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課件41張PPT。鉗 工 工 藝 學 第三章 鉗工基本操作知識 §3—3 孔加工鉆孔的定義——用鉆頭在實心材料上加工孔的操作方法。鉆孔屬于粗加工，其尺寸公差等級一般為IT14-IT12，表面粗糙度Ra值為25-12.5μm。 一、鉆削運動 一般情況下，工件固定，鉆頭安裝在鉆床主軸上作旋轉運動（稱主運動），鉆頭沿軸線方向移動（為進給運動）。 二、鉆削的特點 ：
因鉆削時，鉆頭是在半封閉的狀態下切削的，且轉速
高，切削量大，排削有以下幾大特點：
1、摩擦嚴重，需要的切削力較大；
2、產生的熱量多，而且傳熱、散熱困難，切削溫度較高；
3、由于鉆頭的高速旋轉和較高的切削溫度，造成鉆頭磨損嚴重；
4、由于鉆削時的擠壓和摩擦容易產生孔壁的冷作硬化現象
給下道工序增加困難；
5、鉆頭細而長，鉆孔容易產生振動；
加工精度低，尺寸精度只能達到IT11～IT10，粗糙度只能達
到Ra100～25。
鉆孔設備 手電鉆立式鉆床 鉆夾頭鉆夾套鉆夾頭（套）的裝卸方法標注麻花鉆的結構
柄部—— 柄部是鉆頭的裝夾部位，主要作用是與鉆床主軸連接傳遞運動。一般直徑小于13mm的鉆頭制成直柄，直徑大于13mm的支承錐柄。錐柄的扁尾部分用以增加傳遞扭矩便于裝卸鉆頭，錐柄鉆頭的柄部采用莫氏錐度，鉆頭越大錐柄號也越大。詳見表：
莫氏錐柄號的大端直徑及鉆頭直徑頸部： 頸部是磨制鉆頭時供砂輪退刃用，在頸部標有規格材料和商標。工作部分： 1） 由導向部分和切削部分組成，導向部分在鉆削時起導引導鉆頭方向的作用，同時也是切削部分的備磨部分。2）麻花鉆切削部分由五刃、（兩條主切削刃，兩條副切削刃，一條橫刃）和六面（兩個前刀面、兩個后刀面和兩個副刀面）組成。麻花鉆的五刃六面麻花鉆的五刃六面的作用1．頂角（2φ費依）：是指由兩主切削刃的夾角，標準麻花鉆（出廠時）頂角磨成所118°±2°，使用時可依據加工條件改磨成所需角度。
頂角大小影響鉆孔切削力，頂角小則軸向抗力小，頂角影響刀具耐用度，頂角小，有利于散熱和提高耐用度，同時影響切屑排出。頂角小易卷曲，使切屑排除困難頂角影響加工表面的粗糙度，頂角小、刀尖角（主、副切削刃的夾角）大孔的表面粗糙度值較小，頂角的大小
可依據所加工的材料的不同拉愛選擇。標準麻花鉆的切削角度2．前角（γ嘎馬）：前刀面與基面的夾角稱為前刀面，鉆頭主切削刃上各處的前角不是相同的其值外大（約30°）內小，靠近中心處為負前角，前角大刃口鋒利切削力小，但刃口易磨損。
3．后角（α阿爾法）：主后刀面與切削平面的夾角稱為后角。鉆頭主切削刃上各處的后角也不相同，其值外小內大越靠近中心越大，后角影響鉆頭與切削平面的摩擦情況后角小摩擦嚴重但后角小刃口強度較高，后角將隨鉆孔的走刀量的增大而減小，當選用較大的走刀時應適應加大后角尤其應加大靠近鉆頭鉆心的后角鉆頭外緣處的后角可按上面選擇。
4．橫刃斜角（ψ普塞）： 橫刃與主切削刃的夾角。橫刃角是刃磨鉆頭后刀面時自然形成，鉆心處后角刃磨正確的鉆頭橫刃斜角約為
50～55°，因此可以通過檢查橫刃斜角來判定鉆頭，靠近鉆心處的后角是否刃磨正確，當橫刃斜角偏小時橫刃長度增加此時鉆心處后角則增大。
5．刀尖角（ε厄普西龍）：主與副刀面的夾角，作用：對孔壁進行修光。
6．螺旋角（ω歐米嘎）：鉆頭的軸心線與螺旋線的夾角，作用：決定排屑的難易 鉆頭的修磨：
