1、第二章群钻和钻削特殊孔群钻目前已广泛应用，本章介绍群钻的特点和几何参数。通过了解群钻特性后能掌握各种材料钻孔时所用的群钻性能以及钻削各种特殊孔德技能第一节群钻1.麻花钻的缺点1)横刃较长，横刃上各点前角为负值，在切削过程中处于挤刮状态，使轴向抗力增大，并且定心不好，钻头容易产生抖动。2)主切削刃上各点的前角大小不同，近心处d/3范围内为负值，对切削不利。3)棱边较宽，又没有副后角。4)刀尖角(主、副切削刃的交角)处的前角较大，故刀齿薄弱。5)主切削刃全宽进行切削，切屑较宽，造成排屑不畅和切削液流入困难。第一节群钻2.钻孔中的问题(1)因加工材料性能不同产生的问题1)钻削强度大、硬度高的钢材时(
2、如各种合金钢、淬火钢时)，很费力，钻不动，勉强钻下去，钻头很快磨钝或烧坏。2)钻削高锰钢、奥氏体不锈钢时，产生严重的加工硬化现象，越钻越硬，钻头磨损很快，产生毛刺很严重。3)钻削很韧、很粘的钢材时(如低碳钢、不锈钢)，切屑长而不断，乱甩伤人，很不安全，而且切削液也不易进入孔内。第一节群钻4)钻削铸铁时，切屑成粉末不易排出，很快就把钻头两外缘转角磨损掉。5)钻削纯铜时，孔形常不圆。6)钻削黄铜等材料，经常产生“扎刀”现象，轻则将孔拉伤，重则使钻头折断，易发生事故。7)钻削铝合金时，易产生“刀瘤”，使孔壁不光。8)钻削层压材料、胶木等，时常发生孔入口处有毛刺，中间分层，出口处脱皮现象。9)钻削有机
3、玻璃时，孔不光亮，发暗。10)钻削橡胶时，孔收缩量大，易成锥形，上大下小，孔壁毛糙。第一节群钻(2)因工艺条件不同而产生的问题1)钻削薄板孔，有时工件不便于压紧，在孔将钻穿时，往往工件会被钻头带着一起转动，造成事故。2)当铸、锻等工件上已有毛坯孔再需扩孔时，由于加工余量不均匀，表面有硬皮，因此钻头常会歪斜，刃口也容易崩坏。3)在斜面和曲面上钻孔，钻头往往定不住中心，发生偏斜。4)对于不是标准尺寸，但精度要求较高的孔，要求钻孔时达到加工精度，用标准麻花钻就很难解决。第一节群钻5)用划线方法钻孔，钻头不易找正，孔的相互位置精度很难保证。6)用钻头进行扩孔，也容易产生“扎刀”，有时孔壁上的钻痕很深，
4、用铰刀铰孔后也不能消除。7)用钻头锪倒角，容易发生抖动，出现多角形或产生严重的毛刺。第一节群钻图2-1标准群钻1.标准群钻的结构特点1)群钻上磨出月牙槽，形成凹形圆弧刃，降低了钻尖高度。WB1.eps第一节群钻WB2.eps2)修磨横刃，使横刃缩短为原来的1/51/7，第一节群钻同时使新形成的内刃上的前角大大增加。3)磨出单边分屑槽。2.标准群钻的优点1)磨出月牙槽后形成凹形圆弧刃，把主切削刃分成三段，起到了分屑断屑的作用，使排屑顺利。2)圆弧刃上各点的前角增大，减小了切削阻力，可提高切削效率。3)降低了钻尖高度，可将横刃磨得较短而不影响钻尖强度。4)钻孔时，在孔底切出圆环肋，加强了定心作用和
5、钻头钻削时的稳定性，有利于提高孔的加工质量。第一节群钻5)磨出分屑槽后，使切屑变窄，有利于排屑和切削液的进入，延长了钻头的使用寿命并且减小了工件变形，提高了加工质量。图2-2铸铁钻第一节群钻3.标准群钻切削部分的形状和几何参数1.钻削铸铁的钻头和钻削铸铁的群钻图2-3钻铸铁的群钻第一节群钻1)为了增大刀尖处的面积，以利于散热。2)将后角磨得更大，比钻钢材的钻头大35，并可将后面磨去一块(如图2-2所示)，即磨出第二重后角而不会影响刀齿强度。3)在刀尖处磨出R0.5mm左右的圆角，有利于提高加工精度。2.钻削黄铜和青铜的钻头和群钻WB3.eps第一节群钻图2-4钻头受力示意图第一节群钻图2-5钻
