3-3-2套类工件的加工——麻花钻2
中职金属切削加工基础教案：钻床及常见孔加工(全3课时)
中等专业学校2023-2024-1教案教学内容1、台式钻床台式钻床简称台钻(图2-4-2)，是一种小型机床，安放在钳工台上使用，多为手动进钻，其钻孔直径一般在12~15 mm。
台式钻床主要用于加工小型工件上的各种孔钳工中用得最多。
2、立式钻床立式钻床简称立钻(图2-4- 3)，是万能性通用机床，一般用来钻中小型工件上的孔，其规格用最大钻孔直径表示。
常用的立式钻床有25 mm、35 mm、40 mm、50 mm等几种。
立式钻床工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，可用于钻孔、扩孔、铰孔、划端面、钻沉座孔(锪)、攻螺纹等作业，借助于夹具也可以进行镗孔。
教学内容3、摇臂钻床摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂(图2-4- 4)。
主轴箱可在摇臂上做橫向移动，并可随摇臂沿立柱上下做调整运动，因此，操作时能很方便地调整到需钻削的孔的中心，而工件无须移动。
在各类具备钻孔功能的机床中，摇臂钻床由于操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性。
特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工。
(二)钻床的型号表达(1) Z5135型立式钻床，其型号含义如图2-4-5所示。
教学内容(2) Z3050型摇臂式钻床，其型号含义如图2-4- 6所示。
板书设计钻床及常见孔加工一、钻床二、钻床的型号表达三、总结1.台式钻床四、巩固2.立式钻床五、作业3.摇臂钻床教后札记中等专业学校2023-2024-1教案教学内容麻花钻通常直径范围为0.25~80mm。
麻花钻的工作部分有两条螺旋形的沟槽。
1.麻花钻的结构麻花钻由工作部分、柄部和颈部组成。
如图2-4- 7所示。
(1)工作部分麻花钻的工作部分分为：切削部分、导向部分。
①切削部分麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。
麻花钻的钻心直径为(0.125~0. 15)D(D为钻头直径)。
两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为顶角(2p)，如图2-4- 8所示。
标准麻花钻的顶角2φ= 118°。
套类零件加工习题
套类零件加工习题一、单项选择题1.若钻孔需要分两次进行，一般孔径应大于( )A.10mmB.20mmC.30mmD.40mm2.标准麻花钻切削部分切削刃共有( )A.6B.5C.4D.33.扩孔钻的刀齿一般有( )A.2-3 个B.3-4个C.6-8个D.8-12个4.加工大中型工件的多个孔时，应选用的机床是（）A. 卧式车床B.台式钻床C.立式钻床D.摇臂钻床5.铰刀的直径愈小，则选用每分钟转速（）A.愈高B.愈低C.值一样D.呈周期性递减6. 钻套与工件间的排屑间隙h值（）A.越大越好B.越小越好C.可取任意值D.一般为钻套内孔孔径的1/3—17.下列机床中，只有主运动而没有进给运动的是（）A.车床B.刨床C.钻床D.拉床二、多项选择题1.适宜铰削的孔有( )A.通孔B.盲孔C.带内回转槽的孔D.阶梯孔2.钻-扩-铰方案适于加工( )A.中小孔B.精度要求较高的孔C.大批大量的孔D.有一定批量的孔E.淬硬工件上的孔3.下列加工方法中，适合有色金属精加工的方法有（）A.磨削B.金刚车C.珩磨D.金刚镗4.下列材料的套筒类零件的内孔精密加工可采用珩磨的（）A．铸铁 B．铜C．淬硬的钢件 D．不淬硬的钢件5.属于内圆磨削的特点有：（）A．可用来磨削淬火钢套筒零件B．磨削速度低，磨削效率低C．排屑方便D．砂轮轴受到工件孔径与长度的限制，轴的刚性差，容易弯曲变形与振动，因而影响加工精度和表面粗糙度1. 钻套的主要结构参数( )A.钻套的外径尺寸B.钻套的内径尺寸C.钻套的导向高度D.钻套与工件间的排屑间隙三、判断题1.拉削相当于多刀刨削，粗、半精和精加工一次完成，因而生产率高。
