孔加工技术讲解
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在钻床上,钻削的主运动是刀具的旋转运动,进给运 动是刀具的轴向进给。
除钻孔外,钻床还可用于扩孔、铰孔、孔口加工和螺纹加工等。
钻床
常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。它们 的共同特点是:工件固定在工作台上,刀具安装在主轴 上,刀具一边旋转一边做轴向移动。
进给手柄
皮带塔轮
深度指示器
一、台式钻床
由于内排屑深
孔钻可以避免
切屑划伤孔壁
故加工质量较
高,精度达
IT9-7,Ra值
达3.2μm。
扁钻轴向尺寸小、刚性好,结构简单、制造容易,便 于采用先进刀具材料,换刀方便,适用于数控机床,尤 其在加工大直径孔(D>38mm)时,更是比麻花钻经济。
套料钻:中孔结构,切削刃分布在四周,加工孔时它只 切出一个环形的孔,而中间留下的料芯可二次使用。 适于加工直径大于60mm的深孔及贵重材料。
二、立式钻床
立式钻床的规格 用最大钻孔直径 来表示, 常用的有25mm、35mm、40mm、 50mm等。 特点 刚性好、功率大,可以采用较 大的 切削用量,可以自动走刀,生产 率较高, 加工精度也较高。
由于工作台尺寸不大并且不能在水 平面内移动,必要时只能手工移动工 件,因此立式钻床仅用于加工中小型 工件上的孔。
麻花钻的几何角度主要有螺旋角、顶角、前角、后角和横 刃斜角。 :
前角γ0为正交平面内前刀面与基面的夹角,由于钻头的 前刀面为螺旋面,故越靠近中心,前角越小,横刃为负前 角。
侧后角α为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角 。 故越靠近中心,后角越大。
顶角2φ两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头 顶角为118°。
用于小孔基础上的孔径扩大, 一般孔径小于φ80
用于半精加工低硬度材料的孔
(1) 铰 刀 : 手 动 铰 刀 ( 锥 度 小 而 长 φ1~φ50 ) 和 机用铰刀(锥度较短φ10~φ80)
(2)铰孔的特点: 铰孔余量小(粗铰0.15~0.35mm),切削速度低,切削 力小,切削平稳,加工质量好, 加工精度IT8~7, Ra1.6~0.4μm; 铰孔的适应性较差,一把铰刀只能加工一种尺寸精度 的孔,不宜加工非标孔、台阶孔、盲孔、非连续表面(如 轴向有键槽等),不能加工硬材料工件; 铰孔可纠正孔的形状误差,不能纠正位置误差。
在工件上加工一个直径为ф20H9的圆孔,要求孔的 加工质量达到IT7、表面粗糙度Ra0.8。试将加工工艺列 于下表。
加工顺序及方法
1
钻孔
2
扩孔
3
铰孔
所用刀具
名称
规格
钻头
ф18
来自百度文库扩孔钻
ф19.8
铰刀
ф20
攻螺纹工具
丝锥 丝锥一般成组使用。M6 ~ M24 的丝锥每组有两个。加工粗牙螺纹M6以 下和M24以上的丝锥每组有三个。加工 细牙螺纹的丝锥不论大小,每组都是两 个。丝锥柄部一般用标记I、II、III代 表头锥、二锥和三锥。
一、卧式镗铣床
主轴和平旋盘 主轴箱 前立柱 后立柱 工作台
镗削的切削运动与铣削类似,主要在铣镗床、镗床上进行
加工,是孔加工的常用方法之一。
镗孔时的主运动是刀具的旋转运动,进给运动为刀具的轴向移 动或工作台纵向移动;