6、削黄铜的群钻3.钻削纯铜的群钻第一节群钻1)孔形不圆，钻出的孔上部扩大。2)孔的表面粗糙度不理想，孔壁有撕痕，有时出现螺线挤痕，出口出现毛刺。3)软纯铜切屑不断，随钻头甩动不安全，并且阻挡切削液进入孔中。4)硬纯铜的切屑较碎，造成孔壁不光洁。5)钻头容易在孔中咬住。1)加强定心作用，保证切削平稳(如图2-6所示)。2)外刃顶角要适当，以利于排屑和改善孔的表面粗糙度，一般2?=118122较好。第一节群钻3)钻软纯铜，应选用较大进给量，以改善出屑情况，也可在钻头前面上磨出负前角的断屑面。WB4.eps第一节群钻图2-6钻削纯铜的群钻4)将钻头外缘刀尖处磨出倒角或圆弧刃，第一节群钻钻孔时采用高转速
7、和小进给量的方法，使孔壁的表面粗糙度得以改善。5)钻孔过程中应保证充足的切削液，以避免孔的收缩而咬住钻头。4.钻铝合金的群钻WB5.eps第一节群钻图2-7钻削铝合金深孔的群钻5.钻薄板的群钻第一节群钻图2-8钻薄板的群钻1)工件随着钻头一起转动，造成不安全。第一节群钻2)若工件夹持牢固，会造成钻头折断。3)孔形不圆或被拉坏。1)主切削刃外缘磨成锋利的刀尖。2)外缘刀尖处与钻尖的高度差仅为0.51mm。表2-5薄板群钻切削部分形状和几何参数第一节群钻2.参数按直径范围的中间值来定，允许偏差为。6.钻削胶木的群钻图2-9钻削胶木群钻第一节群钻图2-10钻削有机玻璃的群钻7.钻削有机玻璃的群钻第一
8、节群钻1)加大外刃的纵向前角y，y=3540；将横刃磨得尽可能短，以减小切削力和切削热的产生。2)外刃顶角2=100110；外缘处磨出过渡圆角。3)加大棱边倒锥，可在外圆磨床上磨出副偏角11530的锥度；磨窄棱边；加大外刃外缘后角o2527。4)把刃口和棱边用磨石修光；钻孔时加充足的切削液；选用适中的转速和较小的进给量。8.钻削橡胶的群钻第一节群钻1)孔的收缩量很大，易成锥形，上大下小，严重时孔壁有撕伤，甚至不成孔形。2)钻削温度高时，橡胶变质，产生臭味。1)将两外缘处向心的圆弧刃改磨出一段很锋利的沿棱边圆周切线方向的切向刃，并使这一小段刃口稍向前倾斜，如图2-11所示。2)加大钻头后角，o3
9、0。3)横刃尽量磨得短些，内刃锋角2较小。WB6.eps第一节群钻图2-11钻橡胶的群钻第一节群钻第二节各种特殊孔的钻削1)开始钻进时，进给力要小，防止钻头弯曲和滑移。2)要用手动进给，不可使用机动进给。3)切削速度选择要适当，不宜过大。4)在钻削过程中，应注意及时排屑，并及时输入切削液。5)钻头装夹不紧时，不可采用砂皮、纸片等来加粗钻柄进行装夹。图2-12在工件两面钻透较深的小孔第二节各种特殊孔的钻削6)钻较深的小孔时，如超过钻头的有效长度(孔的深度)，且又是一下钻不通的孔，可采用从相对两面同时钻孔的方法(工件形状不允许除外，见图2-12)。第二节各种特殊孔的钻削图2-13先用立铣刀铣出一个
10、平面第二节各种特殊孔的钻削1)要保证钻头本体与接长部分的同轴度要求，以免影响孔的加工精度。2)钻头每送进一段不长的距离(当钻头螺旋槽全部进入工件后，该距离应更短)，即应从孔内退出，进行排屑和输送切削液。第二节各种特殊孔的钻削1.加工方法2.改进钻头的几何角度1)磨出第二顶角21，使275。2)后角一般磨成o=610，以免产生振动。3)将棱边磨窄，保留0.10.2mm的宽度，或者磨出副后角68，以减少摩擦。4)切削刃处的前、后面，用磨石研磨，使表面粗糙度值达Ra0.2m。表格第二节各种特殊孔的钻削3.正确选择切削用量4.钻削精孔的一般注意事项1)钻孔时应选用精度较高的钻床，主轴径向圆跳动误差要小
