《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第10章.ppt
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1、第第1010章章 孔加工刀具孔加工刀具10.1 10.1 钻削过程及其基本原理钻削过程及其基本原理110.2 10.2 孔加工刀具的分类和用途孔加工刀具的分类和用途210.3 10.3 麻花钻麻花钻310.4 10.4 深孔钻深孔钻410.5 10.5 铰刀铰刀510.6 10.6 镗刀镗刀610.1 10.1 钻削过程及其基本原理钻削过程及其基本原理 1.1.钻削运动钻削运动 钻削时的切削运动同车削一样,也是由主运动和进给运动所组成的。钻削时的切削运动同车削一样,也是由主运动和进给运动所组成的。其中,钻头(在钻床上加工时)或工件(在车床上加工时)的旋转运动其中,钻头(在钻床上加工时)或工件(
2、在车床上加工时)的旋转运动为主运动,钻头的轴向运动为进给运动。为主运动,钻头的轴向运动为进给运动。2.2.钻削用量钻削用量1)钻削速度)钻削速度3)背吃刀量)背吃刀量2)进给量和每齿进给量)进给量和每齿进给量c1000dnv z2ff p/2ad3.3.钻削的工艺特点钻削的工艺特点1 1)导向定心问题)导向定心问题导向定心问题包括以下几点:导向定心问题包括以下几点:(1 1)预钻锥形定心孔,应先用小顶角、大直径麻花钻或中心)预钻锥形定心孔,应先用小顶角、大直径麻花钻或中心钻钻一个锥形坑,再用所需尺寸的钻头钻孔。钻钻一个锥形坑,再用所需尺寸的钻头钻孔。(2 2)对于大直径孔(直径大于)对于大直径
3、孔(直径大于30 mm30 mm),常采用在钻床上分两),常采用在钻床上分两次钻孔的方法,即第一次按小于工件孔径钻孔,第二次再按要求次钻孔的方法,即第一次按小于工件孔径钻孔,第二次再按要求尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作,因而钻头不会出尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作,因而钻头不会出现由此引起的弯曲。现由此引起的弯曲。(3 3)刃磨钻头时,尽可能使两切削刃对称,使径向力互相抵)刃磨钻头时,尽可能使两切削刃对称,使径向力互相抵消,减少径向引偏。消,减少径向引偏。2 2)冷却问题)冷却问题 在实际生产中,可根据具体的加工条件,采用大流量在实际生产中,可根据具体的加工条件,采用大流量
4、冷却或压力冷却的方法,保证冷却效果。冷却或压力冷却的方法,保证冷却效果。3 3)排屑问题)排屑问题 在普通钻削加工中,常采用定时退出的方法把切屑排在普通钻削加工中,常采用定时退出的方法把切屑排出;在深孔加工中,要将钻头结构和冷却措施相结合,以出;在深孔加工中,要将钻头结构和冷却措施相结合,以便切削液的压力把切屑强制排出。便切削液的压力把切屑强制排出。10.2 10.2 孔加工刀具的分类和用途孔加工刀具的分类和用途 10.2.1 10.2.1 在实体工件上加工出孔的刀具在实体工件上加工出孔的刀具 1.1.麻花钻麻花钻 麻花钻是使用最广泛的一种孔加工刀具,不仅可以在一般材料上麻花钻是使用最广泛的一
5、种孔加工刀具,不仅可以在一般材料上钻孔,经过修磨后还可在一些难加工材料上钻孔。钻孔,经过修磨后还可在一些难加工材料上钻孔。麻花钻呈细长状,属于粗加工刀具。两个对称的、较深的螺旋槽麻花钻呈细长状,属于粗加工刀具。两个对称的、较深的螺旋槽用来形成切削刃和前角,起着排屑和输送切削液的作用。沿螺旋槽边用来形成切削刃和前角,起着排屑和输送切削液的作用。沿螺旋槽边缘的两条棱边用于减小钻头与孔壁的摩擦面积。缘的两条棱边用于减小钻头与孔壁的摩擦面积。2.2.扁钻扁钻 扁钻是使用最早的孔加工刀具。它就是把切削部分磨成一个扁平扁钻是使用最早的孔加工刀具。它就是把切削部分磨成一个扁平体,将主切削刃磨出锋角与后角一同
