机械加工一体化教材—镗削模块

模块六镗削模块第一章镗削基础知识第一节常用镗床简介镗床主要是用镗刀对工件已有的孔进行镗削的机床，使用不同的刀具和附件还可钻削、铣削、切螺纹及加工外圆和端面等。

1769年瓦特取得实用蒸汽机专利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。

1774年英国人威尔金森发明炮筒镗床，次年用于加工蒸汽机汽缸体。

1776年他又制造了较为精确的汽缸镗床。

1880年前后，德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。

为了能对特大、特重的工件进行加工，20世纪30年代发展了落地镗床。

随着铣削工作量的增加，50年代出现了落地镗铣床。

二十世纪初，由于钟表仪器制造业的发展，需要加工孔距误差较小的设备，在瑞士出现了坐标镗床。

现在的镗床大多已采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。

一、镗床的类型及结构特点镗床的类型主要有：卧式镗床、坐标镗床和精镗床。

1．卧式镗床卧式镗床的主轴呈水平布置且可以轴向进给，主轴箱沿立柱导轨垂直运动，工作台可纵向或横向运动。

卧式镗床除镗孔外，还可以用各种孔加工刀具进行钻孔、扩孔和铰孔，安装端面铣刀铣削平面等。

卧式镗床主要用来对形状复杂的大中型零件如箱体、床身、机架等形位精度要求较高的零件进行加工。

卧式镗床主要部分的名称和用途：图6-1-1 卧式镗床1-后支架 2-后立柱 3-工作台 4-镗杆 5-平旋盘 6-径向滑板7-前立柱 8-主轴箱 9-后尾筒 10-床身 11-下滑座 12-上滑座主轴箱8可沿立柱7的导轨上下移动。

在主轴箱中，装有主轴部件、主运动和进给运动变速机构以及操纵机构。

根据加工情况不同，刀具可以装在镗杆4或平旋盘5上。

加工时，镗杆4旋转完成主运动，并可沿轴向移动完成进给运动。

平旋盘只能做旋转主运动。

装在后立柱2的的后支架1，用于支撑悬伸较大的镗杆的悬伸端，以增加刚性。

后支架可以沿后立柱上的导轨与主轴箱同步升降，以保持其上的支撑孔与镗杆在同一轴线上。

后立柱可沿床身10的导轨左右移动，以适应镗杆不同长度的需要。

工件安装在工作台3上，可与工作台一起随下滑座11、上滑座12作纵向或横向移动。

工作台还可以绕上滑座12的圆导轨在水平面内转位，以便加工成互为一定角度的平面或孔。

当刀具装在平旋盘5的径向刀架上时，径向刀架可带着刀具作径向进给，以镗削端面。

2．坐标镗床坐标镗床是一种具有精密坐标定位装置的精密机床，主要用于镗削尺寸、形状和位置精度要求较高的孔系。

坐标镗床除了可以进行各种孔加工以外，还可以径向坐标测量、精密刻度和划线等工作。

适用于精密钻模、镗模及量具等工件的精密孔加工。

坐标镗床有立式单柱、立式双柱和卧式等主要类型。

立式单柱坐标镗床主要部分的名称和用途：图6-1-2 立式单柱坐标镗床1-工作台 2-主轴 3-主轴箱 4-立柱 5-床鞍 6-床身该机床的主轴在水平面上的位置是固定的，镗孔坐标位置由工作台1沿床鞍5轨道的纵向移动和床鞍5沿床身6导轨的横向移动来确定。

装有主轴组件的主轴箱3装在立柱4的垂直导轨上，可上下调整位置以适应加工不同高度的工件。

主轴由精密轴承支撑在主轴套筒中，主轴的旋转运动是由立柱4内的电动机经带轮和变速箱传动以完成主运动。

当进行镗孔、钻孔、铰孔等工序时，主轴由主轴套筒带动，在垂直方向做机动或手动进给运动。

3．精镗床精镗床是一种使用金刚石或硬质合金等刀具进行精密镗孔的精密镗床。

其特点是切削速度很高（200~1000m/min），背吃刀量和进给量很小（0.05~0.2mm；f0.02~0.08mm/r）。

精镗床的类型较多，按其布局形式可分为单面、双面和多面；按其主轴位置可分为立式、卧式和倾斜式；按其主轴数量可分为单轴、双轴和多轴的。

单面卧式精镗床主要部分的名称和用途：图6-1-3 单面卧式精镗床1-主轴箱 2-主轴 3-工作台 4-床身机床主轴箱1固定在床身4上，主轴短而粗，在镗杆端部没有消振器，主轴2采用精密的角接触轴承或静压轴承支承，并由电动机经带轮直接带动主轴，以保证主轴组件准确平稳的运转。

