第5章孔加工工艺与装备
孔加工工艺解析大全
孔加工工艺解析大全与外圆表面加工相比,孔加工的条件要差得多,加工孔要比加工外圆困难。
这是因为:1）孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制，刚性差，容易产生弯曲变形和振动;2）用定尺寸刀具加工孔时，孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸,刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度；3）加工孔时，切削区在工件内部，排屑及散热条件差，加工精度和表面质量都不易控制。
一、钻孔与扩孔1、钻孔钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序，钻孔直径一般小于80mm 。
钻孔加工有两种方式：一种是钻头旋转；另一种是工件旋转。
上述两种钻孔方式产生的误差是不相同的，在钻头旋转的钻孔方式中，由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直,但孔径基本不变;而在工件旋转的钻孔方式中则相反，钻头引偏会引起孔径变化,而孔中心线仍然是直的。
常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等，其中最常用的是麻花钻，其直径规格为破解加工难题--孔加工的分类及其对比。
由于构造上的限制，钻头的弯曲刚度和扭转刚度均较低，加之定心性不好，钻孔加工的精度较低，一般只能达到IT13～IT11;表面粗糙度也较大，Ra一般为50~12.5μm；但钻孔的金属切除率大,切削效率高。
钻孔主要用于加工质量要求不高的孔,例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等.对于加工精度和表面质量要求较高的孔，则应在后续加工中通过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来达到.2、扩孔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,以扩大孔径并提高孔的加工质量，扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工，也可以作为要求不高的孔的最终加工。
扩孔钻与麻花钻相似，但刀齿数较多,没有横刃.与钻孔相比,扩孔具有下列特点：（1)扩孔钻齿数多(3~8个齿)、导向性好，切削比较稳定;（2)扩孔钻没有横刃，切削条件好；（3)加工余量较小,容屑槽可以做得浅些，钻芯可以做得粗些，刀体强度和刚性较好。
扩孔加工的精度一般为IT11~IT10级，表面粗糙度Ra为12。
《钳工工艺与技能训练》第6章孔加工
切削深度是指已加工表面与待加工表面间的垂直距离，对于 钻孔而言，切削深度为ap＝D／2(mm)，即等于钻头的半径。
2.钻孔切削用量的选择
（1）切削深度的选择
钻孔时，切削深度是由钻头的直径所决定，钻头直径越大， 切削深度也就越大。而钻头的直径又决定于所加工孔的孔径。 所以对直径小于30mm的孔，可一次钻出；而对直径为30～ 80mm的孔，为减小切削深度以降低所需机床功率，一般分两 次钻削，即先用(0.5～0.7)D(D为要求的孔径)的钻头钻孔， 然后用直径为D的钻头将孔扩大。这样不仅可以提高钻孔的质 量，同时也可以保护机床。
钻头的直径和进给量确定后，切削速度按钻头的合理耐用度进行 选择。当材料的强度、硬度高，钻孔直径较大时，宜用较低的切削 速度，转速也相应降低些，进给量也应减小。反之，则可选用较高 的转速，进给量也可适当增加。当钻头直径小于5mm时，应选用很高 的转速，但进给量不能过大，一般应采用手动进给，以免折断钻头。
1.修磨主切削刃
将主切削刃置于水平状态，钻头中心线和砂 轮圆柱面母线在水平面内形成的夹角等于钻头顶 角的一半。刃磨时，右手握住钻头的头部作定位 支点，左手握住钻柄，将刃口平行接触砂轮面， 逐渐刃磨。在刃磨时，将钻头沿轴线顺时针转动 35°～40°，钻柄向下摆动约等于后角。如此反 复进行2～3次，即可磨好一条主切削刃。再反转 180 °磨另一条主切削刃，此时应保持钻头只绕 其轴线做转动，而不改变空间位置，这样即可磨 出与轴线对称的顶角。
a） 钻头变径套 b） 拆卸方法
（六）钻孔的切削用量和冷却润滑
1.钻孔切削用量 ①切削速度v
切削速度v是钻孔时钻头直径上最外一点的线速度，可由 下式计算
v=πDn／1000
(m/min)
技术标-第5章《关键施工技术、工艺及工程项目实施的重点、难点和解决方案》
第五章关键施工技术、工艺及工程项目实施的重点、难点和解决方案第一部分：关键施工技术、工艺5.1灌注桩施工方案本工程主楼部分采用旋挖+钻孔灌注桩，桩身直径700，桩端持力层为粉质粘土，灌注桩设计桩身混凝土强度等级C35。
5.1.1施工流程施工准备→测量放线→护筒埋设→钻机就位→钻进成孔→一次清孔→吊放钢筋笼→二次清孔→浇筑水下混凝土→自然养护。
5.1.2质量控制和预防措施钻进成孔过程中，首先要把好钻机定位关，施工班长自检，待质监员检查合格后才能签发开孔通知；其次把好成孔关，在针对不同地层采取不同钻进参数的基础上，确保泥浆性能良好，并且对孔径、孔斜和孔深进行认真的质量检查；严格控制沉淤厚度，钻进成孔后，用大功率泵进行清孔，用标准测绳锤测定其沉渣厚度不大于规范要求后方可终止清孔。
成孔质量通过验收合格后，才能进行下道工序。
5.1.3注意事项主筋连接采用搭接焊接，焊缝长度≥10d，在同一截面上的接头数量不得大于主筋总数的1/2。
主筋焊接接头间距应≥1000，螺旋筋箍和加强筋箍与主筋之间必须点焊。
施工中应采取措施确保成孔质量，并做好成桩过程中各个环节的施工原始记录和测试工作。
钻孔桩主筋间距和钢筋笼直径的允许偏差为±10mm，箍筋间距的允许偏差为±20mm，钢筋笼整体长度的允许偏差为±100mm。
