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1、第五章 钻、镗、刨、插、拉削加工钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具5.15.25.45.55.3钻床及其加工范围钻床及其加工范围镗床及其加工范围镗床及其加工范围刨床、插床及其加工范围刨床、插床及其加工范围拉床及其加工范围拉床及其加工范围5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具 钻床钻床和和镗床镗床都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，都是孔加工机床。主要用于加工外形复杂，没有对称回转轴线工件上的孔。没有对称回转轴线工件上的孔。 钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪平面。平面。 刀具作旋转刀具作旋转主运动主运动同时沿轴向移动作同时沿
2、轴向移动作进给运动进给运动。 使用的孔加工刀具主要有麻花钻、中心钻、深孔钻、扩使用的孔加工刀具主要有麻花钻、中心钻、深孔钻、扩孔钻、铰刀、丝锥、锪钻等。孔钻、铰刀、丝锥、锪钻等。 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具一、孔加工刀具的种类和用途一、孔加工刀具的种类和用途 孔加工刀具按其用途可分为两大类。一类是孔加工刀具按其用途可分为两大类。一类是从从实体材料中加工出孔的刀具实体材料中加工出孔的刀具，如，如扁钻扁钻、麻花钻、中麻花钻、中心钻和深孔钻心钻和深孔钻等；另一类是等；另一类是对工件上的已有的孔进对工件上的已有的孔进行再加工行再加工，如，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀扩孔钻、锪钻、铰刀
3、及镗刀等。等。 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具1.1.从实体材料上加工出孔的刀具从实体材料上加工出孔的刀具（1 1）扁钻）扁钻中心钻用来加工各种轴类工件的中心孔。中心钻用来加工各种轴类工件的中心孔。 （2 2）中心钻）中心钻 用于加工精度要求不高，或为精度要求较高的孔用于加工精度要求不高，或为精度要求较高的孔作预加工。作预加工。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具3 3、麻花钻、麻花钻 是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为工。钻孔的尺寸精度为IT11-IT13IT11-IT13，RaRa为为50-
4、12.5m50-12.5m。加工范围为加工范围为0.1-80mm0.1-80mm, ,以以30mm30mm以下时最常用。以下时最常用。 用于加工孔深用于加工孔深L L与孔径与孔径D D之比之比L/D5-10L/D5-10的特殊深的特殊深孔孔. .在加工过程中在加工过程中, ,必须解决断屑必须解决断屑, ,排屑排屑, ,冷却润滑和导冷却润滑和导向等问题向等问题. . 4 4、深孔钻、深孔钻5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具2.2.对已有孔进行加工的刀具对已有孔进行加工的刀具 这类刀具能扩大孔径，提高孔的这类刀具能扩大孔径，提高孔的加工精度
5、。加工精度。（1 1）、扩孔钻）、扩孔钻 扩扩孔孔是是用用扩扩孔孔钻钻对对已已经经钻钻出出、铸铸出出或或锻锻出出的的孔孔作作进进一一步步加加工工。常常用用作作铰铰孔孔或或磨磨床床前前的的预预加加工工扩扩孔孔以以及及毛毛坯坯孔孔的的扩扩大大, ,作作半半精精加加工工. .在在成成批批或或大大量量生生产产时时应应用用较较广广. .扩扩孔孔的的加加工工精精度度可可达达IT10-IT11IT10-IT11,Ra,Ra可可达达6.3-3.2m6.3-3.2m. .扩扩孔孔钻钻与与麻麻花花钻钻相似，相似， 但刀齿数但刀齿数 较多，没较多，没 有横刃。有横刃。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具
6、与钻孔相比，扩孔具有下列特点：与钻孔相比，扩孔具有下列特点： 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具 用来加工各种沉头孔、锥孔、端面凸台等。用来加工各种沉头孔、锥孔、端面凸台等。加工沉头座孔加工沉头座孔加工锥面加工锥面锪平端面锪平端面5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具（2 2）、锪钻）、锪钻 用于对孔进行半精加工和精加工，加工精度可达用于对孔进行半精加工和精加工，加工精度可达IT6-IT8IT6-IT8.Ra.Ra可达可达1.6-0.41.6-0.4m.m.在生产中应用很广。在生产中应用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言
7、，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。是一种较为经济实用的加工方法。 a.a.机用铰刀机用铰刀: :用于在机床上铰孔用于在机床上铰孔, ,常用高速钢制造常用高速钢制造, ,有带有带柄和套式两种结构柄和套式两种结构. . b.b.手用铰刀手用铰刀: :有整体式和可调整式有整体式和可调整式. .整体式结构简单整体式结构简单. .手工手工操作操作, ,使用方便使用方便. .（3 3）、铰刀）、铰刀5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具 铰铰刀刀由由工工作作部部分分、颈颈部部及及柄柄部部组组成成。工工作作部分又分为切削部分与校准（修光）部分。部分又分为切削部分与校准（修光）部分。 5-15-1
