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1、机械制造基础,钻削与铰削镗削与拉削,4.3 钻削、铰削、与镗削与拉削,一、钻床二、钻削的工艺特点三、钻削的应用四、麻花钻五、深孔加工六、铰削七、扩孔八、先进钻型简介,一、钻床与钻削方法1用钻头在实体材料上加工出孔的工艺过程，称为钻孔，是孔加工的一种基本方法。钻床是孔加工的主要机床，在钻床上主要用钻头进行钻孔。在钻床上加工时，工件不动，刀具作旋转主运动，同时沿轴向移动作进给运动。故钻床适用于加工外形较复杂，没有对称回转轴线的工件上的孔，尤其是多孔加工，除钻孔外在钻床上还可完成扩孔、铰孔、锪平面以及攻螺纹等工作。,根据用途和结构的不同，钻床可分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、深孔钻床以及中心孔钻床
2、等。,2.摇臂钻床摇臂钻床是一种摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱又可在摇臂上作水平移动的钻床。摇臂钻床外形图。工件固定在底座1的工作台8上，主轴7的旋转和轴向进给运动是由电动机通过主轴箱6来实现的。主轴箱可在摇臂的导轨上移动，摇臂借助电动机及丝杠4的传动，可沿立柱3上下移动。立柱3由内立柱和外立柱组成，外立柱可绕内立柱在180范围内回转。由此主轴很容易地被调整到所需的加工位置上，这就为在单件、小批生产中，加工大而重的工件上的孔带来了很大的方便。,3.立式钻床加工时工件直接或通过夹具安装在工作台上，主轴的旋转运动由电动机经变速箱传动。加工时主轴既作旋转的主运动，又作轴向的进给运动。工作台和进给箱可
3、沿立柱上的导轨调整其上下位置，以适应在不同高度的工件上进行钻削加工。由于在立式钻床上是通过移动工件位置的方法，使被加工孔的中心与主轴中心对中，因而操作很不方便，不适于加工大型零件，生产率也不高，常用于单件、小批生产中，加工中、小型工件。,二、钻削的工艺特点,(1)孔的轴线容易偏斜 所谓偏斜是指加工时由于钻头弯曲而引起的孔轴线歪斜。麻花钻受加工孔的限制，其直径较小而长度较长，刚性较差。两条较深的螺旋槽又使钻心变细，进一步削弱了钻头的刚度。为了减少钻头与孔壁之间的摩擦，钻头的两条导向棱边加工得很窄，因而其导向作用较差。钻头横刃具有很大的负前角，钻削时横刃处发生严重的挤压从而产生了很大的轴向力，稍有
4、偏斜，就会产生较大的附加力矩，使钻头弯曲。,因此可以看出，钻头的刚性和导向作用差，切削时钻头容易弯曲，钻头横刃定心不准，钻头开始切入时仅由横刃进行切削容易造成引偏，使孔的轴线容易偏斜。在钻床上钻孔时，容易产生这种缺陷。,(2)孔径容易扩大 孔径扩大是指工件上孔的直径大于钻头直径的现象。引起孔径扩大的主要原因是钻头在刃磨时顶角与轴线不对称，两个主切削刃难以磨得完全对称、工件材料的不均匀性，使钻削过程中的径向力不能完全抵消。在车床上钻孔时，孔径容易扩大。,为了减少孔的轴线偏斜及孔径扩大现象，在工艺上可采取下列措施：预钻锥形定心坑；采用钻模钻孔;提高钻头的刃磨质量。为了防止孔径扩大，在选用钻头时，所
5、选用的钻头直径一般应略小于所需孔径。,(3)排屑困难 孔壁表面粗糙钻孔时，由于切屑较宽，受容屑槽尺寸的限制，切屑在孔内被迫卷成螺旋状，在排屑时与孔壁发生强烈摩擦而划伤已加工表面，使孔壁质量下降。若切屑阻塞在钻头的容屑槽里，会卡死钻头，严重时会使钻头扭断。,(4)切削热不易传散 钻削是一种半封闭式的加工，钻削过程中所产生的切削热量，虽然也由切屑、工件、刀具和周围介质传出，但它们之间的比例都和车削大不相同。比如用麻花钻，不加切削液钻钢料时，工件吸收的热量约占52.5%，钻头约占14.5%，切屑约占28%，而介质仅占5%左右，使产生的切削热不易传散。钻削时，大量高温切屑不能及时排出，切削液难以注入到
