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1、第五章 钻、镗、刨、插、拉削加工,1. 掌握孔加工的工艺特点及其加工范围；2. 掌握孔加工刀具的种类、结构及其应用；3. 理解合理选择钻削用量的基本原则；4. 了解钻床、镗床、刨床、插床、拉床及其 加工范围。,基本要求与重点,5-1 钻削与孔加工刀具,在切削加工中，孔的加工量约占整个金属切削加工总量的40左右。因此，孔加工刀具应用很广泛。,动画8-1 钻孔,动画8-2 扩孔,动画8-3 铰孔,孔加工刀具的分类： 从实体材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、中心钻及深孔钻等；,对已有孔进行再加工的刀具， 如扩孔钻、铰刀、镗刀等。,此外，内拉刀、内圆磨砂轮、 珩磨头等也可以用来加工孔。,图8-1 在实体
2、材料上加工出孔,图8-2 对已有孔进行加工,工艺特点：孔加工刀具在工件体内表面工作，其结构尺寸受到限制；在封闭的条件下工作，存在排屑、导向(特别是深孔)、冷却、润滑等问题。,一、孔加工刀具的种类和用途,1. 从实体材料上加工出孔的刀具,钻头：一般用于粗加工，也可用于半精加工或精加工（扩孔、铰孔、镗孔、拉孔和磨孔）的预钻孔。,图8-3 扁钻, 扁钻,用途：钻削硬脆材料或加工规格特殊的成形孔、阶梯孔以及浅孔等。在加工大直径（30mm）孔时，采用扁钻更为经济。,类型：整体式扁钻 主要用于加工直径为12mm以下的孔；装配式扁钻 主要用于加工较大直径的孔。,优点：轴向尺寸小，刚性好，结构简单，制造成本低
3、，刃磨容易，便于使用优质刀具材料，换刀方便。, 麻花钻,用途：孔的粗加工（IT11以下 精度及表面粗糙度Ra506.3 m），或用于加工攻丝、铰孔、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。加工范围在0.180mm 之间。,类型：直柄麻花钻 主要用于加工直径为13mm以下的孔；锥柄麻花钻 主要用于加工较大直径的孔。,图8-4 麻花钻的构造,用途：加工各种轴类零件两端的中心孔。, 中心钻,类型：无护锥中心钻和带护锥中心钻。,图8-5 中心钻,视频8-1 钻孔,深孔钻加工深度与直径之比大于10的孔所用的钻头。, 深孔钻,种类及其用途：,关键问题：排屑、冷却与润滑、导向 。,外排屑深孔钻用于加工320mm的深孔。,
4、(a) 外排屑深孔钻,(b) 内排屑深孔钻,用于加工12120mm的深孔。,(c) 喷吸钻,用于加工1665mm的深孔。,(d) 套料钻孔图8-6 深孔钻, 扩孔钻,用途：对已有孔进行再加工，以提高孔的加工质量。,2. 对工件上已有孔进行再加工用的刀具,加工精度：IT10IT11，表面粗糙度：Ra6.33.2 m 。,图8-7 扩孔钻,特点：扩孔钻刀齿比较多（34个），故导向性好，切削平稳；扩孔余量较小，容屑槽较浅，刀体强度和刚性较好；扩孔钻没有横刃，改善了切削条件；能修正孔轴线的歪斜。因此，可大大提高切削效率和加工质量。,主要类型: 整体锥柄扩孔钻 套式扩孔钻大直径孔的扩孔加工。,视频8-2
5、 扩孔, 锪钻,用途：在孔的端面上加工沉头孔或凸台表面。,动画8-4 锪削, 铰刀,用途：单件小批量的小孔和锥度孔的半精加工和精加工，或用于磨孔或研孔前的预加工。,铰刀由柄部、颈部和工作部分(切削部分和校准部分)组成,图8-9 铰刀结构,类型：,手用铰刀整体式和可调整式；机用铰刀,带柄（l20mm为直柄，l032mm为锥柄）套式（一般直径在25mm以上）,特点：齿数多(612个)，导向性好，芯部直径大，刚性好；铰削余量小、切削速度低以及切削过程中的挤压作用，可获得较高的加工精度（IT6IT8）和较好的表面质量（Ra1.60.4m）。,图8-12 套式铰刀,图8-11 机用铰刀,图8-13 硬质
6、合金锥柄扩孔钻,图8-14 硬质合金锥柄机用铰刀,视频8-3 铰孔, 镗刀,用途：加工直径较大的孔、内成形表面以 及一系列位置精度要求的孔。,加工精度：IT6IT7， 表面粗糙度：Ra1.60.8m，甚至可达 Ra0.2m。,特点：能够修正上道工序所造成的轴线歪曲、偏斜等缺陷，因此获得广泛应用。在大批量生产中，可使用镗模来提高生产率。,图8-15 镗刀,单刃镗刀 只有一头有切削刃，结构简单，制造方便，通用性大。 单刃镗刀一般都有调整装置。 为了提高调整精度，在精镗机床上可采用微调镗刀。,类型：,图8-16 单刃镗刀a)镗通孔,b)镗盲孔,图8-17 微调镗刀1紧固螺钉，2精调螺母，3刀块，4刀
