机械制造工艺与设备教案-钻床与孔加工刀具.docVIP

　钻床与孔加工刀具 4.1.1　钻床的功用和主要类型 1）钻床的功用 钻床是孔加工的主要机床，在钻床上主要用钻头加工精度不高的孔，也可以通过钻孔－扩孔－铰孔的工艺手段加工精度要求较高的孔，还可以利用夹具加工有一定位置要求的孔系。另外，钻床还可用于锪平面、锪孔、攻螺纹等工作，如图4-1。 钻床在加工时，一般工件不动，刀具一面旋转做主运动，一面做轴向进给运动。故钻床适用于加工没有对称回转轴线的工件上的孔，尤其是多孔加工，如箱体、机架等零件上的孔。 钻孔　　　　　扩孔　　　　　铰孔　　　　攻螺纹　　　锪沉头孔　　　　锪平面 图4-1　钻床的主要加工表面 2）钻床的主要类型 钻床根据用途和结构不同，主要有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等类型。 ⑴立式钻床　 钻床的主参数是最大钻孔直径。根据主参数不同，立式钻床有18，25，35，40，50，63，80mm等多种规格。图4-2是最大钻孔直径为35mm的Z5135型立式钻床的外形，机床由主轴箱5、进给箱4、立柱7、工作台2和底坐1组成，电动机6通过主轴箱5带动主轴3回转，同时通过进给箱4获得轴向进给运动。 主轴箱和进给箱内部均有变速机构，分别实现主轴转速的变换和进给量的调整，还可以实现机动进给。工作台2和进给箱4可沿立柱7上的导轨上下移动，调整其位置的高低，以适应在不同高度的工件上进行钻孔加工。在立式钻床上钻不同位置的孔时，需要移动工件，因此，立式钻床仅适用于中、小零件的单件、小批生产。 ⑵摇臂钻床 在大型零件上钻孔时，因工件移动不便，就希望工件不动，而钻床主轴能在空间调整到任意位置，这就产生了摇臂钻床。图4-3是摇臂钻床的外形图，摇臂3可绕立柱2回转和升降，主轴箱7又可在摇臂3上作水平移动。因此，主轴8的位置可在空间任意地调整。被加工工件安装在工作台上，如工件较大，还可以卸掉工作台，直接安装在底座1上，或直接放在周围的地面上，这就为在各种批量的生产中，加工大而重的工件上的孔带来了很大的方便。 ⑶其他钻床　 台式钻床是放置在台桌上使用的小型钻床，其主轴垂直布置，用于钻削中小型工件上的小孔，按最大钻孔直径划分有：2，6，12，16，20mm等多种规格。台式钻床小巧灵活，使 图4－2　 Z5135型立式钻床 1-底座 2-工作台 3-主轴 4-进给箱 5-主轴箱 6-电动机 7-立柱 图4-3 摇臂钻床外形图 1-底座 2-立柱 3-摇臂 4-摇臂升降丝杠 5、6-电动机 7-主轴箱 8-主轴 用方便，主轴通过变换V带在塔形带轮上的位置来实现变速，钻削时只能手动进给，多用于单件、小批量生产。 深孔钻床是用特制的深孔钻头，专门加工深孔的钻床，如加工炮筒、枪管和机床主轴等零件中的深孔。为避免机床过高和便于排除切屑，深孔钻床一般采用卧式布局。为保证获得很好的冷却效果，在深孔钻床上配有周期退刀排屑装置及切削液输送装置，使切削液由刀具内部输入至切削部位。 4.1.2　麻花钻 钻床上常用的刀具有两类：一类用于在实体材料上加工孔，如麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等；另一类用于对工件上已有的孔进行再加工，如扩孔钻、铰刀等。其中麻花钻是最常用的孔加工刀具。 1）麻花钻的结构　 标准麻花钻由工作部分、颈部和柄部组成，见图4-4。工作部分担负切削与导向工作；颈部是柄部与工作部分的过渡部分，通常用作砂轮退刀和打印标记的部位；柄部是钻头的夹持部分，用于与机床的联接并传递动力，小直径钻头用圆柱柄，钻头直径在12mm以上时采用圆锥柄。 麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃，如图4-5所示。两条螺旋槽形成前刀面，用于排屑和导入切削液，两个主后刀面在钻头端面上，钻头外缘上两小段窄棱边形成的刃带是副后刀面，在钻孔时刃带起导向作用，为减小与孔壁的摩擦，刃带向柄部方向有较小的倒锥量，从而形成副偏角。在钻心处的切削刃叫横刃，两条主切削刃通过横刃相连。 2）麻花钻的几何角度 ⑴螺旋角　是钻头刃带棱边螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角。如图4-6所示，主切削刃上x点(半径为rx)的螺旋角x可用下式计算： (4-1) 式中 rx——钻头选定点半径； L——螺旋槽导程。 a) b) 图4-4 高速钢麻花钻的结构 图4-5 麻花钻切削部分的组成 图4-6 麻花钻的螺旋角 式4-1说明在主切削刃上半径不同的点的螺旋角不相等，钻头外缘处的螺旋角最大，越靠近中心，其螺旋角越小。螺旋角不仅影响排屑，而且影响切削刃强度。 ⑵顶角2φ与主偏角 麻花钻的顶角2φ是两主切削刃在中剖面Pc－Pc中投影得到的夹角，如图4-7。顶角的大小影响钻头尖端强度和轴向抗力。顶角越小，主切削刃越长，单位切削刃上负荷便减轻，轴向力小，定心作用也较好；但若顶角过小，则钻头强度减弱，