孔加工技术讲解课件.ppt

1、在制造业中，孔的应用非常广泛。回转体工件中心的孔通常在车床上加工，非回转体工件上的孔以及回转体上非中心的孔通常在镗床和钻床上加工。孔的类型很多。常见孔：如轴承孔、销孔、螺纹孔、喷嘴等。深孔：如油缸活塞孔、枪管、炮管等。特型孔：如内花键孔、内齿轮等。根据各种孔的应用情况及常用的加工方法，可以把孔粗略地分为以下四类：普通小直径圆孔普通大直径圆孔微孔、深孔及超大圆孔特型孔 在普通机械加工中，直径较小的孔（3-50mm）一般使用钻、扩、铰的方法加工。钻、扩、铰可以在各种钻床上进行，也可以在车床、铣床、铣镗床上进行。工件回转，钻头轴向进给（如车床等钻孔），钻孔时孔径会变化，形成锥度、鼓形等。钻头回转并轴

2、向进给（如钻床、铣床、镗床等钻孔），钻孔时易出现孔的偏斜；一一.钻孔钻孔DrillingDrilling1.1.钻削钻削Drilling operationDrilling operation用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔，其精度为IT12-11，Ra值为25-12.5um，属于粗加工 钻头刚性差，易引偏；钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦已加工表面，表面质量差；钻孔精度IT13IT11，Ra为5012.5m钻孔加工生产效率低；钻削的应用钻孔用于所有实体零件上孔粗加工，孔径0.550，一般超过50的孔不直接钻孔；钻孔一般用于软材料零件的加工，不适合硬材料零件孔的加工。（特殊情况可用合金钻头钻

3、淬硬材料）2 2、麻花钻、麻花钻Drilling operation and twist drillDrilling operation and twist drill麻花钻的几何角度主要有螺旋角、顶角、前角、后角和横刃斜角。：前角前角0 0为正交平面内前刀面与基面的夹角，由于钻头的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，横刃为负前前刀面为螺旋面，故越靠近中心，前角越小，横刃为负前角。角。侧后角侧后角为轴向圆柱剖面内后刀面与切削平面的夹角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。故越靠近中心，后角越大。顶角顶角22两主切削刃在中

4、心截面上投影的夹角。标准钻头两主切削刃在中心截面上投影的夹角。标准钻头顶角为顶角为118118。横刃斜角横刃斜角 主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。主切削刃与横刃在钻头端面上投影的夹角。螺旋角螺旋角 最外缘螺旋线切线与轴线的夹角最外缘螺旋线切线与轴线的夹角2 2、麻花钻、麻花钻twist drill twist drill：直柄麻花钻（直柄麻花钻（0.5200.520）、）、锥柄麻花钻（锥柄麻花钻（880880）3.钻头受力分析：钻头受力分析：在各切削刃上：轴向力Ff径向力Fp切向力Fc总的扭矩：MM0M01M横轴向力：FF0F01F横轴向力主要由横刃产生，扭矩主要由主刃产生。4.麻花钻的

5、缺点麻花钻的缺点shortcoming of twist drills刚度差、导向性差横刃产生的轴向力很大切屑与孔壁剧烈摩擦半封闭式的切削条件很差加工质量也很差。群钻显著提高了切削性能和刀具耐用度。群钻对麻花钻主要作了三方面的修磨：一是在麻花钻的主后刀面上磨出两个对称的月牙槽，形成三尖、七刃双顶角；二是修磨横刃，使其为原长的1/5-1/7，并加大横刃前角；三是对于直径大于15mm的钻头，在刀刃的一边磨出分屑槽。U 钻二二.扩孔扩孔Core drillingCore drilling 扩孔可以使用扩孔钻，也可以使用直径较大的麻花钻。扩孔加工可以在一定程度上纠正原孔轴线的偏斜，属于半精加工，精度为

6、IT109，表面粗糙度Ra值为6.33.2um。扩孔钻的常用来加工直径为1550mm的孔，扩孔余量一般为孔径的1/8。（0.54mm）扩孔的应用：扩孔的应用：用于小孔基础上的孔径扩大，用于小孔基础上的孔径扩大，一般孔径小于一般孔径小于80 用于半精加工低硬度材料的孔用于半精加工低硬度材料的孔(1)(1)铰刀：铰刀：手动铰刀（锥度小而长手动铰刀（锥度小而长150150）和）和 机用铰刀（锥度较短机用铰刀（锥度较短10801080）(2)(2)铰孔的特点：铰孔的特点：铰孔余量小（粗铰铰孔余量小（粗铰0.150.35mm0.150.35mm），切削速度低，切削），切削速度低，切削力小，切削平稳，加工

