学习情境3.1 钻削孔加工幻灯片.ppt

一、本项目任务描述 拉臂的钻、扩、铰加工。工件的主要尺寸与技术要求如图3-1所示。 二、本项目教学目标 【知识目标】 熟悉钻削的工艺特点及应用； 能够熟练操作常用钻床； 合理选择钻头类型并能够正确安装； 熟悉钻套、钻模的类型并能正确使用； 掌握钻孔、扩孔、铰孔加工工艺。 【能力目标】 能运用相关资源，查阅、收集、理解完成工作任务的信息； 能使用已有信息资源制订正确的加工工艺方案； 能独立使用各种资源条件完成工作任务； 能对工作结果进行适当评价与改进； 培养发散思维和创新的能力。 【素质目标】 培养学生的知识应用能力、学习能力和动手能力； 培养学生团队协作能力、成员协调能力和决策能力； 具备良好的沟通能力及评价自我和他人的能力； 强烈的责任感和良好的工作习惯； 培养节约及保护环境的意识。 四、教学过程设计 钻削加工是粗加工孔时的一种重要成形方法，主要是指在钻床上完成的钻孔、扩孔、铰孔等切削工作。 3.1.3.1 知识链接1——钻削加工概述 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。其特点概况如下： （1）容易产生“引偏” “引偏”是指加工时由于钻头弯曲而引起的孔径扩大、孔不圆以及孔的轴线歪斜，如图 3-2 所示。 钻孔时产生引偏，主要原因有以下几方面： ①麻花钻直径和长度受所加工孔的限制，一般呈细长状，刚性较差。为形成切屑刃和容纳切屑，必须做出两条较深的螺旋槽，致使钻心变细，进一步削弱了钻头的刚性。 ②为减少导向部分与已加工孔壁的摩擦，钻头仅有两条很窄的棱边与孔壁接触，接触刚度和导向作用也很差。 ③钻头横刃处的前角具有很大的负值，切削条件极差，而实际上不是在切削，而是在挤刮金属，加上由钻头横刃产生的轴向力很大，稍有偏斜，将产生较大的附加力矩，致使钻头弯曲。 ④钻头的两个主切削刃，很难磨的完全对称，加上工件材料的不均匀性，钻孔时的径向力不可能完全抵消。 因此，在钻削力的作用下，刚性差且导向性不好的钻头，很容易弯曲，致使钻出的孔产生“偏斜”，降低了孔的加工精度，甚至造成废品。 在实际加工中常采用如下措施来减少引偏： ①预钻锥形的定心坑，如图3-3 (a)所示。首先用小顶角大直径短麻花钻预先钻一个锥形坑，然后再用所需的钻头钻孔。由于预钻时钻头的刚性好，锥形坑不易偏，以后再用所需的钻头钻孔时，这个坑就可以起定心作用。 ②用钻套为钻头导向，如图3-3( b）所示。此方法可以减少钻孔开始时的“引偏”，特别是在斜面或者曲面上钻孔时，更为重要。 ③刃磨时，尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致，使两主切削刃的径向切削力相互抵消，从而减少钻头的“引偏”。 （2）排屑困难 钻削时，切屑较宽，容屑槽的尺寸又受到限制，切屑与工件表面产生较大摩擦，刮伤已加工表面，并且可能阻塞在容屑槽中，卡死钻头。因此，排屑问题是钻削时需要首先解决的问题，为了改善排屑条件，可在钻头上磨出分屑槽（如图3-4所示），将宽的切屑分成窄条，以利于排屑。当钻深孔（L/D5 )时，应该采用合适的深孔钻进行加工。 （3）切削热不易传散 钻削是一种半封闭式的切削形式，钻削时所产生的热量大部分被工件吸收。例如用标准麻花钻，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。切削时，大量高温切屑不能及时的排出，切削液难以注人切削区，切屑、刀具与工件之间的摩擦力很大。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率的提高。 3.1.3.2 知识链接2——钻削工艺装备 钻削过程中一般需要用到钻床、钻头以及导向和固定装置。 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。 （2）立式钻床 中小型工件上直径较大的孔（直径小于50mm）常用立式钻床加工，如图 3-6所示。立式钻床的规格用最大钻孔直径表示，常用的有25mm、35mm、40mm等几种。 （3）摇臂钻床 大中型工件上的孔通常采用摇臂钻床加工，如图3-7所示。摇臂钻床主要由底座、工作台、立柱、主轴箱和主轴组成。摇臂钻床可以调整主轴的位置，使刀具对准工件上被加工孔的中心，尤其是加工同一工件上的组孔时更加方便，不需要移动工件，如果工件较大，还可移走工作台，将工件直接安装在底座上。因此摇臂钻