第5章孔加工工艺与装备

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• 卧式镗床 • 坐标镗床 • 落地镗床
•其他常用加工方法(视频)
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•卧式镗床加工范围
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• 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
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
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•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。
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• 5.1.2 钻削的装备
• 1. 钻床
• 钻床的种类很多,常用的有台式钻床、立式钻床和摇 臂钻床。
•台式钻床
•立式钻床
•钻床和钻削加工(视频)
•摇臂钻床
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• 2. 钻头
• (1)麻花钻 • 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,有直柄和锥柄两种类型。 • 直柄传递的扭矩较小,一般用于直径小于12mm的钻 头;锥柄可传递较大的扭矩,用于大于12mm的钻头。 • 麻花钻的切削部分担负主要的切削工作,由两个刀瓣 组成,每个刀瓣相当于一把车刀。因此,麻花钻有两条对 称的主切削刃,两个主切削刃在与其平行的平面上投影的 夹角称为顶角。 • 标准麻花钻的顶角为118°±2°。两主切削刃中间由 横刃相连,这是其他刀具上所没有的。钻削时作用在横刃 上的轴向阻力和摩擦都很严重,是影响钻孔加工精度和生 产率的主要因素之一。
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(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
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• 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。
• 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
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• 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
•铰孔的基本原理
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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
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
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。
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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。
•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。
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• 2. 钻孔的方法
• (1)钻通孔 • (2)轴上钻横孔的方法 • (3)曲面上钻孔工艺 • (4)钻深孔的加工方法
•• 3. 钻削用量
•钻削用量包括钻 削速度v,进给量f 和背吃刀量ap。
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• 5.1.4 扩孔、铰孔加工工艺
• 1. 扩孔
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•麻花钻的结构
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•(2)精孔钻 •(3)半孔钻
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•(4)斜面 钻
•(5)群钻
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• 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。
•扩孔的基本原理
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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。
• 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
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•固定式钻模
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•(2)盖板式钻模
•盖板式钻模
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• 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。
• 切削条件好。扩孔钻的切削刃不第5章必孔加工自工艺外与装备缘延
• 2. 铰孔
• 铰孔是在扩孔或半精镗的基础上进行的,是应用较为 普遍的孔的精加工方法之一。铰孔的公差等级为IT8~IT6, 表面粗糙度Ra为1.6~0.4m。 • 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分包括切 削部分和修光部分。切削部分为锥形,担负主要的切削工 作。 • 修光部分有窄的棱边和倒锥,以减小与孔壁的摩擦和 减小孔径扩张,同时校正孔径、修光孔壁和导向。手铰刀 修光部分较长,导向作用好
•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。
• 镗孔时,其尺寸精度可达IT8~IT6级,孔距精
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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。
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• 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
【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
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• 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。 •Hale Waihona Puke Baidu(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。
• 扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔(铸出、锻出或钻出 的孔)进行扩大加工。扩孔常作为孔的半精加工,也普遍用 作铰孔前的预加工。 • 直径Φ3~15mm的扩孔钻通常做成整体带柄的形式,直 径Φ25~100mm的扩孔钻做成整体套装式。 • 在小批量生产的情况下,常用麻花钻经修磨钻尖的几何 形状当扩孔钻用。 •
尺寸和公差等级的孔,不宜铰削阶梯孔、短孔、不通孔 和断续表面的孔(如花键孔)。 ④ 需施加切削液。为减少摩擦,利于排屑、散热,以保证 加工质量,应加注切削液。
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铰孔时的注意事项如下:
① 合理选择铰孔的余量。铰削余量太大,铰孔 不光,铰刀易磨损;余量太小,不能校正上 次加工留下的加工误差,达不到铰孔的要求。
• 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。
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•双柱坐标镗床
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•落地镗床
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(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 。
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。
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•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。
• 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。
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•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
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