机械制造技术实训电子教案 (6)

图2.71锥形锪钻图2.72柱形锪钻图2.73端面锪钻
2.7.4铰孔
铰孔是用铰刀对孔进行精加工的操作方法。可加工圆柱和圆锥孔，由于铰孔时加工余量少，铰刀的刀刃多，导向性好，尺寸精度高，故铰孔精度可达IT9～IT7，表面粗糙度为Ra3.2～Ra0.8μm
1.铰刀：
铰刀按使用方法分为机用铰刀和手用铰刀，前者工作部分短，刀刃数少，柄部较长，而后者相反。如图2.74所示。
（2）铰孔前，工件夹持正确，铰刀装夹牢固。
（3）铰孔开始时，将铰刀插入孔内，用角尺检验，使铰刀与孔的端面垂直。
（4）铰削时，要始终保持铰刀的中心与孔的中心重合，两手用力均匀，旋转速度要慢；随
着铰刀的旋转，轻轻施加压力，并且注意变换铰刀每次停留的位置不在同一处，以消除铰刀常在同一处停留所造成的振痕。
（5）在铰削过程中，如果铰刀被卡住，不要猛力扳转铰杠，可取出铰刀，清除铁屑，加乳
a）手虎钳装夹工件b）平口钳装夹工件
c）V形铁装夹工件d）压板螺栓装夹工件
图2.67钻孔时工件安装方法图2.68利用钻模钻孔
图2.69孔钻偏时的纠正方法
6.钻孔方法
按划线钻孔时，应先钻一浅坑，以判断是否对中。若偏得较多，可用样冲在应钻掉的位置上錾出几条槽，以把钻偏的中心纠正过来。如图2.69所示。
用麻花钻头钻较深的孔时，要经常退出钻头以排出切屑和进行冷却，否则可能使切屑堵塞在孔内卡断钻头或由于过热而增加钻头的磨损。
（5）钻头刃磨：
钻头在使用一段时间后，由于磨损等原因，需要刃磨；钻头的刃磨一般是刃磨钻头的两个后刀面以及修磨横刃。钻头刃磨好坏直接影响钻头的使用寿命和加工效率。图2.66为钻头刃磨示意图。刃磨时，两手握住钻头，右手慢慢地使钻头绕本身轴线自下而上转动，同时施加适当的刃磨压力，左手配合右手作缓慢的同步下压运动，以便磨出后角。刃磨过程中，时刻注意钻头的温度，要经常沾水冷却，防止钻头头部退火而降低硬度。
对于薄壁工件和小工件，常用手虎钳夹支持；平口钳用于中小型平整工件的夹持；对于轴或套筒类工件可用V形架夹持并和压板配合使用；对不适于用虎钳夹紧的工件或要钻大直径孔的工件，可用压板、螺栓直接固定在钻床工作台上。在成批和大量生产中广泛应用钻模夹具，这种方法可提高生产率。例如应用钻模钻孔时，可免去划线工作，提高生产效率，钻孔精度可提高一级，粗糙度也有所减小。如图2.68所示。
表2.3钻孔冷却润滑液的选择
钻孔工件的材料
冷却润滑液
碳钢、铸钢、可锻铸铁
乳化液（3％～5％乳化液）或机油
合金钢
硫化油
一般铸铁
不用冷却液
5.钻孔时工件装夹
钻孔时，工件的装夹应根据钻孔直径和工件形状来选择合适的装夹工具。工件装夹的要求是：工件装夹要牢固，但不能夹坏。常用的工件装夹工具有手虎钳、平口钳、V形铁和压板螺栓等，如图2.67。
图2.63钻头切削部分结构
（3）钻头角度：
钻头切削部分角度主要有前角γ0、后角α0、顶角2φ、螺旋角ω和横刃斜角ψ，其中顶角2是两个主切削刃之间的夹角，一般取116°～118°。在切削刃上，前角的大小在不同直径处各不相同，在钻头外径上约18°～30°，后角一般为6°～12°。
（4）钻头安装：
钻头在钻床上的安装主要有两种方法：