1．修磨橫刃—修磨橫刃并增大靠近鉆心處的前角，修磨后橫刃的長度為原來的1/3~1/5，以減少軸向抗力和擠刮現象，提高頭的定心作用和鉆頭的穩定性，同時在靠近鉆心處形成內刃，切削性能得以改善，一般直徑5毫米以上的鉆頭應修磨橫刃。
2．修磨主切削刃—修磨主切削刃，其方法主要是磨出第二頂角2φ=（70°～75°）在鉆頭對外緣刃—處磨出過渡刃（fo=0.2d）以增大對外緣處的刀尖角改善散熱條件，增加刀刃強度提高切削刃與棱邊交角處的耐磨性，延長鉆頭壽命，減少孔壁的殘留表面積，有利于減小孔的粗糙度。3．修磨棱邊—修磨棱邊，在靠近主切削刃的一段棱邊長，磨出副后α=6°～8°，以保留棱邊寬度為原來的1/3~1/2以減少對孔壁的摩擦，提高鉆頭壽命。
4．修磨前刀面—修磨前刀面，修磨外緣處前刀面，可以減小此處前角提高刀齒的強度鉆削黃銅時可以避免扎刀”現象。麻花鉆的修磨要領：1、鉆刃水平輪面靠 2、鉆體左斜出頂角
3、由刃向背繞軸鉆 4、上下擺動尾別翹
刃磨操作方法： 修磨橫刃修磨前刀面麻花鉆鉆頭頂角和后角的選擇（度）群鉆 群鉆是利用標準麻花鉆經合理刃磨而成的高生產率、高精度、強適應性、長壽命的新型鉆頭。在生產實踐中，群鉆鉆型不斷改進、擴展，現已形成一整套加工不同 材料和適應不同工藝特性的的鉆型系列。其中標注群鉆應用最廣泛，他又是演變其他鉆型的基礎。標注群鉆主要用來鉆削碳鋼和各種合金鋼。標注群鉆的刃形特點是：“三尖、七刃、兩種槽”三尖指由于磨出月牙槽，主切削刃形成三個尖，七刃指兩條外直刃、兩條圓弧刃、兩條內置刃、一條橫刃；兩種槽是月牙槽和單邊分屑槽鉆削用量的選擇鉆削用量的概念： 鉆削用量是指鉆孔時切削速度、進給量和切削深度三個要素。選擇鉆削用量的目的：是在保證加工
精度和粗糙度前提下，提高生產效率，
同時應保證不超過機床功率及機具的
使用強度。
⑴切削速度（V） 指鉆孔時鉆頭直徑一點的線速度。
由下式計算： V=πDn/1000m/min
式中:D—鉆頭直徑（mm） n— 鉆頭的轉速（r/min）
⑵ 進給量（f） 指主軸每轉一轉鉆頭對工件沿主軸軸線的相對移動量。單位是mm/r。
⑶背吃刀量（切削深度）（ap） 指已加工表面與待加工表面之間的垂直距離。對鉆削而言，ap=D/2（mm） 因此鉆孔時由于切削深度（背）已由鉆頭直徑所決定，因此只需要選擇鉆削速度和進給量。
切削深度（背）的選擇：一般直徑在30mm以下的孔一次鉆出，30mm～80mm de2孔分兩次鉆削。（現用0.5～0.7D)鉆預孔，再擴孔。
進給量的選擇：鉆頭直徑小長，鉆孔較深度應選用較小進給量；精度要求高，表面粗糙度Ra值較小時應選用較小進給量。
鉆削速度的選擇：鉆削速度選擇一旦鉆頭的直徑和進給量確定后鉆削速度應按鉆頭的耐用度（壽命）選擇（工廠一般按經驗選擇）
高速鋼麻花鉆的進給量高速鋼麻花鉆的切削速度鉆床主軸轉速的確定： 計算法：可根據選用的切削速度和鉆頭直徑按下式計算主軸轉速 n=1000v/π.D（r/min） 例1):在鋼件上鉆φ10mm的孔.已知：V=19m/min.求轉速為？
（鉆削速度）解：n=1000v/π·D=1000×19/3.14×10=605r/min例2)：已知：（進給量）f =0.60毫米/轉. n=375轉/分.求S
(每分鐘走刀量）。
解： S=f×n= 0.6×375=225mm/min例3）：已知：鉆孔后Dn=25毫米，求ap（背吃刀量）(切削深度)

解：鉆孔時 ap =鉆孔后直徑/2=Dn/2=25/2=12.5mm
