第16章 钻削扩、铰、镗

（2）麻花钻钻孔的方法
• 找正和引导方式：单件小批：按划线位置钻孔。 • 批量生产：采用专用钻床夹具利用钻套引导。 • 钻深孔 当孔的深度超过孔径三倍时，钻孔时要经常退出钻头及 时排屑和冷却。 • 在硬材料上钻孔 钻孔速度不能过高，手动进给量要均匀，特别 是孔将要钻透时，应注意适当降低速度和进给量。 • 钻削较大的孔 当钻孔直径较大（通常＞30mm）时，应分两次钻 削。 • 钻高塑性材料上的孔 在塑性好、韧性高的材料上钻孔时，断屑 常成为影响加工的突出问题。可通过降低切削速度、提高进给量 及时退出钻头排屑和冷却等措施加以改善。 • 在斜面上钻孔 易使钻头引偏，造成孔轴线歪斜。可先锪出平面 后再进行钻孔），或采用特殊钻套来引导钻头。
钻削与镗削加工
【教学目的和要求】掌握钻削和镗削加工的特点及应用，了解钻床和 镗床的主要部件及功用；掌握钻孔刀具、镗孔刀具种类、用途及选用； 掌握各种镗削加工方法。达到能够按照工件加工要求，合理选用机床、 刀具及辅具，确定合理加工工艺。 【教学内容摘要】 钻削加工的特点及应用 钻床的种类、主要组成部件 钻孔（麻花钻结构）、扩孔、铰孔 镗削加工特点及应用 镗床种类及结构特点 镗刀种类及结构镗削加工方法 • 【教学重点、难点】 钻削、镗削加工的特点及应用、麻花钻的种类、 镗削加工方法 【教学方法和使用教具】 讲授、现场教学、课件
标准群钻
• 标准群钻的结构特点：标准群钻是用标准麻花钻修磨 而成的。首先磨出两条外刃，然后在两个后刀面上对 称磨出两个月牙形圆弧槽，再修磨横刃使之缩短、变 尖、变低，同时形成两条内刃。这样标准麻花钻原来 的一个钻尖变成三个钻尖，原来的三条刃变成七条刃、 两个槽。 • 标准群钻在其主切削刃处磨圆弧刃，将其分成三段， 是为了起分屑、排屑、断屑、加强定心作用。 • 标准群钻的优点：与标准麻花钻相比，群钻钻削轻快 省力，轴向力和转矩减小。可以采用大进给量钻孔， 提高了生产率，延长了钻头寿命，且定心性能好，钻 孔精度高，表面粗糙度值较小。
•
•
钻孔概述
• 钻孔是指采用钻头在实心材料上加工孔的工艺。 • 钻孔常用的刀具为麻花钻和群钻。 • 钻孔方式有两种，一是钻头旋转，工件或刀具作轴向进给； 另一种是工件旋转，钻头作轴向进给。内孔表面是零件上 的主要表面之一。 • 常见的内孔表面有通孔、盲孔、阶梯孔、深孔、浅孔、大 直径孔、小直径孔、细微孔等。 • 孔加工工艺是钳工应掌握的主要技能之一。
(3)排屑困难 孔壁表面粗糙钻孔时，由于切屑 较宽，受容屑槽尺寸的限制，切屑在孔内 被迫卷成螺旋状，在排屑时与孔壁发生强 烈摩擦而划伤已加工表面，使孔壁质量下 降。若切屑阻塞在钻头的容屑槽里，会卡 死钻头，严重时会使钻头扭断。
(4)切削热不易传散 钻削是一种半封闭式的加工， 钻削过程中所产生的切削热量，虽然也由切屑、 工件、刀具和周围介质传出，但它们之间的比例 都和车削大不相同。比如用麻花钻，不加切削液 钻钢料时，工件吸收的热量约占52.5%，钻头约占 14.5%，切屑约占28%，而介质仅占5%左右，使 产生的切削热不易传散。钻削时，大量高温切屑 不能及时排出，切削液难以注入到切削区，切屑、 刀具与工件之间的摩擦很大。因此，切削温度较 高，致使刀具磨损加剧，这就限制了钻削用量和 生产效率的提高。
(2)孔径容易扩大 孔径扩大是指工件上孔的直 径大于钻头直径的现象。引起孔径扩大的 主要原因是钻头在刃磨时顶角与轴线不对 称，两个主切削刃难以磨得完全对称、工 件材料的不均匀性，使钻削过程中的径向 力不能完全抵消。在车床上钻孔时，孔径 容易扩大。
为了减少孔的轴线偏斜及孔径扩大现象，在 工艺上可采取下列措施： ①预钻锥形定心坑； ②采用钻模钻孔; ③提高钻头的刃磨质量。 ④为了防止孔径扩大，在选用钻头时，所选 用的钻头直径一般应略小于所需孔径。
钻床附具
• 钻夹头：用来装夹直径13㎜以内的直柄钻头。 • 钻头直径大于13mm时，一般把夹持部分做成莫 氏锥柄，用钻头套来装夹锥柄钻头。 • 钻头套的号数是1～5号，号数指钻头套内锥孔的 莫氏锥度号数。钻头套一般外圆锥比内锥孔大1 号，特制钻头套则大2号或更大。 • 快换钻夹头能做到不停车换装刀具，可以提高劳 动生产率。
摇臂钻床
• 摇臂钻床简称摇臂钻，适用于较大工件及 多孔的工件加工。 • 摇臂钻的主轴变速箱能沿摇臂移动，摇臂 又可以作360°回转，因此加工比立钻更灵 活；其主轴转速和进给量范围广，故加工 范围广。 • 摇臂钻可用于钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、 攻螺纹、锪平面和环切大圆孔等。