5.2三轴水泥土搅拌桩施工方案本工程基坑四周采用三轴水泥土搅拌桩，桩身直径650，桩端持力层为粉质粘土。
5.2.1施工流程图5.1三轴深搅桩施工流程图5.2.2注意事项基坑开挖前应检验水泥搅拌桩的桩身强度；应采用浆液试块强度试验的方式检验水泥土搅拌桩的桩身强度。
每台班抽查1根桩，每根桩设不少于2个取样点，应在基坑坑底以上1m范围内和坑底以上最软弱土层处的搅拌桩内设置取样点，每个取样点制作3件试块，试块应及时密封水下养护28天后进行无侧限抗压强度试验。
达到28天龄期后，由现场随机选取2%（不少于3根）的搅拌桩进行钻芯取样，检查搅拌桩的强度、成桩长度和均匀性。
热加工工艺基础第四章 孔加工
钻孔最常用的刀具是麻花钻头(视频)。
一、钻床加工简介（P66）
钻床主要用于加工中小型的孔。钻床上钻削时， 刀具旋转为主运动，同时刀具沿直线进行进给运动； 在车床上钻孔时，工件旋转，刀具进给。 钻孔简介 1）台式钻床：加工小型工件，一般孔径<13mm。 2）立式钻床：加工中小型工件，一般孔径<50mm，可自 动走刀。 3）摇臂钻床：如图13-25所示，结构完善，操作方便。 加工大中型工件，一般孔径<80mm。
1、镗孔的方法和刀具（P70）
1)在车床上镗孔：如P71图4-12所示；主运动为工件的旋 转、进给运动为镗刀装在小刀架上作纵向或横向的移 动。适合车回转体的轴心孔。
2)在镗床上镗孔：如P71图4-13和图4-14所示： 主运动— 镗刀刀杆装在机床主轴锥孔中，随主轴一起 旋转； 进给运动—工作台带动工件作纵向移动，也可以由主 轴带动镗刀作轴向移动来实现。
2、选用孔加工方案的几点说明(P79)
(2)淬火钢件：淬火之前，一般采用钻和镗，淬火之后只 能磨削。其加工方案为钻 镗 (淬火) 磨。
3)精度为IT7以上，Ra值为0.4以下的孔，在精加工以后 应进行光整加工，除短孔外，一般采用珩磨。 4)对于有色金属，不能采用磨削加工，其精加工常采用 精镗、精细镗、精铰或手铰方案。
第四章 孔加工（P65）
孔是各类机械中常用零件（轴类、盘套、支架和箱体 类零件等）的基本表面，如轴承孔、定位孔等。 也可能是这些零件的辅助表面，如油孔、气孔和减重 孔等。
§4－1
概述
一、孔的技术要求（P65）
1、尺寸精度：孔径大小和深度；
2、形状精度：孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度； 3、位置精度：孔与孔、孔与外圆表面的同轴度；孔与孔、 孔与其它表面的平行度； 4、表面质量：表面粗糙度、表层的加工硬化和组织变化 等。
孔加工常用工艺装备
孔加工常用工艺装备(1)一、孔加工用刀具在金属切削中，孔加工占很大比重。
孔加工的刀具种类很多，按其用途可分为两类：一类是在实心材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、深孔钻等；另一类是对工件已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、铰刀、镗刀等。
本节介绍常用的几种孔加工刀具。
（一）麻花钻1．麻花钻的结构要素图7－32为麻花钻的结构图。
它由工作部分、柄部和颈部组成。
（1）工作部分麻花钻的工作部分分为切削部分和导向部分。
①切削部分麻花钻可看成为两把内孔车刀组成的组合体。
如图7－33所示。
而这两把内孔车刀必须有一实心部分——钻心将两者联成一个整体。
钻心使两条主切削刃不能直接相交于轴心处，而相互错开，使钻心形成了独立的切削刃——横刃。
因此麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃（如图7－32b所示）。
麻花钻的钻心直径取为(0.125~0.15)do（do为钻头直径）。
为了提高钻头的强度和刚度，把钻心做成正锥体，钻心从切削部分向尾部逐渐增大，其增大量每100mm长度上为1.4~2.0mm。
两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为锋角2Φ，如图7－34所示。
标准麻花钻的锋角2Φ＝118°，此时两条主切削刃呈直线；若磨出的锋角2Φ＞118°,则主切削刃呈凹形；若2Φ＜118°，则主切削刃呈凸形。
②导向部分导向部分在钻孔时起引导作用，也是切削部分的后备部分。
导向部分的两条螺旋槽形成钻头的前刀面，也是排屑、容屑和切削液流入的空间。
螺旋槽的螺旋角β是指螺旋槽最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角，如图7－34所示。
愈靠近钻头中心螺旋角愈小。
螺旋角β增大，可获得较大前角，因而切削轻快，易于排屑，但会削弱切削刃的强度和钻头的刚性。
导向部分的棱边即为钻头的副切削刃，其后刀面呈狭窄的圆柱面。
标准麻花钻导向部分直径向柄部方向逐渐减小，其减小量每100mm长度上为0.03~0.12mm，螺旋角β可减小棱边与工件孔壁的摩擦，也形成了副偏角.（2）柄部柄部用来装夹钻头和传递扭矩。
第5章加工中心
第5章加工中心加工中心（Machining Center，简称MC）是数控机床中功能较全、加工精度较高的工艺装备。
它把铣削、镗削、钻削、螺纹加工等功能集中在一台设备上，通常一次装夹可以完成多个加工要素的加工。
加工中心配置有容量几十甚至上百把刀具的刀库，刀库中放置有加工过程中使用的刀具和测量工具，通过PLC程序控制，在加工中实现刀具的自动更换和加工要素的自动测量。
加工中心的控制器具有控制二轴、三轴或多轴联动的能力，可以完成复杂型面的三维加工，其辅助机能可以保证加工中心在加工过程中实现刀具长度补偿、半径自动补偿，螺距误差补偿、丝杠间隙自动补偿，并具有过载保护、故障检测等功能。
加工中心是一种高性能加工设备，其生产效率比普通机床高5～10倍，特别适宜加工形状复杂、精度要求高的单件或中小批量多品种生产。
5.1 加工中心的结构与特点5.1.1 加工中心的结构加工中心有各种类型，虽然外形结构各异，但总体来看大体上由以下几部分组成。
1．基础部件由床身、立柱和工作台等大件组成，它们是加工中心结构中的基础部件。
