第五章钻削镗削铰削与拉削.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途一、引入1、本门课程的总体安排。2、本篇在这门课中的地位和作用。二、讲授新课第五章 钻削、镗削、铰削与拉削孔是各种机器零件上出现最多的几何表面之一,分为非配合孔和配合孔二大类。一般孔加工采用钻、扩等加工,有一定要求的孔是在钻、扩基础上进行再进一步的镗、铰等加工。但不论是何种孔加工都具有以下一些特点:(1)部分孔加工刀具为定尺寸刀具,刀具本身精度会影响孔的加工精度。(2)孔加工刀具的切削和夹持部分的有关尺寸受被加工孔尺寸的限制,会使刀具的刚性变差。(3)孔加工时,刀具一般是封闭或半封闭状态下进行工作,对加工质量和刀具耐用度都会产生不利的影响.基于以上原因,在机械设计过程
2、中选用孔和轴配合的公差等级时,经常把孔的公差等级定得比轴低一级.孔加工的方法很多,常用的有钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔等,还有金刚镗、珩磨、研磨、挤压及特种加工孔等方法。其加工孔直径0.011000mm,加工精度可达到IT13IT5,表面粗糙度Ra12.50.006m;可在金属或非金属材料上加工,也可在普通材料或高硬度材料上加工。在加工中可根据不同要求,合理进行选择最佳的加工方案,达到加工质量能符合要求。第一节 钻削加工(一)一、概述用钻头作回转运动,并使其与工件作相对轴向进给运动,在实体工件上加工孔的方法称为钻孔;在已有孔的情况下,用扩孔钻对孔径进行再扩大的加工称为扩孔;钻孔与扩
3、孔统称为钻削.加工精度表面粗糙度钻孔IT13IT12Ra12.56.3m扩孔IT12IT10Ra6。33。2m钻削可以在各种钻床上进行,也可以在车床、铣床、镗床和组合机床、加工中心上进行,但大多数情况下,尤其是在大批量下生产时,主要还是在钻床上进行。二、钻床主要用钻头在工件上加工孔的机床称为钻床.通常以钻头的回转运动为主运动,钻头的轴向移动为进给运动。钻床的分类:坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等八大类.大部分以最大钻孔直径为主要参数。钻床的主要功用为钻孔和扩孔,也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉孔及锪凸台端面等。1、立式钻床特点是主轴是垂直布置且位置
4、固定不动(沿立柱轴线回转)。因其立轴结构不同可分为圆柱立式钻床、方柱立式钻床和可调多轴立式钻床。机床的使用:主轴箱和工作台可沿立柱作上下移动以调整工作高度;工件安放于工作台上,通过工件的位置移动来找正;利用主轴箱的功能,可以进行变换主轴转速、主轴进给量等加工参数,主轴的上下移动可实现自动进给或手动进给。适合于加工单件或小批量的中小型工件加工,钻孔直径为1680mm,如Z5132、Z5140A等。 2、摇臂钻床特点是主轴能沿立柱的中心轴线进行回转。机床的使用:将工件放置于工作台上;主轴绕立柱可上下移动和旋转或主轴箱可在摇臂上作横向移动;利用主轴箱的功能,可以进行变换主轴转速、主轴进给量等加工参数
5、,主轴的上下移动可实现自动进给或手动进给。适合于加工单件或中小批量的大中型工件加工,钻孔直径为25125mm,如Z3040、Z3050A等。3、钻削加工中心一般以钻孔、攻螺纹和铣削为主,且刀具在十把以上的加工中心称为钻削加工中心。功能:各种直径的孔加工;各种面的铣削加工;多轴(多空间)加工孔或面。技术性能:主轴转速高,加工孔直径范围大,进给速度大,定位精度高等。三、麻花钻1、概述是孔加工中应用最广泛的刀具。主要用来在实体材料上钻削直径在0.180mm,加工精度为IT12左右,表面粗糙度在Ra12。56.3m左右的孔或精度要求较高的孔的预加工。分类:按材料不同可分为高速钢和硬质合金钻头;按柄部不
6、同分为直柄和锥柄钻头;按长度不同分为基本型、短、长、加长和超长型等钻头.硬质合金麻花钻有整体式、镶片式和可转位式(无横刃式)三种,一般用于加工各类特殊材料的各种孔加工。用细颗粒钨系材料及YG、YW、YT等制作而成,整体式大多采用TiN涂层(金黄色)或镶片式采用涂层刀片;钻头直径从0.260mm,硬度在5862HRC.高速钢麻花钻是一种标准刀具,由工作部分、柄部和颈部(锥柄钻才有)组成,锥柄还带有扁尾。整体呈倒锥形。整个切削部分由前面、后面、副后面、主切削刃、副切削刃和横刃等组成。 2、切削部分的几何参数螺旋角螺旋角增大会使钻头锋利和排屑通畅,但使钻尖强度削弱和散热条件变差。顶角2顶角大,钻头强