6、切削区，切屑、刀具与工件之间的摩擦很大。因此，切削温度较高，致使刀具磨损加剧，这就限制了钻削用量和生产效率的提高。,三、钻削的应用在实体材料上加工孔，一般情况下都需要从钻孔开始，因而钻削的应用很广泛。但是，由于钻削的工艺特点，用麻花钻加工孔，其孔的精度较低，表面较粗糙，生产效率也比较低。因此，钻削主要用于精度要求不高的螺钉孔、油孔等加工，及中、高精度孔的预加工。钻孔可以在多种机床上进行，比如在钻床、车床、镗床、铣床、组合机床上等。单件、小批量生产中，对中小型工件上的小孔(一般D13mm)，常用台式钻床加工；中小型工件上直径较大的孔(一般D50mm)，常用立式钻床加工；大中型工件上的孔，则应采用
7、摇臂钻床加工；回转体工件上的孔，多在车床上加工。,在成批和大量生产中，为了保证加工精度，提高生产率和降低加工成本，广泛使用钻摸、多轴钻或组合机床进行孔的加工。精度高、粗糙度值小的中小孔(D50mm），在钻削之后，经常需要采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。,四、麻花钻（0.1 mm 80 mm）高速钢钻头有直柄和锥柄，直柄一般用于小直径钻头，锥柄一般用于大直径钻头。硬质合金钻头有整体式、镶片式和无横刃式,1）高速钢钻头结构：工作部分，柄部，颈部组成。2）切削部分组成：前面，后面，副后面，主切刃，副切削刃，横刃构成3）钻头的几何角度：螺旋角：螺旋槽最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角
8、为螺旋角=1832。顶角2：两条主切刃在中心剖面内的投影的夹角。标准麻花钻顶角2=116118。4)标准麻花钻头的缺陷a.钻头的外缘处易磨损、中心切削困难。b.切削条件较差、横刃长度大、轴向力大。c.主切削刃长、排屑困难、切削液不易注入。d.棱带与孔壁易摩擦、工作表面粗糙。,1）深孔加工的特点（D/L=20以上的孔）刚性差,易振动,中心线易偏斜,排屑困难,散热性差，冷却性差等。2）常用的深孔加工刀具 有单刃外排屑深孔钻、错齿内排屑深孔钻和喷吸钻,五、深孔加工（D/L=510）,1）铰削的加工特点：铰孔是利用铰刀从工件孔壁切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小表面粗糙度值的方法。它适用于孔的半精
9、加工及精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔精度一般为IT9IT7，表面粗糙度Ra值为3.21.6m，精细铰尺寸公差等级最高可达IT6，表面粗糙度Ra值为1.60.4m。,六、铰削,2）铰刀的组成和类型a.组成：由工作部分，颈部，柄部组成，详见图4-36，工作部分由切削部分和校准部分组成；倒锥部分由导锥和切削锥组成；校准部分由圆柱部分和倒锥构成。圆柱部分起导向、校准和修光的作用；倒锥起减摩和防止孔径扩大的作用。,b.类型有：手用铰刀，其中手用铰刀分整体式和可调式。机用铰刀，其中机用铰刀有直柄和锥柄。c.铰刀的结构对铰削过程的影响 直径及公差:（校准部分的直径和公差）易使孔径扩大和缩小的现象
10、。齿数：铰刀有6-12齿，孔径大齿数多；反之齿数少。齿槽方向：直槽铰刀应用较广泛，螺旋槽铰刀切削较平稳，排屑性能好，刀具耐用度高，质量好，适用于表面不连续的孔加工。,七、扩孔,扩孔常用于已铸出、锻出或钻出孔的扩大。扩孔可作为铰孔、磨孔前的预加工，也可以作为精度要求不高的孔的最终加工。扩孔比钻孔的质量好，生产效率高。扩孔对铸孔、钻孔等预加工孔的轴线的偏斜，有一定的校正作用。扩孔精度一般为IT10左右，表面粗糙度Ra值可达6.33.2m。,八、先进钻型简介,群钻,群钻的优点：横刃缩短，圆弧刃、内刃上前角平均增大了15度，使进给力下降了3550，转矩下降了1030，进给两毕普通麻花钻提高了约3倍，钻
11、孔效率大大提高。钻头的寿命可以提高23倍；钻头的定心作用提高，钻孔精度提高，形位误差与加工表面粗糙度减小；选用不同的钻型加工不同的材料均可改善钻孔的质量，取得满意的效果。圆弧刃切出的过渡表面有凸起的圆环筋，可以防止钻孔偏斜，减少了孔径的扩大，加强了定心导向作用，,群钻磨出作用对称的圆弧刃的作用：1.可以防止钻孔过程中产生偏斜，减少孔径的扩大，加强了定心导向作用。2.圆弧刃与外直刃转折点，切屑流向有较大变化，形成了自然的分屑点，外刃切屑呈带状，而圆弧刃切屑呈卷曲扇形容易断；3.圆弧刃改变了切削刃的主偏角和刃倾角，是该段正交平面前角增大，平均约增大15度；4.圆弧刃使外刃与内刃参数得以分别控制。可