这些大件有铸铁件，也有焊接的钢结构件，它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负载，因此必须具备更高的静动刚度，也是加工中心中质量和体积最大的部件。
2．主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。
主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。
主轴部件是切削加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件，其结构的好坏，对加工中心的性能有很大的影响。
3．数控系统由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置等组成，是加工中心执行顺序控制动作和控制加工过程的中心。
4．伺服系统伺服系统的作用是把来自数控装置的信号转换为机床移动部件的运动，其性能是决定机床的加工精度、表面质量和生产效率的主要因素之一。
加工中心普遍采用半闭环、闭环和混合环三种控制方式。
5．自动换刀装置（ATC）加工中心与一般数控机床的显著区别是具有对零件进行多工序加工的能力，有一套自动换刀装置。
第五章 非回转体零件加工工艺与装备
机械制造技术基础第五章非回转体零件加工工艺与装备主讲：蒙启泳第五章非回转体零件加工工艺与装备铣床磨床刨床内容提纲5.1 铣削加工515.2 刨削和插削加工525.3 拉削加工5.3磨削加5.4 磨削加工5.5 非回转体表面加工中工件的装夹5.6 非回转体表面加工分析与工艺应用1.铣削加工的特点22.铣刀的种类33.铣刀的几何角度44.铣削的技术特性5.铣床及其加工范围6.铣削技术的发展1. 铣削加工的特点平面、台阶面、沟槽、分齿零件、螺旋面、曲面1. 铣削加工的特点1. 铣削加工的特点1. 铣削加工的特点1. 铣削加工的特点1. 铣削加工的特点铣削的特点（1）断续切削，有冲击，但散热条件好；（2）切削厚度变化，初始切入摩擦剧烈；（3）铣削力和扭矩变化，易产生振动；铣削的特点）切屑变形程度大（4）切屑变形程度大。
由实验和生产可知，切屑厚度大于切削层厚度，切屑长度小于切削层长度。
变系数度度变形系数ξ：切削层长度与切屑长度之比☯铣刀是一种多刃刀具，切削刃的散热条件好，生铣是种多刃具切削刃的散热条件好生产率高。
☯铣削用量常用铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度表示。
☯铣削速度：铣刀旋转运动中最大直径处切削刃的线速度，Vc；☯铣削深度（背吃刀量）：平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，αp☯铣削宽度（侧吃刀量）：垂直于铣刀轴线方向测量的铣削宽度（侧吃刀量）切削层尺寸，αe☯进给量：铣刀每转一圈，工件在进给方向上与铣刀的相对位移；相对位移铣削运动及铣削用量2. 铣刀的种类2. 铣刀的种类无刀柄铣刀无刀柄铣刀的安装加工带柄铣刀带刀柄铣刀铣T 型槽铣键槽带刀柄铣刀可转位铣刀可转位铣刀可转位铣刀3. 铣刀的几何角度参照坐标平面：基面切削平面主剖面法剖面圆柱铣刀的几何角度（1）直齿圆柱铣刀圆柱铣刀的几何角度（1）直齿圆柱铣刀（2）螺旋齿圆柱铣刀（2）螺旋齿圆柱铣刀4. 铣削的技术特性（）铣削要素和切削层参数（一）铣削要素和切削层参数（二）铣削方式（三）铣削力和功率（四）铣刀磨钝、破损与耐用度（一）铣削要素和切削层参数素铣削四要素：（1）铣削速度（2）进给量每齿进给量a；每转进给量f ；每分钟进给量vf ff（一）铣削要素和切削层参数（3）铣削深度ap（4）铣削宽度ae切削层参数切削厚度与切削宽度：2a w = a e圆柱铣刀（二）铣削方式周铣：用铣刀的圆周切削刃进行切削。
1_第五章 孔类工件的加工
2.铰刀的种类
(1)按用途分类 可分为机用铰刀和手用铰刀。 (2)按切削部分材料分类 分为高速钢和硬质合金铰刀。
第4-5章
第五节
铰
孔
图5-17 大刃倾角铰刀
1)能控制切屑流出的方向，在正刃倾角的作用下，使切屑流向待
加工表面，如图所示。 2)提高铰刀的寿命，延长其使用寿命。
第4-5章
第五节
铰
孔
3)增加了重磨次数，每次重磨铰刀时，只要重磨刀齿上有刃倾角 部分的前面。 3.铰刀尺钻
孔
(1)柄部 麻花钻柄部在钻削时起夹持定心和传递转矩的作用。
表5-1 莫氏锥柄钻头直径
(2)颈部 颈部位于工作部分和柄部之间。
(3)工作部分 工作部分是麻花钻的主要部分，由切削部分和导向 部分组成。 2.麻花钻工作部分的几何形状
第4-5章
第二节
钻
孔
图5-3 麻花钻的几何形状
第4-5章
图5-28 端面沟槽车刀 第4-5章
第六节
车内沟槽、端面槽和轴间槽
(3)外圆端面沟槽车刀和车削方法 如图5-28c所示,外圆端面沟槽 车刀的形状比较特殊。
第4-5章
第七节
孔类工件的检测
一、孔类工件的检测内容及量具 二、孔径尺寸精度的检测
图5-29 用内卡钳测量孔径的方法
1.内卡钳与外径千分尺配合
第4-5章
第四节
车
孔
图5-14 高速钢精内孔车刀
三、内孔车刀的装夹 四、车孔时的切削用量 五、车孔时产生废品的原因及预防方法
第4-5章
第四节
车
孔
表5-5 车孔时产生废品的原因及预防方法
第4-5章
第五节
铰
孔
零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计_机械制造技术基础_课程设计指导书[管理资料]
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零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计机械制造技术基础课程设计指导书目录第一章概述 (03)第二章机械加工工艺规程的制定 (08)第一节零件的分析与毛坯的选择 (09)第二节工艺路线的拟定 (10)第三节工序设计及工艺文件的填写 (13)第三章机床夹具设计 (16)第一节夹具设计的步骤 (16)第二节夹具设计举例 (21)附录一机械制造技术基础课程设计说明书实例 (28)附录二部分相关标准 (63)第一章概述机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本设计能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面应用训练。