2.7.2扩孔
扩孔是用扩孔工具在已有孔（铸出孔、锻出孔或钻出孔）的基础上扩大孔径的加工方法。其加工精度为IT10～IT9，表面粗糙度Ra6.3～3.2µm。扩孔可以校正孔轴线的位置误差，并且可降低孔的形状误差和孔表面粗糙度。
扩孔使用的刃具是扩孔钻，也可以用其他钻头来扩孔。扩孔钻的形状和扩孔时的情形见图2.70所示。
1.钻孔设备：
钻孔用的设备是钻床，在钻床上钻孔时，工件固定不动，钻头要同时完成两个运动：
（1）切削运动（主运动）：钻头绕轴心的旋转运动。
（2）进刀运动（进给运动）：钻头钻孔时对着工件所作的直线前进运动。
另外，为了完成钻孔过程，还需要一些辅助运动，如对刀运动、回程运动等。
2.钻头：
钻头是钻孔的主要工具，一般用高速钢制成，常用牌号为W18Cr4V。
a、钻夹头安装：如图2.64所示为钻夹头结构示意图。钻夹头用于装夹直柄钻头，且钻头直径一般小于13mm。钻夹头的柄部为圆锥面，可以与钻床主轴锥孔配合安装。
b、钻套安装：如图2.65所示。钻套又称过渡套筒，用于安装大直径锥柄钻头。钻套均做成过渡连接式，一般由不同尺寸组成，并用编号以示区别。
图2.64钻夹头结构图2.65钻套
图2.70钻头刃磨
3.钻孔切削用量选择：
基本原则是：钻大直径用低转速，小直径用高转速。钻孔开始时，进给速度要慢，防止因钻头对中不准而折断；中途可稍快些，以提高效率；孔钻穿前也要慢些，防止因两个主切削刃受力不均匀而扭断钻头。特别是钻削小直径孔时，更要注意。
4.钻孔时的冷却与润滑：
由于钻头的材料是高速钢，红硬性差，所以在钻孔时，需要及时给钻头加冷却液冷却。根据不同材料选择不同的冷却润滑液，如下表2.3所示。
《机械制造技术实训》课程授课教案№6
实训课题
第七节孔加工
实训课时
6学时
教学目的
掌握钻孔、锪孔、铰孔所用的刀具及安装方法和加工方法
重点
难点
掌握钻孔、锪孔、铰孔所用的刀具及安装方法和加工方法
主Байду номын сангаас教学容
第七节孔加工
2.7.1钻孔
用钻头在实体材料上加工孔的操作，称为钻孔。
钻孔能达到的公差等级一般为IT10～IT11，表面粗糙度一般为Ra50～12.5μm。钳工钻孔一般有两种方法，一种是在钻床上钻孔，另一种是用手电钻钻孔，前一种多用于零件加工，后一种用于装配和修理。
图2.74固定式手铰刀图2.75可调式手铰刀
按用途分有圆柱形和圆锥形铰刀，其中，圆柱形铰刀又分为固定式和可调式两种，如图2.75所示。当铰削有键槽的孔时，普通铰刀无法进行铰削，需要用螺旋铰刀进行铰孔，螺旋铰刀如图2.76所示。
圆锥铰刀用来铰削圆锥孔，图2.77为常用的圆锥铰刀。其锥度为1：50，用来铰削锥形定位销孔，由粗、精两把铰刀组成一套，粗铰刀的刀刃上开有螺旋形分布的分屑槽，可以减轻铰削阻力；精铰刀的刀刃是直线形，可以提高被铰孔的孔壁质量。
a）锥柄钻头b）直柄钻头
图2.62麻花钻头结构
（1）钻头种类：
根据钻孔材料的不同和所钻孔的要求不同，钻头有麻花钻、扁钻、扩孔钻、群钻以及其他一些专用钻头，如：薄板钻、铸铁钻头、不锈钢钻头等等。其中麻花钻头应用最广。按钻头的安装方式分，钻头有锥柄钻头和直柄钻头。
（2）钻头结构：
