中级钳工技术第二章群钻和钻削特殊孔.ppt

第二章 群钻和钻削特殊孔,第一节群钻的构造特点和性能 一、标准群钻 标准群钻主要用来钻削碳钢和各种合金结构。它具有各种群钻的特点，同时，又是其他群钻变革的基础。应用也最为广泛。 标准群钻的构造特点如下： （1）群钻上磨有月牙槽，形成凹圆弧刃。并把主切削刃分成三段：外刃AB段;圆弧刃BC段；内刃CD段（表2-1图）。 （2）修磨横刃，使横刃缩短为原来1/51/7.同时使新形成内刃上的前角也大大增加。 （3）磨有单边分屑槽。 由于标准群钻在结构上具有上述特点，故与标准麻花钻相比，其切削性能大大提高。具体有如下几个方面,（1）磨有月牙槽，形成凹形圆弧刃： 磨出圆弧刃后，主切削刃分成三段，能分屑和断屑，减小铁屑所占空间，是排屑流畅。 圆弧刃上各点前角比原来增大。减小切削阻力，可提高切削速度。 钻尖提高降低，这样可把横刃磨得较为锋利，但不致影响钻尖强度。 在钻孔过程中，圆弧刃在孔底切削出一道圆环筋。他与钻头棱边共同起着稳定钻头方向的作用，进一步限制了钻头的摆动，加强了定心作用。有利于提高进给量和孔的表面质量。 （2）修磨横刃后，内刃前角增大： 钻孔时轴向阻力减小，使机床负荷减小，钻头和工件产生的热变形小，提高了孔的质量和钻头寿命。,内刃前角增大，切削省力，可加大切削 度。 磨有单边分屑槽： 磨出单边分屑槽后，使宽的切属变窄，减小容屑 空间，排屑流畅，而且容易加注切削液，降低了 切削热，减小工件变形，提高了钻头的寿命和孔 的表面质量。,第二节 各种特殊孔 的钻削方法 在机械加工中，经常需要钻削一些特殊类型 的孔。由于钻孔部位、长径比及质量等要求 的不同采取的技术措施、加工工艺也要随着 改变。 一、钻精密孔 钻精密孔是一种精加工孔的方法。钻孔公差 等级可达IT8IT7级，表面粗糙度值可达 Ra3.21.6um。,1.改进钻头的几何角度：,精密单孔的钻头,1)修磨直径尺寸符合20H8公差要求的精孔钻(图3-1)。,图3-1精孔钻头,(1)磨出第二锋角（2 ）、一般2 75 新切削刃长度为34mm，为了改善孔壁表面粗 糙度，刀尖处还必须用油石研磨R0.2R0.5mm 的小圆角。 （2）磨在韧带或磨出副后角=68，并保留棱边宽0.100.20mm，修磨长度为45mm，以减小摩擦。 （3）磨出负刃倾角，一般=-10-15，使切屑流向未加工面。 （4）后角不宜过大，一般=610，以免产生振动。 （5）切屑刃附近的前刀面和后刀面用油石研磨光。,2.须具备的切屑条件 （1）加工余量留0.51mm左右；预加工孔表面粗糙度为R6.3。 （2）切屑速度：砖铸铁时u=20m/min左右，钻钢时u=10m/min左右。 （3）尽量采用机动进给，f=0.10mm/r左右。 （4）切屑液选用铰孔用润滑性较好的切屑液。 3.其他要求 （1）选用精度较高的钻床。如果主轴径向圆跳动量较大时，可采用浮动夹头。,（2）使用较新的或尺寸精度接近公差要求的钻头。 （3）钻头两切屑刃应尽量修磨对称，两刃轴向摆动差应控制在0.05mm范围内。 （4）钻头过程中要有充足的切屑液。,1.小孔和微孔的钻削(1)加工难点1)排屑困难，在微孔加工中更为突出，严重时切屑阻塞，钻头强度低，极易被折断。2)切削液很难注入半封闭的孔内，使刀具寿命降低。3)刀具重磨困难，小于1mm钻头需在显微镜下刃磨，操作难度大。4)钻削小孔时要求转速高，故产生的切削温度也高，加剧钻头磨损。,5)在钻削过程中，一般常用手动进给，进给量不易掌握均 匀，加之钻头细、刚性差，易弯曲、倾斜甚至折断；特别是 钻微孔时，加工表面粗糙，钻尖碰到高点或硬点时，钻头就 易引偏，造成孔位不合要求。 (2)加工关键 1)要选用较高的转速(应达15003000r/min)。 2)需用钻模钻孔或用中心孔引钻，以免钻头的滑移，进给力 要尽量小，待钻头定心后，进给量要小而平稳；注意手感， 发现弹跳时使它有个缓冲范围或频繁提起钻头进行排屑， 要及时向孔内和钻头浇注充足的切削液。