机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。
即以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。
一、课程设计的目的机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作的一次基本应用能力的全面训练。
通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。
在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。
1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
2、提高结构设计能力。
学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。
3、学会使用手册、图表及数据库资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。
二、课程设计的内容1、课程设计题目。
机械制造技术基础课程设计题目为：XXXX 零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计2、课程设计的内容。
《机械制造基础》第5章 机械加工工艺规程的制定
河南科技大学教案首页课程名称机械制造基础任课教师邓效忠第五章机械加工工艺规程的制定计划学时14教学的目的和要求：要求学生掌握定位基准和表面加工方法的选择原则，能够拟定工艺路线，会运用工艺尺寸链确定工序尺寸及其公差，使学生具有编制中等复杂零件加工工艺规程的能力。
重点：工件定位基准的选择；工序顺序的确定；工艺尺寸链及其应用。
难点：工艺尺寸链及其应用。
思考题：1．什么叫基准?基准分哪儿种?2．精、粗定位基准的选择原则各有哪些?如何分析这些原则之间出现的矛盾?3．零件表面加工方法的选择原则是什么？4．制定机械加工工艺规程时，为什么要划分加工阶段？5．切削加工顺序安排的原则是什么？6．什么叫工序集中？什么叫工序分散？各用于什么场合？7．什么叫工序余量？影响工序余量的因素是什么？8．什么叫尺寸链？它具有哪些特征？9．什么叫工艺规程？它有什么作用？10．如何确定尺寸链中的增环、减环和封闭环？第5章机械加工工艺规程设计5.1 概述一、机械加工工艺规程及其作用将产品或零部件的制造工艺过程的所有内容用图、表、文字的形式规定下来的工艺文件汇编称为工艺规程。
二、工艺规程设计所需的原始资料⑴零件图和产品整套装配图；⑵产品的生产纲领和生产类型；⑶产品的质量验收标准；⑷毛坯情况；⑸本厂的生产条件和技术水平；⑹国内外生产技术发展情况。
三、工艺规程设计的步骤⑴零件的工艺性分析。
⑵确定毛坯。
⑶拟定工艺路线，选择定位基准。
⑷确定各工序的设备和工装。
⑸确定主要工序的生产技术要求和质量验收标准。
⑹确定各工序的余量，计算工序尺寸和公差。
⑺确定各工序的切削用量。
⑻确定工时定额。
⑼填写工艺卡。
5.2 机械加工工艺规程设计一、零件的结构工艺性分析结构工艺性是指产品的结构是否满足优质、高产、低成本制造的一种性质。
零件结构工艺性举见教材表5-4。
二、确定毛坯三、定位基准的选择粗基准是指未经机械加工的定位基准，而精基准则是经过机械加工的定位基准。
1．粗基准的选择原则粗基准选择的主要目的是：保证非加工面与加工面的位置关系；保证各加工表面余量的合理分配。
机械制造装备设计第五章习题答案解析(关慧贞)
第五章机床夹具设计习题答案1.机床夹具的作用是什麽？有那些要求？（1）机床夹具的作用1）保证加工精度 2）提高生产率 3) 扩大机床的使用范围。
4) 减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
（2）机床夹具的要求1）保证加工面的位置精度 2) 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应3) 安全、方便、减轻劳动强度 4) 排屑顺畅 5）应有良好的强度、刚度和结构工艺性。
2.机床夹具的组成有那些部分？1）定位元件及定位装置 2）夹紧元件及夹紧装置 3）导向及对刀元件4）动力装置 5）夹具体 6）其它元件及装置不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。
3.何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？（1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。
（2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。
（3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。
欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。
此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。
过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。
一般情况下这是不允许的。
但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。
