钳工工艺与技能训练第6章课件.ppt
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1、31 一月 2023第第6 6章章 钻孔钻孔、扩孔扩孔、锪锪孔和绞孔孔和绞孔31 一月 2023学习目标学习目标1 16.1 6.1 钻孔钻孔2 26.2 6.2 扩孔扩孔3 36.3 6.3 锪孔锪孔4 46.4 6.4 铰孔铰孔5 56.5 6.5 钻床与附件钻床与附件6 6目录31 一月 2023掌握钻孔掌握钻孔 掌握扩孔掌握扩孔 掌握绞孔掌握绞孔掌握锪孔掌握锪孔了解钻床与附件了解钻床与附件31 一月 2023 孔是工件上经常出现的加工表面,选择适当的孔是工件上经常出现的加工表面,选择适当的方法对孔进行加工是钳工重要的工作方法之一。方法对孔进行加工是钳工重要的工作方法之一。31 一月 2
2、023 用钻头在实体材料上一次钻成孔的工序叫钻孔。钻孔可用钻头在实体材料上一次钻成孔的工序叫钻孔。钻孔可以达到的标准公差等级一般为以达到的标准公差等级一般为IT10IT10IT11IT11级级,表面粗糙度一表面粗糙度一般为般为Ra50Ra50Ra12.5mRa12.5m。故只能加工要求不高的孔或作为孔。故只能加工要求不高的孔或作为孔的粗加工。的粗加工。6.16.1 钻孔钻孔31 一月 20236.1.16.1.1 标准麻花钻标准麻花钻 标准麻花钻是钻孔常用的工具,简称麻花钻或钻头,一般用标准麻花钻是钻孔常用的工具,简称麻花钻或钻头,一般用高速钢(高速钢(W18Gr4VW18Gr4V或或W9Gr
3、4V2W9Gr4V2)制成。)制成。1.1.麻花钻的构成麻花钻的构成 麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。柄部是麻花钻的夹持麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。柄部是麻花钻的夹持部分,用来传递钻孔时所需的转矩和轴向力。它有直柄和锥柄两部分,用来传递钻孔时所需的转矩和轴向力。它有直柄和锥柄两种。一般直径小于种。一般直径小于13mm13mm的麻花钻做成直柄,直径大于的麻花钻做成直柄,直径大于13mm13mm的麻花的麻花钻做成莫氏锥柄。颈部位于柄部和工作部分之间,用于磨制麻花钻做成莫氏锥柄。颈部位于柄部和工作部分之间,用于磨制麻花钻头外圆时供砂轮退刀用,也是麻花钻规格、商标、材料的打印钻头外圆时供砂轮退
4、刀用,也是麻花钻规格、商标、材料的打印处。工作部分由切削部分和导向部分组成,是麻花钻的主要部分。处。工作部分由切削部分和导向部分组成,是麻花钻的主要部分。导向部分具有引导钻削方向和修光孔壁的作用,是切削部分的备导向部分具有引导钻削方向和修光孔壁的作用,是切削部分的备用部分。用部分。31 一月 2023麻花钻的构成麻花钻的构成 31 一月 2023 2.2.麻花钻的四个辅助平面麻花钻的四个辅助平面为了便于确定麻花钻切削部分的几何角度,先确定四个辅助平为了便于确定麻花钻切削部分的几何角度,先确定四个辅助平面。面。麻花钻的辅助平面麻花钻的辅助平面 31 一月 2023基面基面基面基面主切削刃上任意一
5、点的基面是主切削刃上任意一点的基面是垂直于该点的切削速度方向的垂直于该点的切削速度方向的平面。即通过该点与钻头轴线平面。即通过该点与钻头轴线形成的径向平面。形成的径向平面。切削平面切削平面切削平面切削平面主切削刃上任意一点的切削平主切削刃上任意一点的切削平面是由该点的切削速度方向和面是由该点的切削速度方向和通过该点的切削刃的切线两者通过该点的切削刃的切线两者所构成的平面。所构成的平面。柱截面柱截面柱截面柱截面通过主切削刃上任意一点作与钻头通过主切削刃上任意一点作与钻头轴线平行的线,该直线绕钻头轴线轴线平行的线,该直线绕钻头轴线旋转所形成的圆柱截面即为该点的旋转所形成的圆柱截面即为该点的柱截面。