,3)为改善钻头的切削性能和排屑条件，可按图3-30修磨钻头切削部分的几何角度；要采用粘度低的全损耗系统用油或植物油(菜油)润滑。1)钻床主轴的回转精度和钻头的刚度是关键的关键。2)机床系统刚度要好，加工中不允许有振动，一定要有消振措施；应采用精密的对中夹头，并配置30倍以上的放大镜或描准对中仪。3)频繁退钻次数可根据钻孔深径比L/D决定，见表3-6。,表3-6钻微孔时推荐的退钻次数,(3)加工实例图3-31是泵体阀孔加工的工序图。,1)引孔，按划线预钻孔，保证螺孔口倒角端16mm。2)钻螺纹底孔12.5mm，深15mm。3)机攻M141.5-6H普通细牙螺纹，深10mm。4)钻小孔3mm，距端面深20mm(转速n2000r/min，切削速度v18.8m/min，进给量f0.08mm/r)。5)钻0.6mm微孔(n=3000r/min,v5.6m/min，f=0.08mm/r)。,图3-31泵体阀孔加工工序图,2.深孔钻削(1)加工特点1)深孔加工刀具受孔径限制，一般较细长，刚度差，强度低，钻削中钻头容易引偏，孔轴线易歪斜，故要解决合理导向问题。2)刀具进入工件深孔内时，是处在半封闭条件下工作，于是排屑和冷却散热成为突出问题。3)由于孔很深，钻头易磨损，又很难观察加工情况，故使加工质量难以控制。,图3-32在深孔机床上加工深孔示意图,(2)深孔钻削方法钻削深孔有两种方法：一种是用特长或接长的麻花钻，采取分级进给的加工方法，即在钻削过程中，使钻头加工了一定时间或一定深度后退出，借以排除切屑，并用切削液冷却刀具，然后重复进刀或退刀，直至加工完毕，此法仅适用于单件小批生产中加工较小的深孔；另一种是选用各种类型的深孔钻实现一次进给的加工方法。(3)深孔钻深孔钻是一种特殊结构的刀具。,图3-33各种深孔钻工作情形,1)外排屑单刃深孔钻(图3-34)它最早用于加工枪管，故常称枪钻，也是26mm深孔加工的惟一刀具。,图3-34外排屑单刃深孔钻(枪钻),2)内排屑深孔钻油压头结构(图3-35),图3-35深孔钻的油压头结构,3M36.eps,3)喷吸钻(又称喷射钻)属于实心材料深孔加工刀具之,3.其他特殊孔的钻削(1)非水平面上孔的钻削,图3-41用平顶钻头钻孔,1)采用平顶钻头平顶钻头(图3-41)尽量选用导向部分,较短的麻花钻改制，以增强其刚度；钻孔时最好用钻模防止滑偏；要使用手动进给和较低的切削速度。2)采用转位法钻偏孔若要在圆柱形套筒上钻轴线偏离中心的孔时，为了改善偏切削情况，可采用转位法钻偏孔。,图3-42用转位法钻偏孔,3)采用钻大圆弧面群钻(见图3-43)它是把用于钻削铸钢工件的群钻加以改革： 将3尖7刃改磨为5尖11刃，使主切削刃分刃切削，以减轻轴向进给力，钻削轻快。 为使钻头容易定心，在钻尖处磨出第二内刃顶角21，形成5尖钳制中心。 磨外刃双后角1，以减少后刀面摩擦，便于冷却，降低钻削热。 磨低横刃，使它窄又尖，变负前角挤压为切削状态。,图3-43在圆弧面上钻削的群钻,4)采用钻斜面群钻在斜面上钻孔推荐采用图3-44所示的群钻。,（4）万能分度头的结构与传动原理,分度的方法 分度的方法有简单分度、差动分度、直接和间接分度等多种。由于蜗轮蜗杆的传动比是 1/40，若工件在圆周上的等分数目 Z已知，则工件每转过一个等分，分度头主轴转过1/Z圈。 因此，工件转过每一个等分时，分度头手柄应转过的圈数用下式确定: n= 40/Z 式中 n在工件转过每一等分时，分度头手柄应转过的圈数; Z工件等分数。,【例3-1】 要在工件的某圆周上划出均匀分布的10个孔，试求出每划完一个孔的位置 后，手柄转过的圈数。 解 根据公式 n=40/Z，则n=40/10=4圈。 即每划完一个孔的位置后，手柄应转过四圈再划另一个孔，以此类推。,【例3-2】 在一圆盘端面上划六边形，求先划一条线后，手柄应转几圈后再划第二条线? 