鉆孔時的冷卻和潤滑：
鉆孔時，由于加工材料和加工要求不同，因此所用切削液的種類和作用也不一樣。
鉆孔一般屬于粗加工，鉆頭處于半封閉狀態加工，摩擦嚴重，散熱困難，加切削液的目的應以冷卻為主。

A.在高強度材料鉆孔時，因鉆頭前刀面要承受較大的壓力，要求潤滑膜有足夠的強度，以減少摩擦和鉆削阻力。因此，可在切削液中增加硫、二硫化鉬等成分，如硫化切削油。
B.在塑性、韌性較大的材料上鉆孔，要求加強潤滑油作用，在切削液中科加入適當得動物油和礦物油。

C.孔的精度要求較高和表面粗糙度值要求很小時，應選用主要起潤滑作用的切削液，如菜油、豬油等。(參考表3—17）擴孔與锪孔 擴孔是用擴孔鉆對已有孔進行擴大的加工稱為擴孔。擴鉆常作為半精加工，以及鉸孔前的預加工，一般尺寸精度可達IT10～9，Ra25～6.3. 。 擴孔時切削深度ap按下式計算：
ap=D-d/2 式中：D—擴孔后直徑，d預加工孔直徑 擴孔加工時有以下特點：
1.切削深度較鉆孔時大大減小，切削阻力小，切削條件大 大改善。
2.避免了橫刃切削所引起的不良影響。
3.產生切屑體積小排泄容易。擴孔鉆---它的形狀與麻花鉆基本相似（也可用麻花鉆制）。
擴孔鉆特點:
1)因中心不切削沒有橫刀,切削刃只做成靠邊緣的一段。
2)擴孔切屑體積小易排屑,切削平穩軸向力短小。
3)切削深度較小,切削省力,擴孔質量比鉆孔質量好。 一般尺寸精度可達到IT-9.Ra25～6.3。
锪孔：用锪孔鉆刮平孔的端面或切削出各種形狀的沉孔方法稱锪孔。 其目的：是為了保證孔端面與孔中心線的垂直，以便與孔連接的零件位置正確，可靠，同時滿足需要的孔口（如：圓柱狀、圓錐狀、球狀、平底等）。
锪鉆：按所需要的形狀造制成型，（有的場合用麻花鉆改制）
一般分為柱形锪鉆、錐形锪鉆、平面锪鉆、異形锪鉆四種。
圓形锪鉆：即锪圓柱形沉頭孔用锪鉆為柱形锪鉆、主要切削作用是端面刀刃、螺旋槽的斜角是它的前角、導柱直徑與工件孔為小量間隙配合。 錐形锪鉆：錐形角有60°、75°、90°、120°四種（常用）整個錐度切削按切削深度而使切削力增大。
端面锪鉆：用來锪平面孔口的端面之用。 擴、锪孔要點：
1、擴孔—進給量比鉆同直徑的孔大1.5～2倍，切削速度為鉆同直徑孔的1/2
2、锪孔—進給量大為鉆同徑孔的2～3倍，切削前速度為鉆孔的1/3～1/2。
3、精加工锪孔時往往采用停車后的慣性切削，以減少振動而獲得光滑的表面，（并須加適當的潤滑液）。鉸孔
用鉸刀在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方法稱為鉸孔。 鉸刀的齒數量多、切削余量少、故切削阻力小、導向性好、故加工精度高，一般可達IT9—IT7。表面粗糙度可達Ra1.6。鉸刀——鉸刀的種類很多，有圓柱與圓錐鉸刀，有整體式和套式鉸刀，有機用鉸刀與手用鉸刀，以及固定與可調鉸刀之分。
整體式圓柱鉸刀：（整體圓柱鉸刀分機用和手用兩種）
整體式圓柱鉸刀由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分和校準部分組成。各種類型的鉸刀各種類型的鉸刀 刀齒與容屑槽：在鉸刀的工作部分銑有幾個均勻或不均勻的刀齒，以形成切削刃和容屑槽，在手用鉸刀上采用不均勻分布刀齒，減少振痕，有利于高鉸孔質量。
