。钻头的后角是刃磨得到的,刃磨时要注意使其外缘处磨得小些(约810),靠近钻心处要磨得大些(约2030)。这样刃磨得原因,是可以使后角与主切削刃前角的变化相适应,使各点的楔角大致相等,从而达到其锋利程度、强度、耐用度相对平衡,又能弥补由于钻头轴向进给运动而使刀刃上各点实际工作后角减少所产生的影响,同时还可改善横刃的工作条件。,t课件,13,(4)横刃斜角 横刃斜角是主切削刃与横
5、刃在垂直于钻头轴线的平面上投影的夹角。当麻花钻后刀面磨出后,自然形成。由图3-5可知,横刃斜角增大,则横刃长度和轴向抗力减小。标准麻花钻的横刃斜角约为5055。,t课件,14,(5)螺旋角螺旋角是钻头螺旋槽上最外圆的螺旋线展开成直线后与钻头轴线的夹角。由于螺旋槽上各点的导程相同,因而钻头不同直径处的螺旋角是不同的,外径处螺旋角最大,越接近中心螺旋角越小。增大螺旋角则前角增大,有利于排屑,但钻头刚度下降。标准麻花钻的螺旋角为1838。对于直径较小的钻头,螺旋角应取较小值,以保证钻头的刚度。,t课件,15,2、标准麻花钻的刃磨(1)两手的握法。右手握住钻头的中部 ,左手握住钻头的尾部。(2)钻头主
6、切削刃与砂轮外轮缘相切摆平 ,钻头的轴心线与砂轮圆柱母线在平面内的夹角等于 59刃磨部分的主切削刃处于水平位置。如图 1所示。(3)使主切削刃处于略高于砂轮水平中心平面处 (约比水平中心高 5 - 10毫米 ) ,先接触砂轮,如图 2 所示 。右手缓慢地使钻头绕自己的轴心由下向上转动 (约 35右 ) ,同时施加适当的刃磨压力 , 这样可使整个后面都磨到 ,左手配合作缓慢同步下压运动 ,下压的速度及幅度随要求的后角大小而变。,钳工基础知识培训,t课件,16,为保证钻头中心处磨出较大的后角 ,还应作适当的右移运动 , 刃磨时两手动作的配合要谐调自然 ,不断反复 ,两后面经常轮换 ,至达到刃磨要求
7、为止。 ( 4)钻头的冷却。钻头刃磨压力不宜过大 ,并要求经常浸入水中冷却 ,以防止因过退火而降低硬度 ,关键在于刃磨时压力要适宜 ,以不使钻头发蓝为宜。 检查方法有两种 :一种是用角度样板检验 ,另一种是用目测检验。检验项目有 6个 ,即锋角、切削刃、偏角、刃斜角、刃面钻头角度的检查。 目测的方法是 :( 1)顶角检查 ,约等于 120,由两主切削刃的夹角构成 。( 2)主切削刃检查 ,两主切削刃长度相等 ,可用钢尺、标卡尺测量 。,钳工基础知识培训,t课件,17,钳工基础知识培训,(3)主偏角检查 ,把钻头切削部分向上竖起 ,两眼平视 ,由于两主切削刃一前一后会产生视差 ,往往感到左刃尖
8、(前刃 )高于右刃尖 (后刃 ) ,所以要旋转180反复看几次 ,如果结果一样 , 说明主偏角对称。,t课件,18,(4)横刃斜角检查 ;横刃应从中间把两主切削刃和两后面平均分开 ,横刃最斜角为 50 55。 (5)后刃检查 ,两后面应光洁平整略低于主切削刃 。 (6)试钻检查 ,对要求高的钻头应进行试钻 ,用同等材料在钻床上试钻 ,要求两切屑排出及钻削轻快效率高 ,钻后直径达标准 ,孔壁应光洁。 3. 刃磨时应注意的问题 (1)刃磨前应注意选择平整无裂缝的氧化铝(白色 )砂轮 ,长期未使用的砂轮机并作空转检验。(2)要求学生刃磨时必须戴防护眼镜。(3)刃磨时严禁学生正对砂轮。(4)刃磨时不能
9、用力过猛。(5)平稳刃磨 ,均匀磨换砂轮 ,注意操作安全。 麻花钻的刃磨要经过较长期的实践 , 才会较好的掌握刃磨的技巧和技能。,钳工基础知识培训,t课件,19,a)修磨横刃 b)修磨主切削C)修磨前刀面 d) 修磨分屑槽 图515 麻花钻的修磨,2. 麻花钻的修磨,修磨,修磨横刃,修磨主切削刃,修磨前面,修磨分屑槽,t课件,20,2工件的装夹,工件在钻孔时,为保证钻孔的质量和安全,应根据工件的不同形状和切削力的大小,采用不同的装夹方法。(1)外形平整的工件可用平口钳装夹,如图5.17(a)所示。,t课件,21,图5.17 工件的装夹方法,t课件,22,注意事项: 装夹时,应使工件表面与钻头轴