12、以刃磨大的内刃顶角，横刃虽然变窄变尖，但强度可以保持不变。,S型横刃钻,（二）镗削1.镗削特点及应用1）特点：刀具结构简单，加工精度较高IT9IT7，Ra 6.30.8um，加工范围大，能纠正位置公差，但刀杆刚性差，冷却排屑困难，效率低等。2）应用：用于孔粗、半精和精加工，不适细长孔加工,1床身；2后立柱；3下滑座；4上滑座；5工作台；6主轴；7平旋盘；8前立柱；9主轴箱,卧式铣镗床,2.镗床1）卧式铣镗床：主运动：镗刀和平旋盘的回转运动；进给运动：镗轴的轴向进给、平旋盘溜板的径向进给，主轴箱的垂直进给，工作台纵横向进给；辅助运动：工作台的转位，后立柱纵向调位，后支承架的垂直方向调位，及主轴箱
13、沿垂直方向和工作台沿纵、横方向的快速调位运动。2）坐标镗床：详见图所示,1工作台；2主轴；3主轴箱；4立柱；5床鞍；6床身；,坐标镗床是指具有精密坐标定位装置的镗床，是一种用途较为广泛的精密机床。它主要用于镗削尺寸、形状及位置精度要求比较高的孔系，还能进行钻孔、扩孔、铰孔、锪端面、切槽、铣削等工作。此外，在坐标镗床上还能进行精密刻度，样板的精密划线、孔间距及直线尺寸的精密测量等。它不仅适用于在工具车间加工精密钻模、镗模及量具等，而且也适用于在生产车间成批地加工孔距精度要求较高的箱体及其它类零件。坐标镗床有立式和卧式之分。立式坐标镗床适于加工轴线与安装基面(底面)垂直的孔系和铣削顶面；卧式坐标镗
14、床适于加工与安装基面平行的孔系和铣削侧面。立式坐标镗床还有单柱和双柱两种形式。,3.常用镗刀分类、特点及要求：1)要求：镗刀和刀杆应有足够刚度，安装方便，便于调整，具有良好的排屑和断屑功能。2)分类：按结构分：整体式镗刀，装配式镗刀，可调式镗刀。按刀刃数量分：单刃镗刀，双刃镗刀，多刃镗刀。按加工表面分：内孔镗刀和端面镗刀。,3)单刃镗刀镗孔的工艺特点(1)适应性强 单刃镗刀是结构最简单的刀具之一，使用和刃磨方便；一把刀具可以加工不同直径的孔，各种结构类型的孔均能镗削；镗削加工可在钻孔、铸孔和锻孔的基础上进行，既可以粗加工，又可以半精加工和精加工。(2)可以有效地校正原有孔轴线的偏斜或位置误差
15、用单刃镗刀镗孔，孔的尺寸精度、形状精度和位置精度及表面粗糙度主要取决于机床的精度和操作者的技术水平，所以镗孔可以校正原有孔轴线的偏斜或位置误差。,(3)生产率较低 镗刀的刀杆直径受被加工孔的限制，一般刚度差，为保证加工精度，常需用较小的背吃刀具和进给量，多次走刀以减少刀杆的弯曲变形和振动；调整镗刀头在刀杆上的径向位置时，操作复杂，费时费力，加上只有一个主切削刃参加工作，所以生产效率比扩孔和铰孔低。,双刃镗刀镗孔的工艺特点(1)加工质量高 由于镗刀片在加工过程中的浮动，可以补偿镗刀安装误差及镗刀刀杆偏摆所引起的不良影响，提高孔的精度。又由于镗刀的修光刃比较宽，因而对孔壁的修光效果好，减小了表面粗
16、糙度值。但由于镗刀是浮动的，故不能校正原有孔的轴线偏斜或位置误差。,(2)生产率较高 浮动刀片有两个主切削刃同时切削，并且操作简便，所以可提高生产率。(3)刀具成本较单刃镗刀高 由于浮动镗刀片结构比单刃镗刀复杂，且刃磨要求高，故成本较高。4)镗削的应用基于以上特点，镗削加工主要用于批量生产、精加工箱体类零件上直径较大的孔。另外在卧式镗床上利用不同的刀具和附件，还可以进行钻孔、车端面、铣平面或车螺纹等,4.镗床辅具 用以连接刀具与机床的工具称为辅具。主要有刀杆和镗杆。,二、拉削：1.拉削的特点：生产率高，精度高IT7，Ra 0.8um，加 工范围广，刀具耐用度高，机床结构简单，刀具成本 高，主要用于大批量生产。2.拉床：有内拉床和外拉床；立式拉床、卧式拉床等。3.拉刀 1）拉刀的结构：有柄部，颈部，过度锥，切削部，校 准部，后导部，和支托部构成，如图456所示 2)拉刀的种类：常见的有圆孔、方孔、花键和键槽拉 刀，如图453、454所示。4.拉削方式 1）分层拉削方式 2）分块拉削方式 3）综合拉削方式,The EndThank you!,