6、形成横刃;将副切削刃磨出后角体,将主切削刃磨出锋角与后角一同形成横刃;将副切削刃磨出后角与副偏角一同控制钻孔直径。与副偏角一同控制钻孔直径。扁钻有整体式扁钻和装配式扁钻两种,如图所示。扁钻有整体式扁钻和装配式扁钻两种,如图所示。扁钻扁钻3.3.深孔钻深孔钻 深孔钻是专门用于加工深孔的孔加工刀具。在机械加工中通深孔钻是专门用于加工深孔的孔加工刀具。在机械加工中通常把孔深与孔径之比大于常把孔深与孔径之比大于6 6的孔称为深孔。深孔钻削时的孔称为深孔。深孔钻削时,散热和排散热和排屑困难,且因钻杆细长而刚性差,易产生弯曲和振动。一般都要屑困难,且因钻杆细长而刚性差,易产生弯曲和振动。一般都要借助压力冷
7、却系统解决冷却和排屑问题。借助压力冷却系统解决冷却和排屑问题。4.4.中心钻中心钻 中心钻是用来加工轴类零件中心孔的孔加工刀具。钻孔前,中心钻是用来加工轴类零件中心孔的孔加工刀具。钻孔前,应先打中心孔,以有利于钻头的导向,防止孔的偏斜。中心钻的应先打中心孔,以有利于钻头的导向,防止孔的偏斜。中心钻的结构主要有三种形式,即带护锥中心钻、无护锥中心钻和弧形中结构主要有三种形式,即带护锥中心钻、无护锥中心钻和弧形中心钻,如图所示。心钻,如图所示。中心钻中心钻10.2.2 10.2.2 对工件上已有孔进行再加工的刀具对工件上已有孔进行再加工的刀具1.1.铰刀铰刀 铰刀属于精加工刀具,也可用于高精度孔的
8、半精加工。由于铰刀铰刀属于精加工刀具,也可用于高精度孔的半精加工。由于铰刀的齿数多,槽底直径大,导向性及刚性好,加工余量小,制造精度高,的齿数多,槽底直径大,导向性及刚性好,加工余量小,制造精度高,结构完善,因而铰孔的加工精度较高,一般可达结构完善,因而铰孔的加工精度较高,一般可达IT8IT8IT6IT6,表面粗糙,表面粗糙度可达度可达Ra1.6Ra1.60.2 m0.2 m。其加工范围一般为中小孔。铰孔操作方便,。其加工范围一般为中小孔。铰孔操作方便,生产率高,且容易获得高质量的孔,因此,其在生产中应用极为广泛。生产率高,且容易获得高质量的孔,因此,其在生产中应用极为广泛。2.2.镗刀镗刀
9、镗刀是一种很常见的扩孔用刀具,在许多机床上都可以用镗刀镗镗刀是一种很常见的扩孔用刀具,在许多机床上都可以用镗刀镗孔(如车床、铣床、镗床及组合机床等)。镗孔的加工精度可达孔(如车床、铣床、镗床及组合机床等)。镗孔的加工精度可达IT8IT8IT6IT6,表面粗糙度可达,表面粗糙度可达Ra6.3Ra6.30.8 m0.8 m。镗孔常用于较大直径孔的粗加。镗孔常用于较大直径孔的粗加工、半精加工和精加工。工、半精加工和精加工。3.3.扩孔钻扩孔钻 扩孔钻通常用于铰或磨前的预加工或毛坯孔的扩大,其外形与麻花扩孔钻通常用于铰或磨前的预加工或毛坯孔的扩大,其外形与麻花钻类似。扩孔钻通常有三或四个刃带,没有横刃
10、,前角和后角沿切削刃钻类似。扩孔钻通常有三或四个刃带,没有横刃,前角和后角沿切削刃的变化小,故加工时导向效果好,轴向抗力小。常见扩孔钻的结构形式的变化小,故加工时导向效果好,轴向抗力小。常见扩孔钻的结构形式包括高速钢整体式扩孔钻、镶齿套式扩孔钻和硬质合金可转位式扩孔钻,包括高速钢整体式扩孔钻、镶齿套式扩孔钻和硬质合金可转位式扩孔钻,如图所示。如图所示。扩孔钻扩孔钻4.4.锪钻锪钻 锪钻用于在孔的端面上加工圆柱形沉头孔、加工锥形沉头孔或加锪钻用于在孔的端面上加工圆柱形沉头孔、加工锥形沉头孔或加工凸台表面,如图所示。锪钻上的定位导向柱用来保证锪孔或端面与工凸台表面,如图所示。锪钻上的定位导向柱用来
11、保证锪孔或端面与原孔有一定的同轴度和垂直度,导向柱可以拆卸,以便制造锪钻的端原孔有一定的同轴度和垂直度,导向柱可以拆卸,以便制造锪钻的端面齿。锪钻可制成高速钢整体结构或硬质合金镶齿结构。面齿。锪钻可制成高速钢整体结构或硬质合金镶齿结构。锪钻锪钻10.3 10.3 麻花钻麻花钻10.3.1 10.3.1 麻花钻的结构麻花钻的结构标准麻花钻的结构标准麻花钻的结构1.1.柄部柄部 柄部是钻头的夹持部分,用于与机床连接,并在钻孔时传柄部是钻头的夹持部分,用于与机床连接,并在钻孔时传递转矩和轴向力。麻花钻的柄部有锥柄和直柄两种。递转矩和轴向力。麻花钻的柄部有锥柄和直柄两种。2.2.颈部颈部 麻花钻的颈部