4.试分析图5－7中a、c方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？5.7过定位及其改进图 5.7 a）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制3个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2个自由度，因此共限制了7个自由度，超出了6个，即y方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。
C）：工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3个自由度，而销的长径比已超过1，属于长销，它限制了4个自由度，共限制了7个自由度，还有转动的自由度没有被限制。
《材料工程基础》课件——第五章 金属的塑性加工(第5、6、7节)
3.5.4 拉拔工具
拉拔工具主要包括拉拔模和芯头。此二者的结构、 形状尺寸、表面质量与材质对制品的质量、产量、 成本等具有重要影响。
拉拔模
拉拔模
旋转模
辊式模 普通模（应用最多 ）
弧线模：只用于细线的拉拔
锥形模：管、棒、型材和较粗的 线材拉拔
图 普通拉拔模的基本结构 （a）锥形模 （b）弧线模
空拉时壁厚增加或减少，主要取决于两个因素：
①圆周方向压应力：促使金属沿径向流动，导致管材壁厚增 加
②轴向拉应力：促使金属产生轴向延伸，并导致壁厚减薄。
这两个因素作用的强弱取决于各种变形条件。
③固定短芯头拉拔变形
变形分三部分：
AB C D
AB段：空拉区，主要是减径 变形，壁厚一般有所增加， 又称减径区。应力应变特点 与空拉时一样。 BC段：减壁区，此阶段外径 减小，内径不变，壁厚减薄。 应力应变特点与棒材拉拔时 一样。 CD段：定径区，为弹性变形 区。
②空拉时的应力与变形
应力状态：与圆棒拉拔时类似，即：周向、径向为
压，轴向为拉，但 ，且有
。
径向压应力的数值由管材外表面至内表面逐渐减小， 在内表面上为零。
周向应力由外表面向内逐渐增大。
轴向应力由变形区入口为零逐渐增加，在变形区出
口(模孔出口)处达到最大。
变形
按目的不同有： 减径空拉：目的是减径，主要用于中间道次，一般 认为拉拔后壁厚不变； 整径空拉：目的是精确控制制品的尺寸，减径量不 大（0.5～1），一般在最后道次进行； 定型空拉：目的是控制形状，主要用于异型管材拉 拔，即用于圆截面向异型截面过渡拉拔。
拉拔加工的特点
①拉拔制品的尺寸精度高，表面粗糙度低 ②工具与设备简单，维护方便，一机多用 ③适用于连续高速生产断面尺寸小的长尺产品（Al、
第五章 机械加工工艺规程制定
第一节 基础知识及术语
一、生产过程和工艺过程 生产过程 在机械产品制造中，将 原材料(或半成品)转变为成 品的全过程。
第一节 基础知识及术语
工艺过程 在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、 产品的装配等工作将直接改变生产对象的采用形状、尺寸、 相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。 主要内容 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接 、压制、烧结、 压制、烧结、 注塑、 注塑、压塑 … 机械加工——切削、磨削、 机械加工——切削、磨削、特种加工 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷涂 … 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起， 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起，组合成 部件和整台机械产品， 包括零件的固定、 连接、 调整、 平衡、 部件和整台机械产品 ，包括零件的固定、 连接、 调整、 平衡 、 检 验和试验等工作
第一节 基础知识及术语
获得尺寸精度的方法 试切法 试切—测量—调整—再试切，反复进行直到被加工 尺寸(工序尺寸)达到要求精度为止的加工方法。 调整法 在机床上先调整好刀具和工件在工序尺寸方向上的 相对位置，并在一批工件的加工过程中保持这个位置不变，以 保证工件工序尺寸精度的方法。 定尺寸刀具法 用刀具的相对尺寸来保证工件被加工部位工 序尺寸的方法。 主动测量法 在加工过程中，利用自动测量装置边加工边测 量加工尺寸，并将测量结果与要保证的工序尺寸比较后，或使 机床继续工作，或使机床停止工作的方法。 自动控制法 在加工过程中，利用测量装置或数控装置等自 动控制加工过程的加工方法。
车工工艺第五章 套类零件的车削
了解套类零件的类型及用途；掌握套类零件的几种加工方法、装夹特点以 及精度要求；掌握钻、扩、锪孔的方法，适用加工的范围，能达到一般精度的要 求；掌握铰刀的选择方法和铰孔方法；掌握内孔车刀的选择要求、装刀的方法； 掌握内孔的几种测量方法；掌握内沟 槽的几种加工和测量的方法。
第一节 套类零件加工知识
第九节 套类工件的车削工艺分析
教学目标：
1、了解套类工件加工的工艺，加工过程。刀具选择，掌握套类工件的车削质量分析 教学重点： 1、套类工件加工的工艺，套类工件的车削质量分析。 教学难点： 1、套类工件的车削质量分析 课时：1 课时 教学内容：
一、轴承套的工艺分析 1、工艺特点：尺寸精度和形位公差要求均较高。 2、轴承套车削方案较多，可以是单件加工，也可以是多件加工。
圆锥形锪钻 a)60°锪钻 b)120°锪钻 c)锪钻工作情况
技能训练二 钻孔和扩孔练习 【基本要求】 （1）在车床上按照如图所示完成钻孔加工。 （2）然后用 d=20 mm（或者 19.7 mm）的扩孔钻扩孔加工。 （3）工件材料：HT150。