7、度增大;标准麻花钻2=118;加工钢、铸铁、硬青铜时,2=116120;加工硬铸铁、不锈钢、耐热钢时,2=120150。刃倾角SX和端面刃倾角tx每一点上的刃倾角和端面刃倾角都不相同,越靠近钻心越大.主偏角r每一点上的主偏角也不相同,越靠近外缘处越大。前角OX每一点上的前角都不相同且变化较大,如外缘处前角为30,钻心处前角为30。后角fx主切削刃上外缘处的点其后角最小,钻心处的点其后角最大。横刃角度标准麻花钻的横刃斜角=5055。一般后角增大,横刃斜角随之减小,导致横刃长度增大,进给力增大,切削条件变差,对加工质量产生不利影响。四、钻削原理1、钻削要素切削速度C:钻头外缘处的线速度进给量:每转
8、进给量f,每齿进给量fz,进给速度f;f=nf=znfz.背吃刀量p:切削厚度hD和切削宽度bD: 切削面积AD: 2、钻削力和钻削功率在钻削力合成中,有一个总扭矩T和一个总进给力F。从上式得知:总扭矩T来源于主切削刃,总进给力F来源于横刃。切削功率PC。 3、切削热与钻头磨损钻头磨损和切削热产生的交汇点在于:切削速度和切削温度最高、刀体强度最薄弱的前面、后面和刃带三者的交汇处.五、麻花钻的修磨与群钻1、标准高速钢麻花钻的缺点切削刃上各点前角变化大,横刃较长,主切削刃较长,切削速度高、切削刃强度和散热条件较差.2、麻花钻的修磨(1)修磨主切削刃,形成多段或圆弧形切削刃;(2)修磨横刃,使横刃变
9、短和改善横刃处的前角角度; (3)修磨前刀面,使前角变大或变小,以适应不同材料的切削加工;(4)修磨刃带,加大刃带上形成的副后角;(5)磨分屑槽,便于排屑和断屑.3、群钻是在长期的生产实践中,综合了标准麻花钻各种修磨方法的成功经验,而设计出的一种先进钻头。为了适应不同工件材不同孔径的钻削需要,群钻已形成了多种系列。图示为标准群钻。结构上与普通钻头相比:主切削刃由外刃、圆弧刃和内刃所构成;刀尖有三个;顶角有二个(外刃顶角和内刃顶角);在一侧主切削刃后开有分屑槽。性能上与原来的普通钻头相比:效率提高,切削条件改善,有利于钻头定心,耐用度提高,切削省力,精度与表面质量更好。三、新课小结本节主要是使学
10、生掌握钻削的基本知识及钻床、刀具、原理等知识;掌握麻花钻各部分的切削角度和选择方法;了解钻削力的计算方法。四、布置作业1、孔加工刀具有何特点?2、钻削三要素及计算公式。3、麻花钻在结构上有那些缺陷?应如何修磨来加以改进?一、引入1、孔加工刀具有何特点?2、钻削三要素及计算公式。3、麻花钻在结构上有那些缺陷?应如何修磨来加以改进?二、讲授新课第一节 钻削加工(二)六、扩孔与锪削1、扩孔在已有孔的基础上再进行孔加工。刀具为扩孔钻,一般有34条主切削刃。按刀具切削部分材料分有高速钢和硬质合金两种;按外形分有整体直柄、整体锥柄、套式和转位形(主要用于大直径).扩孔钻的加工质量比钻孔要好。因为:无横刃切
11、削阻力小,加工余量小;刀刃多切削力小,导向性好;刀体强度高,刚性好。扩孔时进给量可以比钻孔大一倍。2、锪削在已加工孔的基础上进行圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和端面凸台加工.刀具为锪孔钻,有圆柱沉头锪钻、锥形沉头锪钻、端面锪钻等;一般有34个刀齿。锥形沉头锪钻角度有60、90、120三种。大多数用高速钢制造,大直径采用硬质合金制造。七、深孔加工1、深孔加工的特点及对刀具的要求一般把深径比在510以上的孔称为深孔。直径比在20以下的通常用加长麻花钻,直径比在20以上的通常用深孔钻加工。深孔加工比非深孔加工难度大得多,其主要原因:刀具细长,刚性很差排屑困难冷却、润滑困难。深孔钻与其他钻头相比有以下特点:
12、足够的刚性和良好的导向功能;有可靠的断屑、排屑功能;有效的冷却、润滑功能.2、常用的深孔加工刀具(1)单刃外排屑深孔钻;(2)错齿内排屑深孔钻;(3)喷吸钻。八、钻孔质量分析主要问题有:孔径扩大和孔轴线偏斜、钻头的崩刃和折断。1、孔径扩大和孔轴线偏斜(1)产生原因:切削刃不对称;加工面不平;钻头横刃过长;钻头与夹具间隙过大;设计或工序不合理。(2)采取措施:预加工孔端面;尽量工件回转;先钻中心孔;适当小的进给量;切削刃修磨对称;修磨横刃;调整机床;选用合适钻套;钻深孔时用支承架。2、钻头的崩刃和折断(1)产生原因:进给量、进给力变化大;切屑缠绕或堵塞;堵塞冷却不充分;磨损过大;夹持不稳定;孔将
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