7、质量好，力小，切削平稳，加工质量好，加工精度加工精度IT87IT87，Ra1.60.4mRa1.60.4m；铰孔的适应性较差，一把铰刀只能加工一种尺寸精度铰孔的适应性较差，一把铰刀只能加工一种尺寸精度的孔，不宜加工非标孔、台阶孔、盲孔、非连续表面（如的孔，不宜加工非标孔、台阶孔、盲孔、非连续表面（如轴向有键槽等），不能加工硬材料工件；轴向有键槽等），不能加工硬材料工件；铰孔可纠正孔的形状误差，不能纠正位置误差。铰孔可纠正孔的形状误差，不能纠正位置误差。(3)(3)铰孔的应用：铰孔的应用：铰孔用于软材料零件孔的精加工，不铰孔用于软材料零件孔的精加工，不能加工硬材料；能加工硬材料；铰孔孔径铰孔孔径

8、180180铰孔的精度和表面粗糙度主要取决于铰刀的精度、安装方式、切削用量、切削液等条件。为避免产生积屑瘤，铰孔时应采用较低的切削速度、较大的进给量并施加适当的切削液。铰刀分为机用铰刀和手用铰刀。手用铰刀的铰削直径为：150mm机用铰刀为：1080mm四四.其他孔加工方法其他孔加工方法Other Hole Making OperationOther Hole Making Operation 用锪钻（或其他代用刀具）加工沉头孔的方法称为锪孔。锪孔钻有平底锪钻和锥面锪钻。也可以用麻花钻刃磨掉两主刃形成。攻螺纹和套螺纹攻螺纹和套螺纹 用丝锥来加工内螺纹的操作称为攻螺纹。用板牙加工外螺纹的方法称为套

9、扣。攻螺纹和套螺纹可以在钻床上也可以在车床上进行。但单件小批生产主要用手工操作。在工件上加工一个直径为在工件上加工一个直径为20H920H9的圆孔，要求孔的的圆孔，要求孔的加工质量达到加工质量达到IT7IT7、表面粗糙度、表面粗糙度Ra0.8Ra0.8。试将加工工艺列。试将加工工艺列于下表。于下表。加工顺序及方法加工顺序及方法所用刀具所用刀具名称名称规格规格1钻孔钻孔钻头钻头18182扩孔扩孔扩孔钻扩孔钻19.819.83铰孔铰孔铰刀铰刀2020攻螺纹工具攻螺纹工具 丝锥丝锥 丝锥一般成组使用。丝锥一般成组使用。M6 M6 M24M24的丝锥每组有两个。加工粗牙螺纹的丝锥每组有两个。加工粗牙螺

10、纹M6M6以以下和下和M24M24以上的丝锥每组有三个。加工以上的丝锥每组有三个。加工细牙螺纹的丝锥不论大小，每组都是两细牙螺纹的丝锥不论大小，每组都是两个。丝锥柄部一般用标记个。丝锥柄部一般用标记I I、IIII、IIIIII代代表头锥、二锥和三锥。表头锥、二锥和三锥。丝锥锥度头部矩形尾部 铰杠铰杠 攻螺纹时用于夹持丝锥的工具称为铰杠。铰杠的规格应与丝锥大小相适应。铰杠 螺纹孔小径D1标准普通螺纹的小径可以按照下式计算：D1=D-1.0825PD：螺纹大径；P：螺距 钻头直径d2脆性材料：d2=D-(1.04 1.08)P塑性材料：d2=D-P 底孔深度H H=L+0.7D 底孔示意图底孔示

11、意图D1LH倒角倒角螺纹底孔确定螺纹底孔确定 工件安装 将加工好底孔的工件固定好，孔的端面应基本保持水平。倒角 在孔口部倒角，直径可略大于螺孔大径。丝锥选择 攻螺纹时必须按头锥、二锥、三锥的顺序攻至标准尺寸。攻螺纹 攻螺纹时两手用力要均匀，每攻入1 2圈，应将丝锥反转1/4圈进行断屑和排屑。攻不通孔时，应做好记号，以防丝锥触及孔底。润滑 对钢件攻螺纹时应加乳化液或机油。攻螺纹操作攻螺纹操作攻丝例例2 在工件上加工一个在工件上加工一个M20M20的螺纹孔，尺寸如图示，试将的螺纹孔，尺寸如图示，试将加工工艺列于下表。加工工艺列于下表。M2020加工顺序及加工顺序及方法方法所用刀具所用刀具名称名称规

