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第5章鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔與鉸孔,5.1鉆孔與鉆頭5.1.1鉆孔鉆孔是指用鉆頭在實(shí)體材料上加工出孔的方法。1.鉆削運(yùn)動(dòng)鉆孔時(shí)，鉆頭與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為鉆削運(yùn)動(dòng)。鉆削運(yùn)動(dòng)由如下兩種運(yùn)動(dòng)構(gòu)成:（1）主運(yùn)動(dòng)鉆孔時(shí)，鉆頭裝在鉆床主軸（或其他機(jī)械）上所做的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鉆頭沿軸線方向的移動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,2.鉆削特點(diǎn),鉆削時(shí)，鉆頭是在半封閉的狀態(tài)下進(jìn)行切削的，轉(zhuǎn)速高，切削用量大，排屑又很困難，因此鉆削具有如下特點(diǎn):（1）摩擦較嚴(yán)重，需要較大的鉆削力。（2）產(chǎn)生的熱量多，而傳熱、散熱困難，因此切削溫度較高。（3）鉆頭高速旋轉(zhuǎn)以及由此而產(chǎn)生的較高切削溫度，易造成鉆頭嚴(yán)重磨損。（4）鉆削時(shí)的擠壓和摩擦容易產(chǎn)生孔壁的冷作硬化現(xiàn)象，給下道工序加工增加困難。（5）鉆頭細(xì)而長(zhǎng)，剛性差，鉆削時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)及引偏。（6）加工精度低，尺寸精度只能達(dá)到IT10～I(xiàn)T11，表面粗糙度值只能達(dá)到Ra25～100μm。,5.1.2麻花鉆,1.組成麻花鉆直徑大于6～8mm時(shí)，常制成焊接式。其工作部分的材料一般用高速鋼（W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2）制成，淬火后的硬度可達(dá)62～68HRC。其柄部的材料一般采用45鋼。麻花鉆由柄部、頸部和工作部分組成。,麻花鉆的組成,1.組成,柄部是鉆頭的夾持部分，用來(lái)定心和傳遞動(dòng)力，有錐柄和直柄兩種。一般直徑小于13mm的鉆頭做成直柄;直徑大于13mm的鉆頭做成錐柄，因?yàn)殄F柄可傳遞較大扭矩。頸部是為磨制鉆頭時(shí)供砂輪退刀用的，鉆頭的規(guī)格、材料和商標(biāo)一般也刻印在頸部。麻花鉆的工作部分又分為切削部分和導(dǎo)向部分。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的切削部分由五刃（兩條主切削刃、兩條副切削刃和一條橫刃）和六面（兩個(gè)前刀面、兩個(gè)后刀面和兩個(gè)副后刀面）組成。,麻花鉆切削部分的組成,麻花鉆切削部分的組成,3.標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭的缺點(diǎn),（1）橫刃較長(zhǎng)，橫刃處前角為負(fù)值，在切削中橫刃處于擠刮狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力，容易發(fā)生抖動(dòng)，定心不準(zhǔn)。根據(jù)試驗(yàn)，鉆削時(shí)50%的軸向力和15%的扭矩是由橫刃產(chǎn)生的，這是鉆削中產(chǎn)生切削熱的主要原因。（2）主切削刃上各點(diǎn)的前角大小不一樣，致使各點(diǎn)切削性能不同。（3）鉆頭的棱邊較寬，副后角為零，靠近切削部分的棱邊與孔壁的摩擦比較嚴(yán)重，容易發(fā)熱和磨損。,3.標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭的缺點(diǎn),（4）主切削刃外緣處的刀尖角較小，前角很大，刀齒薄弱，而此處的切削速度卻最高，故產(chǎn)生的切削熱最多，磨損極為嚴(yán)重。（5）主切削刃長(zhǎng)，而且全寬參加切削，各點(diǎn)切屑流出速度的大小和方向都相差很大，會(huì)增加切屑變形，所以切屑卷曲成很寬的螺旋卷，容易堵塞容屑槽，致使排屑困難。,4.標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的修磨,,（1）修磨橫刃修磨后橫刃的長(zhǎng)度為原來(lái)的1/5～1/3，以減小軸向力和擠刮現(xiàn)象，提高鉆頭的定心作用和切削性能。,標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的修磨,（2）修磨主切削刃修磨主切削刃，主要是磨出二重頂角。