3.立式钻床 加工时工件直接或通过夹具安装在工作台上，主轴 的旋转运动由电动机经变速箱传动。加工时主轴 既作旋转的主运动，又作轴向的进给运动。工作 台和进给箱可沿立柱上的导轨调整其上下位置， 以适应在不同高度的工件上进行钻削加工。由于 在立式钻床上是通过移动工件位置的方法，使被 加工孔的中心与主轴中心对中，因而操作很不方 便，不适于加工大型零件，生产率也不高，常用 于单件、小批生产中，加工中、小型工件。
源自文库
四、钻削的工艺特点、钻削的应用 1）钻削的工艺特点 (1)孔的轴线容易偏斜 所谓偏斜是指加工时由于钻头弯曲而引起 的孔轴线歪斜，如图5.14(a)所示。麻花钻受加工孔的限制， 其直径较小而长度较长，刚性较差。两条较深的螺旋槽又使 钻心变细，进一步削弱了钻头的刚度。为了减少钻头与孔壁 之间的摩擦，钻头的两条导向棱边加工得很窄，因而其导向 作用较差。钻头横刃具有很大的负前角，钻削时横刃处发生 严重的挤压从而产生了很大的轴向力，稍有偏斜，就会产生 较大的附加力矩，使钻头弯曲。因此可以看出，钻头的刚性 和导向作用差，切削时钻头容易弯曲，钻头横刃定心不准， 钻头开始切入时仅由横刃进行切削容易造成引偏，使孔的轴 线容易偏斜。在钻床上钻孔时，容易产生这种缺陷。
立式钻床
• 立式钻床简称立钻，一般用来钻中小型工 件上的孔， • 立钻的规格有25、35、40、50等几种。 • 立钻可以自动进给，主轴转速和进给量都 有较大的变化范围，可用于钻孔、扩孔、 锪孔、铰孔和攻螺纹等工作。
2.摇臂钻床 摇臂钻床是一种摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱又 可在摇臂上作水平移动的钻床。图7.1为摇臂钻床外 形图。工件固定在底座1的工作台8上，主轴7的旋转 和轴向进给运动是由电动机通过主轴箱6来实现的。 主轴箱可在摇臂的导轨上移动，摇臂借助电动机及 丝杠4的传动，可沿立柱3上下移动。立柱3由内立柱 和外立柱组成，外立柱可绕内立柱在±180°范围内 回转。由此主轴很容易地被调整到所需的加工位置 上，这就为在单件、小批生产中，加工大而重的工 件上的孔带来了很大的方便。
一、
•
钻削加工
钻削加工是用钻头在工件上加工孔的一种加工方法。在钻床上加工 时，工件固定不动，刀具作旋转运动（主运动）的同时沿轴向移动（进 给运动）。 （一）钻削的特点与应用 1．钻削加工的工艺特点 （1）钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。 （2）摩擦严重，产生热量多，散热困难。 （3）转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。 （4）挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。 （5）钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。 （6） 钻孔精度低，尺寸精度为IT13～IT12，表面粗糙度Ra为12.5～ 6.3μm。 2．钻削加工的工艺范围 钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻 中 心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面等，如图8-1所示。 在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔----扩孔----铰孔加工出精度要求很 高的孔（IT6～IT8，表面粗糙度为1.6～0.4μ m），还可以利用夹具加工 有位置要求的孔系。
• （二）钻床 • 钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻 床以及专门化钻床等。 1．立式钻床 • 立式钻床又分为圆柱立式钻床、方柱立式钻床和 可调多轴立式钻床三个系列。如图8-2 • 2．摇臂钻床 • 在大型工件上钻孔，希望工件不动，钻床主轴能 任意调整其位置。这就需用摇臂钻床。如图8-3
