钻削和镗削加工
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钻削与镗削
铰刀
铰刀分手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀的切削部 分较长；导向作用好，用于单件、小批盘生产或装配工作， 直径范围为1～71mm，刀柄为直柄。机用铰刀用于成批生 产，装在钻床或车床、铣床、镗床等机床上进行铰孔，分 直柄和锥柄两种：直柄机用铰刀的直径范围为1～20mm， 锥柄机用铰刀的直径范围为5.5～50mm。成批生产中，铰直 径较大的孔可使用套式机用铰刀，铰刀套在专用的1：30锥 度心轴上铰削，其直径范围为25～80mm。 铰孔的经济精度等级为IT9～IT7，表面祖糙度Ra值为 1.6～0.4µm。
3）摇臂钻床 摇臂钻床外形如 图7－2所示，它有一 个能绕立柱回转的摇 臂，摇臂带着主轴箱 可沿立柱轴线上下移 动。主轴箱可沿摇臂 的水平导轨作手动或 机动的移动。因此， 操作时能方便地调整 主轴（刀具）的位置， 使它对准所需钻孔的 中心而不必移动工件， 适合于大型工件或多 孔工件的钻削。
2、钻削方法 钻床除用于钻孔和扩孔外，还可以进行铰孔、锪 孔和攻螺纹等作业。
模块二
金属切削1钻削 1.钻床 钻削是钻头或扩孔钻在工件上加工孔的方法。钻削时， 钻头或扩孔钻的回转运动是主运动，钻头或扩孔钻沿自身 轴线方向的移动是进给运动。 （1）钻床 钻削在钻床上进行。常用的钻床有台式钻床、立式钻 床和摇臂钻床等。
1）台式钻床 台式钻床是放置 在台桌上使用的小型 钻床，用于钻削中小 型工件上的小孔，按 最大钻孔直径划分有： 2，6，12，16，20mm 等多种规格。台式钻 床结构简单，主轴通 过变换V带在塔形带轮 上的位置来实现变速， 钻削时具能手动进给。 台式钴床用于单件、 小批盘生产。
钻削较深的孔时，要经常退出钻头，排除切屑，并进行冷却、润滑； 为防止因切屑阻塞而扭断钻头还应采用较小的进给。
机械制造业--钻削、铰削与镗削加工
第6章 钻削、铰 削与镗削加工
内孔表面也是零件上的主要表面之一，根据零件在 机械产品中的作用不同，不同结构的内孔有不同的精度 和表面质量要求。按照孔与其他零件的相对连接关系的 不同，可分为配合孔与非配合孔；按其几何特征的不同 ，可分为通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔等；按其几何形状 不同，可分为圆孔，非圆孔等。 由于孔加工是对零件内表面的加工，对加工过程的观察 、控制困难， 加工难度要比外圆表面等开放型表面的加工大得多。孔 的加工过程主要有以下几个方面的特点： 1）孔加工刀具多为定尺寸刀具，如钻头、铰刀等，刀 具磨损造成的形状和尺寸的变化会直接影响被加工孔的 精度。
二、镗刀的类型及应用
按切削刃数量可分为单刃镗刀、双刃镗刀和多 刃镗刀。按工件的加工表面可分为通孔镗刀、盲孔 镗刀、阶梯孔镗刀和端面镗刀。按刀具结构可分为 整体式、装配式和可调式。
a.单刃镗刀
b.多刃镗刀:①两端都有切削刃,工作时可消除径向 力对镗杆的影响,工件的孔径尺寸与精度由镗刀径 向尺寸保证.②多采用浮动连接结构,可减少镗刀块 安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差.③孔 的加工精度可达IT6-IT7,Ra达0.8μm.