延長(zhǎng)鉆頭壽命，減少孔壁的殘留面積，降低孔的表面粗糙度值。,標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的修磨,（3）修磨棱邊在靠近主切削刃的一段棱邊上磨出副后角α′o=6～8，保留棱邊寬度為原來(lái)的1/3～1/2，以減少對(duì)孔壁的摩擦，提高鉆頭的壽命。,標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的修磨,（4）修磨前刀面修磨主切削刃和副切削刃交角處的前刀面，磨去一塊，如圖中陰影部位所示，這樣可提高鉆頭強(qiáng)度。鉆削黃銅時(shí)，還可避免切削刃過(guò)分鋒利而引起扎刀現(xiàn)象。,標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的修磨,（5）修磨分屑槽在兩個(gè)后刀面上磨出幾條相互錯(cuò)開(kāi)的分屑槽，使切屑變窄，以利于排屑。直徑大于15mm的鉆頭都要磨出。若有的鉆頭在制造時(shí)后刀面上已有分屑槽，那就不必再開(kāi)槽。,5.1.3硬質(zhì)合金鉆頭,硬質(zhì)合金鉆頭有整體式和鑲嵌式。直徑較小的常做成整體式;直徑較大的常做成鑲嵌式，它是在鉆頭切削部分嵌焊硬質(zhì)合金刀片硬質(zhì)合金刀片的材料是YG8或YT2。,5.1.4群鉆,群鉆是利用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭合理刃磨而成的生產(chǎn)率和加工精度較高、適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的新型鉆頭。群鉆主要用來(lái)鉆削碳鋼和各種合金鋼。群鉆是把標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的切削部分磨出兩條對(duì)稱的月牙槽，形成圓弧刃，并在橫刃和鉆心處經(jīng)修磨形成兩條內(nèi)直刃。這樣，加上橫刃和原來(lái)的兩條外直刃，就將標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的“一尖三刃”磨成了“三尖七刃”,群鉆,群鉆特點(diǎn)：三尖七刃銳當(dāng)先，月牙弧槽分兩邊。一側(cè)外刃開(kāi)屑槽，橫刃磨低窄又尖。,5.1.4群鉆,,5.1.5鉆削用量及其選擇,1.鉆削用量鉆削用量包括三要素：切削速度vc、進(jìn)給量f切削深度ap（1）切削速度vc指鉆削時(shí)鉆頭切削刃上最大直徑處的線速度，可由下式計(jì)算:vc=πDn/1000m/min式中D———鉆頭直徑，mm;n———鉆頭轉(zhuǎn)速，r/min。,1.鉆削用量,（2）進(jìn)給量f指主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)鉆頭對(duì)工件沿主軸軸線相對(duì)移動(dòng)的距離，單位為mm/r。（3）切削深度ap指已加工表面與待加工表面之間的垂直距離，即一次走刀所能切下的金屬層厚度，ap=D/2，單位為mm。,2.鉆削用量的選擇,（1）選擇原則鉆削用量選擇的目的，首先是在保證鉆頭加工精度和表面粗糙度的要求以及保證鉆頭有合理的使用壽命的前提下，使生產(chǎn)率最高;不允許超過(guò)機(jī)床的功率和機(jī)床、刀具、夾具等的強(qiáng)度和剛度的承受范圍。鉆削時(shí)，由于背吃刀量已由鉆頭直徑?jīng)Q定，所以只需選擇切削速度和進(jìn)給量。,2.鉆削用量的選擇,鉆孔時(shí)選擇鉆削用量的基本原則是在允許范圍內(nèi)，盡量先選擇較大的進(jìn)給量f，當(dāng)f的選擇受到表面粗糙度和鉆頭剛性的限制時(shí)，再考慮選擇較大的切削速度vc。①切削深度直徑小于30mm的孔一次鉆出;直徑為30～80mm的孔可分兩次鉆削，先用（0.5～0.7）D（D為要求加工的孔徑）的鉆頭鉆底孔，然后用直徑為D的鉆頭將孔擴(kuò)大。,2.鉆削用量的選擇,②進(jìn)給量孔的精度要求較高且表面粗糙度值較小時(shí)，應(yīng)選擇較小的進(jìn)給量;鉆較深孔、鉆頭較長(zhǎng)以及鉆頭剛性、強(qiáng)度較差時(shí)，也應(yīng)選擇較小的進(jìn)給量。③鉆削速度當(dāng)鉆頭直徑和進(jìn)給量確定后，鉆削速度應(yīng)按鉆頭的壽命選取合理的數(shù)值，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取?？纵^深時(shí)，取較小的切削速度。,5.1.6鉆孔方法,鉗工鉆孔方法與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。