11、。2)选用尺寸精度较高的钻头。3)钻头的两切削刃需修磨对称，两刃轴的径向圆跳动误差应控制在0.05mm范围内。4)钻削过程中要有充足的切削液，并正确选用切削液。第二节各种特殊孔的钻削1)准确划线，划线误差在0.1mm以内。图2-17孔位检查线形式2)按划线基准，校正工件需加工孔的位置后加以固定。第二节各种特殊孔的钻削3)用扩孔的方法，分23次加工。4)依次加工其他孔。1)按图样准确划线。2)在各孔中心先加工一个螺纹孔，螺纹孔大小视所需加工孔的大小而定。3)制作一批带孔校正圆柱。4)用螺钉将各校正圆柱安装在工件需加工孔上。5)在钻床主轴上装上杠杆百分表，对工件上任意一个圆柱进行校正，保证圆柱轴心
12、线与钻床主轴轴线同轴度要求。6)利用钻、扩、镗、铰等加工方法，边加工边测量，直到符合图样的加工要求为止。7)用上述方法逐一加工其余未加工孔，直至全部结束。第二节各种特殊孔的钻削1)选择基准，准确划线。2)按划线基准定位，先钻直径较大孔再钻直径较小孔。3)对于精度要求不高的孔，分23次扩孔加工的方法来达到要求；对于精度要求较高的孔，钻孔后应留有铰削或研磨的余量。4)两孔即将钻穿时，应采用手动的较小的进给量进给，以免在偏切的情况下造成钻头折断或孔的歪斜。5)斜交孔的加工，可采用在斜面上钻孔的方法加工。第二节各种特殊孔的钻削第三节钻床夹具1.钻床夹具组成图2-18轴套零件图第三节钻床夹具图2-19轴
13、套钻孔用夹具(1)定位元件用以确定工件在夹具中正确加工位置的元件，称定位元件。第三节钻床夹具(2)夹紧装置图2-19中的螺母4和垫圈5用来把工件夹紧在夹具上，保证工件在加工过程中不产生位移。(3)引导元件图2-19中的钻套1用来引导钻头到正确位置上钻孔，同时增加钻削时钻头的稳定性，提高钻孔精度。(4)夹具体图2-19中的夹具体6是组成夹具的基础件，它将上述各类元件、装置连成一整体。2.钻床夹具的作用(1)保证工件的加工精度图2-18中工件的?12H9孔的垂直度和对称度，只能通过夹具来保证，它比划线找正的加工精度高。第三节钻床夹具(2)提高生产率降低加工成本采用夹具后，可省去划线工序，减少找正的
14、辅助时间，同时操作方便、安全，安装稳固可靠，可增大切削用量，节省机动时间。(3)扩大机床的加工范围采用钻床夹具后，可解决某些工件在机床上的装夹困难，可以一机多用。第三节钻床夹具1.钻床夹具的特点2.常用钻床夹具类型图2-20固定式钻床夹具第三节钻床夹具(1)固定式钻床夹具该种夹具的特点是使用时夹具固定在钻床工作台上。图2-21移动式钻床夹具示意图第三节钻床夹具(2)移动式钻床夹具这类夹具用于单轴立式钻床，能先后钻削同一表面上有多个孔的工件，如图2-21所示。(3)翻转钻床夹具有的工件几个方向上均有待加工的孔，为了减少装夹次数，提高各孔之间的位置精度，采用翻转式钻床夹具。(4)盖板式钻床夹具这类
15、夹具将夹具体、定位元件和夹紧装置全部安装在钻模板上，使用时，钻模板像盖子一样盖在工件上，如图2-23所示。图2-22翻转式钻床夹具第三节钻床夹具图2-23盖板式钻模(5)回转式钻床夹具这种夹具用于加工同心圆周上的第三节钻床夹具平行孔系或分布在几个不同表面上的径向孔。图2-24回转式钻床夹具第三节钻床夹具3.组合夹具(1)组合夹具的组成1)基础件。2)支承件。3)定位件。图2-25钻孔用组合夹具第三节钻床夹具4)导向件。5)夹紧件。6)紧固件。7)辅助件。8)组合件。(2)组合夹具的组装组合夹具组装是把组合夹具的各相关元件和组合件，按一定的步骤和需要组装成加工工件的夹具。(3)组合夹具的特点1)
16、能保证加工质量，提高生产率。2)可重复使用，节省人力和物力。3)灵活多变，能迅速组装适合加工需要的夹具。4)可减少夹具存放空间，改善管理工作。第三节钻床夹具第四节钻削加工实例1)要保证各个油路孔的位置精度，使得各阀的联接口与集成油路块上相应的孔口相通。2)油路块之间的相应的主油路孔口相通。3)纵横交错的各孔要相交正确，确保液压油的畅通无阻。1)钻孔前，首先检查油路块各相应表面的平行度及垂直度是否符合要求，其精度会直接影响钻孔的质量。2)当油路块的精度符合要求后，可对照图样划线，这一步很关键。3)按图2-12所示的在工件两面钻透较深小孔的方法钻主油路回油孔(主O孔)。4)翻转油路块，使S面接触挡