（）2.镗削适合加工复杂和大型工件上的孔，尤其是直径较大的孔及内成形表面或孔内回环槽。
（）3.珩磨既能修正孔的位置偏差，又能使孔获得很高的尺寸精度和形状精度。
（）4.珩磨能使孔获得很高的尺寸精度和形状精度，但珩磨不能修正孔的位置偏差。
机械制造技术基础第3章习题解答
3、刀具既旋转又进给 镗杆的悬伸长量是变化的，镗杆的受力变形也是变化的，靠近主轴箱 处的孔径大，远离主轴箱处的孔径小，形成锥孔。镗杆悬伸长度增大， 主轴因自重引起的弯曲变形也增大，被加工孔轴线将产生相应的弯曲。
选择孔、端面的加工方法。 1.何种加工方法,2.何种机床,3.何种刀具,4.绘制示意图
1.孔:钻孔—半精镗—精镗； 端面:粗铣—半精铣—精铣 2.孔:卧式镗床； 端面:卧式铣床 3.孔:镗刀、麻花钻； 端面:组合三面刃铣刀
• 主轴前端采用短锥法兰式 C 型结构，用于安装卡盘或拨盘。如图 316所示，卡盘座 4 由主轴 3 端部的短圆锥定位，将4个螺栓5通过主轴 轴肩及锁紧盘 2上的孔拧入卡盘坐4的螺孔中，再将锁紧盘2沿顺时针 方向相对主轴转过一个角度，使螺栓5进入锁紧盘2的窄槽内，螺钉 1 锁紧。最后拧紧螺母6，即可将卡盘牢靠的安装在主轴的前端。这种 结构装卸方便，工作可靠，定心精度高。
– 最大齿轮加工直径为500mm滚齿机
机床的主要参数有哪些？p74
车床:最大车削直径 铣床:最大工作台宽度 钻床:最大钻孔直径 齿轮加工机床:齿轮分度圆最大加工直径 磨床:最大磨削直径 刨床:最大工作台宽度
3-4 何为外传动链？内传动链？其本质区别是什么？
• 外传动链:动力源与执行机构的联系 • 使执行机构按预定的速度运动和传递动力； • 传动比只影响运动速度不影响发生线的性质； • 不要求严格的传动比。 • 内传动链 • 两个执行机构之间的运动联系 • 将两个或以上独立运动组成一个复合成形运动 • 传动比及其相对位移量将影响发生线精度和性质。
《钳工工艺与技能训练》第6章孔加工
切削深度是指已加工表面与待加工表面间的垂直距离，对于 钻孔而言，切削深度为ap＝D／2(mm)，即等于钻头的半径。
2.钻孔切削用量的选择
（1）切削深度的选择
钻孔时，切削深度是由钻头的直径所决定，钻头直径越大， 切削深度也就越大。而钻头的直径又决定于所加工孔的孔径。 所以对直径小于30mm的孔，可一次钻出；而对直径为30～ 80mm的孔，为减小切削深度以降低所需机床功率，一般分两 次钻削，即先用(0.5～0.7)D(D为要求的孔径)的钻头钻孔， 然后用直径为D的钻头将孔扩大。这样不仅可以提高钻孔的质 量，同时也可以保护机床。
钻头的直径和进给量确定后，切削速度按钻头的合理耐用度进行 选择。当材料的强度、硬度高，钻孔直径较大时，宜用较低的切削 速度，转速也相应降低些，进给量也应减小。反之，则可选用较高 的转速，进给量也可适当增加。当钻头直径小于5mm时，应选用很高 的转速，但进给量不能过大，一般应采用手动进给，以免折断钻头。
1.修磨主切削刃
将主切削刃置于水平状态，钻头中心线和砂 轮圆柱面母线在水平面内形成的夹角等于钻头顶 角的一半。刃磨时，右手握住钻头的头部作定位 支点，左手握住钻柄，将刃口平行接触砂轮面， 逐渐刃磨。在刃磨时，将钻头沿轴线顺时针转动 35°～40°，钻柄向下摆动约等于后角。如此反 复进行2～3次，即可磨好一条主切削刃。再反转 180 °磨另一条主切削刃，此时应保持钻头只绕 其轴线做转动，而不改变空间位置，这样即可磨 出与轴线对称的顶角。
a） 钻头变径套 b） 拆卸方法
（六）钻孔的切削用量和冷却润滑
1.钻孔切削用量 ①切削速度v
切削速度v是钻孔时钻头直径上最外一点的线速度，可由 下式计算
v=πDn／1000
(m/min)
麻花钻
一、麻花钻结构特点麻花钻是最常用的孔加工刀具，此类钻头的直线型主切削刃较长，两主切削刃由横刃连接，容屑槽为螺旋形（便于排屑），螺旋槽的一部分构成前刀面，前刀面及顶角（2Ø）决定了前角g的大小，因此钻尖前角不仅与螺旋角密切相关，而且受到刃倾角的影响。
麻花钻的结构及几何参数见图1。
D：直径 y：横刃斜角 a：后角 b：螺旋角Ø：顶角 d：钻芯直径 L：工作部分长度图1 麻花钻结构及切削部分示意图横刃斜角y是在端面投影中横刃与主切削刃之间的夹角，y的大小及横刃的长短取决于靠钻芯处的后角和顶角的大小。