铰削：一般精度为IT8～IT6，表面粗糙度值为 Ra=1.6～0.4um
镗削：一般精度为IT8～IT7，表面粗糙度值为 Ra=6.3～0.8um
§6-1 钻头和钻削加工
孔加工刀具按其用途一般分为两大类：一类是从 实体材料上加工出孔的刀具；另一类是对已有孔进行 再加工的刀具。
一、麻花钻的结构
麻花钻是一种形状较复杂的双刃钻孔或扩孔的标 准刀具。一般用于孔的粗加工（IT11以下精度及表面 粗糙度Ra25—6.3um），也可用于加工攻丝、铰孔 、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。
（3）在切削液润滑作用下，切削刃的钝圆部分只在加 工表面上润滑，使工件表面受到熨压作用，熨压后已 加工表面发生弹性恢复。
内孔表面也是零件上的主要表面之一，根据零件在 机械产品中的作用不同，不同结构的内孔有不同的精度 和表面质量要求。按照孔与其他零件的相对连接关系的 不同，可分为配合孔与非配合孔；按其几何特征的不同 ，可分为通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔等；按其几何形状 不同，可分为圆孔，非圆孔等。 由于孔加工是对零件内表面的加工，对加工过程的观察 、控制困难， 加工难度要比外圆表面等开放型表面的加工大得多。孔 的加工过程主要有以下几个方面的特点： 1）孔加工刀具多为定尺寸刀具，如钻头、铰刀等，刀 具磨损造成的形状和尺寸的变化会直接影响被加工孔的 精度。
二、镗刀的类型及应用
按切削刃数量可分为单刃镗刀、双刃镗刀和多 刃镗刀。按工件的加工表面可分为通孔镗刀、盲孔 镗刀、阶梯孔镗刀和端面镗刀。按刀具结构可分为 整体式、装配式和可调式。
a.单刃镗刀
b.多刃镗刀:①两端都有切削刃,工作时可消除径向 力对镗杆的影响,工件的孔径尺寸与精度由镗刀径 向尺寸保证.②多采用浮动连接结构,可减少镗刀块 安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差.③孔 的加工精度可达IT6-IT7,Ra达0.8μm.
铰削：一般精度为IT8～IT6，表面粗糙度值为 Ra=1.6～0.4um
镗削：一般精度为IT8～IT7，表面粗糙度值为 Ra=6.3～0.8um
§6-1 钻头和钻削加工
孔加工刀具按其用途一般分为两大类：一类是从 实体材料上加工出孔的刀具；另一类是对已有孔进行 再加工的刀具。
一、麻花钻的结构
麻花钻是一种形状较复杂的双刃钻孔或扩孔的标 准刀具。一般用于孔的粗加工（IT11以下精度及表面 粗糙度Ra25—6.3um），也可用于加工攻丝、铰孔 、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。
（3）在切削液润滑作用下，切削刃的钝圆部分只在加 工表面上润滑，使工件表面受到熨压作用，熨压后已 加工表面发生弹性恢复。
第三章钻削与镗削工艺与装备ppt课件
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
§3-2 钻削方法
1．扩孔的特点
（1）扩孔钻因中心不切削，无横刃，切削刃只做成靠边缘 的一段，避免了横刃切削所引起的不良影响。 （2）因扩孔产生的切屑体积小，不需大容屑槽，扩孔钻可 加粗钻芯，提高刚度，切削平稳。 （3）由于容屑槽较小，扩孔钻可做出较多刀齿，增强了导 向作用，一般整体式扩孔钻有3～4个主切削刃。 （4）扩孔时，切削深度较小，切屑易排出，切削阻力小。 （5）由于扩孔时的切削条件优于钻孔，因此扩孔精度可达 IT9～IT10，表面粗糙度值可达Ra3.2～12.5μm，常作为孔的 半精加工及铰孔前的预加工。
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§3-1 钻削加工工艺装备
一、钻削加工方法
钻削加工是在钻床上利用钻孔刀具进行切削的一种方法。 钻削加工时，工件固定不动，刀具随主轴旋转完成主运动，同 时沿轴线移动做进给运动。
§3-2 钻削方法
一、钻孔
1.钻削用量的选择 （1）背吃刀量ap：钻实心孔时，背吃刀量 ap是钻头直径d0的一半。
（2）进给量f：进给量是指钻头旋转一周，
沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。
（3）钻削速度：钻削速度为钻头主切削 刃外缘处的线速度。
钻削用量选择的基本原则是：在允许范围内，尽量选择 较大的进给量f，当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。
