《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》第五章鉆、鏜、刨、插、拉削加工的知識(shí)

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1、,第五章 鉆、鏜、刨、插、拉削加工,鉆削與孔加工刀具,5.1,5.2,5.4,5.5,5.3,鉆床及其加工范圍,鏜床及其加工范圍,刨床、插床及其加工范圍,拉床及其加工范圍,5-1 鉆削與孔加工刀具,鉆床和鏜床都是孔加工機(jī)床。主要用于加工外形復(fù)雜，沒(méi)有對(duì)稱回轉(zhuǎn)軸線工件上的孔。,鉆床上可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、鉆沉頭孔、锪平面。 刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)同時(shí)沿軸向移動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 使用的孔加工刀具主要有麻花鉆、中心鉆、深孔鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、锪鉆等。,5-1 鉆削與孔加工刀具,一、孔加工刀具的種類和用途,孔加工刀具按其用途可分為兩大類。一類是從實(shí)體材料中加工出孔的刀具，如扁鉆、麻花鉆、中心鉆和深孔

2、鉆等；另一類是對(duì)工件上的已有的孔進(jìn)行再加工，如擴(kuò)孔鉆、锪鉆、鉸刀及鏜刀等。,5-1 鉆削與孔加工刀具,1.從實(shí)體材料上加工出孔的刀具,（1）扁鉆,中心鉆用來(lái)加工各種軸類工件的中心孔。,（2）中心鉆,用于加工精度要求不高，或?yàn)榫纫筝^高的孔作預(yù)加工。,5-1 鉆削與孔加工刀具,3、麻花鉆,是常見的孔加工刀具。一般用于實(shí)體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為IT11-IT13，Ra為50-12.5m。加工范圍為0.1-80mm,以30mm以下時(shí)最常用。,用于加工孔深L與孔徑D之比L/D5-10的特殊深孔.在加工過(guò)程中,必須解決斷屑,排屑,冷卻潤(rùn)滑和導(dǎo)向等問(wèn)題.,4、深孔鉆,5-1 鉆削與孔加工刀具,

3、5-1 鉆削與孔加工刀具,2.對(duì)已有孔進(jìn)行加工的刀具,這類刀具能擴(kuò)大孔徑，提高孔的加工精度。,（1）、擴(kuò)孔鉆,擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步加工。常用作鉸孔或磨床前的預(yù)加工擴(kuò)孔以及毛坯孔的擴(kuò)大,作半精加工.在成批或大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用較廣.擴(kuò)孔的加工精度可達(dá)IT10-IT11,Ra可達(dá)6.3-3.2m.擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似， 但刀齒數(shù) 較多，沒(méi) 有橫刃。,5-1 鉆削與孔加工刀具,與鉆孔相比，擴(kuò)孔具有下列特點(diǎn)：,5-1 鉆削與孔加工刀具,用來(lái)加工各種沉頭孔、錐孔、端面凸臺(tái)等。,5-1 鉆削與孔加工刀具,（2）、锪鉆,用于對(duì)孔進(jìn)行半精加工和精加工，加工精度可達(dá)IT6-IT8.Ra可達(dá)1

4、.6-0.4m.在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。對(duì)于較小的孔，相對(duì)于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工方法。 a.機(jī)用鉸刀:用于在機(jī)床上鉸孔,常用高速鋼制造,有帶柄和套式兩種結(jié)構(gòu). b.手用鉸刀:有整體式和可調(diào)整式.整體式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.手工操作,使用方便.,（3）、鉸刀,5-1 鉆削與孔加工刀具,鉸刀由工作部分、頸部及柄部組成。工作部分又分為切削部分與校準(zhǔn)（修光）部分。,5-1 鉆削與孔加工刀具,鉸刀,5-1 鉆削與孔加工刀具,鉆削特點(diǎn):刀具剛性差,排屑困難,切削熱不易排出 擴(kuò)孔特點(diǎn):切削刃不必自外圓延續(xù)到中心，避免了橫刃及其硬度的不量影響; 由于ap小,切削窄,易排除;同時(shí)排屑槽可作得較小較淺,

5、增加刀具剛度; 生產(chǎn)率高,導(dǎo)向性較好,切削較平穩(wěn); 擴(kuò)孔的加工質(zhì)量比鉆孔高 鉸孔特點(diǎn):刀具剛性好,導(dǎo)向性好,鉸削余量少,切削力小,Vc低,切削熱少,即減少了工件的發(fā)熱和變形,可用于精加工. 另外,鉆,擴(kuò),鉸只能保證孔本身的精度,而不能保證孔間距離的尺寸精度.此時(shí)可利用夾具或用鏜孔夾來(lái)保證.,小結(jié),5-1 鉆削與孔加工刀具,5-1 鉆削與孔加工刀具,（4）、鏜刀,可以對(duì)于不同直徑和形狀的孔進(jìn)行粗、精加工，特別是加工一些大直徑的孔和孔內(nèi)環(huán)槽時(shí)，鏜刀幾乎是唯一可用的刀具。其優(yōu)點(diǎn)如下： 能夠修正上道工序所造成的軸線歪曲，偏斜等缺陷，所以適宜于來(lái)進(jìn)行孔距精度要求較高的孔系加工。,按不同結(jié)構(gòu)，鏜刀可分為單

