任务五 钳工基本操作-孔加工

任务五钳工基本操作——孔加工授课时数：6h教学目的和要求：1）掌握正确钻孔、锪孔和铰孔的操作姿势；2）能根据不同材料和加工要求正确选用钻床、钻头、铰刀，并能正确装夹；3）做到安全和文明操作。

重点与难点：1）重点：锯弓的正确握法，正确的锯削姿势和压力及速度；2）难点：保证一定的锯割精度。

示范内容：1）手锯的握法和站立姿势；2）锯条的安装，工件的夹持，起锯和收锯；3）锯割的速度和压力的掌握。

巡回重点：1）纠正不正确的姿势；2）指导学生对锯条和工件夹持；3）锯割质量的检查。

教学准备：工具：手锯、锯条、划线工具；量具：钢皮尺、游标卡尺、角尺等；原材料：废料；设备：台虎钳。

教学内容与组织：【组织教学】1）点名，检查着装、劳保用品及安全措施等；2）进行安全文明生产教育；3）检查学生的实习准备工作是否到位。

【课前指导】【复习导入】1）錾子几何角度的选择规范？2）錾子的握法？3）手锤的握法和挥锤方法？【授课内容】任务四钳工基本操作——锯削根据孔的用途不同，孔的加工方法分为两类：1、在实心材料上加工出孔，即采用麻花钻等进行钻孔。

2、对已存在的孔进行加工，即扩孔、锪孔、铰孔。

钻削运动：钻头与工件间的相对运动。

主运动：将切屑切下所需要的基本运动，即钻头的旋转运动。

进给运动：使被切削金属材料继续投入切削的运动，即钻头的直线移动。

一、麻花钻1、麻花钻的构造：麻花钻由柄部、颈部、工作部分组成钻头大于6～8mm时，工作部分用高速钢焊接、淬硬，柄部用45# 制造。

（1）柄部：钻头的夹持部分作用：传递扭距和轴向力，使钻头的轴心线保持正确的位置。

种类：a、直柄：只能用钻夹头夹持，传递扭距小。

直径小于13mm。

b、锥柄：可以传递较大的扭距，莫氏锥度如书表6-1。

扁尾的作用：防止锥柄在锥孔内打滑，增加传递的扭距，便于钻头从主轴孔中或钻套中退出。

（2）颈部：作用：在磨削钻头时供砂轮退刀用还可以刻印钻头的规格、商标和材料。

（3）工作部分：组成：由切削部分和导向部分组成作用：切削部分承担主要的切削工作。

导向部分在钻孔时起引导钻削方向和修光孔壁的作用，同时也是切削部分的备用段。

切削部分的六面、五刃：六面：两个前刀面：切削部分的两螺旋槽表面。

两个后刀面：与工件切削表面相对的曲面。

两个副后刀面：与已加工表面相对的钻头两棱边。

五刃：两条主切削刃：两个前刀面与两个后刀面的交线。

两条副切削刃：两个前刀面与两个副后刀面的交线。

一条横刃：两个后刀面的交线。

（4）导向部分：螺旋槽：排屑、输送冷却液。

棱边：减少钻头与孔壁的摩擦、兼导向作用。

（5）钻心：刀瓣中间的实心部分，保证强度和刚度。

2、麻花钻的切削角度为了研究麻花钻的切削角度我们必须和研究錾子时一样建立辅助平面：基面：通过切削刃上的一点并和该点切削速度方向垂直的平面。

（钻头主切削刃上各点的基面过圆心）切削平面：通过主切削刃上点并与工件加工表面相切的平面。

主截面：通过主切削刃上点并同时和基面、切削平面垂直的平面。

1）顶角2ф顶角的定义：顶角又称峰角或顶夹角，为两条主切削刃在其平行的平面上投影的夹角。

顶角的大小：顶角的大小根据加工的条件决定。

一般2ф=1180 + 20 2ф=1180 时主切削刃呈直线形；2ф<1180 时主切削刃呈外凸形；2ф>1180 时主切削刃呈内凹形；影响：2ф增大，轴向力增大，扭矩减小；2ф，轴向力减小，扭矩增大，导致排屑困难。