操作步骤】 （1）确定主轴转速为 360 r/min。 （2）开始时，使用较小的进给量，以免钻头摆动，当钻头切入工件后，使用正 常进给量进给。 （3）随着钻头进给的深入，由于排屑和散热困难，要多次将钻头从孔中退出， 使其充分冷却并排屑后，再继续钻孔。 （4）孔即将钻穿时，由于横刃先穿出，轴向阻力突然减小，这时必须降低进给 速度，否则钻头容易被工件卡死。
第三节、 扩孔和锪孔
教学重点： 1、了解扩孔和锪孔的方法； 2、掌握扩孔和锪孔的工具选择和使用方法； 教学难点： 1、麻花钻的各刀面倾角、使用方法及刃磨； 课时安排：2 课时 教学内容：
（1）用麻花钻扩孔 用大直径的钻头将已钻出的小孔扩大。 （2）用扩孔钻扩孔
机械制造装备设计方案第五章习题答案(关慧贞)
第五章机床夹具设计习题答案1.机床夹具的作用是什麽？有那些要求？<1）机床夹具的作用1）保证加工精度2 ）提高生产率3> 扩大机床的使用范围。
4> 减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
<2）机床夹具的要求1）保证加工面的位置精度2> 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应3> 安全、方便、减轻劳动强度4> 排屑顺畅5 ）应有良好的强度、刚度和结构工艺性。
2.机床夹具的组成有那些部分？1）定位元件及定位装置2 ）夹紧元件及夹紧装置3）导向及对刀元件4）动力装置5 ）夹具体6 ）其它元件及装置不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。
3.何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？<1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。
<2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。
<3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。
欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。
此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。
过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。
一般情况下这是不允许的。
但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。
4.试分析图5－7 中a、c 方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？5.7 过定位及其改进图5.7 a ）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制 3 个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2 个自由度，因此共限制了7 个自由度，超出了6 个，即y 方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。
C）：工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3 个自由度，而销的长径比已超过1，属于长销，它限制了4 个自由度，共限制了7 个自由度，还有转动的自由度没有被限制。
数控加工工艺——第五章 数控加工刀具的选择
第三节 数控加工刀具的选择
第三节 数控加工刀具的选择
一、选择数控加工刀具应考虑的因素
选择数控加工刀片或刀具应考虑的因素是多方面的， 如机床的种类、型号、被加工的材料等，大致可归纳为以 下几点。
(1)被加工材料及性能。
(2)切削工艺的类别。
(3)被加工工件的几何形状、零件精度和加工余量等因 素。
扩孔直径较小或中等时，选用高速钢整体式扩孔；扩 20
第三节 数控加工刀具的选择
三、数控铣削刀具的选择
1．铣刀的类型 (1) 面铣刀。 如图5-6所示
图5-6 面铣刀
第三节 数控加工刀具的选择
硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分 为整体式、机夹-焊接式和可转位式3种（图5-7）。
图5-7硬质合金面铣刀
第三节 数控加工刀具的选择
(2) 立铣刀。立铣刀是数控机床上用得最多的一种 铣刀，其结构如图5-8所示。
第三节 数控加工刀具的选择
图5-15 直柄浅孔钻
第三节 数控加工刀具的选择
1－工件；2－钻套；3－外钻管；4－喷嘴；5－内钻管；6－钻头 图5-15 直柄浅孔钻
第三节 数控加工刀具的选择
2．扩孔刀具的选择
扩孔钻是主要的扩孔刀具，用于扩大孔径并提高孔的 加工精度。
扩孔钻的结构形式有高速钢整体式（图5-17(a)）、镶 齿套式（图5-17(b)）及硬质合金可转位式（图5-17(c)） 等。
可转位面铣刀分粗齿、细齿和密齿3种。粗车铣 刀一般用于粗铣钢件；粗铣带断续表面的铸件或平 稳条件下铣削钢件时，可选用细齿铣刀；而密齿铣 刀一般用于薄壁铸件的加工。
第三节 数控加工刀具的选择
由于铣削时有冲击，面铣刀的前角一般比车刀略小。 前角的数值主要根据刀具材料与工件材料来选择，其具 体数值可参见表5-2。
机械制造技术基础(第2版)第五章课后习题答案
机械制造技术基础(第2版)第五章课后习题答案《机械制造技术基础》部分习题参考解答第五章工艺规程设计5-1 什么是工艺过程？什么是工艺规程？答：工艺过程——零件进行加工的过程叫工艺过程；工艺规程——记录合理工艺过程有关内容的文件叫工艺规程，工艺规程是依据科学理论、总结技术人员的实践经验制定出来的。
5-2 试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。
5-3 拟定工艺路线需完成哪些工作？5-4试简述粗、精基准的选择原则，为什么同一尺长方向上粗基准通常只允许用一次？答：粗、精基准的选择原则详见教材P212-214。
