1、项目五 孔加工,任务一 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。,主运动 进给运动 图5.1 钻削运动,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。,图5.2 麻花钻的组成,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。,图5.3 麻花钻切削部分构成,（2）麻花钻的辅助平面,图5.4 麻花钻的辅助平
2、面,（3）麻花钻切削部分的几何角度 （4）麻花钻结构上的缺陷 （5）麻花钻的刃磨要点,群钻是用标准麻花钻头经刃磨而成的高加工精度、高生产率、高寿命、适应性强的新型钻头。,（1）标准群钻,标准群钻主要是用来钻削碳钢和各种合金钢的。其结构特点为：三尖七刃、两种槽。三尖是由于在后刀面上磨出了月牙槽，使主切削刃形成三个尖；七刃是两条外刃、两条内刃、两条圆弧刃和一条横刃；两种槽是月牙槽和单面分屑槽。,图5.11 标准群钻,（2）其他群钻, 钻薄板群钻：在薄板上钻孔时，因麻花钻钻尖高，当钻尖钻穿薄板时钻头立刻失去定心作用，轴向力也同时减小，使孔不圆，孔口毛边很大，甚至扎刀或折断钻头，所以不能使用麻花钻。,
3、 钻铸铁群钻：由于铸铁较脆，钻削时切屑呈崩碎状，挤压在钻头后刀面、棱边与孔壁之间，不易排屑，易产生摩擦，使钻头磨损。, 钻青铜或黄铜群钻：青铜或黄铜的硬度较低，切削阻力小，用标准麻花钻钻削时，易产生“扎刀”现象。,二、钻削用量,1钻削用量组成钻削用量包括切削速度、进给量和切削深度三要素。 （1）切削速度（）：指钻孔时钻头外缘上一点的线速度。 其计算公式为 = Dn/1000(m/min),式中，D钻头直径（mm）；n钻床主轴转速（r/min）。 （2）钻削时的进给量（）：主轴每转一转，钻头沿轴线的相对移动量，单位是mm/r。,（3）切削深度（p）：指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，对钻削
4、而言，p=D/2mm。,2钻削用量的选择,（1）钻削用量的选择原则选择钻削用量的目的，是在保证加工精度和表面粗糙度及刀具合理使用寿命的前提下，使生产率得到提高。,（2）钻削用量的选择方法, 钻削速度的选择：钻削速度对钻头的寿命影响较大，应选取一个合理的数值，在实际应用中，钻削速度往往按经验数值选取，见表5.1，而将选定的钻削速度换算为钻床转速n。n = 1000 /D（r/min）。,表5.1 标准麻花钻的钻削速度, 进给量的选择：孔的表面粗糙度要求较小和精度要求较高时，应选择较小的进给量；钻孔较深、钻头较长时，也应选择较小的进给量。常用标准麻花钻的进给量数值见表5.2。,表5.2 标准麻花钻
5、的进给量,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,图5.15 用钻夹头夹持,（a） （b） （c） 图5.16 锥柄钻头的拆装及锥套用法,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。,图5.17 工件的装夹方法,注意事项： 装夹时，应使工件表面与钻头轴线垂直。 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。, 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。,（2）对于圆