6、柱截面。主截面主截面主截面主截面通过主切削刃上任意一点并垂通过主切削刃上任意一点并垂直该点切削平面和基面的平面直该点切削平面和基面的平面为该点的主截面。为该点的主截面。辅助面辅助面辅助面辅助面31 一月 20233.3.麻花钻切削角度麻花钻切削角度 麻花钻的切削角度麻花钻的切削角度 31 一月 20231 1)前角)前角 它是在正交平面它是在正交平面N N1 1N N1 1或或N N2 2N N2 2内,前刀面与基面之间的夹内,前刀面与基面之间的夹角(角(0101、0202)。)。钻头的前角在外缘处最大(一般为钻头的前角在外缘处最大(一般为3030左右),自外缘向左右),自外缘向中心逐渐减小,
7、在中心钻头直径的三分之一范围内为负值。接中心逐渐减小,在中心钻头直径的三分之一范围内为负值。接近横刃处的前角为近横刃处的前角为3030,在横刃上的前角,在横刃上的前角0=0=55556060。前角的大小与螺旋角有关(横刃处除外)。螺旋角愈大,。前角的大小与螺旋角有关(横刃处除外)。螺旋角愈大,前角愈大。在外缘处的前角与螺旋角数值相近。前角愈大。在外缘处的前角与螺旋角数值相近。前角的大小决定着切除材料的难易程度和切屑在前刀面上前角的大小决定着切除材料的难易程度和切屑在前刀面上的摩擦阻力。前角愈大,切削愈省力。的摩擦阻力。前角愈大,切削愈省力。31 一月 20232 2)后角)后角 它是在假定圆柱
8、截面它是在假定圆柱截面O O1 1O O1 1或或O O2 2O O2 2内,后刀面与切削平面内,后刀面与切削平面之间的夹角(之间的夹角(0101、0202)。主切削刃上每一点的后角也是不等)。主切削刃上每一点的后角也是不等的。与前角相反,在外缘处最小,愈近中心则愈大。的。与前角相反,在外缘处最小,愈近中心则愈大。一般麻花钻外缘处的后角按钻头直径大小分为:一般麻花钻外缘处的后角按钻头直径大小分为:D D15mm 15mm 0 0=10=101414 D D=15=1530mm 30mm 0 0=9=91212 D D30mm 30mm 0 0=8=81111 后角愈小,钻孔时钻头后刀面与工件切
9、削表面之间的摩擦愈后角愈小,钻孔时钻头后刀面与工件切削表面之间的摩擦愈严重,但切削刃强度较高。在钻孔过程中,随着钻头的进给运动,严重,但切削刃强度较高。在钻孔过程中,随着钻头的进给运动,后角会相应减小,且因切削表面呈螺旋形,愈近中心,切削表面后角会相应减小,且因切削表面呈螺旋形,愈近中心,切削表面的螺旋升角愈大,后角的减小量愈大。所以,刃磨后角时愈近中的螺旋升角愈大,后角的减小量愈大。所以,刃磨后角时愈近中心应磨得愈大,以适应在工作时后角的变化。心应磨得愈大,以适应在工作时后角的变化。31 一月 2023 3 3)顶角)顶角 钻头两主切削刃在其平行平面钻头两主切削刃在其平行平面M MM M上投
10、影所夹的角称顶上投影所夹的角称顶角。麻花钻的顶角角。麻花钻的顶角2 2=118=1182 2时,两主切削刃呈直线型;时,两主切削刃呈直线型;2 2118118时,主切削刃呈内凹形;时,主切削刃呈内凹形;2 2118118时,则主切时,则主切削刃呈外凸形。削刃呈外凸形。顶角影响主切削刃上切削力的大小。顶角愈大,则轴向顶角影响主切削刃上切削力的大小。顶角愈大,则轴向力愈小,同时使钻头外缘处的刀尖角增大,有利于散热和提力愈小,同时使钻头外缘处的刀尖角增大,有利于散热和提高钻头寿命。但顶角减小后,在相同的条件下,钻头所受切高钻头寿命。但顶角减小后,在相同的条件下,钻头所受切削转矩要增大,而且切屑卷曲厉