6、刃鏜刀和雙刃鏜刀。,（雙刃鏜刀）,5-1 鉆削與孔加工刀具,（5）、復(fù)合刀具,5-1 鉆削與孔加工刀具,將兩把或兩把以上的的孔加工刀具組合構(gòu)成的新型刀具。,優(yōu)點(diǎn)： 1.同時(shí)或順序完成不同表面的加工，減少機(jī)床數(shù)量，節(jié)省了機(jī)動(dòng)和輔助時(shí)間，使生產(chǎn)率提高，加工成本降低； 2.能保證工件加工表面較高的位置精度，因而可加工要求較高的零件。 缺點(diǎn)： 1.刀桿細(xì)長(zhǎng)，強(qiáng)度和剛度較差； 2.粗精加工一起完成，影響了工件的加工質(zhì)量； 3.排屑困難，易產(chǎn)生阻塞，導(dǎo)致刀齒損壞。,5-1 鉆削與孔加工刀具,孔加工復(fù)合刀具種類較多，按工藝類型分有：,1.同類工藝復(fù)合刀具 2.不同類工藝復(fù)合刀具,5-1 鉆削與孔加工刀具,二

7、、麻花鉆的構(gòu)造與主要幾何參數(shù),是常見的孔加工刀具。一般用于實(shí)體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為IT11-IT12，Ra為50-12.5m。加工范圍為0.1-80mm,以30mm以下時(shí)最常用。 1.麻花鉆的構(gòu)造 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆由工作部分、頸部及柄部三部分組成。,5-1 鉆削與孔加工刀具,標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖,1）工作部分 分切削部分和導(dǎo)向部分。 兩個(gè)前刀面、兩個(gè)后刀面、 兩個(gè)副后刀面、兩個(gè)主刃、 兩個(gè)副刃、一個(gè)橫刃。 鉆芯直徑朝柄部方向遞增。,2）柄部 夾持部分，有直柄和錐柄。 3）頸部 用于磨柄部時(shí)砂輪的退刀。,5-1 鉆削與孔加工刀具,2.麻花鉆的構(gòu)造,5-1 鉆削與孔加工刀具,（1）坐標(biāo)

8、平面,1）基面Pr 鉆頭主刀刃上一點(diǎn)的基面是過(guò)該點(diǎn)且垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面，即通過(guò)該點(diǎn)的軸剖面。 2）切削平面Ps 鉆頭主刀刃上任一點(diǎn)的切削平面是包含該點(diǎn)的切削速度方向，而又切于該點(diǎn)加工表面的平面。,（2）前角 在主剖面內(nèi)測(cè)量前刀面與基面的夾角。 由于主刀刃上各點(diǎn)的主剖面和基面位置不同，所以各點(diǎn)的前角變化很大。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的主刀刃前角從外緣到鉆芯由30度減至-30度，鉆芯處切削條件很差。,5-1 鉆削與孔加工刀具,5-1 鉆削與孔加工刀具,（3）螺旋角,是指鉆頭最外緣的棱邊螺旋線展開成直線后與鉆頭軸線間的夾角，鉆頭不同直徑處螺旋角不等，外緣處最大，越近鉆芯螺旋角越??；,5-1 鉆削與孔加工

9、刀具,（4）后角和副后角 鉆頭主刀刃任意點(diǎn)的后角是在以鉆軸為軸心線的圓柱面的切平面內(nèi)測(cè)量的，而不是在主剖面內(nèi)測(cè)量。,5-1 鉆削與孔加工刀具,三、鉆削特點(diǎn),1.鉆削要素,（1）切削速度v 是指鉆頭外緣點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)速度。,d0鉆頭直徑 n主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速,（2）進(jìn)給量 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 每齒進(jìn)給量 每秒進(jìn)給量,（3）鉆削深度 鉆孔時(shí)，每個(gè)切削刃的鉆削深度。,5-1 鉆削與孔加工刀具,2.鉆削力和扭矩,鉆削過(guò)程中，由于工件材料的切削變形，鉆頭與切削，工件間的摩擦，從而產(chǎn)生鉆削抗力。,3.鉆頭的磨損及耐用度,鉆削是在半封閉的空間進(jìn)行的加工，切削液不易進(jìn)入切削區(qū)，切削變形比較復(fù)雜，所以鉆削溫度較高。使鉆頭的前后刀

