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第10章钻削和镗削 加工内圆的切削加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔、拉孔、磨孔、金刚镗、精密磨削、超精加工、珩磨、研磨和抛光等;特种加工方法有电火花穿孔、超声波穿孔和激光打孔等。本章节将介绍钻孔、扩孔、铰孔和镗削加工 10.1钻削加工 用钻头在实体工件上加工出孔的方法称为钻孔。钻孔只能加工精度要求不高的孔或进行孔的粗加工,公差等级一般为ITll~IT10级,表面粗糙度值一般为Ra100μm~25μm。钳工钻孔多在钻床上进行,其加工特点有钻削力大,切削温度高,摩擦严重,传热散热困难,钻头易产生振动和易磨损,加工精度低等。 10.1.1钻削加工工艺范围 图10-1钻削加工工艺 10.1.2钻削加工设备 单件、小批量生产的,中小型工件上的小孔(一般D<13mm),常用台式钻床加工;中小型工件上直径较大的孔(一般D<50mm),常用立式钻床加工;大中型工件上的孔,则采用摇臂钻床加工。 1.立式钻床、摇臂钻床 图10-2立式钻床图10-3摇臂钻床 2.数控钻床 图10-4数控钻床 10.1.2麻花钻结构 1、麻花钻的结构要素 图10-5麻花钻组成 2、麻花钻的主要角度 图10-6麻花钻结构与角度 麻花钻:直柄麻花钻(φ0.5~φ20)、锥柄麻花钻(φ8~φ80) 钻头材料:钻头一般为高速钢材料。 钻头结构:两主两副一横刃,两前刀面(螺旋面)、两后刀面、两副后刀面等。 麻花钻的角度: 前角γ0:为正交平面内前刀面与基面的夹角,由于钻头的前刀面为螺旋面,故越靠近中心,前角越小,横刃为负前角。 后角αf:为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角。故越靠近中心,后角越大。 顶角2φ:两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头顶角为118°。 横刃斜角Ψ:主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。 螺旋角β:最外缘螺旋线切线与轴线的夹角。 3、其它钻头 标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差等结构问题,生产中为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻”使用。 (1).群钻 群钻的基本特征为:“三尖七刃锐当先,月牙弧槽分两边,一侧外刃开屑槽,横刃磨得低窄尖”。 图10-7群钻的结构与角度 (2).中心钻 中心钻用于加工轴类工件的中心孔。钻孔时,先打中心孔,也有利于钻头的导向,可防止孔的偏斜。 (3).深孔钻 深孔钻是专门用于钻削深孔的钻头。为解决深孔加工中的断屑、排屑、冷却润滑和导向等问题,人们先后开发了外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻和套料钻等多种深孔钻。 图10-8深孔钻工作示意图图10-9深孔钻 10.1.3钻削夹具 钻削夹具简称“钻模”。它是在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹加工时,用以确定工件和刀具的相对正确位置,并使工件得到夹紧的工艺装置。 1.钻削夹具的组成 除了夹具所共有的定位、夹紧装置外,钻削夹具的组成还有: (1)钻套 (2)钻模板 (3)分度装置 外观图b)分度头在铣床上的安装位置 图10-10万能分度头 1—前顶尖2—拨盘3—主轴4—刻度盘5—游标6—回转体7—挂轮轴 8—定位销9—手柄10—分度叉11—分度盘12—锁紧螺钉13—底座 2.几种典型的钻床夹具 固定式钻模 图10-11铰链模板固定式钻模 1—扁销2—紧定螺钉3—销轴4—钻模板5—支承钉 6—定位销7—模板座8—偏心轮9—夹具体 回转式钻模 图10-12轴向分度回转式钻模 1—模板座2—夹具体3—手柄4—螺母5—把手6—对定销 7—圆柱销8—螺母9—快换垫圈10—衬套11—钻套12—螺钉 (3)翻转式钻模 图10-13600翻转式钻模 1—台肩销2—快换垫圈3—螺母 (4)滑柱式钻模 图10-14滑柱式钻模 1—夹具体2—滑柱3—锁紧螺母4—钻模板5—套环6—手柄7—螺旋齿轮轴 10.1.4麻花钻钻孔的方法 找正和引导方式:单件小批:按划线位置钻孔。 批量生产:采用专用钻床夹具利用钻套引导。 钻深孔当孔的深度超过孔径三倍时,钻孔时要经常退出钻头及时排屑和冷却。 在硬材料上钻孔钻孔速度不能过高,手动进给量要均匀,特别是孔将要钻透时,应注意适当降低速度和进给量。 钻削较大的孔当钻孔直径较大(通常>30mm)时,应分两次钻削。 钻高塑性材料上的孔在塑性好、韧性高的材料上钻孔时,断屑常成为影响加工的突出问题。可通过降低切削速度、提高进给量及时退出钻头排屑和冷却等措施加以改善。 在斜面上钻孔易使钻头引偏,造成孔轴线歪斜。可先锪出平面后再进行钻孔),或采用特殊钻套来引导钻头。 10.1.5钻削的工艺特点 (1)钻孔是孔的粗加工方法; (2)可加工直径0.05~125mm的孔; (3)孔的尺寸精度在IT10以下; (4)孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。钻孔主要用来加工