2）螺旋角ω螺旋角定义：麻花钻的螺旋角是指主切削刃上最外缘处螺旋线的切线与钻头轴心线之间的夹角。

螺旋角的大小：在钻头的不同半径处螺旋角的大小是不等的。

钻头外缘的螺旋角最大，越靠近钻心，螺旋角越小。

（相同的钻头，螺旋角越大，强度越低）3）前角γ前角的定义：主切削刃上任意一点的前角，是指在主截面N-N中，前角与基面的夹角。

前角的大小：主切削刃上各点的前角不等。

外缘处的前角最大，一般为300左右，自外缘向中心处前角逐渐减小。

约在中心d/3范围内为负值，接近横刃处前角为-300，横刃处γ0ψ=-540~~-600。

（前角越大，切削越省力。

）4）后角α0后角的定义：钻头切削刃上某一点的后角是指在圆柱截面内的切线与切平面之间的夹角。

后角的大小：主切削刃上各点的后角不等。

刃磨时，应使外缘处后角较小（α0=80~~140），越靠近钻心后角越大（α0=200~~260），横刃处α0=300~~360。

（后角的大小影响着后刀面与工件切削表面的摩擦程度。

后角越小，摩擦越严重，但切削刃强度越高。

）5）横刃斜角ψ横刃斜角的定义：在垂直与钻头轴线的端面投影中，横刃与主切削刃之间的夹角。

横刃斜角的大小：标准麻花钻ψ=500~~550。

横刃斜角的大小与靠近钻心处的后角的大小有着直接关系，近钻心处的后角磨等于越大，则横刃穴角就越小。

反过来说，如果横刃斜角磨得准确，则近钻心处的后角也是准确的。

6）副后角：副后角的定义：副后刀面与孔壁之间的夹角。

副后角的大小：标准麻花钻的副后角为00。

7）横刃长度b：横刃的长度不能太长也不能太短。

太长会增加钻削时的轴向阻力。

太短会将低钻头的强度。

标准麻花钻的横刃长度b=0.18D。

8）钻行厚度d：钻心厚度的定义：钻心厚度是指钻头的中心厚度。

钻心厚度的大小：钻心厚度过大时，自然增大横刃长度b，而厚度太小又削弱了钻头的刚度。

为此，钻头的钻心做成锥形，即由切削部分逐渐向柄部增厚。

（标准麻花钻的钻心厚度为：切削部分d=0.125D, 柄部d=0.2D）3、麻花钻的修磨1）标准麻花钻的缺点：①定心不良。

由于横刃较长,横刃处存在较大的负前角,使横刃在切削时产生挤压和刮削状态,由此产生较大的轴向抗力,这一轴向抗力是使钻头在钻削时产生抖动引起定心不良的主要原因,并且也是引起切削热的主要主要原因。

主切削刃上各点的前角大小不同，引起各点切削性能不同。

②棱边较宽，副后角为零，靠近切削部分的棱边与孔壁之间的磨擦比较严重，容易发热和磨损。

③切屑宽而卷曲，早成排屑困难。

2）麻花钻的修磨修磨横刃：修磨横刃时，一方面要磨短横刃，另一方面要增加横刃处的前角，一般直径在5mm以上的钻头均需磨短横刃，使横刃成为原来长度的1/5～1/3以减少轴向力，提高钻头的定心作用和切削的稳定性。

