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,第五章 钻、镗、刨、插、拉削加工,钻削与孔加工刀具,5.1,5.2,5.4,5.5,5.3,钻床及其加工范围,镗床及其加工范围,刨床、插床及其加工范围,拉床及其加工范围,5-1 钻削与孔加工刀具,钻床和镗床都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，没有对称回转轴线工件上的孔。,钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪平面。 刀具作旋转主运动同时沿轴向移动作进给运动。 使用的孔加工刀具主要有麻花钻、中心钻、深孔钻、扩孔钻、铰刀、丝锥、锪钻等。,5-1 钻削与孔加工刀具,一、孔加工刀具的种类和用途,孔加工刀具按其用途可分为两大类。一类是从实体材料中加工出孔的刀具，如扁钻、麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上的已有的孔进行再加工，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀等。,5-1 钻削与孔加工刀具,1.从实体材料上加工出孔的刀具,（1）扁钻,中心钻用来加工各种轴类工件的中心孔。,（2）中心钻,用于加工精度要求不高，或为精度要求较高的孔作预加工。,5-1 钻削与孔加工刀具,3、麻花钻,是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为IT11-IT13，Ra为50-12.5m。加工范围为0.1-80mm,以30mm以下时最常用。,用于加工孔深L与孔径D之比L/D5-10的特殊深孔.在加工过程中,必须解决断屑,排屑,冷却润滑和导向等问题.,4、深孔钻,5-1 钻削与孔加工刀具,5-1 钻削与孔加工刀具,2.对已有孔进行加工的刀具,这类刀具能扩大孔径，提高孔的加工精度。,（1）、扩孔钻,扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工。常用作铰孔或磨床前的预加工扩孔以及毛坯孔的扩大,作半精加工.在成批或大量生产时应用较广.扩孔的加工精度可达IT10-IT11,Ra可达6.3-3.2m.扩孔钻与麻花钻相似， 但刀齿数 较多，没 有横刃。,5-1 钻削与孔加工刀具,与钻孔相比，扩孔具有下列特点：,5-1 钻削与孔加工刀具,用来加工各种沉头孔、锥孔、端面凸台等。,5-1 钻削与孔加工刀具,（2）、锪钻,用于对孔进行半精加工和精加工，加工精度可达IT6-IT8.Ra可达1.6-0.4m.在生产中应用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。 a.机用铰刀:用于在机床上铰孔,常用高速钢制造,有带柄和套式两种结构. b.手用铰刀:有整体式和可调整式.整体式结构简单.手工操作,使用方便.,（3）、铰刀,5-1 钻削与孔加工刀具,铰刀由工作部分、颈部及柄部组成。工作部分又分为切削部分与校准（修光）部分。,5-1 钻削与孔加工刀具,铰刀,5-1 钻削与孔加工刀具,钻削特点:刀具刚性差,排屑困难,切削热不易排出 扩孔特点:切削刃不必自外圆延续到中心，避免了横刃及其硬度的不量影响; 由于ap小,切削窄,易排除;同时排屑槽可作得较小较浅,增加刀具刚度; 生产率高,导向性较好,切削较平稳; 扩孔的加工质量比钻孔高 铰孔特点:刀具刚性好,导向性好,铰削余量少,切削力小,Vc低,切削热少,即减少了工件的发热和变形,可用于精加工. 另外,钻,扩,铰只能保证孔本身的精度,而不能保证孔间距离的尺寸精度.此时可利用夹具或用镗孔夹来保证.,小结,5-1 钻削与孔加工刀具,5-1 钻削与孔加工刀具,（4）、镗刀,可以对于不同直径和形状的孔进行粗、精加工，特别是加工一些大直径的孔和孔内环槽时，镗刀几乎是唯一可用的刀具。其优点如下： 能够修正上道工序所造成的轴线歪曲，偏斜等缺陷，所以适宜于来进行孔距精度要求较高的孔系加工。,按不同结构，镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。,（双刃镗刀）,5-1 钻削与孔加工刀具,（5）、复合刀具,5-1 钻削与孔加工刀具,将两把或两把以上的的孔加工刀具组合构成的新型刀具。,优点： 1.同时或顺序完成不同表面的加工，减少机床数量，节省了机动和辅助时间，使生产率提高，加工成本降低； 2.能保证工件加工表面较高的位置精度，因而可加工要求较高的零件。 缺点： 1.刀杆细长，强度和刚度较差； 2.粗精加工一起完成，影响了工件的加工质量； 3.排屑困难，易产生阻塞，导致刀齿损坏。,5-1 钻削与孔加工刀具,孔加工复合刀具种类较多，按工艺类型分有：,1.同类工艺复合刀具 2.不同类工艺复合刀具,5-1 钻削与孔加工刀具,二、麻花钻的构造与主要几何参数,是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为IT11-IT12，Ra为50-12.5m。加工范围为0.1-80mm,以30mm以下时最常用。 1.麻花钻的构造 标准高速钢麻花钻由工作部分、颈部及柄部三部分组成。,5-1 钻削与孔加工刀具,标准麻花钻的结构如图,1）工作部分 分切削部分和导向部分。 两个前刀面、两个后刀面、 两个副后刀面、两个主刃、 两个副刃、一个横刃。 钻芯直径朝柄部方向递增。,2）柄部 夹持部分，有直柄和锥柄。 