解 已知 Z =6，则 n=40/Z=40/6 =6（2/3） 若将2/3分子、分母同时扩大10倍，即2/310/10 =20/30，则分度手柄在分度盘中有30个孔的孔圈上转过六圈后，再转过20个孔即可。,3.4 划线基准的选择,3.4.1 划线基准的概念 1、基准：是用来确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。 2、设计基准：在零件图上用来 确定其他点、线、面位置的基准。 3、划线基准：是指在划线时选择工件上的某个点、线、面作为依据，用它来确定工件的各部 分尺寸、几何形状及工件上各要素的相对位置。,3.4.2 划线基准的选择 划线基准的选择： 应先分析图样，找出设计基准， 使划线基准与设计基准尽量一致， 能够直接量取划线尺寸，简化换算过程。 划线时，应从划线基准开始。,划线基准一般可根据以下三个原则来选择: （1）以两个互相垂直的平面（或线）为划线基准 。,（2）以两条中心线为划线基准,（3）以一个平面和一条中心线为划线基准,3.5 找正和借料,3.5.1 找正 找正就是利用划线工具（如划线盘、角尺、单脚规等）使工件上有关的毛坯表面处于合适的位置。 （1）毛坯上有不加工表面时，通过找正后再划线，可使加工表面与不加工表面之间保证尺寸均匀。,（2）当毛坯工件上有两个以上的不加工表面时，应选择其中面积较大、较重要的或外观质量要求较高的表面为主要找正依据,（3）当毛坯上没有不需要加工的表面时，通过对各加工表面自身位置的找正后再划线， 可使各加工表面的加工余量得到合理和均匀的分布，而不至于出现过于悬殊的情况。,3.5.2 借料 借料：就是通过试划和调整，使各个待加工面的加工余量合理分配、互相借用，从而保证各加工表面都有足够的加工余量，而误差和缺陷可在加工后排除。 做好借料划线： 首先要知道待划毛坯误差的程度； 然后确定需要借料的方向和大小。,圆环 借料划线,齿轮箱体： 划线与找正,3.6 划线实例,3.6.1 划线前的准备工作 1.工具的准备 划线前，必须根据工件划线的图样及各项技术要求，合理地选择所需要的各种工具。每件工具都要进行检查，如有缺陷，应及时修整或更换，否则会影响划线质量。,2.工件的准备 （1）工件的清理。 （2）工件的涂色。 石灰水；酒精色溶液 （3）在工件孔中装中心塞块，以便找孔的中心，用划规划圆。,3.6.2 划线的步骤 （1）看清图样，详细了解工件上需要划线的部位;明确工件及其划线有关部分在产品中 的作用和要求;了解有关后续加工工艺。 （2）确定划线基准。 （3）初步检查毛坯的误差情况，确定借料的方案。 （4）正确安放工件和选用工具。 （5）划线。先划基准线和位置线，再划加工线，即先划水平线，再划垂直线、斜线，最后划圆、圆弧和曲线。 （6）仔细检查划线的准确性及是否有线条漏划，对错划或漏划应及时改正，保证划线的准确性。 （7）在线条上冲眼。冲眼必须打正，毛坯面要适当深些，已加工面或薄板件要浅些、稀些。精加工面和软材料上可不打样冲眼。,3.6.3 平面划线,平面画线,3.6.4 立体划线,立体画线,复杂工件的划线,箱体工件的划线： 箱体工件的划线，除按一般划线时选择划线基 准、找正、借料外，还应注意以下几点： 1）划线前必须仔细检查毛坯质量，有严重缺 陷和很大误差的毛坯，就不要勉强去划，避免出 现废品和浪费较多工时。,2）认真掌握技术要求，如对箱体工件的外观 要求、精度要求和形位公差要求；分析箱体的加 工部位与装配工件的相互关系，避免因划线前考 虑不周而影响工件的装配质量。 3）了解零件机械加工工艺路线，知道各加工 部位应划的线与加工工艺的关系，确定划线的次 数和每次要划哪些线，避免因所划的线被加工掉 而重划。,4）第一划线位置，应该是选择待加工表面和 非加工表面比较重要和比较集中的位置，这样有 利于划线时能正确找正和及早发现毛坯的缺陷， 既保证了划线质量，又可减少工件的翻转次数。