钳工工艺学第五章.ppt

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1、钳工工艺学,李莉 制作 逯 萍 主编,熟悉标准麻花钻、群钻的结构特点、切削角度及对切削性能的影响；掌握麻花钻的修磨方法；掌握钻孔工艺并能分析钻孔时废品产生的原因及预防方法；了解扩孔钻、锪钻和铰刀的种类、结构及切削特点；掌握钻孔、扩孔、锪孔和铰孔的操作要点；会制订孔加工的工艺方案。,第五章 钻孔、扩孔、锪孔和铰孔,第一节 钻床,钻床是钳工的主要设备，在钻床上可以完成钻孔、扩孔、锪孔和铰孔等加工，常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三类。,主运动是由钻床主轴带动钻头旋转实现的，进给运动是钻床主轴带动钻头沿其轴线的移动实现的。,一、台式钻床,台式钻床是一种小型钻床，一般安装在钳工工作台上，或其他

2、台子上。,Z4012型台钻为常用的一种，它结构简单、操作方便。,1-丝杠 2-紧固手柄 3-升降手柄 4-进给手柄 5-标尺杆 6-机头 7-立柱 图51 Z4012型台钻,第一节 钻床,台式钻床的主轴位置固定，钻孔时要靠移动工件的位置使钻头对准所钻孔的中心，比较费时，精度也不高，所以只适合于单件小批量生产和修理中小型工件的钻孔工作。由于台式钻床的最低转速比较高，故不适合锪孔和铰孔等加工。,二、立式钻床,立式钻床又称立钻，一般用于中型工件上的钻孔和其他孔加工。,1-底座 2-工作台 3-主轴 4-进给箱 5-变速箱 6-电动机 7-床身图52 Z5125型立钻,立式钻床上进行孔加工时，工件放在

3、工作台上，移动工件使加工孔与刀具对准中心，然后夹紧工件，比较费时，孔的位置精度也不高，因此立式钻床只适合单件生产，小批生产和机修工作。如果装上专用夹具，也可在成批生产中采用。,第一节 钻床,三、摇臂钻床,图53 Z3040型摇臂钻床,摇臂钻床适用于对大中型工件在同一平面内，不同位置的单孔或多孔的加工，其最大钻孔直径有40mm、63mm、80mm等几种，Z3040型摇臂钻床为常用的一种型号，如图63所示，。,由于摇臂钻床的主轴变速范围和进给量的调节范围都很大，除用于钻孔，还能进行扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、刮端面和攻螺纹等多种加工。使用摇臂钻床时应注意：主轴箱或摇臂移位时，必须先松开锁紧装置。位置找

4、正后要先锁紧后方可使用。操作者可用手拉动摇臂回转，但不宜沿一个方向连续回转。摇臂钻床工作结束后，必须将主轴箱移动至靠近立柱一端，以保持精度。,第一节 钻床,五、钻床附具,钻床附具是钻孔用刀具（麻花钻）和其他孔加工刀具与钻床主轴连接的装夹工具，常用的有钻夹头、钻头套和快换钻夹头等。,1.钻夹头,1-夹头体 2-夹头套 3-钥匙 4-夹爪 5-螺纹内圈图55 钻夹头,钻夹头用来装夹13mm以内的直柄钻头其结构如图55所示。,第一节 钻床,2.钻头套,装夹锥柄钻头和各种孔加工刀具使用钻头套。,图56 钻头套和钻头的拆卸,钻头套共有五号：1号钻头套：内锥孔为1号莫氏锥度 外锥面为2号莫氏锥度2号钻头套

5、：内锥孔为2号莫氏锥度 外锥面为3号莫氏锥度3号钻头套：内锥孔为3号莫氏锥度 外锥面为4号莫氏锥度4号钻头套：内锥孔为4号莫氏锥度 外锥面为5号莫氏锥度5号钻头套：内锥孔为5号莫氏锥度 外锥面为6号莫氏锥度,第一节 钻床,3.快换钻夹头,图57 快换钻夹头,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。,第二节 麻花钻,一、麻花钻的组成,柄部,麻花钻的组成,颈部,工作部分,