坐标镗床是一种高精度的机床,主要用于尺寸精度和位置精度都要 求较高的孔系加工,如镗模,钻模和量具上的精密孔系。机床上具有坐 标位置的精密测量装置,能准确地测量工作台、主轴箱等部件的位移量, 实现工件和刀具间的准确定位。除孔加工外,坐标镗床还可以用于精密 刻度、样板划线、孔距和直线尺寸的测量。
攻丝
例2 在工件上加工一个M20的螺纹孔,尺寸如图示,试将
加工工艺列于下表。
20
M20
加工顺序及
所用刀具
方法
名称 规格
1 钻孔
钻头
Ф17.5 深34
2 攻丝 丝锥
M20
深孔钻削 Deep hole drilling
内排屑深孔钻 切削液在较高的压力下由工件孔壁与钻杆 外表面之间的空隙进入切削区进行冷却、润滑,并将 切屑经钻头的排屑孔冲入钻杆内部向后排出。内排屑 深孔钻适合加工直径20mm以上、深径比不超过100的孔。
刚度差、导向性差 横刃产生的轴向力很大 切屑与孔壁剧烈摩擦 半封闭式的切削条件很差 加工质量也很差。
群钻显著提高了切削性能和刀具耐用
度。群钻对麻花钻主要作了三方面 的修磨:
一是在麻花钻的主后刀面上磨出两个 对称的月牙槽,形成三尖、七刃双 顶角; 二是修磨横刃,使其为原长的1/51/7,并加大横刃前角; 三是对于直径大于15mm的钻头,在刀 刃的一边磨出分屑槽。
U钻
二. 扩孔Core drilling
扩孔可以使用扩孔钻,也可以使用直径较大的麻花钻。
扩孔加工可以在一定程度上纠正 原孔轴线的偏斜,属于半精加工, 精度为IT10~9,表面粗糙度Ra 值为6.3~3.2um。扩孔钻的常 用来加工直径为ø15~ø50mm 的孔,扩孔余量一般为孔径的 1/8。(0.5~4mm) 扩孔的应用:
电机
主轴
台式钻床是一种
安装在台桌上使用 钻卡头
立柱
的小型钻床,一般
工作台
用于加工小型零件
锁紧 手柄
上直径不超过12mm
底座
的小孔
台钻示意图
台式钻床的工艺特点
钻削运动 主轴带动钻头的旋转 运动是主 运动,主轴的轴向移动为进 给运动。 钻削孔径范围 加工直径 13mm以 下,最小加工直径可以小于1mm 。 主轴转速 台钻的一般较高,最 高时每分钟可达10000转以上。 特点 台式钻床结构简单,价格 低廉,使用方便,在钳工装配和仪表 制造中应用广泛。
孔的常见类型 常用钻床类型 常用孔加工方法 常用孔加工刀具 镗削、镗刀和镗床
矩形尾部
锥度头部
丝锥
铰杠 攻螺纹时用于夹持丝锥的工具称为铰杠。铰杠 的规格应与丝锥大小相适应。
螺纹底孔确定 铰杠 螺纹孔小径D1 标准普通螺纹的小径可以按照下式计算: D1=D -1.0825P :螺纹大径;P:螺距 钻头直径d2 脆性材料:d2=D -(1.04 ~ 1.08)P 性材料:d2=D - P 底孔深度H H=L+0.7D
钻削的应用
钻孔用于所有实体零件上孔粗加工,孔径φ0.5~φ50, 一般超过φ50的孔不直接钻孔; 钻孔一般用于软材料零件的加工,不适合硬材料零件孔 的加工。(特殊情况可用合金钻头钻淬硬材料)
2、麻花钻Drilling operation and twist drill
2、麻花钻twist drill :直柄麻花钻(φ0.5~φ20)、 锥柄麻花钻(φ8~φ80)
铣镗加工中心是一种计算机控制的、具有刀库的、 能自动 换刀的铣镗床。
主要部件: 刀库 主轴箱 机械手 工作台 数控装置
第六 节 镗刀和镗床加工工艺特点
1、单刃镗刀安装在镗刀杆上,加工的孔径大小由调整刀头 的伸出长度来保证,多用于单件小批量生产中。
2、双刃镗刀
有固定式镗刀和浮动镗刀。