当顶角一定时，后角越大，则y越小，横刃越长（一般将y控制在50°～55°范围内）。
二、麻花钻受力分析麻花钻钻削时的受力情况较复杂，主要有工件材料的变形抗力、麻花钻与孔壁和切屑间的摩擦力等。
钻头每个切削刃上都将受到Fx、Fy、Fz三个分力的作用。
图2 麻花钻切削时的受力分析如图2所示，在理想情况下，切削刃受力基本上互相平衡。
其余的力为轴向力和圆周力，圆周力构成扭矩，加工时消耗主要功率。
麻花钻在切削力作用下产生横向弯曲、纵向弯曲及扭转变形，其中扭转变形最为显著。
扭矩主要由主切削刃上的切削力产生。
经有限元分析计算可知，普通钻尖切削刃上的扭矩约占总扭矩的80％，横刃产生的扭矩约占10％。
轴向力主要由横刃产生，普通钻尖横刃上产生的轴向力约占50％～60％，主切削刃上的轴向力约占40％。
图3 钻芯直径d-刚度Do关系曲线以直径D=20mm麻花钻为例，在其它参数不变情况下改变钻芯厚度，从其刚度变化曲线（见图3）可以看出，随着钻芯直径d增加，刚度Do增大，变形量减小。
由此可见，钻芯厚度增加明显增加了麻花钻工作时的轴向力，直接影响刀具切削性能，且刀具刚度的大小对加工几何精度也有影响。
由于普通麻花钻的横刃为大负前角切削，钻削时会发生严重挤压，不仅要产生较大轴向抗力，而且要产生较大扭矩。
对于一些厚钻芯钻头，如抛物线钻头（G钻头）和部分硬质合金钻头（其特点之一是将钻芯厚度由普通麻花钻直径的11％～15％加大到25％～60％）等，其刚性较好，钻孔直线度好，孔径精确，进给量可加大20％。
-麻花钻
6.2.2 麻花钻（P101）一、概述 （1）工艺范围钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔、锪端面等。
（见P106、表6-1）（2）切削运动①主运动：钻头旋转运动（r/min ） ②进给运动：钻头轴向垂直进给（mm/r ） （3）加工精度 IT13～IT11 Ra12.5～Ra6.3μm 二、麻花钻的组成 1、柄部（莫氏锥孔）主 轴————莫氏锥柄＞（莫氏锥柄）钻夹头（圆柱形）直 柄⎪⎭⎪⎬⎫→→→→≤mm 12d 12mm d ※柄部作用：夹持钻头、连接主轴、传递转矩与轴向力（进给）2、颈部（1）磨削钻头直径时的退刀槽。
（2）打印规格与厂标处。
3、工作部分 （1）导向部分①（两条）螺旋槽⇒容屑；排屑通道。
②（两条）螺旋棱边（刃带）⇒钻头导向；保持圆的孔形。
（2）切削部分切削刃）切削作用（内孔车刀主、主切削刃圆锥面 后刀面螺旋面前刀面：切削刃形成的→⎭⎬⎫≈→→4217→刃带（棱边）→导向（前大后小） 3→副切削刃→修光和导向 8→副后刀面（7） 5：横刃※两个后刀面的交线（一条横刃）。
※切削条件差（V cmin ≈0；F f ↑；Q ↑）。
三、麻花钻的结构参数1、d ：钻头直径，两刃带间的垂直距离。
⎪⎩⎪⎨⎧→→→擦。
减少刃带与孔壁间的摩前大后小）（～倒锥量＞后前mm 10012.005.0d d2、d 0：钻心（两旁为螺旋槽） ※d 0＝0.15d （mm ）※前小后大（钻头轴向刚度↑）→正锥量→10024.1～（mm ） 3、螺旋角ββ：钻头刃带棱边螺旋线展开成的直线（斜边）与钻头轴线的夹角。
（1）主切削刃外径处（A 点）Pr.2tan 1-A πβ＝ 又：P ＝2π.r.tan βAP-钻头螺旋沟导程 （2）主切削刃钻心X 点：A 1x1-X r.tan .2.2tan P .2tan βπππβx r r -=＝ A1-X r.tan tan ββxr ＝（3）⎩⎨⎧↓⇒→↑⇒→→minx x maxA r βββββr 钻心孔 外径处 （4）→β实际上是钻头假定工作平面内的进给前角（γfx =β，见后面讲解）∴⎩⎨⎧↑↑最小、切削最差 钻心处 最大、切削轻快 外径处 fx min fx max fx γβγβγβ四、麻花钻的几何参数 1、基面与切削平面（图6－9） （1）基面P r ：rA C P V A 基面 平面垂直的②且与该点平面在内的轴线点与钻头①过⇒⎭⎬⎫（2）切削平面P sSA rA P P A ⇒⇒⎭⎬⎫并垂直于基面②与主切削刃相切 点 ①过见P11，还有： （3）P o 正交平面 （4）P f 进给平面（5）P p 背平面（复习P11）各点基面均不同。