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(课件) 钻削、铰削和镗削加工
（半封闭空间、 切削液难以注 入）
钻套 钻模板
工件
钻头切 削部分
5个刀刃 6个刀面
两条主切削刃 两条副切削刃 一条横刃
两个螺旋形前刀面 两个经刃磨获得的后刀面 两个圆弧段的副后刀面
钻削要素
• 切削速度：钻头外圆处的线速度。vc=πd0n/1000 • 进给量f：钻头或工件每转一转，它们之间的轴向相
5.3 钻削、铰削 和镗削加工
钻削、铰削和镗削都是内孔加工方法，钻削是 在实体工件上加工出孔来，而铰削和镗削则是 对已有孔进行进一步加工。
孔加工的不同方法和特点
• 孔： 连接关系：配合孔、非配合孔 几何特征：通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔 几何形状：圆孔、非圆孔 • 孔加工方法： 从实体上加工出孔； 对已有孔进行半精或精加工； • 非配合孔用钻削加工，需要精加工的孔一般在钻削后
多刃镗刀（定尺寸刀具）
固定式：用于粗镗或半精镗 直径大于40mm的孔。 可调浮动式：采用一定结构 可以调整两刀刃之间的距离， 从而是一把刀具可以加工不 同直径的孔。加工质量高、 生产效率高成本高，适用于 批量生产、精加工箱体类零 件上直径加大的孔。
钻床
• 一般用于加工尺寸比较小、精度要求不太高的孔。它 可以进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等加工。
铰刀的主要几何参数
• 前角：加工余量小，前角基本不起作用，一般等于 0°，韧性较大的材料，为了减小变形可取5°~10°
• 后角：为了避免重磨后刀面导致直径尺寸变化，后角 尽量取小。
• 主偏角：过大→切削部分短，定位精度差。过小→铰 韧性材料时产生过大的切屑变形。
• 手用铰刀→较小的主偏角，机用铰刀→大主偏角。 • 铰韧性材料→kr=12~15°，铰脆性材料→kr=3~5° • 粗铰→kr=45°
钻套 钻模板
工件
钻头切 削部分
5个刀刃 6个刀面
两条主切削刃 两条副切削刃 一条横刃
两个螺旋形前刀面 两个经刃磨获得的后刀面 两个圆弧段的副后刀面
钻削要素
• 切削速度：钻头外圆处的线速度。vc=πd0n/1000 • 进给量f：钻头或工件每转一转，它们之间的轴向相
5.3 钻削、铰削 和镗削加工
钻削、铰削和镗削都是内孔加工方法，钻削是 在实体工件上加工出孔来，而铰削和镗削则是 对已有孔进行进一步加工。
孔加工的不同方法和特点
• 孔： 连接关系：配合孔、非配合孔 几何特征：通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔 几何形状：圆孔、非圆孔 • 孔加工方法： 从实体上加工出孔； 对已有孔进行半精或精加工； • 非配合孔用钻削加工，需要精加工的孔一般在钻削后
多刃镗刀（定尺寸刀具）
固定式：用于粗镗或半精镗 直径大于40mm的孔。 可调浮动式：采用一定结构 可以调整两刀刃之间的距离， 从而是一把刀具可以加工不 同直径的孔。加工质量高、 生产效率高成本高，适用于 批量生产、精加工箱体类零 件上直径加大的孔。
钻床
• 一般用于加工尺寸比较小、精度要求不太高的孔。它 可以进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等加工。
铰刀的主要几何参数
• 前角：加工余量小，前角基本不起作用，一般等于 0°，韧性较大的材料，为了减小变形可取5°~10°
• 后角：为了避免重磨后刀面导致直径尺寸变化，后角 尽量取小。
• 主偏角：过大→切削部分短，定位精度差。过小→铰 韧性材料时产生过大的切屑变形。
• 手用铰刀→较小的主偏角，机用铰刀→大主偏角。 • 铰韧性材料→kr=12~15°，铰脆性材料→kr=3~5° • 粗铰→kr=45°
第10章钻削和镗削加工
第10章钻削和镗削加工内圆的切削加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔、拉孔、磨孔、金刚镗、精密磨削、超精加工、珩磨、研磨和抛光等；特种加工方法有电火花穿孔、超声波穿孔和激光打孔等。
本章节将介绍钻孔、扩孔、铰孔和镗削加工10.1钻削加工用钻头在实体工件上加工出孔的方法称为钻孔。
钻孔只能加工精度要求不高的孔或进行孔的粗加工，公差等级一般为ITll～IT10级，表面粗糙度值一般为Ra100μm～25μm。
钳工钻孔多在钻床上进行，其加工特点有钻削力大，切削温度高，摩擦严重，传热散热困难，钻头易产生振动和易磨损，加工精度低等。