镗削的切削运动与铣削类 似,主要在铣镗床、镗床上进行 加工,是孔加工的常用方法之一。 普通铣镗床上镗孔精度最高为 IT8-7,Ra1.6-0.8μm。由于镗床 本身工作台运动精度较高,因此 可以保证相关各孔之间的位置精 度,而且加工灵活。铣镗床还可 以加工外圆和平面,主要用于加 工机座、箱体、支架等大型零件 上直径较大的孔及有较高位置精 度要求的孔,也可以在一次装夹 中完成孔及其端面的加工,保证 两者有较高的位置精度。
四. 其他孔加工方法Other Hole Making Operation
用锪钻(或其他代用刀具)加 工沉头孔的方法称为锪孔。锪孔 钻有平底锪钻和锥面锪钻。也可 以用麻花钻刃磨掉两主刃形成。
攻螺纹和套螺纹
用丝锥来加工内螺纹的操作称为攻螺纹。用板牙加工外螺纹 的方法称为套扣。攻螺纹和套螺纹可以在钻床上也可以在车床上 进行。但单件小批生产主要用手工操作。
(3)铰孔的应用:铰孔用于软材料零件孔的精加工,不 能加工硬材料; 铰孔孔径φ1~φ80
铰孔的精度和表面粗糙度主要取决于铰刀的精度、安装方式、切
削用量、切削液等条件。为避免产生积屑瘤,铰孔时应采用较低
的切削速度、较大的进给量并施加适当的切削液。
铰刀分为机用铰刀和手用铰刀。手用铰刀的铰削直径为: ø1~ø50mm机用铰刀为: ø10~ø80mm
D
D1
倒角
L
塑
H
底孔示意图
攻螺纹操作
工件安装 将加工好底孔的工件固定好,孔的端面应基本保持 水平。 倒角 在孔口部倒角,直径可略大于螺孔大径。 丝锥选择 攻螺纹时必须按头锥、二锥、三锥的顺序攻至标 准尺寸。 攻螺纹 攻螺纹时两手用力要均匀,每攻入1 ~ 2圈,应将丝 锥反转1/4圈进行断屑和排屑。攻不通孔时,应做好记号,以防丝 锥触及孔底。 润滑 对钢件攻螺纹时应加乳化液或机油。
用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔,其精 度为IT12-11,Ra值为25-12.5um,属于粗加工
• 工件回转,钻头轴向进给(如车床等钻孔),钻孔时 孔径会变化,形成锥度、鼓形等。
• 钻头回转并轴向进给(如钻床、铣床、镗床等钻孔), 钻孔时易出现孔的偏斜;
钻头刚性差,易引偏; 钻孔排屑困难,切屑挤压、摩擦已加工表面,表面质 量差; 钻孔精度IT13~IT11,Ra为50~12.5μm 钻孔加工生产效率低;
横刃斜角Ψ 主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。 螺旋角β 最外缘螺旋线切线与轴线的夹角
3.钻头受力分析:
在各切削刃上:
轴向力Ff 径向力Fp 切向力Fc 总的扭矩:
M=M0+M01+M横 轴向力:
F=F0+F01+F横 轴向力主要由横刃产生,
扭矩主要由主刃产生。
4.麻花钻的缺点shortcoming of twist drills
三、摇臂钻床
摇臂钻床主轴箱及主轴可以沿摇臂上的水平导轨移 动,摇臂又可以绕立柱转动以及沿立柱上下移动,因 此摇臂钻床适合加工大、中型工件上多个孔的加工。
钻削孔径范围 最大钻削孔径 可达75mm。 特点 刚性好、功率大,可以采 用较大的切削用量,可以自动走刀, 生产率较高,加工精度也较高。
摇臂可沿立柱上下升降,同时 还能绕立柱旋转,主轴箱可以在摇 臂的横梁上滑动, 可以在比较大 的范围内加工工件。适宜加工大型 工件和多孔工件。
孔的类型很多。 常见孔:如轴承孔、销孔、螺纹孔、喷嘴等。 深孔:如油缸活塞孔、枪管、炮管等。 特型孔:如内花键孔、内齿轮等。
根据各种孔的应用情况及常用的加工方法,可以把孔粗略地分 为以下四类: 普通小直径圆孔 普通大直径圆孔 微孔、深孔及超大圆孔 特型孔
一. 钻孔Drilling 1.钻削Drilling operation