项目3-2孔加工(扩孔、铰孔)
• 锪孔是指用锪钻在孔口表面加工出 一定形状的孔或表面的方法。可分 为锪圆柱形沉孔、锪锥形沉孔和惚 凸台平面等几种形钻
鍃沉孔
鍃锥孔
鍃凸平面
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项目3孔加工—扩孔、铰孔
• 三、铰孔
• 1.铰刀的组成和种类
• (1)铰刀的组成铰刀由工作部分、颈部和柄部 三个部分组成，如图3-32所示。 • (2)铰刀的种类铰刀通常由高速钢或高碳钢制 成，适用范围广，其分类及结构特点与应用 见表3-7 。铰刀的基本类型如图3-33所示。
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图3-32铰刀
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表3-7铰刀的种类
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图3-33钻阶梯孔
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• 2.铰孔方法 • (1)铰削用量铰削用量包括铰削余量、机铰的切削速 度和进给量。其大小对铰削过程中的摩擦、切削力、切 削热以及积屑瘤的产生等有很大的影响，并直接影响孔 加工的精度和表面粗糙度。 • (2)铰削余量铰削余量是指上道工序完成后，在直径 方向留下的加工余量。铰削余量不宜太大或太小，因为 铰削余量太大时，每一刀齿的切削负荷增大，破坏了切 削过程的稳定性，会使尺寸精度降低，表面粗糙度值增 大，同时加剧铰刀磨损。而铰削余量太小时，上道工序 残留的变形难以纠正，原有的加工刀痕也不能去除，使 铰孔质量达不到要求。
表3-8铰削余量
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表3-9机铰时的切削速度和 进给量
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表3-10铰孔时的切削液
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项目3孔加工—扩孔、铰孔
课后作业： 1、什么是扩孔？扩孔的背吃刀量怎样确 定？ 2、什么是锪孔？锪孔有哪几种形式？ 3、简述铰孔的操作要点。
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项目3孔加工—扩孔、铰孔
项目3孔加工—扩孔、铰孔
• 选择铰削余量时，应考虑到铰孔精度、孔径大 小、表面粗糙度、材料的软硬、铰刀类型以及 加工工艺等，可参考表3-8列出的铰削余量的 范围。 • (3)机铰时的切削速度和进给量铰削时的切削 速度和进给量要选择的适当，否则铰刀容易磨 损，且影响加工质量。具体选择可参考表3-9 • (4)切削液在铰削过程中必须要选择适当的切 削液，以减小摩擦、冲掉切屑和消散热量，防 止产生积屑瘤或孔径扩大的现象。具体选择可 参考表3-10 上一页 返回
车工工艺试题库
车工工艺试题库第一章车削的基本知识一、填空题：1、在机械制造业中，车床占机床总数的随着科技的进步，数控车床的数量也已占到数控机床总数的左右。
答案：30%25%2、车床床身是车床的大型部件，它有两条精度很高的导轨和导轨。
答案：基础V形矩形3、按其作用，车削运动可分为和两种。
答案：主运动进给运动4、车削时，工件上形成了、和三个表面。
答案：已加工表面过渡表面待加工表面5、90°车刀又称为，主要用来车削工件的、和答案：偏刀外圆端面倒角6、装刀时必须使修光刃与平行，且修光刃长度必须进给量，才能起修光作用。
答案：进给方向大于7、当车刀刀尖位于主切削刃S的最高点时，入S0°（〉、=、V）。
车削时，切屑排向工件的表面方向，刀尖强度较，适用于车。
答案：〉待加工小精8、为测量车刀的角度，假想的三个基准坐标平面是、和，这三者之间的关系是答案：基面切削平面正交平面相互垂直9、高速钢刀具常用于承受冲击力的场合，特别适用于制造各种结构复杂的刀具和刀具；但是不能用于切削。