7、片， 5镗杆，6导向键,双刃镗刀 两端都有切削刃，工作时可消除径向力对镗杆的影响。 工件孔径尺寸由镗刀尺寸保证。 双刃镗刀多数采用浮动连接的结构。,图8-18 双刃镗刀1刀块，2刀片，3调节螺钉，4斜面垫板，5紧固螺钉,用浮动镗刀加工出的孔，其精度达到IT6IT7，表面粗糙度Ra0.8m。,镗刀在镗杆中浮动，无法纠正孔的直线度误差和相互位置误差。,视频8-4 镗削,二、麻花钻的结构与几何参数,1. 麻花钻的结构, 工作部分切削部分与导向部分， 颈部， 柄部 。,图8-19 标准高速钢麻花钻,2. 麻花钻的几何参数, 基面Pr与切削平面Ps,主切削刃上各点因其切削速度方向不同，基面和切削平面位置
8、也不同。,图8-20 钻头的基面与切削平面,图8-20 钻头切削刃上各点的切削速度与基面的变化,前角0,图8-21 钻头的前角、后角和主偏角,螺旋角,标准麻花钻的螺旋角一般在1830范围内，大直径钻头取大值。,图8-22 标准麻花钻的螺旋角,后角 f,图8-23 钻头后角,三、钻削特点,1. 钻削要素, 切削速度v, 进给量 f, 钻削深度apapd0/2，单位为mm。,2.钻削力和扭矩,图8-24 钻削力,钻削力轴向力；扭矩由切向力形成。,3. 钻头的磨损及耐用度,加工钢等塑性材料时，以外缘处后刀面磨损量VB定为磨钝标准。,图8-25 钻头的磨损,钻头磨钝标准及耐用度见p.89表5-5。,加
9、工铸铁等脆性材料时，以转角处磨损长度为磨钝标准。,4. 钻削用量的选择,选择原则：先选切削深度，再选进给量，最后确定切削速度。,切削深度ap 根据被加工孔直径d来选择的。,进给量 f 受到钻头强度(小直径钻头)、机床进给机构刚 度、工件表面粗糙度及精度等的限制。,钻削速度v 通常按钻头的耐用度凭经验选取。,5-2 钻床及其加工范围,钻床主要用钻头在工件上加工孔的机床。 钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。,钻削加工范围：,图8-26 钻削加工范围,动画8-5 钻床加工范围,动画8-5 钻床加工范围(续),类型：,动画8-6 立式钻床,图8-27 立式钻床,图8-28 多轴立式钻床,图8-
10、29 台式钻床,动画8-7 台式钻床,动画8-8 摇臂钻床,图8-30 摇臂钻床,5-3 镗床及其加工范围,镗床是一种用镗刀在工件上加工已有预制孔的机床。,镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。,图8-30 卧式镗床加工范围,加工范围：加工各种复杂和大型工件上的孔，尺寸和位置精度 均比钻孔高。,动画8-9 卧式镗床加工范围,动画8-9 卧式镗床加工范围 (续),类型：卧式镗床、 落地镗床、 金刚镗床和坐标镗床等。,动画8-10 卧式镗床,图8-31 卧式镗床,图8-32 落地镗床,图8-33 单面卧式金刚镗床,图8-36 龙门式坐标镗床,图8-35 卧式坐标镗床,图8-34 立式单柱坐
11、标镗床,视频8-5 坐标镗床其他种类的镗床,5-4 刨床、插床及其加工范围,刨床和插床：用刨刀或插刀加工工件表面的机床。,图8-37 牛头刨床,动画8-11 牛头刨床,主运动为直线运动。刨床作水平方向主运动，而插床作垂直 方向主运动。,图8-38 插床,动画8-12 插床,动画8-13 刨床加工范围,刨床加工范围：各种平面（水平面、斜面和垂直面等）、沟 槽（T形槽、燕尾槽等）以及纵向成形表面等。,动画8-13 刨床加工范围(续),运动部件换向时需克服惯性力，有冲击载荷，限制了切削速度。 所以刨床和插床的生产率较低，在成批生产中的应用受到限制。,机床和刀具较为简单，应用较为灵活。在单件小批量生产
12、以及维 修车间还有应用。 特别是用宽刃刀具加工狭长平面和沟槽时，有较高的生产率，应 用较多。,主运动是往复运动，前进时为工作行程，后退时为返回行程，即 空行程，需消耗时间；,特点：,视频8-6 牛头刨床刨削,图8-39 单臂式刨床,动画8-14 龙门刨床,视频8-7 龙门刨床,视频8-8 插削,5-5 拉床及其加工范围,拉床：用拉刀进行加工的机床。,拉刀的直线或螺旋运动为主运动，拉床没 有进给运动，进给量由阶梯刀齿来实现。,拉削加工的生产率、加工精度和表面粗糙 度都比较高（IT6级或更高，表面粗糙度 Ra0.63m）,拉刀：阶梯分层或分段组合为特征的多齿 结构刀具。,动画8-15 拉削圆孔,图8-40 拉刀(a) 圆孔拉刀，(b)平面拉刀，(c)齿槽拉刀,图8-41 拉床,加工范围,成批和大量生产中拉削平面、成形表面及在已有孔上拉出各种形状的通孔。,图8-42 拉削加工范围,视频8-9 拉削,