切削角度 ： 為便于切入孔中，鉸刀切削部分呈圓錐形。手鉸刀的導角（α=30°—1°30′），具有：導向性能，切削力小，容易切入，機鉸的導角較大，鉸通孔時，α=30°～15°，鉸韌性材料α角應大些，鉸脆性材料α角的小些，鉸盲孔時，為保證圓柱部分的長度，取α=45°鉸刀切削部分的前角γ=0°～3°，使鉸削近似于刮削，因此孔壁光滑，鉸刀切削部分的后角為6°～8°。校準部分：鉸刀校準部分的作用是導向，修光孔壁和確定孔徑大小，為減小鉸刀與孔壁的摩擦和孔徑擴張量，一是在刀齒上只留寬為0.1～0.3mm的刃帶，二是將標準部分后段做成直徑差為0.04～0.08mm的倒錐形（手鉸刀用倒錐量很小，校準部分又長，故將整個校準部分做成倒錐）。校準部分的前角為0°，后角經為6°～8°。機鉸刀一般用高速鋼制造，手用鉸刀用高速鋼或高碳鋼制造。注：鉸孔后孔徑有時可能收縮，有時也可能擴漲其因素很多，情況也較復雜確定鉸刀直徑一般采用經驗數值，重要的孔應通過試鉸按實際情況確定。
因為：
標準鉸刀按直徑公差分一、二、三號，直徑尺寸一般留有0.005～0.02mm的研磨量待使用者按需要尺寸研磨，未經研磨的鉸刀其公差大小和適用范為、鉸孔程度以及研磨后能達到的鉸孔程度見表：工具廠出品的未經研磨的鉸刀的直徑公差及其使用范圍 μm可調式鉸刀：在單體生產和修護工作中，常需鉸削少量的非標準孔，則可使用可調式的鉸刀。可調式鉸刀，刀體上開有六條斜底直槽，具有同樣斜度的刀片放在槽內，利用調試螺母使刀片沿槽移動，以改變鉸刀的直徑，并壓緊刀片，加工孔徑的范圍為6.25～44mm直徑的調節范圍為0.75～10mm。可調式手鉸刀的刀片用合金工具鋼或高速鋼制成。錐鉸刀：用于鉸削圓錐孔，常用的有以下幾種。
1）1：50錐鉸刀用于鉸削圓錐定位孔。
2）莫氏錐鉸刀用于鉸削0～6號莫氏錐孔（錐度選取1：20）
3）1：10錐鉸刀用于鉸削聯軸節上與柱銷配合的鉸孔。 螺旋槽手鉸刀：其鉸帶槽孔時，為防止刀刃扎入槽內，采用螺旋槽鉸刀。螺旋鉸刀的螺旋方向一般為左旋，以象產生鉸刀自動旋進現象，同時，使切削向下排出。鉸削余量（2ap）
鉸削余量是指工道工序（鉆孔或擴孔）完成后留下的直徑方向的加工余量。鉸削余量不宜過大，因為鉸削余量過大，會使刀齒切削負荷增大，變形增大，切削熱增加，被加工表面呈撕裂狀態，致使尺寸精度降低，表面粗糙值增大，同時加劇鉸刀磨損。鉸削余量也不宜太小，否則，上道工序的殘留變形難以糾正，原有刀痕不能除去，鉸削質量達不到要求。
選擇鉸削余量時，應考慮到孔徑大小、材料軟硬、尺寸精度、表面粗糙要求及鉸刀類型等諸因素的綜合影響。用普通標準高速鋼鉸刀鉸孔時，可參考表3—19選取。孔加工復合刀具：是把兩把或以上同類或不同類的加工刀具組合在一體，同時按先后順序完成不同工步加工的刀具。目的：省時、高效、保質。機鉸切削速度（ν）
為了得到較小的表面粗糙度值，必須避免產生刀瘤，減少切削熱及變形，因而應采取較小的切削速度。用高速鋼鉸刀絞鋼件時，μ=4~8m/min；
機鉸進給量（f）
進給量要適當，過大鉸刀磨損，也影響加工質量；過小則很難切下金屬材料擠壓，使其產生塑料性變形和表面硬化，最后形成刀刃撕去大片切削，使表面粗糙度增大，并加快鉸刀磨損。鉸孔時的冷卻潤滑
鉸削的切屑細碎且易粘附在刀刃上，甚至擠在孔壁與鉸刀之間，而刮傷表面，擴大孔徑。鉸削時必須用適當的切削液沖掉切屑，減少摩擦，并降低工件和鉸刀溫度，防止產生刀瘤。切削液選用時參考表：鉸孔時的冷卻潤滑切削液下一節課再見

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