6、图58 麻花钻构造,图59 麻花钻的切削部分,麻花钻直径规定在0.1mm80mm范围内。,第二节 麻花钻,二、标准麻花钻的切削角度,1.确定麻花钻切削角度的辅助平面,辅助平面,基面,切削平面,正交平面,柱剖面,图510 麻花钻的辅助平面,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,第二节 麻花钻,三、标准麻花钻的缺点,1）标准麻花钻的横刃太长，横刃前角为负值。,2）主切削刃上各点的前角相差悬殊，使各点的切削性能不同。,3）棱边较宽，副后角为00。,4）主切削刃外缘处的刀尖角（主切削刃与副切削刃在中剖面M

7、 M的投影之间的夹角）较小，前角又很大，刀齿薄弱，而此处的切 削速度最高，产生的热量较多，故磨损极为严重。,5）主切削刃长，而且全宽参与切削。,第三节 麻花钻的改良,一、麻花钻的修磨,1.麻花钻的刃磨,刃磨的要领如下：,图514 刃磨麻花钻的方法,（1）钻头中心线和砂轮磨削面成角。（2）右手握住麻花钻导向部分前端，作为定位支点，刃磨时使钻头绕其轴心线转动，同时掌握好作用在砂轮上的压力。（3）左手握住钻头的柄部，作上下扇形摆动。,第三节 麻花钻的改良,a)修磨横刃 b)修磨主切削刃 c)修磨棱边 d)修磨前刀面 e)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

8、刃,修磨棱边,修磨前面,修磨分屑槽,第三节 麻花钻的改良,二、群钻,1.标准群钻,图516 标准群钻,标准群钻与标准麻花钻相比，结构上有以下特点：,磨出月牙槽,磨短横刃,磨出单边分屑槽,特点,标准群钻的形状特点是：三尖、七刃、两种槽。磨出月牙槽形成钻头的三尖，七刃是两条外刃、两条圆弧刃、两条内刃和一条横刃。两种槽是月牙槽和单边分屑槽。,第三节 麻花钻的改良,2.钻铸铁群钻,修磨钻铸铁群钻，主要是磨出双重顶角（2=700），较大直径的钻头甚至要磨出三重顶角。,3.钻黄铜或青铜群钻,为了避免扎刀现象，设法把钻头外缘处的前角磨小。使切削刃的锋利程度减小。,4.钻薄板群钻,钻薄板群钻是把钻头两主切削刃

9、磨成圆弧形切削刃，如表66中图形所示。这时钻尖高度磨低，切削刃外缘磨成锋利的两个刀尖，与钻心刀尖形成三尖，故又称为三尖钻头。,5.硬质合金钻头,硬质合金钻头切削部分的几何参数一般为：0=0050，0=100150，2=11001200，=770，主切削刃磨成R2mm0.3mm的小圆弧，以增加强度。,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IT11IT10，表面粗糙度为Ra5012.5，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518 钻孔时工件装

10、夹方法,搭压板时应注意以下几点：,垫铁应尽量靠近工件，以减少压板的变形。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。螺栓应尽量靠近工件，这样可使工件获得较大的夹紧力。如果工件的被夹紧表面已经过精加工，则表面上应垫铜皮等较软物体，以防被压板压出伤痕。,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519 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，

11、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0.50.7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521 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5-2

12、2所示。,图522 钻孔时切削用量,切削用量,切削速度Vc,进给量f,背吃刀量p,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,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510 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511 麻花钻损坏的形式及原因,第六节

13、 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523所示,图523 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34个刀齿。（4）因背吃刀量大大减少，切

14、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524 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525 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

15、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IT9IT7，表面粗糙度值可达Ra3.20.8m。,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532 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

16、，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534 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535 螺旋槽手铰刀,4.锥铰刀,（2）莫氏锥铰刀 用于铰削06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

17、式刀具上的锥孔。,图536 1：50锥铰刀,（1）1：50锥铰刀 用于铰削圆锥定位销孔，如图536所示。,第七节 铰孔和铰刀,5.硬质合金机铰刀,图538 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513 铰削余量（单位：mm）,机铰孔时的进给量f,机铰孔时的切削速度,第七节 铰孔和铰刀,3.铰孔时切削液的使用,表514 铰孔时的切削液,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

18、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

19、，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？,