答案：较大成形孔加工高速10切削用量是表示和大小的参数。
它是、和切削速度三者的总称、故又把这三者称为切削用量的答案：主运动进给运动背吃刀量进给量三要素11、根据进给方向的不同，进给量又分为和两种。
其中是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。
答案：纵进给量横进给量横进给量12、切削液主要有、和等作用。
对于精加工，作用就显得更加重要了。
答案：冷却作用润滑作用清洗作用润滑作用13、车削时常用的切削液有切削液和切削液两大类。
其中乳化液属于切削液，切削液主要起润滑作用。
答案：水溶性油溶性水溶性油溶性二、判断题1、车削时，工件的旋转运动是主运动。
（）答案：T2、车削时，进给运动是机床的主运动，它消耗机床的主要动力。
（）答案：F3、能够用来车削工件外圆的车刀有90°车刀、75°车刀和45°车刀（）答案：T4、车刀切削刃可以是直线，也可以是曲线。
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③当钻头刚接触工件端面和钻通孔快要钻透时，进给量要小，以防钻头折断。
④钻小而深孔时，应先用中心钻钻中心孔，避免将孔钻歪。
⑤钻深孔时，切屑不易排出，要经常把钻头退出清除切屑。
⑥钻削钢料时，必须浇注充分的切削液，使钻头冷却。钻铸铁时可不用切削液。
3．麻花钻的名义螺旋角是指( )的螺旋角。
A．外缘处B．钻心处
C．1／3直径处D．1/2直径处
课堂小结
麻花钻在套类工件加工中，要灵活掌握切削材料和要素。
课外作业
课后复习题第6、7、8题P89
教学反思
熟能生巧，多用多练方能熟练掌握。
当两者的规格不相同时，就必须在钻柄处装一个与尾座套筒规格相同的过渡锥套，然后再将过渡锥套装入尾座套筒锥孔内。
(3)用V形架装夹
是用两块V形架将直柄钻头装夹在刀架上，钻孔前，要先校准中心，钻孔时，可利用床鞍的自动纵向进给进行钻孔。
(4)用专用夹具装夹
将专用夹具装夹在刀架上，锥柄钻头可插入专用夹具的锥孔中，如装夹直柄钻头，专用夹具应是圆柱孔，侧面用螺钉紧固。钻削前，应先校准中心，然后利用床鞍的纵向进给进行钻孔。
新授：
一、关于麻花钻的正确装夹
不同类型的麻花钻装夹各有讲究，就常用的麻花钻装夹介绍如下：
(1)直柄麻花钻的装夹
直柄麻花钻常用钻夹头装夹，然后将钻夹头锥柄装入车床尾座套筒锥孔中即可进行钻削。
(2)锥柄麻花钻的装夹
锥柄麻花钻的柄部是莫氏圆锥。
当钻头锥柄的规格与尾座套筒锥孔的规格相同时，可直接把钻柄装入尾座锥孔内。
车工工艺与技能训练授课教案NO：3.3.2
课题
3.3.2套类工件的加工——麻花钻2
课型
新授
教具
黑板、多媒夹
2、掌握麻花钻钻孔要素
教学重点
掌握麻花钻正确装夹
教学难点
熟练运用装夹及钻孔的要素
教学方法
讲授
教学过程
主要教学内容
引入新课：
前面，我们了解和学习了麻花钻的基本知识，今天，我们就麻花钻的钻孔进行学习。
③进给量，
在车床上钻孔时，工件转1周，钻头沿轴向移动的距离为进给量。在车床上是用手慢慢转动尾座手轮来实现进给运动。进给量太大会使钻头折断。用直径为12 mm一25 mm的钻头钻削钢料时，进给量选0.15 mm/r—0.35 mm/r；钻铸铁时，进给量可略大些。
(2)钻孔时注意事项’
①将钻头装入尾座套筒中，找正钻头轴线与工件旋转轴线相重合，否则会使钻头折断。
(3)钻孔质量分析
钻孔时，产生废品的主要原因是孔歪斜以及孔过大，产生原因及预防措施详见课本P68表3 -1。
三、随堂练习：
1．麻花钻上靠外缘处最小的角度是( )。
A．螺旋角B.前角
C．后角D．横刃斜角
2．标准麻花钻的螺旋角应在( )之间。
A．15°～20°B．18°～30°
C．40°～50°D．-30°～30°
二、麻花钻钻孔的方法
(1)钻孔时切削用量
①切削深度
钻孔时的切削深度是钻头直径的一半。
②切削速度
钻孔时的切削速度是指钻头主切削刃外缘处的线速度。
vc= πdn/1000
式中：vc——切削速度，m/nin；
d——钻头的直径，mm；
n——-车床主轴转速，r/m/n。
用高速钢钻头钻钢料时，切削速度一般选15 m/min~30 m/min，钻铸铁时取10 m/min一25 m/nmi。