10.1.1 钻削加工工艺范围图10-1 钻削加工工艺10.1.2钻削加工设备单件、小批量生产的，中小型工件上的小孔(一般D<13mm)，常用台式钻床加工；中小型工件上直径较大的孔(一般D<50mm)，常用立式钻床加工；大中型工件上的孔，则采用摇臂钻床加工。
1．立式钻床、摇臂钻床图10-2 立式钻床图10-3 摇臂钻床2．数控钻床图10-4 数控钻床10.1.2麻花钻结构1、麻花钻的结构要素图10-5 麻花钻组成2、麻花钻的主要角度图10-6 麻花钻结构与角度麻花钻：直柄麻花钻（φ0.5~φ20）、锥柄麻花钻（φ8~φ80）钻头材料：钻头一般为高速钢材料。
钻头结构：两主两副一横刃，两前刀面（螺旋面）、两后刀面、两副后刀面等。
麻花钻的角度：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。
后角αf：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°。
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、其它钻头标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差等结构问题，生产中为了提高钻孔的精度和效率，常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻”使用。
钻削和镗削工艺
? 分析：
? 该夹具采用了快换垫圈和螺母夹紧工件，夹紧机构 简单且夹紧可靠。钻完一个孔后，翻转90°再钻另一个 孔。此夹具适合于中、小批量生产。
? 颈部：在铰刀制造和刃磨时起空刀作用
? 柄部：铰刀的夹持部分，铰削时用来传递转矩，有直柄 和锥柄（莫氏标准锥度）两种
铰刀
手用铰刀
机用铰刀
铰刀的种类
按使用 方法 按结构
按外部 形状
按切削 部分材 料
分类
手用铰刀
机用铰刀
整体式圆柱铰刀
可调式手用铰刀
直槽铰刀
锥 铰刀
1:10 莫氏锥度 1:30
1:50
台式钻床
立式钻床
? 底座 ? 工作台 ? 主轴 ? 进给箱 ? 主轴箱 ? 电动机 ? 立柱
立式钻床
摇臂钻床
? 立柱座 ? 立柱 ? 摇臂 ? 主轴 ? 工作台 ? 底座
三、钻削刀具
? 钻削刀具又称孔加工刀具。根据所加工孔的形状、
规格、精度等要求，孔加工刀具分为许多类型。 ? 根据加工对象不同常分为两大类： ? 一类是在实体材料加工孔的刀具，包括中心钻、麻
高速钢扩孔钻
硬质合金扩孔钻
套装式扩孔钻
? 扩孔钻的特点：
? 1）扩孔钻的加工余量小，主刀刃短，容屑槽浅，齿数 比麻花钻多。所以扩孔钻的导向性好，刚性好，切削平 稳。
? 2）扩孔钻加工后，孔的精度可达IT10～IT11级，表面 粗糙度为Ra3.2～6.3μm。
? 3）直径10～32㎜的扩孔钻常做成整体式；直径23～80 ㎜的扩孔钻常做成套装式的。
2 ～φ 30㎜。
? 麻花钻的材料：一般用高速钢W18Cr4V 或 W9Mo6V2制成，淬火后的硬度达HRC62～68。
钻削、铰削与镗削加工
（2）铰刀是定直径的精加工刀具。铰削的生产效率比其他精加工方法高，但是其适应性较差，一种铰刀只能用于加工一种 尺寸的孔、台阶孔和盲孔。此外，铰削对孔径也有所限制，一般应小于80 mm。
- 17 -
6.2 铰削加工与铰刀
二、铰刀的结构
铰刀由柄部、颈部和工作部组成。工作部包括切削部分和校准部分。切削部分担任主要的切削工作，校准部分起导向、 校准和修光作用。为减少校准部分刀齿与已加工孔壁的摩擦，并防止孔径扩大，校准部分的后端为倒锥形状。
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6.4 钻床与镗床
2. 摇臂钻床 摇臂钻床是摇臂绕立柱回转和升降、主轴箱在摇臂上作水平移动的钻床。
其结构如图6.17 所示，大、中型工件上的孔通常采用摇臂钻床加工。在加工时， 工件在底座（或工作台）上安装固定，通过调整摇臂和主轴箱的位置来对正被 加工孔的中心。摇臂钻床广泛用于大、中型零件的加工。
- 11 -
6.1 钻削加工与钻头
- 12 -
6.1 钻削加工与钻头
2. 可转位浅孔钻 图6.5 所示为硬质合金可转位浅孔钻。它是20 世纪70 年代末出现的新型钻头，适合在车床上加工 d ＝ 17.5 ～ 80 mm、l / d
≤ 3 的中等直径浅孔。
- 13 -
6.1 钻削加工与钻头
3. 错齿内排屑深孔钻 错齿内排屑深孔钻是常用的深孔加工钻头。工作时钻头与钻杆连接，通过刀架带动经液封头钻入工件。通过刀齿的交错排
切削部分的刀齿没有刃带，校准部分刀齿则留有0.05 ～ 0.3 mm 宽的刃带，以起修光和导向作用，也便于铰刀制造和检验。 （2）切削锥角2Φ