12、格规格1钻孔钻孔钻头钻头17.517.5深深34342攻丝攻丝丝锥丝锥M20M20深孔钻削 Deep hole drilling内排屑深孔钻切削液在较高的压力下由工件孔壁与钻杆外表面之间的空隙进入切削区进行冷却、润滑，并将切屑经钻头的排屑孔冲入钻杆内部向后排出。内排屑深孔钻适合加工直径20mm以上、深径比不超过100的孔。由于内排屑深孔钻可以避免切屑划伤孔壁故加工质量较高，精度达IT9-7，Ra值达3.2m。扁钻轴向尺寸小、刚性好，结构简单、制造容易，便于采用先进刀具材料，换刀方便，适用于数控机床，尤其在加工大直径孔（D38mm）时，更是比麻花钻经济。套料钻：中孔结构，切削刃分布在四周，加工孔

13、时它只切出一个环形的孔，而中间留下的料芯可二次使用。适于加工直径大于60mm的深孔及贵重材料。在钻床上，钻削的主运动是刀具的旋转运动，进给运动是刀具的轴向进给。除钻孔外，钻床还可用于扩孔、铰孔、孔口加工和螺纹加工等。一、台式钻床一、台式钻床 台式钻床是一种安装在台桌上使用的小型钻床，一般用于加工小型零件上直径不超过12mm的小孔 钻钻 床床 常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。它们的共同特点是：工件固定在工作台上，刀具安装在主轴上，刀具一边旋转一边做轴向移动。台钻示意图钻卡头钻卡头锁紧锁紧手柄手柄立柱立柱电机电机皮带塔轮皮带塔轮进给手柄进给手柄深度指示器深度指示器主轴主轴工作台工作台底座

14、底座 钻削运动 主轴带动钻头的旋转运动是主 运动，主轴的轴向移动为进给运动。钻削孔径范围 加工直径 13mm以下，最小加工直径可以小于1mm。主轴转速 台钻的一般较高，最高时每分钟可达10000转以上。特点 台式钻床结构简单，价格低廉，使用方便，在钳工装配和仪表制造中应用广泛。台式钻床的工艺特点二、二、立式钻床立式钻床 立式钻床的规格 用最大钻孔直径来表示，常用的有25mm、35mm、40mm、50mm等。特点 刚性好、功率大，可以采用较大的 切削用量，可以自动走刀，生产率较高，加工精度也较高。由于工作台尺寸不大并且不能在水平面内移动，必要时只能手工移动工件，因此立式钻床仅用于加工中小型工件上

15、的孔。三、摇臂钻床三、摇臂钻床 摇臂钻床主轴箱及主轴可以沿摇臂上的水平导轨移动，摇臂又可以绕立柱转动以及沿立柱上下移动，因此摇臂钻床适合加工大、中型工件上多个孔的加工。钻削孔径范围 最大钻削孔径可达75mm。特点 刚性好、功率大，可以采用较大的切削用量，可以自动走刀，生产率较高，加工精度也较高。摇臂可沿立柱上下升降，同时还能绕立柱旋转，主轴箱可以在摇臂的横梁上滑动，可以在比较大的范围内加工工件。适宜加工大型工件和多孔工件。一、卧式镗铣床主轴和平旋盘主轴箱前立柱后立柱工作台 镗削的切削运动与铣削类似，主要在铣镗床、镗床上进行加工，是孔加工的常用方法之一。镗孔时的主运动是刀具的旋转运动，进给运动为

16、刀具的轴向移动或工作台纵向移动；坐标镗床是一种高精度的机床，主要用于尺寸精度和位置精度都要求较高的孔系加工，如镗模，钻模和量具上的精密孔系。机床上具有坐标位置的精密测量装置，能准确地测量工作台、主轴箱等部件的位移量，实现工件和刀具间的准确定位。除孔加工外，坐标镗床还可以用于精密刻度、样板划线、孔距和直线尺寸的测量。铣镗加工中心是一种计算机控制的、具有刀库的、能自动 换刀的铣镗床。主要部件：刀库主轴箱机械手工作台数控装置1、单刃镗刀安装在镗刀杆上，加工的孔径大小由调整刀头的伸出长度来保证，多用于单件小批量生产中。第六第六 节节 镗刀和镗床加工工艺特点镗刀和镗床加工工艺特点2、双刃镗刀、双刃镗刀 有固定式镗刀和浮动镗刀。镗削的切削运动与铣削类似，主要在铣镗床、镗床上进行加工，是孔加工的常用方法之一。普通铣镗床上镗孔精度最高为IT8-7，Ra1.6-0.8m。由于镗床本身工作台运动精度较高，因此可以保证相关各孔之间的位置精度，而且加工灵活。铣镗床还可以加工外圆和平面，主要用于加工机座、箱体、支架等大型零件上直径较大的孔及有较高位置精度要求的孔，也可以在一次装夹中完成孔及其端面的加工，保证两者有较高的位置精度。孔的常见类型常用钻床类型常用孔加工方法常用孔加工刀具镗削、镗刀和镗床