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

,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床。主要用于加工外形復(fù)雜，沒有對稱回轉(zhuǎn)軸線工件上的孔。,鉆床上可完成鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、鉆沉頭孔、锪平面。 刀具作旋轉(zhuǎn)主運動同時沿軸向移動作進給運動。 使用的孔加工刀具主要有麻花鉆、中心鉆、深孔鉆、擴孔鉆、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。一類是從實體材料中加工出孔的刀具，如扁鉆、麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；另一類是對工件上的已有的孔進行再加工，如擴孔鉆、锪鉆、鉸刀及鏜刀等。,5-1 鉆削與孔加工刀具,1.從實體材料上加工出孔的刀具,（1）扁鉆,中心鉆用來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，或為精度要求較高的孔作預(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.在加工過程中,必須解決斷屑,排屑,冷卻潤滑和導(dǎo)向等問題.,4、深孔鉆,5-1 鉆削與孔加工刀具,5-1 鉆削與孔加工刀具,2.對已有孔進行加工的刀具,這類刀具能擴大孔徑，提高孔的加工精度。,（1）、擴孔鉆,擴孔是用擴孔鉆對已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進一步加工。常用作鉸孔或磨床前的預(yù)加工擴孔以及毛坯孔的擴大,作半精加工.在成批或大量生產(chǎn)時應(yīng)用較廣.擴孔的加工精度可達(dá)IT10-IT11,Ra可達(dá)6.3-3.2m.擴孔鉆與麻花鉆相似， 但刀齒數(shù) 較多，沒 有橫刃。,5-1 鉆削與孔加工刀具,與鉆孔相比，擴孔具有下列特點：,5-1 鉆削與孔加工刀具,用來加工各種沉頭孔、錐孔、端面凸臺等。,5-1 鉆削與孔加工刀具,（2）、锪鉆,用于對孔進行半精加工和精加工，加工精度可達(dá)IT6-IT8.Ra可達(dá)1.6-0.4m.在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。對于較小的孔，相對于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經(jīng)濟實用的加工方法。 a.機用鉸刀:用于在機床上鉸孔,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:刀具剛性差,排屑困難,切削熱不易排出 擴孔特點: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;同時排屑槽可作得較小較淺,增加刀具剛度; 生產(chǎn)率高,導(dǎo)向性較好,切削較平穩(wěn); 擴孔的加工質(zhì)量比鉆孔高 鉸孔特點: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,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.此時可利用夾具或用鏜孔夾來保證.,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,可以對于不同直徑和形狀的孔進行粗、精加工，特別是加工一些大直徑的孔和孔內(nèi)環(huán)槽時，鏜刀幾乎是唯一可用的刀具。其優(yōu)點如下： 能夠修正上道工序所造成的軸線歪曲，偏斜等缺陷，所以適宜于來進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： 1.同時或順序完成不同表面的加工，減少機床數(shù)量，節(jié)省了機動和輔助時間，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： 1.刀桿細(xì)長，強度和剛度較差； 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、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。 兩個前刀面、兩個后刀面、 兩個副后刀面、兩個主刃、 兩個副刃、一個橫刃。 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)平面,1）基面Pr 鉆頭主刀刃上一點的基面是過該點且垂直于該點切削速度方向的平面，即通過該點的軸剖面。 2）切削平面Ps 鉆頭主刀刃上任一點的切削平面是包含該點的切削速度方向，而又切于該點加工表面的平面。,（2）前角 在主剖面內(nèi)測量前刀面與基面的夾角。 由于主刀刃上各點的主剖面和基面位置不同，所以各點的前角變化很大。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 鉆削與孔加工刀具,（4）后角和副后角 鉆頭主刀刃任意點的后角是在以鉆軸為軸心線的圓柱面的切平面內(nèi)測量的，而不是在主剖面內(nèi)測量。,5-1 鉆削與孔加工刀具,三、鉆削特點,1.鉆削要素,（1）切削速度v 是指鉆頭外緣點的主運動速度。,d0鉆頭直徑 n主運動的轉(zhuǎn)速,（2）進給量 每轉(zhuǎn)進給量 每齒進給量 每秒進給量,（3）鉆削深度 鉆孔時，每個切削刃的鉆削深度。,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行的加工，切削液不易進入切削區(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，且由于刀刃強度弱，散熱條件也差，因此此處磨損最大。棱邊磨損嚴(yán)重時，會出現(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動如圖所示：,5-2 鉆床及其加工范圍,立式鉆床 通過移動工件位置 使被加工孔中心與主 軸中心對中，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。 工件固定不動，可方便地移動主軸，使主軸中心對準(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)動機缸體等零件上的孔。 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,加工時移動困難這時希望工件在加工過程中固定不動,運動由機床部件來實現(xiàn),其主要特點: (1)萬能性大 (2)集中操縱 (3)提高移動部件的靈敏度 (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：Vc很高，ap和f很小，因此可以加工出質(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床。 坐標(biāo)鏜床的特點是具有精確的測量位移專用裝置,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,牛頭刨床加工時的特點： （1）刀具在反向運動時不加工，浪費了不少時間 （2）滑枕在換向時瞬間有較大的慣量，限制了主運動速度的提高，使切削速度較低 （3）通常只能單刀加工，不能用多刀同時切削。 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。,主要用來加工大平 面，尤其是長而窄的 平面，也可加工溝槽 或同時加工幾個中小 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,插刀上下運動為主運動，工件可作縱橫兩個方向的移動， 工作臺還可作分度運動。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： （1）拉削時一次走刀成形，所以拉床的運動比較簡單，它只有主運動，沒有進給運動。 （2）切削時，拉刀做平穩(wěn)的低速直線運動，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。,