11、害,排屑不便和妨碍切削液削转矩要增大,而且切屑卷曲厉害,排屑不便和妨碍切削液的进入。的进入。31 一月 2023 4 4)横刃斜角)横刃斜角 横刃与主切削刃平行的轴平面横刃与主切削刃平行的轴平面M MM M之间的夹角称为横刃斜之间的夹角称为横刃斜角。麻花钻的横刃斜角角。麻花钻的横刃斜角=50=505555。当刃磨后角时,近钻心处的后角磨得愈大,则横刃斜角就当刃磨后角时,近钻心处的后角磨得愈大,则横刃斜角就愈小。所以,如果横刃斜角刃磨准确了,则近钻心处的后角愈小。所以,如果横刃斜角刃磨准确了,则近钻心处的后角也就准确了。也就准确了。31 一月 2023缺点缺点主刃长、切屑宽,各点切屑流出速主刃长
12、、切屑宽,各点切屑流出速度相差很大,切屑卷曲成螺卷,度相差很大,切屑卷曲成螺卷,所占空间体积大,导致排屑不顺所占空间体积大,导致排屑不顺利,切削液难以流入。利,切削液难以流入。高速钢的耐热性和耐高速钢的耐热性和耐磨性仍不够高。磨性仍不够高。主切削刃上各点前角数主切削刃上各点前角数值变化很大,接近钻心值变化很大,接近钻心处已为负值,切削条件处已为负值,切削条件不好。不好。横刃很长又有很大的负前角,横刃很长又有很大的负前角,切削条件差,因此轴向力大,切削条件差,因此轴向力大,定心不好。定心不好。横刃的前后角横刃的前后角与主刃后角密与主刃后角密切相关不能分切相关不能分别控制。别控制。切屑厚度沿切削刃
13、分布切屑厚度沿切削刃分布不均,在边缘处切削厚不均,在边缘处切削厚度大而且此处切削速度度大而且此处切削速度最高,副后角为零,韧最高,副后角为零,韧带与孔壁摩擦很大,因带与孔壁摩擦很大,因此外缘处切削负荷大,此外缘处切削负荷大,磨损快。磨损快。4.4.麻花钻的缺点麻花钻的缺点31 一月 2023 5.5.麻花钻的刃磨麻花钻的刃磨 麻花钻的刃磨直接关系到钻头切削能力的好坏、钻孔麻花钻的刃磨直接关系到钻头切削能力的好坏、钻孔精度的高低、表面粗糙度值的大小等。因此当麻花钻头磨精度的高低、表面粗糙度值的大小等。因此当麻花钻头磨钝或在不同材料上钻孔要改变切削角度时,必须进行刃磨。钝或在不同材料上钻孔要改变切
14、削角度时,必须进行刃磨。一般麻花钻采用手工刃磨,主要刃磨两个主后刀面。刃磨一般麻花钻采用手工刃磨,主要刃磨两个主后刀面。刃磨时,右手握住麻花钻的头部作为定位支点,使其绕轴线转时,右手握住麻花钻的头部作为定位支点,使其绕轴线转动使钻头整个后刀面都能磨到,并对砂轮施加压力;左手动使钻头整个后刀面都能磨到,并对砂轮施加压力;左手握住柄部作上下弧形摆动使钻头磨出正确后角。刃磨时钻握住柄部作上下弧形摆动使钻头磨出正确后角。刃磨时钻头轴心线与砂轮圆柱母线在水平面内的夹角约等于钻头顶头轴心线与砂轮圆柱母线在水平面内的夹角约等于钻头顶角角2 2的一半,两手动作的配合要协调、自然。由于钻头的一半,两手动作的配合
15、要协调、自然。由于钻头的后角在不同半径处是不等的,所以摆动角度的大小也要的后角在不同半径处是不等的,所以摆动角度的大小也要随后角的大小而变化。为防止在刃磨时另一刀瓣的刀尖可随后角的大小而变化。为防止在刃磨时另一刀瓣的刀尖可能碰坏,一般采用前刀面向下的刃磨方法。能碰坏,一般采用前刀面向下的刃磨方法。31 一月 2023麻花钻的刃磨麻花钻的刃磨 31 一月 2023 6.6.麻花钻的修磨麻花钻的修磨 针对麻花钻存在的一些缺点,通常对钻头的切削部分进行针对麻花钻存在的一些缺点,通常对钻头的切削部分进行修磨,改善切削性能,以适应钻削不同的材料、满足不同的钻修磨,改善切削性能,以适应钻削不同的材料、满足