粗基准通常只允许用一次的原因是：粗基准一般是毛面，第一次作为基准加工的表面，第二次再作基准势必会产生不必要的误差。
5-5加工习题5-5图所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有 符号的为加工面，其余为非加工面）？习题5-5图a)、b)、c)所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；习题5-5图d)所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。
习题5-5图解：按题目要求，粗、精基准选择如下图所示。
5-6 为什么机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行？答：机械加工过程一般要划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。
其目的是保证零件加工质量，有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理，有利于合理使用机床设备。
5-7 试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？5-8什么是加工余量、工序余量和总余量？答：加工余量——毛坯上留作加工用的材料层；工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值；总余量——某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值。
5-9 试分析影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装夹误差和上工序制造公差的影响？5-10习题5-10图所示尺寸链中（图中A0、B0、C0、D0是封闭环），哪些组成环是增环？那些组成环是减环？习题5-10图解：如图a)，A0是封闭环，A1, A2, A4, A5, A7, A8是增环，其余均为减环。
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• 镗削加工适应能力较强，这是因为镗床的多 种部件都能做进给运动，使其具有加工上的 多功能性。
• 但镗刀后刀面与工件内孔表面摩擦较大，镗 杆悬伸较长，故切削条件较差，容易引起振 动。
• 镗削加工一般用于加工机座、箱体、支架及 回转体等复杂的大型零件上的大直径孔，有 位置精度要求的孔及孔系。
第5章孔加工工艺与装备
•麻花钻的结构
第5章孔加工工艺与装备
•（2）精孔钻 •（3）半孔钻
第5章孔加工工艺与装备
•（4）斜面 钻
•（5）群钻
第5章孔加工工艺与装备
• 3. 钻套
• 钻套装配在钻套模板上或者夹体上，其作用 是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。
• 固定钻套：如下图（a）（b）所示。固定钻 套直接装在钻模板的相应孔中，磨损后不能 更换。固定钻套结构简单，钻孔的精度高， 用于单一钻孔工序和小批生产。
• 特殊钻套：由于工件形状或者加工孔位置的 特殊性，需要设计特殊结构的钻套。
• 下图（a）所示为加长钻套，在加工凹面上 的孔时使用。为减少刀具与钻套之间的摩擦， 可将钻套引导高度H以上的孔径放大。
• 下图（b）所示为斜面钻套，用于在斜面或 圆弧面上的钻孔，排屑空间的高度h<0.5mm， 可增加钻头刚度，避免钻头引偏或折断。
41 mm，表面粗糙度为Ra=12.5 m。 •（5）卧式动力头在大端铰mm二联孔，保证位置与垂直度要求， 表面粗糙度为Ra=6.3 m。 •（6）铰mm孔，保证位置与垂直度要求，表面粗糙度为 Ra=6.3m；铰mm孔，表面的粗糙度为Ra=6.3 m。
第5章孔加工工艺与装备
•5.2 镗削工艺与装备
③ 可以纠正原有孔的偏斜。使用钻孔粗加工孔 时所产生的轴线偏斜和不大的位置偏差可以 通过镗孔来校正，从而确保加工质量。
④ 生产率低。镗削加工时，镗刀杆第5章的孔加刚工工艺性与装较备 差，
•5.2.2 镗削的装备
•1. 镗床
镗床根据结构、布局和用途的不同，主要 分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床、落 地镗床、立式镗床和深孔钻镗床等类型。
第5章孔加工工艺与装备
•双柱坐标镗床
第5章孔加工工艺与装备
•落地镗床
第5章孔加工工艺与装备
（2）镗刀的安装 镗刀的安装形式主要包括镗刀在刀杆上的安装类型、安装 角度及镗刀的安装高度，要根据工件材料及镗削孔的结构 类型、镗削刀具系统的刚性等来确定具体安装方法。
• 3. 镗套
（1）固定式镗套 镗孔时不随镗杆一起 转动的镗套称为固定 式镗套。已标准化的 有A、B两种类型 。
第5章孔加工工艺与装备
（2）回转式镗套
随镗杆一起转动，与镗杆之间有相对移动而无相对转动 的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发 热而“卡死”。
•回转式镗套
第5章孔加工工艺与装备
• 4. 镗床夹具
• 镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件 上的精密孔和孔系。
• 镗床夹具主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的 定位和夹紧装置组成。
【实例5-1】 拉臂的钻、扩、铰加工。工件的主要尺寸与技 术要求如图 。
•拉臂零件图
第5章孔加工工艺与装备
• 1. 工艺方案分析
• （1）毛坯的选择： • 选用金属模铸造，为铸态球墨铁毛坯。 • （2）定位基准与机床的选择 • 因工件较小且形状较复杂，凸台平面又较窄小，没有 理想的定位基准面，若采用工序分散的方法，用多台钻床 加工来保证工件的单件生产节奏，则很难保证工件的加工 质量，且要占用过多的生产面积和劳动量，因此采用一次 安装的高效的六工位组合机床。 • （3）考虑到生产效率，刀、辅、量、检、夹具均采用 工厂通用和专用的高生产率工装。