當(dāng)需要大批生產(chǎn)時(shí)，要借助于夾具來(lái)保證加工位置的正確;當(dāng)需要小批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)時(shí)，則要借助于劃線來(lái)保證其加工位置的正確。1.一般工件的加工鉆孔前應(yīng)把孔中心的樣沖眼用樣沖再?zèng)_大一些，使鉆頭的橫刃預(yù)先落入樣沖眼的錐坑中，這樣鉆孔時(shí)鉆頭不易偏離孔的中心。,5.1.6鉆孔方法,（1）起鉆鉆孔時(shí)，應(yīng)把鉆頭對(duì)準(zhǔn)鉆孔的中心，然后啟動(dòng)主軸，待轉(zhuǎn)速正常后，手搖進(jìn)給手柄，慢慢地起鉆，鉆出一個(gè)淺坑，這時(shí)觀察鉆孔位置是否正確，如鉆出的錐坑與所劃的鉆孔圓周線不同心，應(yīng)及時(shí)借正。（2）借正如鉆出的錐坑與所劃的鉆孔圓周線偏位較少，可移動(dòng)工件（在起鉆的同時(shí)用力將工件向偏位的反方向推移）或移動(dòng)鉆床主軸（搖臂鉆床鉆孔時(shí)）來(lái)借正;如偏位較多，可在借正方向打上幾個(gè)樣沖眼或用油槽鏨鏨出幾條槽。,5.1.6鉆孔方法,（3）限位鉆不通孔時(shí)，可按所需鉆孔深度調(diào)整鉆床擋塊限位，當(dāng)所需孔深度要求不高時(shí)，也可用表尺限位。（4）排屑鉆深孔時(shí)，若鉆頭鉆進(jìn)深度達(dá)到直徑的3倍，鉆頭就要退出排屑一次，以后每鉆進(jìn)一定深度，鉆頭就要退出排屑一次。應(yīng)防止連續(xù)鉆進(jìn)，使切屑堵塞在鉆頭的螺旋槽內(nèi)而折斷鉆頭。（5）手動(dòng)進(jìn)給通孔將要鉆穿時(shí)，必須減小進(jìn)給量，如果采用自動(dòng)進(jìn)給，則應(yīng)改為手動(dòng)進(jìn)給。,5.1.7鉆孔時(shí)的冷卻和潤(rùn)滑,鉆孔時(shí)，由于加工零件的材料和加工要求不同，所用切削液的種類和作用就不同。鉆孔一般屬于粗加工，又是半封閉狀態(tài)加工，摩擦嚴(yán)重，散熱困難，加切削液的目的應(yīng)以冷卻為主。,5.2擴(kuò)孔與擴(kuò)孔鉆,5.2.1擴(kuò)孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)工件上已有孔進(jìn)行擴(kuò)大的加工方法。,5.2.2擴(kuò)孔鉆,由于擴(kuò)孔切削條件大大改善，所以擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)與麻花鉆相比有較大不同。如圖所示為擴(kuò)孔鉆工作部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:（1）由于中心不切削，沒(méi)有橫刃，切削刃只做成靠邊緣的一段。（2）由于擴(kuò)孔產(chǎn)生的切屑體積小，不需大容屑槽，擴(kuò)孔鉆可以加粗鉆芯，提高剛度，工作平穩(wěn)。（3）由于容屑槽較小，擴(kuò)孔鉆可做出較多刀齒，增強(qiáng)導(dǎo)向作用。一般整體式擴(kuò)孔鉆為3～4齒。（4）由于切削深度較小，切削角度可取較大值，使切削省力。,5.3锪孔與锪鉆,锪孔是用锪鉆刮平孔的端面或切出沉孔的加工方法,5.4鉸孔與鉸刀,用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法稱為鉸孔。由于鉸刀的刀齒數(shù)量多，切削余量小，切削阻力小，導(dǎo)向性好，加工精度高。一般尺寸精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T9級(jí)，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.8～3.2μm。,鉸刀,,5.4.1鉸刀的種類和特點(diǎn),按使用方式可分為手用鉸刀機(jī)用鉸刀按鉸刀結(jié)構(gòu)可分為整體式鉸刀套式鉸刀可調(diào)節(jié)式鉸刀按鉸刀切削部分材料可分為高速鋼鉸刀硬質(zhì)合金鉸刀按鉸刀用途可分為圓柱鉸刀錐度鉸刀,5.4.2鉸削用量,鉸削用量包括鉸削余量、切削速度和進(jìn)給量。1.鉸削余量鉸削余量是指上道工序（鉆孔或擴(kuò)孔）完成后留下的直徑方向的加工余量。鉸削余量不宜過(guò)大，否則會(huì)使刀齒切削負(fù)荷和變形增大，切削熱增加，使鉸刀的直徑脹大，加工孔徑擴(kuò)大，被加工表面呈撕裂狀態(tài)，致使尺寸精度降低，表面粗糙度值增大，同時(shí)加劇鉸刀磨損。鉸削余量也不宜太小，否則上道工序的殘留變形難以糾正，原有刀痕不能去除，鉸削質(zhì)量達(dá)不到要求。,5.4.4鉸孔時(shí)的冷卻和潤(rùn)滑,鉸削的切屑細(xì)碎，易黏附在刀刃上，甚至擠在孔壁與鉸刀之間，從而刮傷加工表面，使孔徑擴(kuò)大。鉸削時(shí)必須用適當(dāng)?shù)那邢饕簺_掉切屑，減少摩擦，降低工件和鉸刀的溫度，防止產(chǎn)生積屑瘤。,,,