主要影响进给抗力的大小、孔的加工精度和表面粗糙度以及刀具耐用度。2Φ 取得小时，进给力小，切入时的导向性好； 但由于切削厚度过小产生较大的切削变形，同时切削宽度增大使卷屑、排屑产生困难，并且切入切出时间增长。
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6.2 铰削加工与铰刀
二、铰刀的结构
铰刀由柄部、颈部和工作部组成。工作部包括切削部分和校准部分。切削部分担任主要的切削工作，校准部分起导向、 校准和修光作用。为减少校准部分刀齿与已加工孔壁的摩擦，并防止孔径扩大，校准部分的后端为倒锥形状。
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6.4 钻床与镗床
2. 摇臂钻床 摇臂钻床是摇臂绕立柱回转和升降、主轴箱在摇臂上作水平移动的钻床。
其结构如图6.17 所示，大、中型工件上的孔通常采用摇臂钻床加工。在加工时， 工件在底座（或工作台）上安装固定，通过调整摇臂和主轴箱的位置来对正被 加工孔的中心。摇臂钻床广泛用于大、中型零件的加工。
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6.1 钻削加工与钻头
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6.1 钻削加工与钻头
2. 可转位浅孔钻 图6.5 所示为硬质合金可转位浅孔钻。它是20 世纪70 年代末出现的新型钻头，适合在车床上加工 d ＝ 17.5 ～ 80 mm、l / d
≤ 3 的中等直径浅孔。
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6.1 钻削加工与钻头
3. 错齿内排屑深孔钻 错齿内排屑深孔钻是常用的深孔加工钻头。工作时钻头与钻杆连接，通过刀架带动经液封头钻入工件。通过刀齿的交错排
切削部分的刀齿没有刃带，校准部分刀齿则留有0.05 ～ 0.3 mm 宽的刃带，以起修光和导向作用，也便于铰刀制造和检验。 （2）切削锥角2Φ
主要影响进给抗力的大小、孔的加工精度和表面粗糙度以及刀具耐用度。2Φ 取得小时，进给力小，切入时的导向性好； 但由于切削厚度过小产生较大的切削变形，同时切削宽度增大使卷屑、排屑产生困难，并且切入切出时间增长。
钻削与镗削加工钻削运动与加工范围
图 6.4 标准型群钻结构
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其修磨主要特征为： （ 1 ）将横刃磨短、磨低，改善横刃处切削条件。 （ 2 ）将靠近钻心附近主刃修磨成一段顶角较大的 折线刃和一段圆弧刃 , 以增大该段切削刃前角。同时 ，对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用。 （ 3 ）在外直刃上磨出分屑槽，改善断屑、排屑情 况。 经过综合修磨而成的群钻 , 切削性能显著 提高。钻削时轴向力下降 35% ～ 50%, 扭矩降低 10% ～ 30% ，刀具使用寿命提高 3 ～ 5 倍 , 生产 率、加工精度都有显著提高 。
两条主切削刃 5 个刀刃 、
两个刀尖
钻头 切削 部分
两条副切削刃 一条横刃、两个刀尖 两个螺旋形前刀面
6 个刀面
Hale Waihona Puke 两个后刀面 两个副后刀面思考题： 1 、麻花钻切削部分的组成如何 ？
2 、麻花钻的主要几何参数。有：
螺旋角 β 、顶角 2Ф 、前角 γo 、后角 α 。和横刃斜角 ψ 等 。
麻花钻的规格：直柄麻花钻（ φ0.5~φ20 ）
1 、钻削加工的主要问题
1 ）导向定心问题：钻头刚性差，易引偏。 采取的措施： P122-123 （例） 2 ）排屑问题： 钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦 已加工表面，表面质量差。 采取的措施： P123 3 ）冷却问题：冷却困难。 采取的措施：加冷却液，分段钻削，定时 推出的方法来冷却钻头。 故钻孔加工生产效率低。
麻花钻的两个刃瓣可以看作两把对称的车刀。
图
标准高速钢麻花钻
其切削部分的组成为：
前刀面 ---- 螺旋槽的两螺旋面； 主后刀面 ---- 与工件过渡表面（孔底）相对的端部两曲面； 副后刀面 ---- 与工件的加工表面（孔壁）相对的两条棱边； 主切削刃 ---- 螺旋槽与主后刀面的两条交线； 副切削刃 ---- 棱边与螺旋槽的两条交线； 横刃 ---- 两后刀面在钻芯处的交线。 刀尖 ---- 主切削刃与副切削刃的交点（两个）。