16、不同的钻削要求。削要求。麻花钻的修磨麻花钻的修磨 31 一月 2023 1 1)修磨横刃)修磨横刃 主要是把横刃磨短,增大横刃处的前角。修磨后的横主要是把横刃磨短,增大横刃处的前角。修磨后的横刃长度为原来长度的刃长度为原来长度的1/51/51/31/3,以减少轴向阻力和挤刮现,以减少轴向阻力和挤刮现象,提高钻头的定心作用和切削稳定性,一般直径象,提高钻头的定心作用和切削稳定性,一般直径5mm5mm以上以上的钻头都要修磨横刃。的钻头都要修磨横刃。2)2)修磨主切削刃修磨主切削刃 主要是磨出第二顶角主要是磨出第二顶角2 20 0,即在外缘处磨出过渡刃,以,即在外缘处磨出过渡刃,以增加主切削刃的总长
17、度,增大刀尖角,从而增加刀齿强度增加主切削刃的总长度,增大刀尖角,从而增加刀齿强度改善散热条件,提高切削刃与棱边交角处的抗磨性,延长改善散热条件,提高切削刃与棱边交角处的抗磨性,延长钻头使用寿命减小孔壁表面粗糙度。钻头使用寿命减小孔壁表面粗糙度。31 一月 2023 3 3)修磨棱边)修磨棱边 标准告诉钢麻花钻的副后角为标准告诉钢麻花钻的副后角为0 0。在加工无硬皮的工件。在加工无硬皮的工件时,为了减小棱边与孔壁的摩擦,减小钻头磨损,对于直径时,为了减小棱边与孔壁的摩擦,减小钻头磨损,对于直径较大的钻头,可磨出副后角为较大的钻头,可磨出副后角为6 688,并留下宽度为,并留下宽度为0.10.2
18、 mm0.10.2 mm的窄棱边。的窄棱边。4 4)修磨前刀面)修磨前刀面 将主切削刃和副切削刃的交角处的前刀面磨去一块,以减将主切削刃和副切削刃的交角处的前刀面磨去一块,以减小此处的前角。在钻削硬材料时可提高刀齿强度,钻削黄铜小此处的前角。在钻削硬材料时可提高刀齿强度,钻削黄铜时还可以避免切削刃过分锋利而引起扎刀现象。时还可以避免切削刃过分锋利而引起扎刀现象。5 5)磨出分屑槽)磨出分屑槽 在两个后刀面上磨出几条相互错开的分屑槽,使原来的宽在两个后刀面上磨出几条相互错开的分屑槽,使原来的宽切屑变窄,有利于排屑尤其适合钻削钢料。切屑变窄,有利于排屑尤其适合钻削钢料。31 一月 20236.1.
19、26.1.2 钻孔的方法钻孔的方法 1.1.工件的夹持工件的夹持 一般钻一般钻8mm8mm以下的小孔而工件又能用手握牢时,就用手拿工件钻孔比以下的小孔而工件又能用手握牢时,就用手拿工件钻孔比较方便。但工件上锋利边角要倒钝,当孔将钻穿时要特别小心以防事故较方便。但工件上锋利边角要倒钝,当孔将钻穿时要特别小心以防事故发生。有些工件较长虽可用手握住但最好在钻床台面上用螺钉靠住工件,发生。有些工件较长虽可用手握住但最好在钻床台面上用螺钉靠住工件,这样比较安全可靠。除此以外钻孔时不能用手握住的工件,必须采用下这样比较安全可靠。除此以外钻孔时不能用手握住的工件,必须采用下列方法来夹持:列方法来夹持:1 1
20、)用虎钳夹持)用虎钳夹持 钻孔直径超过钻孔直径超过8mm8mm或手不能握住的小工件钻孔时,必须用手虎钳或小或手不能握住的小工件钻孔时,必须用手虎钳或小型台虎钳等来夹持工件。在平整的工件上钻孔,一般把工件夹在机用虎型台虎钳等来夹持工件。在平整的工件上钻孔,一般把工件夹在机用虎钳上,孔较大时机用虎钳用螺栓紧固在钻床工作台上。钳上,孔较大时机用虎钳用螺栓紧固在钻床工作台上。31 一月 2023 2 2)用压板夹紧)用压板夹紧 钻大孔时或不便用平口钳夹紧的工件,可用压板、螺栓、垫钻大孔时或不便用平口钳夹紧的工件,可用压板、螺栓、垫铁直接固定在钻床工作台上进行钻孔。用压板时应注意以下几点:铁直接固定在钻
