(课件)-钻削、铰削和镗削加工.ppt

1、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进行铰削、镗削等。实现孔的精密加工，主要采用磨削。非圆孔的加工需要采用插削、拉削以及特种加工。孔加工的特点 孔加工大局多为定尺寸刀具，如钻头，铰刀。刀具磨损会直接影响孔的精度。 受孔尺寸限制，切削速度不高，影响效率和表面质量。 刀具结构受孔的直径和长度

2、限制，刚性差。 加工孔时，刀具一般在半封闭空间内，排屑困难，散热条件不好，温度高，影响刀具寿命和加工质量。 主要的孔加工方法：钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、磨孔。钻削加工 钻孔的工艺特点：1. 钻头容易引偏2. 钻孔容易出现孔径扩大现象（引偏、刃磨质量）3. 钻孔后的表面粗糙度较大（切削条件差）4. 排屑困难（螺旋槽容屑空间小）5. 冷却困难，切削热不宜传散（半封闭空间、 切削液难以注入）工件钻模板钻套钻头钻头切钻头切削部分削部分5个刀刃个刀刃两条主切削刃两条主切削刃两条副切削刃两条副切削刃一条横刃一条横刃6个刀面个刀面两个螺旋形前刀面两个螺旋形前刀面两个经刃磨获得的后刀面两个经刃磨获得的后刀面两个

3、圆弧段的副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=d0n/1000 进给量f：钻头或工件每转一转，它们之间的轴向相对位移。 每齿进给量fz:钻头有两个齿，每转过一个齿，钻头与工件之间的相对位移量。 进给速度vf：单位时间的进给量称为进给速度。 背吃刀量：ap=d0/2铰削加工工艺特点工艺特点1 1）铰孔是孔的精加工方法；）铰孔是孔的精加工方法；2 2）可加工精度为）可加工精度为IT7IT7、IT8IT8、IT9IT9的孔；的孔；3 3）孔的表面粗糙度可控制在）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2 Ra3.2 0.2m 0.2m；4 4）铰刀是定尺寸刀具；铰刀是定尺寸

4、刀具；5 5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。）切削液在铰削过程中起着重要的作用。铰刀的类型（机用、手用 圆柱、锥度）直柄机用铰刀锥柄机用铰刀硬质合金锥柄机用铰刀手用铰刀可调节手用铰刀套式机用铰刀直柄莫氏圆锥铰刀锥度铰刀手用1：50手铰刀结构铰刀的结构参数 直径：校准部分圆柱部分的直径。 齿数：铰刀工作部分刀尺数量。 刀尺齿形：直线齿背、圆弧齿背、折线齿背。 齿槽方向：直槽、螺旋槽。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510 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

5、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=1215，铰脆性材料kr=35 粗铰kr=45镗削 镗孔是常用的加工方法，其加工范围很广，既可进行粗加工，也可进行精加工，可加工通孔和不通孔。可在镗床上加工，也可在车床、铣床、加工中心上进行。加工特点加工特点1 1）能保证较高的加工精度和较小的表面粗糙度；）能保证较高的加工精度和较小的表面粗糙度；IT7IT7IT6IT6，Ra=1.60.8mRa=1.60.8m2 2）加工范围广；单孔、孔系、大直径、小直径、通孔、盲）加工范围广；单孔、孔系、大直径、小直径、通孔、盲孔、阶梯孔等。孔、阶梯孔等。3 3）一次装夹

6、可完成孔、端面、内沟槽的加工；能确保这些）一次装夹可完成孔、端面、内沟槽的加工；能确保这些面之间的相互位置关系。面之间的相互位置关系。4 4）生产效率低生产效率低。镗床和刀具调整复杂，操作技术要求高。镗床和刀具调整复杂，操作技术要求高。镗模镗模提高生产效率。提高生产效率。镗刀分类及应用（单刃、多刃）单刃镗刀单刃镗刀（非定尺寸刀具）（非定尺寸刀具）特点： 适应性广，灵活性较大。粗、半精、精加工；一把镗刀加工不同直径的孔，孔的尺寸由操作来保证。 可以校正原有孔的轴线歪斜或位置偏差。 生产效率低。为了减少镗削是的振动和变形，必须采取较小的切削用量，且只有一个刃参加切削。 基于以上特点，适用于单件小批

7、量生产。多刃镗刀多刃镗刀（定尺寸刀具）（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。钻床的主要类型：台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、各种专门化钻床台式钻床 只能加工小孔（一般，孔径16mm）。主轴转速较高，可达每分钟几万转。小巧灵活、适用方便。其主轴变速是通过改变三角带在塔型带轮上的位置来实现，主轴进给是手动的。立式钻床 加工前，

8、须先调整工件在工作台上的位置，使被加工孔中心线对准刀具轴线。加工时，工件固定不动，主轴在套筒中旋转并与套筒一起作轴向进给。工作台和主轴箱可沿立柱导轨调整位置，以适应不同高度的工件。底座工作台主轴箱立柱手柄摇臂钻床主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床（见图）。摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。底座手柄外立柱内立柱摇臂主轴箱镗床 用于加工尺寸较大且精度要求较高的孔。特别是对孔距等位置精度要求较高的孔和孔系的加工。镗床的主要类型： 卧式镗床