1．立式钻床 • 立式钻床又分为圆柱 立式钻床、方柱立式钻床 和可调多轴立式钻床三个 系列。 如图8-2 为一方柱立 式钻床，其主轴是垂直布 置的，在水平方向上的位 置固定不动 必须通过工件 的移动，找正被加工孔的 位置。立式钻 床生产率不 高，大多用于单件小批量 生产加工中小型工件
钻孔刀具
• 普通麻花钻 • 标准群钻 • 特殊群钻
二、标准麻花钻 ①麻花钻的组成; ②麻花钻切削角部分的组成; ③麻花钻的几何参数 4.钻削加工的工艺特点及其应用
（1） 麻花钻的组成 标准麻花钻 如图8-4所 示 ，由柄部、颈部和 工作部分组成。
麻花钻
• 麻花钻是最为普遍的钻孔工具，材料一般为高 速钢。 • 标准麻花钻头由切削部分、导向部分、尾部 （由颈部和柄部组成）三部分组成。 • 柄部供夹持用； • 颈部标注商标、规格，可供砂轮退刀用； • 导向部分保持钻削方向和修光孔壁，同时也是 切削部分的后备部分； • 切削部分主要担负切削工作。
（三）钻孔
钻削加工使用的钻头是定尺寸刀具，按其结构特点和用途可 分为扁钻、麻花钻、深孔钻和中心钻等，钻孔直径为0.1～100mm， 钻孔深度变化范围也很大。 1．麻花钻 （1） 麻花钻的组成 标准麻花钻如图8-4所示，由柄部、颈部和工作部 分组成。 柄部 柄部是钻头的夹持部分，钻孔时用于传递转矩。 颈部 麻花钻的颈部凹槽是磨削钻头柄部时的砂轮退刀槽，槽 底通常刻有钻头的规格及厂标。 工作部分 麻花钻的工作部分是钻头的主要部分，由切削部分 和导向部分组成。 切削部分 担负着切削工作，由两个前面、主后面、副后面、主切 削刃、副切削刃及一个横刃组成。 导向部分 是当切削部分切入工件后起导向作用，也是切削部 分的备磨部分。
2．摇臂钻床 • 在大型工件上钻 孔，希望工件不动， 钻床主轴能任意调整 其位置。这就需用摇 臂 钻 床 。 如 图 8-3 是 摇 臂钻床 的外形图。摇 臂钻床广泛地用于大、 中型工件的加工。
常用钻床的种类
• 台式钻床
Z4012：Z－类代号，钻床；4－组代号，台式；0－系代号； 12－主参数，最大钻孔直径12mm
第一节钻削 一、钻床与钻削方法 1．用钻头在实体材料上加工出孔的工艺过程，称为 钻孔，是孔加工的一种基本方法。钻床是孔加工的 主要机床，在钻床上主要用钻头进行钻孔。在钻床 上加工时，工件不动，刀具作旋转主运动，同时沿 轴向移动作进给运动。故钻床适用于加工外形较复 杂，没有对称回转轴线的工件上的孔，尤其是多孔 加工，除钻孔外在钻床上还可完成扩孔、铰孔、锪 平面以及攻螺纹等工作。 根据用途和结构的不同，钻床可分为立式钻床、台式 钻床、摇臂钻床、深孔钻床以及中心孔钻床等。
• 立式钻床
Z5125：Z－类代号，钻床；5－组代号，立柱式；1－系代号， 方柱；25－主参数，最大钻孔直径25mm
• 摇臂钻床
Z3040：Z－类代号，钻床；3－组代号，摇臂式；0－系代号； 40－主参数，最大钻孔直径40mm
台式钻床
• 台式钻床是一种小型钻床，一般用来钻直 径在12mm以下的小孔， • 台钻的规格指所钻孔的最大直径，常用 6mm和12mm等几种规格。 • 台钻最低转速较高，因此不适合由于锪孔 和铰孔。
•
2．钻削加工的工艺范围 钻削加工的工艺范围较广， 在钻床上采用不同的刀具，可 以完成钻中 心孔、钻孔、扩孔、 铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面 等，如图8-1所示。在钻床上钻 孔精度低，但也可通过钻孔---扩孔----铰孔加工出精度要求很 高的孔（IT6～IT8，表面粗糙 度为1.6～0.4μ m），还可以利 用夹具加工有位置要求的孔系。
2）钻削的应用
在实体材料上加工孔，一般情况下都需要从钻孔开始，因而钻削 的应用很广泛。但是，由于钻削的工艺特点，用麻花钻加工孔， 其孔的精度较低，表面较粗糙，生产效率也比较低。因此，钻 削主要用于精度要求不高的螺钉孔、油孔等加工，及中、高精 度孔的预加工。钻孔可以在多种机床上进行，比如在钻床、车 床、镗床、铣床、组合机床上等。单件、小批量生产中，对中 小型工件上的小孔(一般D＜13mm)，常用台式钻床加工；中小 型工件上直径较大的孔(一般D＜50mm)，常用立式钻床加工； 大中型工件上的孔，则应采用摇臂钻床加工；回转体工件上的 孔，多在车床上加工。在成批和大量生产中，为了保证加工精 度，提高生产率和降低加工成本，广泛使用钻摸、多轴钻或组 合机床进行孔的加工。精度高、粗糙度值小的中小孔(D＜ 50mm），在钻削之后，经常需要采用扩孔和铰孔来进行半精加 工和精加工。