10、面，棱邊及橫刃上都有不同程度的磨損。,在鉆頭主刀刃外緣處的轉(zhuǎn)角處，切削速度最大，切削溫度最高，且由于刀刃強(qiáng)度弱，散熱條件也差，因此此處磨損最大。棱邊磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)半徑減小，形成順錐，扭矩劇增，從而導(dǎo)致鉆頭損壞。,5-1 鉆削與孔加工刀具,4.鉆削用量的選擇,原則： 先選切削深度，再選進(jìn)給量，最后確定切削速度。,5-2 鉆床及其加工范圍,一、立式鉆床,立式鉆床的加工方法及所需的運(yùn)動(dòng)如圖所示：,5-2 鉆床及其加工范圍,立式鉆床 通過(guò)移動(dòng)工件位置 使被加工孔中心與主 軸中心對(duì)中，操作不 便，生產(chǎn)率不高。適 于單件小批生產(chǎn)中加 工中小型零件。,多軸立式鉆床是立式鉆床的另一種類型，較常用的有排式和

11、可調(diào)式兩種。 排式鉆床主要用于中、小批生產(chǎn)中加工中、小型工件。 可調(diào)式多軸立式鉆床生產(chǎn)效率高，適用于成批生產(chǎn)中。,二、臺(tái)式鉆床,不適用于大批、大量生產(chǎn)。,三、搖臂鉆床,搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，主軸箱可在搖臂上作水平移動(dòng)。 工件固定不動(dòng)，可方便地移動(dòng)主軸，使主軸中心對(duì)準(zhǔn)被加工 孔中心。適于單件小批生產(chǎn)中加工大而重的零件。,5-2 鉆床及其加工范圍,四、深孔鉆床,5-3 鏜床及其加工范圍,鏜床的主要類型有臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床和金剛鏜床等。,一、臥式鏜床,5-3 鏜床及其加工范圍,臥式鏜床通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

12、缸體等零件上的孔。 除鏜孔外，還可車端面、銑平面、車外圓、車螺紋及鉆孔等。 可在一次安裝中完成大量的加工工序,稱萬(wàn)能鏜床。 生產(chǎn)率較低 。,下圖所示為臥式鏜床的主要加工方法,臥式鏜床的主要加工方法,5-3 鏜床及其加工范圍,5-3 鏜床及其加工范圍,5-3 鏜床及其加工范圍,二、落地鏜床,落地鏜床主要用于某些工件龐大而笨重,加工時(shí)移動(dòng)困難這時(shí)希望工件在加工過(guò)程中固定不動(dòng),運(yùn)動(dòng)由機(jī)床部件來(lái)實(shí)現(xiàn),其主要特點(diǎn): (1)萬(wàn)能性大 (2)集中操縱 (3)提高移動(dòng)部件的靈敏度 (4)操作方便,5-3 鏜床及其加工范圍,三、金剛鏜床,金剛鏜床是一種高速精密鏜床 主要特點(diǎn)：Vc很高，ap和f很小，因此可以加工

13、出質(zhì)量很高的表面,加工精度可達(dá)IT5IT6，Ra達(dá)1.250.16um。 主要用于成批、大量生產(chǎn)中。,坐標(biāo)鏜床是一種高精度孔加工用的精密機(jī)床。 坐標(biāo)鏜床的特點(diǎn)是具有精確的測(cè)量位移專用裝置,即坐標(biāo)定位裝置。,5-3 鏜床及其加工范圍,四、坐標(biāo)鏜床,5-4 刨床、插床及其加工范圍,刨床和插床的用途是刨削和插削各種平面和溝槽。 刨床和插床的主要類型有:牛頭刨床、龍門刨床、單臂刨床和插床。,5-4 刨床、插床及其加工范圍,一、牛頭刨床,牛頭刨床加工時(shí)的特點(diǎn)： （1）刀具在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)不加工，浪費(fèi)了不少時(shí)間 （2）滑枕在換向時(shí)瞬間有較大的慣量，限制了主運(yùn)動(dòng)速度的提高，使切削速度較低 （3）通常只能單刀加工

14、，不能用多刀同時(shí)切削。 所以與銑加工比較，牛頭刨床的生產(chǎn)率比較低。 牛頭刨床主要用于單件、小批量生產(chǎn)或修理車間。,主要用來(lái)加工大平 面，尤其是長(zhǎng)而窄的 平面，也可加工溝槽 或同時(shí)加工幾個(gè)中小 型零件的平面。生產(chǎn) 率不如銑削高，主要 用于中小批生產(chǎn)及修 理車間。,二、龍門刨床,5-4 刨床、插床及其加工范圍,三、單臂刨床,適用于加工寬度較大，而又不需要在整個(gè)寬度上加工的零件。,四、插床,插床的生產(chǎn)效率較低，通常只用于單件、小批量生產(chǎn)中插削槽、平面及成型表面等。,5-4 刨床、插床及其加工范圍,插刀上下運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件可作縱橫兩個(gè)方向的移動(dòng)， 工作臺(tái)還可作分度運(yùn)動(dòng)。加工與安裝面垂直的面、溝槽,5-5 拉床及其加工范圍,拉床用于加工通孔、平面及成形表面。 其特點(diǎn)： （1）拉削時(shí)一次走刀成形，所以拉床的運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單，它只有主運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 （2）切削時(shí)，拉刀做平穩(wěn)的低速直線運(yùn)動(dòng)，拉力承受的切屑力也很大。 （3） 生產(chǎn)效率高，應(yīng)用于大批大量生產(chǎn)中。,