5）箱体工件划线，一般都要准确地划出十字 校正线，为划线后的刨、铣、镗、钻等加工工序 提供可靠的校正依据。一般常以基准孔的轴线作 为十字校正线，划在箱体的长而平直的部位，以 便于提高校正的精度。,6）第一次划出的箱体十字校正线，在经过加 工以后再次划线时，必须以已加工的面作为基准 面，划出新的十字校正线，以备下道工序校正。7）为避免和减少翻转次数，其垂直线可利用 角尺或角铁一次划出。8）某些箱体，内壁不需加工，而且装配齿轮 或其他零件的空间又较小，在划线时要特别注意 找正箱体内壁，以保证加工后能顺利装配。,大型工件的划线,大型工件是指重型机械中重量和体积都比较大 的工件。 一、大型工件特点重型机械的零部件，体积大，重量大，划线时 吊装、翻转、找正都比较困难。因此，对于一些 特大工件的划线，最好只经过一次吊装、找正， 在第一划线位置上把各面的加工线都划好，既提 高了功效，又解决了多次翻转的困难。,二、大型工件划线的的要点 1.应选择加工的孔和面最多的一面为第一划 线位置，减少由于翻转工件造成的困难。2.大型工件的划线应有足够的安全措施，即 有可靠的支撑和保护措施，防止发生工伤事 故。3.大型工件的造价高、工时多，划线是重要 依据，责任重大，下述两点更显得重要：,a、在划线过程中，每划一条线都要认真检查 校对。b、特别是对翻转困难、不具备复查条件的大 型工件，在每划完一个部位，便需及时复查一次 ，对一些重要的加工尺寸尚需反复检查。 三、大型工件划线的支承基准在大型工件的划线中，首先要解决的就是划线 用的支承基准问题除了可以利用大型机床的工作 台划线外，一般较为常用的有以下几种方法。,1.工件移位法 当大型工件的长度超过 划线平台的三分之一时，先将工件放置 在划线平台的中间位置，找正后，划出 所有能够划到部位的线，然后将工件分 别向左右移位，经过找正，使第一次划 出的线与划线平台平行，就可划出大件 左右端所有的线。,2.平台接长法 当大型工件的长度比划线平台略 长时，则以最大的平台为基准，在工件需要划线 的部位，用较长的平板或平尺，接出基准平台的 外端，校正各平面之间的平行度，以及接长平台 面至基准平台面之间的尺寸。然后将工件支承在 基准平台面上，决不能让工件接触接长的平板或 平尺，不然由于承受压力，必将影响划线的高低 尺寸和平行度，只有划线盘在这些平板和平尺上 移动进行划线。,3.导轨与平尺的调整法 此法是将大型工件放置 于坚实的水泥地的调整垫铁上。用两根导轨相互 平行的置于大型工件的两端（导轨可以用平直的 “工”字钢或经过加工的条形铸铁等，其长度与宽 度根据大型工件的尺寸、形状选用），再在两根 导轨的端部靠近大型工件的两边，分别放两根平 尺，并将平尺面调整成同一水平位置。对大型工 件的找正、划线，都以平尺面为基准，划线盘在 平尺面上移动，进行划线。,4.水准法拼凑平台 这种方法是将大型 工件置于水泥地的调整垫铁上，在大件 需要划线的部位，放置相应的平台，然 后用水准法校平各平台之间的平行和等 高，即可进行划线。 拉线与吊线法P6,畸形工件的划线,一、畸形工件划线时基准的选择 畸形工件由于形状奇特，如果划线基选择不当，会使划线工作不能顺利进行。但在一般情况下，还是可以找出其设计时的中心线或主要表面，作为划线时的基准。,二、畸形工件划线时的安放位置 由于畸形工件表面不规则也不平整，故直接支持或安放在平台上一般都不太方便。此时可利用一些辅助工具来解决，例如将带孔的工件穿在心轴上；带圆弧面的工件支持在V形架上；以及把工件支持在角铁、方箱或三爪卡盘等工具上。,三、畸形工件传动机架的划线实例 图1-6为传动机架，其形状比较奇特，其中直径为40mm孔的中心线与直径为75mm孔的中心线成45夹角，而且其交点在空间，不在工件本体上。因此，划线时要采用辅助基准和辅助工具的方法。,