10、线垂直。 钻孔直径小于12mm时,平口钳可以不固定,钻大于12mm的孔时,必须将平口钳固定。,t课件,23, 用平口钳夹持工件钻通孔时,工件底部应垫上垫铁,空出钻孔部位,以免钻坏平口钳。,t课件,24,(2)对于圆柱形工件,可用V形铁进行装夹图5.17(b)。 但钻头轴心线必须与V形铁的对称平面垂直,避免出现钻孔不对称的现象。,t课件,25,(3)较大工件且钻孔直径在12mm以上时,可用压板夹持的方法进行钻孔图5.17(c)。 在使用压板装夹工件时应注意:,t课件,26, 压板厚度与锁紧螺栓直径的比例应适当,不要造成压板弯曲变形而影响夹紧力;,t课件,27, 锁紧螺栓应尽量靠近工件,垫铁高度应
11、略超过工件夹紧表面,以保证对工件有较大的夹紧力,并可避免工件在夹紧过程中产生移动;,t课件,28, 当夹紧表面为已加工表面时,应添加衬垫,防止压出印痕。,t课件,29,(4)对于加工基准在侧面的工件,可用角铁进行装夹图5.17(d)。 由于此时的轴向钻削力作用在角铁安装平面以外,因此角铁必须固定在钻床工作台上。,t课件,30,(5)在薄板或小型工件上钻小孔,可将工件放在定位块上,用手虎钳夹持,如图5.17(e)所示。(6)在圆柱形工件端面钻孔,可用三爪自定心卡盘进行装夹,如图5.17(f)所示。,t课件,31,三、钻孔方法,1钻头的拆装(1)直柄麻花钻的拆装(2)锥柄麻花钻的拆装,t课件,32
12、,图5.15 用钻夹头夹持,在钻床上加工同一工件的多种直径尺寸的孔时,或对孔进行钻、扩、铰等多种加工方法采用多种钻头或刀具时,往往需要直径不同的钻头或加工孔的刀具。这时,如用普通的钻夹头或钻头套装夹刀具,就显得很不方便。而且频繁敲打装卸刀具,不仅容易损坏刀具和钻头套,甚至会影响钻床主轴的回转精度。,. 快换钻夹头,t课件,33,锥柄钻头的拆装及锥套用法,t课件,34,四、钻孔时的切削用量 1. 切削用量是指切削速度 v c 、进给量 f (或进给速度 v f )、背吃刀量 a p 三者的总称,也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。它们的定义如下: (1
13、)切削速度 v c 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下 V =( d n )/1000 式中 V 切削速度 (m/s) ;d 工件待加工表面直径( mm ); n 工件转速( r/s )。在计算时应以最大的切削速度为准,如车削时以待加工表面直径的数值进行计算,因为此处速度最高,刀具磨损最快。,钳工基础知识培训,t课件,35,(2)进给量 f,工件或刀具每转一周时,刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。 进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。V =f n ( 1-2 )式中 V 进给速度( mm/s ); n 主轴转速( r/s ); f 进给量
14、( mm )。,t课件,36,(3)背吃刀量 a p通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。根据此定义,如在纵向车外圆时,其背吃刀量可按下式计算:a p = ( d w d m ) /2 ( 1-3 )式中 d w 工件待加工表面直径( mm ); dm 工件已加工表面直径( mm )。 2.切削用量的选取方法(1)背吃刀量的选择 粗加工时,除留下精加工余量外,一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小,可一次切除。在中等功率机床上,粗加工的背吃刀量可达810mm;半精加工的背吃刀量取0.55mm;精加工的背吃刀量取0.21.5mm。,钳工基础知识培训,t