主轴高速旋转带动镗刀做主运动。

工件通过夹具安装在工作台3上，工作台3沿床身导轨作平稳的低速纵向移动以实现进给运动。

工作台一般为液压驱动，可以实现半自动循环。

二、镗床的型号编制方法机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类别、主要技术参数和结构特征。

1．机床类别代号机床类别代号用大写的汉语拼音字母表示，排在型号的首位，如：车床用“C”表示。

镗床用“Ｔ”表示等。

机床类别代号见表6-1-1２．通用特性代号当某种机床除有普通型外，还具有某种通用特性时，则在类别代号后加通用特性代号予与区别。

例如：“ＴＭ”表示精密镗床。

机床通用特性代号见表6-1-２３．机床的组别、系代号组别、系代号用两位数来表示。

各类机床中按机床的用途、性能、结构分成若干组别，每个组中有若干个系，位于机床类别和通用特性之后。

镗床的组别、系划分见表6-1-３４．机床主参数代号主参数是指机床主要规格的基本参数，机床主要参数代号用数字表示，位于组、系代号之后。

主参数的尺寸单位为ｍｍ，通常用组参数的１/10表示。

5．机床重大改进的序号当机床的特性及结构有重大改进时，按其设计改进的次序分别用大写的英文字母A、B、C、D等表示，附在机床型号的尾部，以区别原机床型号。

例：TX618T—镗床类X—数显6—卧式镗床组1—卧式镗床系8—镗轴直径85mmT4145T—镗床类4—坐标镗床组1—立式单柱坐标镗床系45—工作台面宽度450mmT7220T—镗床类7—精镗床组2—立式镗床系20—最大镗孔直径200mm第二节常用镗床传动系统简介一、T68卧式镗床传动系统1．主运动传动系统T68卧式镗床的主运动为镗床的主轴和平旋盘的旋转运动。

主运动的动力源是主电动机。

运动由主电动机经V型带传至轴Ⅰ，经轴Ⅰ上的三联滑移齿轮传至抽Ⅱ，再经轴Ⅱ、轴Ⅲ、轴Ⅳ上的齿轮传至主轴，经轴Ⅳ上的离合器M1传至平旋盘主轴。

传动链结构：从传动系统图或传动链结构可以看出，主轴和平旋盘主轴都有24条传动路线，应该得到24级转速，除去重复转速，主轴可得到18级，平旋盘可得到14级转速。

图6-1-4 T68卧式镗床传动系统2．进给传动系统T68卧式镗床的进给运动包括主轴的轴向进给运动、主轴箱的垂直升降运动、工作台的横向进给运动和纵向进给运动及平旋盘刀架的径向进给运动。

进给运动的动力源是主电动机，运动由主电动机先传至轴Ⅳ，从轴Ⅳ经多级齿轮传动至光杠。

传动链结构：23/45 18/50 18/50 18/50 IV —35/56—VI —42/42—VII 28/40 —VIII —IX — —X —34/34 34/34 50/18 50/18—XI —50/42—XII —M2—39/45—21/42—光杠通过进给箱中的一个三联滑移齿轮和三个双联滑移齿轮的不同组合传动，光杠可得到18级可用进给量级数。

（1）主轴进给运动 传动链结构：经螺母带动主轴支承座使主轴做轴向运动。

离合器M5用以接通或断开轴向进给运动，以及改变进给方向。

镗削螺纹时，脱开轴ⅩⅦ与轴ⅩⅧ间齿轮副50/69，在交换齿轮架上装上交换齿轮来调整主轴每转进给量，达到所要加工的螺距即可。

（2）主轴箱垂直进给运动 传动链结构：离合器M6、M7用来控制运动的接通、断开以及改变进给方向。

20/57 22/55 19/48 43/58 —主轴 主电动机—90/270—I — 28/49 —II — 22/55 —III — 55/35 —IV 24/53 47/30 55/35 22/58 —平旋盘轴主轴箱进给时，由轴XXV经锥齿轮传动轴使后立柱支承座与主轴箱同速同向运动。