17、铁，钻削回油孔O，这样就能够保证回油孔O与主油路回油孔相通。第四节钻削加工实例5)用3)、4)所述方法钻削主油路进油孔(主P孔)，进油孔(P孔)，主油路泄油孔(主L孔)，以及泄油孔(L孔)。6)移动挡铁，到钻头中心线的距离等于Z的位置，然后再将工件的J面抵住挡铁，钻削节流阀进油孔。7)翻转工件，使J面抵住挡铁，钻削A孔，使之与节流阀进油孔相通。8)用6)、7)所述的方法钻其他各个油路孔。图2-26油路块的油路孔第四节钻削加工实例图2-27加工不锈钢的钻头第四节钻削加工实例第五节钻床及故障排除1.台式钻床2.立式钻床3.摇臂钻床第五节钻床及故障排除1.保险离合器失效(1)产生原因1)超负荷钻削。
18、2)弹簧弹力不足。3)离合器的钢珠损坏。(2)排除方法1)按使用说明书或工艺要求进行正常的钻削；2)通过弹簧一端的限位螺杆调整到超过正常负荷的10%(即达到10000N)，此时即停止进给。3)更换钢珠或整个离合器。2.油管断油第五节钻床及故障排除(1)产生原因1)油管断裂。2)油管接头结合面配合不良。3)柱塞油泵的柱塞与泵体间隙过大。4)柱塞弹簧失效。5)油泵的单向阀失效(弹簧失效或钢珠与结合面配合不好)。(2)排除方法1)更换新油管。2)检查各油管接头接合面，若接合面不良，则管接头斜面重新配制。第五节钻床及故障排除3)若柱塞与泵体间隙过大，用研磨棒研磨泵体孔，按泵体孔配研柱塞。4)更换柱塞弹
19、簧。5)若单向阀失效，则需修整或更换弹簧，或修整钢珠与其结合面的配合。3.主轴在进给箱内上下移动时出现轻重现象(1)产生原因1)主轴变速箱的花键套与主轴中心偏移。2)主轴花键部分弯曲。3)主轴套筒的外径变形超过公差范围。4)主轴套筒齿条有碰撞伤痕和毛刺。第五节钻床及故障排除(2)排除方法1)在主轴上安装百分表，表针触及空心轴旋转主轴，若同轴度超差(允差为0.05mm)，可调整变速箱位置，重新铰定位销孔。2)校正花键弯曲部分。3)检查主轴套筒外径是否有变形或咬痕。4)修整主轴套的齿条与其啮合的齿轮，保证啮合正常。4.钻孔轴线倾斜(1)产生原因：1)主轴移动轴线与立柱导轨不平行。2)主轴回转中心与
20、工作台面不垂直。第五节钻床及故障排除(2)排除方法1)检查主轴套移动中心线与立柱导轨的平行度，若超差，则修刮进给箱体导轨面至要求。2)检查主轴套移动中心线对工作台面的垂直度误差，若超差，则修刮工作台面导轨达到技术要求。5.渗漏油(1)产生原因1)结合面不够平直而引起的渗油。2)油管接头结合面配合不良，或插入式的油管端部溢油。3)主轴旋转时甩油。第五节钻床及故障排除(2)排除方法1)如箱盖、轴承盖的结合面不够平直时，可重新刮削至技术要求，并涂上人造树脂溶液，但涂层须厚薄均匀，也可以用密封膏作涂料。2)油管接头处若装配不当，往往也容易引起漏油，改进方法之一是管接头斜面重新进行配制；之二是插入式的油管，建议改用管接头拧紧。3)主轴承润滑供油量过多，可调整导油线，以控制供油量。第五节钻床及故障排除复习思考题1.标准群钻与麻花钻相比，构造上有何特点?起什么作用?2.铸铁群钻的结构特点有哪些?起什么作用?3.钻削黄铜或青铜时，为什么会产生“扎刀”现象?如何避免?4.薄板群钻的特点是什么?起什么作用?5.为什么不能用一般的方法钻斜孔?可采取哪些方法来钻斜孔?6.钻削深孔时，应注意哪些问题，以避免事故?7.较深小孔采用何种方法加工?如何保证其加工质量?8.试述钻床夹具的作用及其主要组成的元件。9.钻床夹具有哪种类型?简述其使用方法。