6、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。,（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：, 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；, 锁紧螺栓应尽量靠近工件，垫铁高度应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；, 当夹紧表面为已加工表面时，应添加衬垫，防止压出印痕。,（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
7、须固定在钻床工作台上。,（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。,3钻孔方法,（1）起钻钻孔前，应在工件钻孔中心位置用样冲冲出样冲眼，以利找正。钻孔时，先使钻头对准钻孔中心轻钻出一个浅坑，观察钻孔位置是否正确，如有误差，及时校正，使浅坑与中心同轴。,借正方法：如位置偏差较小，可在起钻同时用力将工件向偏移的反方向推移，逐步借正；当位置偏差较大时，可在借正方向打上几个样冲眼或錾出几条槽（图5.18），以减少此处的钻削阻力，达到借正的目的。,图5.18 用錾槽来纠正钻
8、偏的孔,（2）手进给操作,当起钻达到钻孔位置要求后，即可进行钻孔。 进给时用力不可太大，以防钻头弯曲，使钻孔轴线歪斜； 钻深孔或小直径孔时，进给力要小，并经常退钻排屑，防止切屑阻塞而折断钻头；, 孔将钻通时，进给力必须减小，以免进给力突然过大，造成钻头折断，或使工件随钻头转动造成事故。,（3）钻孔时的切削液,钻孔时应加注足够的切削液，以达到钻头散热，减少摩擦，消除积屑瘤，降低切削阻力，提高钻头寿命，改善孔的表面质量的目的。一般钻钢件时用35的乳化液；钻铸铁时，可以不加或用煤油进行冷却润滑。,4钻孔时常见缺陷分析,表5.3 钻孔中常见缺陷分析,四、钻孔的安全文明生产,（1）钻孔前，清理好工作场地
9、，检查钻床安全设施是否齐备，润滑状况是否正常。 （2）扎紧衣袖，戴好工作帽，严禁戴手套操作钻床。,（3）开动钻床前，检查钻夹头钥匙或斜铁是否插在钻床主轴上。 （4）工件应装夹牢固，不能用手扶持工件钻孔。,（5）清除切屑时不能用嘴吹、手拉，要用毛刷清扫，缠绕在钻头上的长切屑，应停车用铁钩去除。,（6）停车时应让主轴自然停止，严禁用手制动。 （7）严禁在开车状态下测量工件或变换主轴转速。 （8）清洁钻床或加注润滑油时应切断电源。,任务二 扩 孔,用扩孔工具将工件上已加工孔径扩大的操作称为扩孔。扩孔具有切削阻力小；产生的切屑小、排屑容易；避免了横刃切削所引起的不良影响的特点。,扩孔公差可达IT9IT
10、10级，表面粗糙度可达Ra3.2m。因此，扩孔常作为孔的半精加工和铰孔前的预加工。,一、扩孔钻,1扩孔钻的种类扩孔钻按刀体结构可分为整体式和镶片式两种；按装夹方式可分为直柄、锥柄和套式三种，如图5.22所示。,图5.22 部分扩孔钻的结构,2扩孔钻的结构特点,由于扩孔条件的改善，扩孔钻与麻花钻存在较大的不同（图5.23）。 （1）由于扩孔钻中心不切削，因此没有横刃，切削刃只有外缘处的一小段。 （2）钻心较粗，可以提高刚性，使切削更加平稳。,图5.23 扩孔钻的工作部分,（3）因扩孔产生的切屑体积小，容屑槽也浅，因此扩孔钻可做成多刀齿，以增强导向作用。 （4）扩孔时切削深度小，切削角度可取较大值
11、，使切削省力。,二、扩孔练习,用扩孔钻扩孔时，必须选择合适的预钻孔直径和切削用量。一般预钻孔直径为扩孔直径的0.9倍，进给量为钻孔的1.52倍，切削速度为钻孔的1/2。扩孔练习可根据实际情况，选择钻孔练习件进行。,任务三 铰 孔,用铰刀从工件孔壁上切除微量的金属层，以提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法称为铰孔。铰孔属于对孔的精加工，一般铰孔的尺寸公差可达到IT7IT9级，表面粗糙度可达Ra1.6m。,一、铰刀的种类及结构特点,1铰刀的种类铰刀按刀体结构可分为整体式铰刀、焊接式铰刀、镶齿式铰刀和装配可调铰刀；按外形可分为圆柱铰刀和圆锥铰刀；按使用场合可分为手用铰刀和机用铰刀；按刀齿形式可