3）颈部 用于磨柄部时砂轮的退刀。,5-1 钻削与孔加工刀具,2.麻花钻的构造,5-1 钻削与孔加工刀具,（1）坐标平面,1）基面Pr 钻头主刀刃上一点的基面是过该点且垂直于该点切削速度方向的平面，即通过该点的轴剖面。 2）切削平面Ps 钻头主刀刃上任一点的切削平面是包含该点的切削速度方向，而又切于该点加工表面的平面。,（2）前角 在主剖面内测量前刀面与基面的夹角。 由于主刀刃上各点的主剖面和基面位置不同，所以各点的前角变化很大。标准麻花钻的主刀刃前角从外缘到钻芯由30度减至-30度，钻芯处切削条件很差。,5-1 钻削与孔加工刀具,5-1 钻削与孔加工刀具,（3）螺旋角,是指钻头最外缘的棱边螺旋线展开成直线后与钻头轴线间的夹角，钻头不同直径处螺旋角不等，外缘处最大，越近钻芯螺旋角越小；,5-1 钻削与孔加工刀具,（4）后角和副后角 钻头主刀刃任意点的后角是在以钻轴为轴心线的圆柱面的切平面内测量的，而不是在主剖面内测量。,5-1 钻削与孔加工刀具,三、钻削特点,1.钻削要素,（1）切削速度v 是指钻头外缘点的主运动速度。,d0钻头直径 n主运动的转速,（2）进给量 每转进给量 每齿进给量 每秒进给量,（3）钻削深度 钻孔时，每个切削刃的钻削深度。,5-1 钻削与孔加工刀具,2.钻削力和扭矩,钻削过程中，由于工件材料的切削变形，钻头与切削，工件间的摩擦，从而产生钻削抗力。,3.钻头的磨损及耐用度,钻削是在半封闭的空间进行的加工，切削液不易进入切削区，切削变形比较复杂，所以钻削温度较高。使钻头的前后刀面，棱边及横刃上都有不同程度的磨损。,在钻头主刀刃外缘处的转角处，切削速度最大，切削温度最高，且由于刀刃强度弱，散热条件也差，因此此处磨损最大。棱边磨损严重时，会出现半径减小，形成顺锥，扭矩剧增，从而导致钻头损坏。,5-1 钻削与孔加工刀具,4.钻削用量的选择,原则： 先选切削深度，再选进给量，最后确定切削速度。,5-2 钻床及其加工范围,一、立式钻床,立式钻床的加工方法及所需的运动如图所示：,5-2 钻床及其加工范围,立式钻床 通过移动工件位置 使被加工孔中心与主 轴中心对中，操作不 便，生产率不高。适 于单件小批生产中加 工中小型零件。,多轴立式钻床是立式钻床的另一种类型，较常用的有排式和可调式两种。 排式钻床主要用于中、小批生产中加工中、小型工件。 可调式多轴立式钻床生产效率高，适用于成批生产中。,二、台式钻床,不适用于大批、大量生产。,三、摇臂钻床,摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱可在摇臂上作水平移动。 工件固定不动，可方便地移动主轴，使主轴中心对准被加工 孔中心。适于单件小批生产中加工大而重的零件。,5-2 钻床及其加工范围,四、深孔钻床,5-3 镗床及其加工范围,镗床的主要类型有卧式镗床、坐标镗床和金刚镗床等。,一、卧式镗床,5-3 镗床及其加工范围,卧式镗床通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。 除镗孔外，还可车端面、铣平面、车外圆、车螺纹及钻孔等。 可在一次安装中完成大量的加工工序,称万能镗床。 生产率较低 。,下图所示为卧式镗床的主要加工方法,卧式镗床的主要加工方法,5-3 镗床及其加工范围,5-3 镗床及其加工范围,5-3 镗床及其加工范围,二、落地镗床,落地镗床主要用于某些工件庞大而笨重,加工时移动困难这时希望工件在加工过程中固定不动,运动由机床部件来实现,其主要特点: (1)万能性大 (2)集中操纵 (3)提高移动部件的灵敏度 (4)操作方便,5-3 镗床及其加工范围,三、金刚镗床,金刚镗床是一种高速精密镗床 主要特点：Vc很高，ap和f很小，因此可以加工出质量很高的表面,加工精度可达IT5IT6，Ra达1.250.16um。 主要用于成批、大量生产中。,坐标镗床是一种高精度孔加工用的精密机床。 坐标镗床的特点是具有精确的测量位移专用装置,即坐标定位装置。,5-3 镗床及其加工范围,四、坐标镗床,5-4 刨床、插床及其加工范围,刨床和插床的用途是刨削和插削各种平面和沟槽。 刨床和插床的主要类型有:牛头刨床、龙门刨床、单臂刨床和插床。,5-4 刨床、插床及其加工范围,一、牛头刨床,牛头刨床加工时的特点： （1）刀具在反向运动时不加工，浪费了不少时间 （2）滑枕在换向时瞬间有较大的惯量，限制了主运动速度的提高，使切削速度较低 （3）通常只能单刀加工，不能用多刀同时切削。 所以与铣加工比较，牛头刨床的生产率比较低。 牛头刨床主要用于单件、小批量生产或修理车间。,主要用来加工大平 面，尤其是长而窄的 平面，也可加工沟槽 或同时加工几个中小 型零件的平面。生产 率不如铣削高，主要 用于中小批生产及修 理车间。,二、龙门刨床,5-4 刨床、插床及其加工范围,三、单臂刨床,适用于加工宽度较大，而又不需要在整个宽度上加工的零件。,四、插床,插床的生产效率较低，通常只用于单件、小批量生产中插削槽、平面及成型表面等。,5-4 刨床、插床及其加工范围,插刀上下运动为主运动，工件可作纵横两个方向的移动， 工作台还可作分度运动。加工与安装面垂直的面、沟槽,5-5 拉床及其加工范围,拉床用于加工通孔、平面及成形表面。 其特点： （1）拉削时一次走刀成形，所以拉床的运动比较简单，它只有主运动，没有进给运动。 （2）切削时，拉刀做平稳的低速直线运动，拉力承受的切屑力也很大。 （3） 生产效率高，应用于大批大量生产中。,
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