转动手轮A,可做手动调整。

（3）工作台纵向和横向运动传动链结构：齿条固定在床身上，齿轮z11转动时，推动下滑座在床身导轨上移动，实现工作台纵向进给。

丝杠转动时，经螺母推动上滑座，带动工作台实现横向进给。

3．快速移动传动系统主轴箱、工作台、平旋刀架的快速移动均由快速电动机传动。

运动经安全离合器M9、齿轮副31/58、45/51、27/19传至轴ⅩⅣ，然后分别按进给传动路线传动各执行部件实现快速移动。

快速电动机的开、关和接通工作进给的离合器M2用同一手柄操纵，保证在接通快速电动机之前先脱开M2,以免同时接通两条传动路线而损坏机件。

4．手动调整移动机床的各个部件，除工作台进给、快速移动外，还具有相应的手动调整移动。

传动系统图中的A、B、C、D、E、F、G、H均为手动调整手柄，通过这些手柄，就可以进行微量的调整移动。

第三节镗削用量一、卧式镗床的镗削用量（见表6-1-4）表6-1-4 卧式镗床的镗削用量二、坐标镗床的切削用量（见表6-1-5）表6-1-5 坐标镗床的切削用量三、铸铁的精密镗削用量（见表6-1-6）表6-1-6 铸铁精密镗削的切削用量复习思考题1．常用镗床有那几类？2．简述镗床的型号编制方法？3．T68卧式镗床传动系统有几项？4．试述主轴进给运动的传动路线？第二章镗刀镗刀的种类较多，分类也较为复杂，按切削刃的数量可分为单刃镗刀、双刃镗刀和多刃镗刀；按刀具材料不同可分为高速钢镗、硬质合金镗、立方氮化硼镗刀；按用途可分为内孔镗刀、端面镗刀、切槽刀和内螺纹切刀；按镗刀的结构不同可分为整体式镗刃、镗刀头、固定式镗刀块、浮动镗刀块、复合镗刀、机夹不重磨式镗刀以及镗铰刀等。

第一节单刃镗孔镗刀一、单刃镗刀1．整体式单刃镗刀这类镗刀的刀柄和切削部分做成一个整体，切削部分采用硬质合金或立方氮化硼、陶瓷等材料，刀柄部分由45#制成，两者一般采用焊接连接。

整体式单刃镗刀刀柄一般有直柄和锥柄2种形式，如图6-2-1所示。

图6-2-1a-直柄镗刀 b-锥柄镗刀整体式单刃镗刀结构紧凑，体积小，应用较为广泛，可以镗削各类小孔、盲孔和台阶孔。

若将整体式单刃镗刀装在万能刀架或平旋盘滑座上，则可以镗削直径较大的孔、镗端面、镗内螺纹等。

2．镗刀头将镗刀头插入镗杆的方孔（也有采用圆形镗刀头插入刀杆圆孔）中，然后用压紧螺钉将其与镗杆固定成一个整体进行镗削加工。

刀头采用整体合金材料或高速钢制成，也可以用硬质合金刀片与45#刀体焊接而成，其截面形状有方形和圆形2种，图6-2-2所示为方形。

刀头和刀柄组合式结构既可提高刀具的通用性，又可降低刀具的成本。

随着对孔加工精度和生产率的要求不断提高，出现了在坐标镗床和数控机床上使用的微调镗刀，这种镗刀通过微调螺母可以对镗刀的径向尺寸进行微调，微调量为几微米，精度高而且结构简单，调整方便，同时可以根据工艺要求不同更换不同的刀头，以达到最佳的效果。

图6-2-2 方形镗刀头二、单刃镗刀的刃磨单刃镗刀是镗削加工中使用最多的一种镗刀，它是安装在镗刀杆的方孔或圆孔内进行切削工作的。

由于装刀孔的位置误差会使单刃镗刀的实际切削加工的角度与刀具理论的切削角度有所差别。