•5.2.3 镗孔加工工艺
• 镗孔是用镗刀对已有的孔进行扩大加工的方法，是常用的孔加 工方法之一。
•扩孔的基本原理
第5章孔加工工艺与装备
扩孔的质量比钻孔高，一般尺寸精度可达 IT10~IT7，表面粗糙度Ra值为6.3~3.2。
扩孔钻与麻花钻在结构上相比有以下特点。
• 刚性好。由于扩孔的背吃刀量ap小，切屑少， 容屑槽可做的浅而窄，使钻芯比较粗大，增 加了工作部分的刚性。
• 导向性较好。由于容屑槽浅而窄，可在刀体 上做出3~4个刀齿，这样一方面可提高生产 率，同时也增加了刀齿的棱边数，从而增强 了扩孔时刀具的导向及修光作用，切削比较 平稳。
• 镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支撑镗模、 单支撑镗模和无支撑镗模。
第5章孔加工工艺与装备
•1—支架；2—镗套；3、4—定位板；5、8—压板；6—夹紧螺钉； •7—可调支撑钉；9—底座；10—镗刀杆；11—浮动接头 •镗削车床尾架孔的双支撑镗模
第5章孔加工工艺与装备
•无支撑镗床夹具
第5章孔加工工艺与装备
本章大纲
• 5.1钻削工艺与装备 • 5.2镗削工艺与装备 • 5.3孔的其他加工方法 • 5.4孔加工方案的确定
第5章孔加工工艺与装备
•5.1 钻削工艺与装备
•5.1.1 钻削的工艺特点
钻孔与车削外圆相比，工作条件要困难得多。 因为钻孔时，钻头工作大部分都处于已经加 工表面的包围中，所以会引起一些特殊的问 题。例如，钻头的刚度和强度、容屑和排屑、 导向和冷却润滑等。 （1）容易产生“引偏”。 （2）排屑困难。 （•3钻）头切引偏削及热其不纠易正 传散。
• 下图（c）所示为小孔距钻套，用圆销确定 钻套位置。
• 下图（d）所示为兼有定位与夹紧功能的钻 套，在钻套与衬套之间，一段为第5章圆孔加工柱工艺间与装备隙配
•特殊钻套
第5章孔加工工艺与装备
• 4. 钻模
• 钻床钻模的种类繁多，一般分为固定式、回转式、移 动式、翻转式、盖板式等几种类型。 • （1）固定式钻模
第5章孔加工工艺与装备
• 2. 加工步骤
•（1）装夹工件。
•（2）大端钻23 mm孔，并倒角2.5×45°；小端钻10 mm，并
倒角2.5×45°。
•（3）卧式动力头在工件大端钻76 mm二联孔，并与大孔相交，
保证位置度与垂直度要求及距定位平面尺寸14 mm。
•（4）大端扩至24.6 mm并锪平面，保证尺寸27 mm，表面粗糙 度为Ra=12.5 m；小端扩孔至11.7 mm并锪平面，保证尺寸
•铰孔的基本原理
第5章孔加工工艺与装备
铰刀铰孔的工艺特点如下： ① 铰孔余量小。粗铰为0.15mm~0.35mm；精铰为
0.05mm~0.15mm。切削力较小，零件的受力变形小。 ② 切削速度低。比钻孔和扩孔的切削速度低得多，可避免
积屑瘤的产生和减少切削热。 ③ 适应性差。铰刀属定尺寸刀具，一把铰刀只能加工一定
• 镗孔时，其尺寸精度可达IT8~IT6级，孔距精
第5章孔加工工艺与装备
镗削的工艺特点如下。
① 适应性广。镗刀结构简单，使用方便，既可 以粗加工，也可以实现半精加工和精加工， 一把镗刀可以加工不同直径的孔。
② 位置精度高。镗孔时，不仅可以保证单个孔 的尺寸精度和形状，而且可以保证孔与孔之 间的相互位置精度，这是钻孔、扩孔和铰孔 所不具备的优点。
第5章孔加工工艺与装备
2020/11/26
第5章孔加工工艺与装备
第5章 孔加工工艺与装备
• 本章学习要求
• 掌握钻削的工艺特点与应用。 • 掌握扩孔、铰孔的工艺特点和应用。 • 掌握镗削加工的工艺特点和应用。 • 了解孔的其他加工方法的应用。 • 明确制订孔加工工艺路线的基本规范。
第5章孔加工工艺与装备
• 卧式镗床 • 坐标镗床 • 落地镗床
•其他常用加工方法（视频）
第5章孔加工工艺与装备
•卧式镗床加工范围
第5章孔加工工艺与装备
• 2. 镗刀
镗刀是由镗刀头和镗刀杆及相应的夹紧装置组成。镗刀头 是镗刀的切削部分，其结构和几何参数与车刀相似。 在镗床上镗孔时，镗刀夹固在镗刀杆上与机床主轴一起作 回转运动。 （1）镗刀种类 常用的镗刀主要有以下几种。 ① 单刃镗刀 ② 精镗微调镗刀 ③ 双刃镗刀 ④ 镗刀头 ⑤ 镗刀块
•固定式钻模
第5章孔加工工艺与装备
•（2）盖板式钻模
•盖板式钻模
第5章孔加工工艺与装备
• 5.1.3 钻孔加工工艺
• 1. 工件的安装
• 钻孔之前，首先必须正确安装工件，生产中常用的工件 安装方法主要有： • 小型工件通常用虎钳或平口钳装夹；如下图（a）和（b） 所示。 • 较大的工件可用压板螺栓直接安装在工作台上，如下图 （c）所示。 • 在圆柱形工件上钻孔可放在V形铁上进行，如下图（d） 所示。
② 铰孔时要选用合适的切削液进行润滑和冷却。 铰削钢件一般用乳化液，铰削铸铁一般用煤 油。
③ 机铰时要选择较低的切削速度、较大的进给 量。
④ 铰孔时，铰刀在孔中绝对不能倒转，否则铰 刀和孔壁之间易挤住切屑，造成孔壁划伤； 机铰时，要在铰刀退出孔后再停第车5章孔，加工工否艺与则装备 孔
•5.1.5 加工实例
• 可换钻套：如下图（c）所示。当工件为单 一钻孔工序的大批量生产时，为了能快速更 换磨损的钻套，常选用可换钻套。当钻套损 伤后，可卸下螺钉，更换新的钻套，螺钉能 够防止加工时钻套转动或者退刀时随刀具拔 出。
• 快换钻套：如下图（d）所示。第5当章孔加工工工件艺与装需备 要
•标准钻套
第5章孔加工工艺与装备
•5.2.1 镗削的工艺特点
• 镗削加工是利用镗床对已有孔进行扩大孔径 并提高质量的加工方法。与钻床比较，镗床 可以加工直径较大的孔，精度较高，且孔与 孔的轴线的同轴度、垂直度、平行度及孔距 的精确度均较高
• 镗削加工是以镗刀的旋转运动为主运动，与 工件随工作台的移动（或镗刀的移动）为进 给•镗运削动加工相原配理合，切去工件上多余金属层的一 种加工方法。这可以有效避免加工时工件作 旋转运动的弊端。