12、分为直齿铰刀和螺旋齿铰刀；按柄部形状可分为直柄铰刀和锥柄铰刀（图5.24）。,图5.24 部分铰刀的形状,2铰刀的结构特点,铰刀由柄部、颈部和工作部分组成。 （1）柄部柄部是用来装夹、传递扭矩和进给力的部分，有直柄和锥柄两种。,（2）颈部,颈部是磨制铰刀时供砂轮退刀用的，同时也是刻制商标和规格的地方。,（3）工作部分,工作部分又分为切削部分和校准部分。 切削部分：在切削部分磨有切削锥角2。切削锥角决定铰刀切削部分的长度，对切削时进给力的大小、铰削质量和铰刀寿命也有较大的影响。,一般手用铰刀的 = 30130，以提高定心作用，减小进给力。机用铰刀铰削碳钢及塑性材料通孔时，取 = 15；铰削铸铁及
13、脆性材料时，取 = 35；铰不通孔时，取 = 45。, 校准部分：校准部分主要用来导向和校准铰孔的尺寸，也是铰刀磨损后的备磨部分。, 铰刀齿数一般为616齿，可使铰刀切削平稳、导向性好。为克服铰孔时出现的周期性振纹，手用铰刀采用不等距分布刀齿。,3可调节手用铰刀,普通铰刀主要用来铰削标准系列的孔。在单件生产和修配工作中，经常需要铰削非标准的孔，此时采用可调节手用铰刀（图5.25），通过调节两端的螺母，使楔形刀片沿刀体上的斜底槽移动，以改变铰刀的直径尺寸。,图5.25 可调节手用铰刀,二、铰削用量,1铰削余量铰削余量是指上道工序（钻孔或扩孔）留下的直径方向上的加工余量。,铰削余量不宜过大，因为铰
14、削余量过大，会使铰刀刀齿负荷增加，加大切削变形，使工件被加工表面产生撕裂纹，降低尺寸精度，增大表面粗糙度数值，同时也会加速铰刀的磨损。但铰削余量也不宜过小，否则，上道工序残留的变形难以纠正，无法保证铰削质量。,表5.4 铰削余量的选用,2机铰切削用量,机铰切削用量包括切削速度和进给量。当采用机动铰孔时，应选择适当的切削用量。铰削钢材时，切削速度应小于8m/min，进给量控制在0.4mm/r；铰削铸铁材料时，切削速度应小于10m/min，进给量控制在0.8mm/r。,三、铰孔时切削液的选用,表5.5 铰孔时切削液的选用,四、铰孔方法,铰孔的方法分为手动铰孔和机动铰孔两种。 1铰刀的选用铰孔时，首
15、先要使铰刀的直径规格与所铰孔相符合，其次还要确定铰刀的公差等级。,标准铰刀的公差等级分为h7、h8、h9三个级别。若铰削精度要求较高的孔，必须对新铰刀进行研磨，然后再进行铰孔。,2铰削操作方法,（1）在手铰起铰时，应用右手在沿铰孔轴线方向上施加压力，左手转动铰刀。两手用力要均匀、平稳，不应施加侧向力，保证铰刀能够顺利引进，避免孔口成喇叭形或孔径扩大。,（2）在铰孔过程中和退出铰刀时，为防止铰刀磨损及切屑挤入铰刀与孔壁之间，划伤孔壁，铰刀不能反转。,（3）铰削不通孔时，应经常退出铰刀，清除切屑。,（4）机铰时，应尽量使工件在一次装夹过程中完成钻孔、扩孔、铰孔的全部工序，以保证铰刀中心与孔的中心的
16、一致性。铰孔完毕后，应先退出铰刀，然后再停车，防止划伤孔壁表面。,3铰孔常见缺陷分析,铰孔中经常出现的问题及产生的原因见表5.6。,表5.6 铰孔缺陷分析,任务四 锪 孔,用锪钻（或经改制的钻头）对工件孔口进行形面加工的操作，称为锪孔。常见锪孔的应用如图5.27所示。,（a）锪圆柱埋头孔 （b）锪锥形埋头孔 （c）锪孔口和凸台平面 图5.27 锪孔的应用,一、锪孔钻的种类及结构特点,锪孔钻分柱形锪钻、锥形锪钻和端面锪钻三种。 1柱形锪钻柱形锪钻主要用于锪圆柱形埋头孔，其结构如图5.28所示。,图5.28 柱形锪钻,2锥形锪钻,锥形锪钻主要用于锪锥形埋头孔，其结构如图5.29所示。,图5.29 锥形锪钻,3端面锪钻,端面锪钻专门用于锪平孔口的端面，如图5.27（c）所示。,