钻头的工作部分由切削部分和导向部分组成；切削部分在钻孔时起主要切削作用，它由前刀面、后刀面、左右切削刃和横刃等组成。导向部分是指切削部分与颈部之间的部分，钻孔时起导向作用，同时，也起着排屑和修光孔壁的作用。图2.62所示为麻花钻头的组成，其中图2.62a是锥柄钻头，图2.62b为直柄钻头。图2.63为钻头切削部分结构图。
图2.70扩孔钻结构和扩孔情形
扩孔钻和普通钻头结构上有所不同，它有3～4条切削刃，且没有横刃，其顶端是平面，螺旋槽也比钻头的浅，因此，扩孔钻钻头的刚性好，不易变形，导向性能也好，故扩孔钻扩孔后的孔的质量要比普通钻头扩孔后的质量高。
扩孔特点：
（1）切削深度比钻孔时大大减小，切削阻力小，切削条件大大改善。
图2.76螺旋铰刀图2.77圆锥铰刀
2.铰杠：
铰杠是手工铰孔的工具，常用的有活动式铰杠和固定式铰杠，其中活动式铰杠应用最广，如图2.78所示。可以安装多种规格的铰刀进行铰孔操作。
图2.78铰杠
3.铰孔方法
（1）手工铰孔
手工铰孔时，两手用力要均匀，铰杠要放平，顺时针旋转，旋转速度要匀速、平稳，不能使铰刀摇摆，避免孔口铰削成喇叭形或者把孔径铰大。铰削完毕后，退出铰刀时，仍然按顺时针方向转动退出，不能反转，以防止铰刀刀口崩裂及切屑嵌入刀刃后面与孔壁摩擦，擦伤已铰好的孔壁。
钻孔时为了降低切削温度，提高钻头的耐用度及孔的表面质量，要加冷却润滑液。冷却液的选择是，一般钢件采用乳化液或机油，铝件采用乳化液或煤油，铸件采用煤油。
钻削直径大于30mm的孔时，由于有较大的轴向抗力，很难一次钻出。这时可先钻出一个直径较小的孔（为加工孔径的0.5～0.7），然后用第二把钻头将孔扩大到所要求的直径。
（2）机铰孔
机铰孔时，应对工件采用一次装夹进行钻、扩、铰孔操作，以保证铰刀轴线与钻孔轴线一致，铰削完毕，应先退出铰刀后停机，避免拉毛孔壁。
4.铰孔时的冷却和润滑：
铰孔工作时，其后刀面与工件孔壁摩擦很大，因此，铰孔时必须使用冷却液。这样，可以减少摩擦，保证孔的表面质量；防止铰刀受热膨胀，而使孔径扩大；可以延长铰刀寿命。润滑液的选择参看下表：
（2）避免了横刃切削所引起的不良影响。
（3）产生切削体积小，排屑容易。
2.7.3锪孔
锪孔是用锪孔钻对孔口或端面进行加工的方法。锪孔的目的是在装配时，使螺栓与工件接触紧密或使螺钉埋入孔内，使外观整齐，装配位置紧凑。
锪孔用的刀具是锪孔钻，一般有以下三种：
1.锥形锪钻：
根据工件锥形沉头孔的锥角不同，有60°、75°、90°和120°四种，如图2.71所示。
化液后继续铰削。
（6）铰孔结束后退出铰刀时，不能反转！仍按照顺时针方向旋转用力提起。
（7）铰刀是精加工刀具，用后要将切屑清理干净，涂油放入专用盒内。
作业
课
后
小
记
授课教师
2.柱形锪钻：
柱形锪钻的结构，如图2.72所示，前端有导柱，导柱的直径与工件已加工孔是紧密的间隙配合，以保证良好的定心和导向，导柱有整体式和套装式两种。
3.端面锪钻：
端面锪钻有整体式和装配式两种，图2.73为简单的端面锪钻的结构和加工示意图。其前端加工有一个方孔，内装高速钢或硬质合金制成的刀片，并用螺栓紧固。
表2.4铰孔时的冷却润滑液
加工材料
冷却润滑液