15、课件,37,(2)进给速度(进给量)的确定 粗加工时,由于对工件的表面质量没有太高的要求,这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时,则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。 进给速度f可以按公式f =fn计算,式中f表示每转进给量,粗车时一般取0.30.8mmr;精车时常取0.10.3mm/r;切断时常取0.050.2mm/r。 (3)切削速度的确定 切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选取。实际加工过程中,也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。,钳工基础知识培训
16、,t课件,38,粗加工或工件材料的加工性能较差时,宜选用较低的切削速度精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时,宜选用较高的切削速度。 切削速度vc确定后,可根据刀具或工件直径(D)按公式n=l000vc/D 来确定主轴转速n(r/min)。 在工厂的实际生产过程中,切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取。 常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表4-3。 表4-4为常用切削用量推荐表,供参考。,钳工基础知识培训,t课件,39,钳工基础知识培训,表4-3 硬质合金刀具切削用量推荐表,t课件,40,钳工基础知识培训,表4-4 常用切削用量推荐表,t课件,41,五、切削
17、液 切削液是金属加工必备的条件。合理使用切削液将有效地减少切削力、降低切削温度,从而能延长刀具寿命,防止工件热变形和改善已加工表面质量。此外,选用高性能切削液也是改善某些难加工材料变形和改变已加工表面质量。,钳工基础知识培训,t课件,42,1.切削的作用 (1) 冷却作用 是依靠切(磨)削液的对流换热和汽化把切削热从刀具、工件和切屑中带走,降低切削区的的温度,减少工件变形,保持刀具硬度和尺寸。 (2) 润滑作用 在磨削过程中,加入磨削液后,磨削液渗入磨粒工件,及磨料磨屑之间形成润滑膜,使这些界面的摩擦减轻,防止磨粒切削刃的摩擦磨损和粘附磨屑,从而减少磨削力、摩擦热和砂轮磨损,降低工件表面粗糙度
18、。 一般油基切削液比水基切削液优越、效果更好。 (3)排削和洗涤作用 在金属切削过程中,切屑、铁粉、磨屑、油污等物易粘附在工件表面和刀具上,影响切削效果,同时使机床和工件变脏,不易清洗。所以切削液必须具备清洗性能。 (4)防锈作用 切削液中假如防锈添加剂,使之与金属表面起化学反映生成保护膜,起到防锈、防蚀作用。,t课件,43,2.切削液的种类及其应用 生产中常用的切削液有:以冷却为主的水溶性切削液和润滑为主的油溶性切削液。 (1)水溶性切削液 主要分为水溶液、乳化液、合成切削液。 1)水溶液: 水溶液以软水为主,加入防锈剂、防霉剂。 水溶液常用于粗加工和普通磨削加工。 2)乳化液: 是以水和乳
19、化油经搅拌后形成的乳白色液体。主要含矿物油5080,脂肪酸030,乳化剂1525,防锈剂05,防腐剂2,消泡剂1 等成分。 3)合成切削液:它是由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成。具有良好的冷却、润滑、防腐、清洗性能,热稳定性好,使用周期长等特点。合成液中不含油,节省能源、环保,国外使用率达到已60%,我国目前工厂使用率也日益提高。主要成分有表面活性剂05,胺基醇1040,防锈剂040 。,钳工基础知识培训,t课件,44,(2)油溶性切削液 主要有切削油和极压切削油和固体润滑剂等。 1)切削油 主要成分有矿物油、动植物油和复合油(矿物油与动植物油的混合油),其中常用的是矿物油。矿物油主要包括
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