21、床工作台上进行钻孔。用压板时应注意以下几点:(1 1)垫铁和螺栓应尽量靠近工件,以减小压板的变形并使其)垫铁和螺栓应尽量靠近工件,以减小压板的变形并使其有较大的压紧力。有较大的压紧力。(2 2)垫铁应比工件的加紧表面稍高,而不能低于压紧表面。)垫铁应比工件的加紧表面稍高,而不能低于压紧表面。否则压紧后其着力点将在工件的边缘处,当只用一块压板夹紧时,否则压紧后其着力点将在工件的边缘处,当只用一块压板夹紧时,工件就要翘起。而垫铁稍高时即使压板略有变形,仍有使着力点工件就要翘起。而垫铁稍高时即使压板略有变形,仍有使着力点不会偏在边缘处,有较大的压紧面积。不会偏在边缘处,有较大的压紧面积。3 3)用三
22、爪自定心卡盘装夹)用三爪自定心卡盘装夹 要在圆柱形工件端面上进行钻孔,可用三爪自定心卡盘来夹要在圆柱形工件端面上进行钻孔,可用三爪自定心卡盘来夹紧进行加工。紧进行加工。4 4)用)用V V形块配以压板夹持形块配以压板夹持 在圆柱形工件上钻孔,要把工件放在在圆柱形工件上钻孔,要把工件放在V V形块上并配以压板压牢,形块上并配以压板压牢,以免工件在钻孔时转动。以免工件在钻孔时转动。31 一月 2023工件的装夹方法工件的装夹方法 31 一月 2023 2.2.一般工件的钻孔方法一般工件的钻孔方法 钻孔前,先把孔中心的样冲眼冲大一些,这样可使横刃预先落钻孔前,先把孔中心的样冲眼冲大一些,这样可使横刃
23、预先落入样冲眼的锥坑中,钻孔时钻头就不易偏离中心。入样冲眼的锥坑中,钻孔时钻头就不易偏离中心。钻孔时使钻尖对准钻中心,先试钻一浅坑,如钻出的锥坑与所钻孔时使钻尖对准钻中心,先试钻一浅坑,如钻出的锥坑与所划的钻孔圆周线不同心,可及时予以借正,靠移动工件或移动钻床划的钻孔圆周线不同心,可及时予以借正,靠移动工件或移动钻床主轴来解决。如果偏离较多,也可以用样冲或油槽錾在需要多钻去主轴来解决。如果偏离较多,也可以用样冲或油槽錾在需要多钻去一些的部位錾几条槽,以减少此处的切削阻力而让钻头偏过来,达一些的部位錾几条槽,以减少此处的切削阻力而让钻头偏过来,达到借正的目的。到借正的目的。当试钻达到同心要求时,
24、即可把钻床主轴中心与工件钻孔中心当试钻达到同心要求时,即可把钻床主轴中心与工件钻孔中心正确地固定下来,继续钻孔。正确地固定下来,继续钻孔。通孔在将要钻穿时,必须减小进给量。如果采用自动进给的最通孔在将要钻穿时,必须减小进给量。如果采用自动进给的最好改换成手动进给,因为当钻心刚钻穿工件材料时,进给力突然减好改换成手动进给,因为当钻心刚钻穿工件材料时,进给力突然减小,由于钻床进给机构的间隙和弹性变形的突然恢复,将使钻头以小,由于钻床进给机构的间隙和弹性变形的突然恢复,将使钻头以很大的进给量自动切入,以致造成钻头折断或钻孔质量降低等现象。很大的进给量自动切入,以致造成钻头折断或钻孔质量降低等现象。用
25、手动进给操作时,由于已注意减小了进给量,轴向阻力用手动进给操作时,由于已注意减小了进给量,轴向阻力较小,较小,这种现象就可避免发生。这种现象就可避免发生。31 一月 2023 3.3.在圆柱形工件上钻孔的方法在圆柱形工件上钻孔的方法 在轴类或盘类等圆柱形工件上,钻出与工件轴线垂直并通过在轴类或盘类等圆柱形工件上,钻出与工件轴线垂直并通过轴线的孔,是钳工经常要遇到的一项工作。轴线的孔,是钳工经常要遇到的一项工作。当钻孔轴线与工件轴线的位置度和同轴度要求较高时,可做当钻孔轴线与工件轴线的位置度和同轴度要求较高时,可做一个定心工具。钻孔前,先找正钻床主轴中心与安装工件的一个定心工具。钻孔前,先找正钻
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