12、凹槽是磨削钻头柄部时的砂轮越程槽,槽底麻花钻的颈部凹槽是磨削钻头柄部时的砂轮越程槽,槽底通常刻有钻头的规格及厂标。直柄麻花钻多无颈部。通常刻有钻头的规格及厂标。直柄麻花钻多无颈部。3.3.工作部分工作部分 麻花钻的工作部分有两条螺旋槽,因其外形很像麻花而得麻花钻的工作部分有两条螺旋槽,因其外形很像麻花而得名。它是钻头的主要部分,由切削部分和导向部分组成。名。它是钻头的主要部分,由切削部分和导向部分组成。1 1)切削部分)切削部分 切削部分担负着切削工作,由两个前刀面、主后刀面、副后刀面、切削部分担负着切削工作,由两个前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。横刃为两个主后刀
13、面相交形成主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。横刃为两个主后刀面相交形成的刃,副后刀面是钻头的两条刃带,工作时与工件孔壁(即已加工表的刃,副后刀面是钻头的两条刃带,工作时与工件孔壁(即已加工表面)相对,如图所示。面)相对,如图所示。麻花钻切削部分的结构麻花钻切削部分的结构2 2)导向部分)导向部分 导向部分是当切削部分切入工件后起导向作用的部分,也是切削导向部分是当切削部分切入工件后起导向作用的部分,也是切削部分的备磨部分。它包含刃沟、刃瓣和刃带。刃带是其外圆柱面上两部分的备磨部分。它包含刃沟、刃瓣和刃带。刃带是其外圆柱面上两条螺旋形的棱边,由它们控制孔的廓形和直径,保持钻头的进给方向。条螺旋形
14、的棱边,由它们控制孔的廓形和直径,保持钻头的进给方向。为减少导向部分与孔壁的摩擦,其外径(即两条刃带上)磨有为减少导向部分与孔壁的摩擦,其外径(即两条刃带上)磨有(0.030.030.120.12)/100 mm/100 mm的倒锥。钻心圆是一个假想的圆,它与钻头的倒锥。钻心圆是一个假想的圆,它与钻头的两个主切削刃相切。钻心直径的两个主切削刃相切。钻心直径d0d0约为钻头直径约为钻头直径d d的的15%15%,为了提高钻,为了提高钻头的刚度,钻头的钻心由前端向后端逐渐增大(即正锥),递增量为头的刚度,钻头的钻心由前端向后端逐渐增大(即正锥),递增量为(1.41.42.02.0)/100 mm/
15、100 mm,如图所示。,如图所示。麻花钻钻心结构麻花钻钻心结构10.3.2 10.3.2 麻花钻的几何参数麻花钻的几何参数1.螺旋角螺旋角2.顶角、主偏角和端面刃倾角顶角、主偏角和端面刃倾角3.前角前角4.后角后角麻花钻的几何参数麻花钻的几何参数mmmh2tantanrrPRrmstmtantancos0stmmsindd momstmrmrmtantantancossin一般为828直径=918 mm,后角取125.5.副偏角和副后角副偏角和副后角 为了减少导向部分与孔壁的摩擦,除了国家标准中规定钻为了减少导向部分与孔壁的摩擦,除了国家标准中规定钻心直径心直径d d0 00.75 mm0.
16、75 mm的麻花钻在导向部分上有两条窄的刃带外,的麻花钻在导向部分上有两条窄的刃带外,还应在钻心直径还应在钻心直径d d0 01 mm1 mm的麻花钻外圆向柄部方向减小直径,的麻花钻外圆向柄部方向减小直径,即有一定倒锥量,从而形成副偏角。副偏角一般很小即有一定倒锥量,从而形成副偏角。副偏角一般很小(r r=3024)=3024),而刃带可以看成圆柱面的一部分,由,而刃带可以看成圆柱面的一部分,由此可知副后角此可知副后角o o=0=0。6.6.横刃角度横刃角度 横刃是两个主后刀面的交线,如图所示。横刃角度包括横刃是两个主后刀面的交线,如图所示。横刃角度包括横刃斜角、横刃前角和横刃后角。横刃斜角、
17、横刃前角和横刃后角。横刃横刃10.4 10.4 深孔钻深孔钻10.4.1 10.4.1 深孔加工的特点深孔加工的特点 深孔加工是一种难度较大的技术,到目前为止,仍处于不断改深孔加工是一种难度较大的技术,到目前为止,仍处于不断改进、提高的阶段,这是因为深孔加工有其特殊性,即:进、提高的阶段,这是因为深孔加工有其特殊性,即:1 1孔的深度与直径之比孔的深度与直径之比较大(一般大于较大(一般大于1010),),钻杆细长,刚性差,钻杆细长,刚性差,工作时容易产生偏斜工作时容易产生偏斜和振动,因此,孔的和振动,因此,孔的精度及表面质量难以精度及表面质量难以控制。控制。2 2切屑多而排屑通道长,切屑多而排
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