9、立式镗床 坐标镗床 金刚镗床卧式镗床 卧室镗床是镗床中应用最广泛的一种。它主轴水平布置并可轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂向运动，工作台可纵向或横向运动，除镗孔外，还可钻、扩、铰孔，车削内外螺纹、攻螺纹、车外圆柱面和端面及用端铣刀与圆柱铣刀平面等。后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座卧式镗床的工艺范围镗床的运动 主运动：镗杆的旋转运动和平旋盘的旋转运动，二者是独立的，分别由不同的传动机构驱动。 进给运动：包括镗杆的轴向进给运动、主轴箱的垂直进给运动、工作台的纵向横向进给运动、平旋盘晶相刀架的径向进给。 辅助运动：主轴箱、工作台在进给方向上的快速调位运动、后立柱纵向调位运

10、动、后刀架垂直调位运动、工作台的转位运动。 坐标镗床 坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，如钻模、镗置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，如钻模、镗模和量具上的精密孔的加工。模和量具上的精密孔的加工。 主要特点：1）主要零部件的制造精度和装配精度都很高，而且还具有良好的刚性和抗振性；2）机床对使用环境温度和工作条件提出了严格要求；3）机床上配备有精密的坐标测量装置，能精确地确定主轴箱、工作台等移动部件的位置，一般定位精度可达2mm。床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱立式双柱坐标镗床外观图钻床夹具 钻床夹具：简称钻模

11、。用来确定工件和刀具正确位置的。钻模一般由钻套（1）、钻模板（2）、定位元件组成。钻套 固定式钻套（a）（无肩、有肩）：用于小批量只有一个钻头钻孔时。钻套与夹具孔为过盈配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。 可换钻套（b）：当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，可换钻套装在衬套中，衬套是以过盈配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常间隙配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。 快换钻套（c）：当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻

12、套的时间，快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。更换钻套时，将钻套的削边处转至螺钉处，即可取出钻套。钻模板用于安装钻套并确定钻套之间相对位置。分类（按与夹具体的连接方式）：固定式、铰链式和分离式等分度装置工件一次装夹后，用于改变工件加工位置的装置。有直线式、回转式。典型钻模固定式钻模加工时，钻模相对工件的位置保持固定。安装时，一般应先将装在主轴上的定尺寸刀具伸入钻套总以确定夹具的安装位置。典型钻模回转式钻模带有分度装置。典型钻模翻转式钻模 整个夹具可以和工件一起翻转，用以加工不同方向的孔，一般用于加工小型工件上分布在不同表面上的孔。 下图所示为加工套筒上四个径向孔的翻转式钻模。工件以内孔及端面在

13、台肩销1上定位，用快换垫圈2和螺母3夹紧。钻完一组孔后，翻转60钻另一组孔。该夹具的结构比较简单，但每次钻孔都需要找正钻套相对钻头的位置，所以辅助时间较长，而且翻转费力。因此该类夹具连同工件的总重量不能太重，典型钻模滑柱式钻模滑柱式钻模是一种带有升降钻模板的通用可调夹具。滑柱式钻模用来钻、扩、铰拨叉上的20H7孔。工件以圆柱端面、底面及后侧面在夹具上的圆锥套9、两个可调支承2及圆柱挡销3上定位。这些定位元件都装置在底座1上。转动手柄，通过齿轮、齿条传动机构使滑柱带动钻模板下降，由两个压柱4通过液性塑料对工件实施夹紧。刀具依次由快换钻套7引导，进行钻、扩、铰加工。图7-55中件号19所示的零件是

14、专门设计制造的，钻模板也须作相应的加工，而其它件则为滑柱式钻模的通用结构。这种钻模不必使用单独的夹紧装置。典型钻模盖板式钻模盖板式钻模的结构最为简单，它没有夹具体，只有一块钻模板。一般钻模板上除装有钻套外，还装有定位元件和夹紧装置。加工时，只要将它盖在工件上定位夹紧即可。 镗床夹具 镗床夹具又称镗模，是一种精密夹具，主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系。 镗模的组成 镗套； 镗模支架； 定位元件； 夹紧装置； 夹具体。1、镗套：主要用来导引镗杆 固定式镗套：与快换钻套相似 ，加工时镗套不会随镗杆运动。特点：外形尺寸小、结构紧凑、制造简单，易保证镗套中心位置的准确，因与镗杆之间有摩擦，主要用于低速

15、加工。回转式镗套：与镗杆一起转动，适用于镗杆在较高速度条件下工作。根据回转部分安排的位置不同，分为滑动式（a）、滚动式（b、c）类固定镗套滑动镗套滚动镗套适应转速低低高承载能力较大大低润滑要求较高高低径向尺寸小较小大加工精度较高高低应用低速、一般镗孔低速、孔距小高速、孔距大各种镗套特点镗套的布置形式：取决于镗孔直径 D和深度L 单面后镗套：刀具在加工部位的后方，即主轴和工件之间。用于D60mmL 60 mmL 1.5D的通孔或同轴孔系，当S 10d时，应设中间导引套浮动连接单面双镗套L15d 浮动连接镗模支架：用以安装镗套和承受切削力。镗模夹具实例镗模 1镗模架 2镗套 3、4定位元件 5、8压板 6夹紧螺钉7可调支承 9镗模底座 10镗杆 11浮动接头