增加横刃处的前角，目的是使靠近尊心处形成斜角为τ=200～300的内刃，且内刃处的前角γ0τ=00～-150以改善其切削性能。

修磨主切削刃：将主切削刃磨处第二顶角2φ目的是增加切削刃的总长，增大刀尖角ε，从而增加刀齿的强度，改善散热条件提高切削刃与棱边交角处的抗磨性。

修磨棱边：在靠近主切削刃的一段棱边上，磨出副后角α0=60～80并使棱边宽度成为原来的1/3～1/2，目的是减少棱边对孔壁的磨擦，提高钻头的耐用度。

修磨前刀面:把主切削刃和副切削刃交角前刀面磨去一块，以减少该处的前角。

目的是在钻削硬材料时可提高刀齿的强度。

修磨分屑槽：直径大于15mm的麻花钻，可以在钻头的两个后刀面上磨出几条相互错开的分屑槽。

这样有利于切屑的排出。

二、装夹钻头的工具1、钻夹头作用：夹持直柄钻头。

结构和工作原理：夹头体上端有一个锥孔，用来与相同锥度的夹头柄紧配，钻夹头中转有三个夹爪，用来夹紧钻头的直柄。

当夹头套旋转带动内螺纹圈转动，从而带动三个夹头爪伸出或缩进，伸出时夹紧钻头，缩进时松开钻头。

2、钻头套作用：夹持锥柄钻头。

种类：分为1~~5号钻头套。

（钻头套的号数即为其内锥孔的莫氏锥度号数）选用：根据钻头锥柄的莫氏锥度号数，选用相应的钻头套。

应用：较小的钻头柄装到钻床主轴较大的锥孔内时，就要用钻头套来连接。

当较小的钻头柄装到钻床主轴较大的锥孔内时可用几个钻头套连接起来应用，但这样装拆比较麻烦且钻床主轴与钻头轴线同轴度也差，在这种情况下可以采用特制的钻头套。

3、快换钻夹头：应用：在同一工件上钻削不同直径的孔。

结构和工作原理：（图6-13）a、夹头体的莫氏锥柄装在阻碍床的主轴孔内。

b、可换套根据加工的需要备有多个，在可换套的外表面上有两个凹坑，钢球嵌入凹坑时，便可以传递动力。

滑套的内孔与夹具体松配。

当需要换钻头时可以不停车，只要用手握住滑套向上推，两粒钢球就会因受离心力而贴与套的端部大孔表面。

这时可以用另一只手把咳换套线下拉出，然后把装有另一个钻头的可换套插入，放下滑套，两粒钢球就会被重新压入咳换套的凹坑内，于是就带动钻头旋转。

（滑套的上下滑动的位置由弹簧环来限制）。

三、钻孔钳工的钻孔方法与生产的规模有关：大批生产时，借助于夹具保证加工位置的正确性；小批或单件生产时，只要借助于划线来保证其加工位置的正确。

1、一般工件的加工方法准备：钻孔前把工件中心位置的样冲眼用样冲冲大一些，使钻头不易偏离中心。

试钻：起钻的位置是否正确，直接影响到孔的加工质量。

起钻前先把钻尖对准中心孔，然后启动主轴先试钻一浅坑，看所钻的锥坑是否与所划的圆周线同心，如果同心可以继续钻下去，如果不同心，则要借正之后再钻。

借正：当发现所钻的锥坑与所划的圆周线不同心时，应及时借正。

一般靠移动工件的位置来借正。

当在摇臂钻床上钻孔时，要移动钻床的主轴。

如果偏远移量较多，也可以用样冲或油槽錾在需要多钻去材料的部位錾上几条槽，以减少此处的切削阻力而让钻头偏过来，达到借正的目的。

（如图6-20）限位限速：当钻通孔即将钻通时，必须减少进给量，如果原来采用自动进给，此时最好改成手动进给。

因为当钻尖刚钻穿工件材料时，轴向阻力突然见效，由于钻床进给机构的间隙和弹性变形突然恢复，将使钻头以很大的进給量自动切入，以造成钻头折断或钻孔质量降低等现象。

如果钻不通孔，可按孔的深度调整挡块，并通过测量实际尺寸来检查挡块的高度民主是否准确。

2、直径超过30mm的大孔可分两次切削：先用0.5~~0.7倍的钻头钻孔，然后再用所需孔径的钻头扩孔。

这样可以减少6向力，保护机床钻头，又能提高按孔的质量。

3、深孔的钻削要注意排屑：一般当钻进的深度达到直径的3倍时，钻头就要退出排屑。

且每钻进一定的深度，钻头就要退刀排屑一次，以免钻头因切屑阻塞而扭断。

4、钻半圆孔的方法相同材料的半圆孔的钻法：当相同材质的两工件边缘需要钻半圆孔时，可以把两个工件合起来，用台虎钳夹紧。

若只需要做一件，咳以用一块相同的材料与工件合并在一起在台虎钳内进行钻削。

不同材料的半圆孔的钻法：在两件不同材质的工件上钻骑缝孔时，可以采用“借料”的方法来完成。

即钻孔的孔中心样冲眼要打在略偏向硬材料的一边，以抵消因阻力小而引起的钻头的偏移量。

（如图6-23b）5、钻孔时切削用量的选择1）切削用量的概念钻孔时的切削用量主要指切削速度、进给量和切削深度。

（1）切削速度（Vc）切削速度是指钻削时钻头切削刃上任一点的线速度。

一般是指切削刃最外缘处的线速度。

若已知钻床的转速.则切削速度为:Vc = лDn/1000式中: D:——钻头直径,mm；n:——钻头转速，r/min；Vc:——切削速度，m/min。