8、钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具铰刀铰刀 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具钻削钻削特点特点: :刀具刚性差刀具刚性差, ,排屑困难排屑困难, ,切削热不易排出切削热不易排出 扩孔扩孔特点特点:切削刃不必自外圆延续到中心，避免了横刃切削刃不必自外圆延续到中心，避免了横刃及其硬度的不量影响及其硬度的不量影响; ; 由于由于apap小小, ,切削窄切削窄, ,易排除易排除; ;同时同时排屑槽可作得较小较浅排屑槽可作得较小较浅, ,增加刀具刚度增加刀具刚度; ; 生产率高生产率高, ,导向性较好导向性较好, ,切削较切削较平稳平稳; ; 扩孔的加工质量比钻孔高扩孔的加工质量比钻孔高 铰孔
9、铰孔特点特点: :刀具刚性好刀具刚性好, ,导向性好导向性好, ,铰削余量少铰削余量少, ,切削力小切削力小, ,VcVc低低, ,切削热少切削热少, ,即减少了工件的发热和变形即减少了工件的发热和变形, ,可用于精加可用于精加工工. . 另外另外, ,钻钻, ,扩扩, ,铰只能保证孔本身的精度铰只能保证孔本身的精度, ,而不能保证孔间距而不能保证孔间距离的尺寸精度离的尺寸精度. .此时可利用夹具或用镗孔夹来保证此时可利用夹具或用镗孔夹来保证. . 小结小结 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具（4 4）、镗刀）、镗刀 可以对于不同直径和
10、形状的孔进行可以对于不同直径和形状的孔进行粗、精加工，特别是加工一些大直径的粗、精加工，特别是加工一些大直径的孔和孔内环槽时，镗刀几乎是唯一可用孔和孔内环槽时，镗刀几乎是唯一可用的刀具。其优点如下：的刀具。其优点如下： 能够修正上道工序所造成的轴线歪能够修正上道工序所造成的轴线歪曲，偏斜等缺陷，所以适宜于来进行孔曲，偏斜等缺陷，所以适宜于来进行孔距精度要求较高的孔系加工。距精度要求较高的孔系加工。 按按不不同同结结构构，镗镗刀刀可可分分为为单单刃刃镗镗刀刀和和双双刃刃镗刀镗刀。 通孔单刃镗刀通孔单刃镗刀盲孔单刃镗刀盲孔单刃镗刀（双刃镗刀）（双刃镗刀）5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀
11、具（5 5）、复合刀具）、复合刀具5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具将两把或两把以上的的孔加工刀具组合构成的新型刀具。将两把或两把以上的的孔加工刀具组合构成的新型刀具。优点：优点：1.1.同时或顺序完成不同表面的加工，减少机床数量，节省了同时或顺序完成不同表面的加工，减少机床数量，节省了机动和辅助时间，使生产率提高，加工成本降低；机动和辅助时间，使生产率提高，加工成本降低；2.2.能保证工件加工表面较高的位置精度，因而可加工要求较能保证工件加工表面较高的位置精度，因而可加工要求较高的零件。高的零件。缺点：缺点：1.1.刀杆细长，强度和刚度较差；刀杆细长，强度和刚度较差；2.2.粗精
12、加工一起完成，影响了工件的加工质量；粗精加工一起完成，影响了工件的加工质量；3.3.排屑困难，易产生阻塞，导致刀齿损坏。排屑困难，易产生阻塞，导致刀齿损坏。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具孔加工复合刀具种类较多，按工艺类型分有：孔加工复合刀具种类较多，按工艺类型分有：1.同类工艺复合刀具同类工艺复合刀具2.不同类工艺复合刀具不同类工艺复合刀具5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具二、麻花钻的构造与主要几何参数二、麻花钻的构造与主要几何参数 是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加是常见的孔加工刀具。一般用于实体材料上的粗加工。钻孔的尺寸精度为工。钻孔的尺寸精度为IT1
13、1-IT12IT11-IT12，RaRa为为50-12.5m50-12.5m。加工范围为加工范围为0.1-80mm0.1-80mm, ,以以30mm30mm以下时最常用。以下时最常用。 1.1.麻花钻的构造麻花钻的构造 标准高速钢麻花钻由标准高速钢麻花钻由工作部分工作部分、颈部颈部及及柄部柄部三部三部分组成。分组成。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具标准麻花钻的结构如图标准麻花钻的结构如图 1）工作部分）工作部分 分切削部分和导向部分。分切削部分和导向部分。 两个前刀面、两个后刀面、两个前刀面、两个后刀面、 两个副后刀面、两个主刃、两个副后刀面、两个主刃、 两个副刃、一个横刃。两个
14、副刃、一个横刃。 钻芯直径朝柄部方向递增。钻芯直径朝柄部方向递增。 2）柄部）柄部 夹持部分，有直柄和锥柄。夹持部分，有直柄和锥柄。 3）颈部）颈部 用于磨柄部时砂轮的退刀。用于磨柄部时砂轮的退刀。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具2.2.麻花钻的构造麻花钻的构造5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具（1 1）坐标平面）坐标平面1 1）基面）基面PrPr钻头主刀刃上一点的钻头主刀刃上一点的基面是过该点且垂直基面是过该点且垂直于该点切削速度方向于该点切削速度方向的平面，即通过该点的平面，即通过该点的轴剖面的轴剖面。2 2）切削平面）切削平面PsPs钻头主刀刃上任一点钻头主刀刃
15、上任一点的切削平面是包含该的切削平面是包含该点的切削速度方向，点的切削速度方向，而又切于该点加工表而又切于该点加工表面的平面。面的平面。（2 2）前角）前角在主剖面内测量前刀在主剖面内测量前刀面与基面的夹角面与基面的夹角。由于主刀刃上各点的由于主刀刃上各点的主剖面和基面位置不主剖面和基面位置不同，所以各点的前角同，所以各点的前角变化很大。标准麻花变化很大。标准麻花钻的主刀刃前角从外钻的主刀刃前角从外缘到钻芯由缘到钻芯由3030度减至度减至-30-30度，钻芯处切削度，钻芯处切削条件很差。条件很差。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具（3
16、3）螺旋角）螺旋角 是指钻头最外缘的棱边螺旋线展开成直线后与钻头轴线间的夹角，钻是指钻头最外缘的棱边螺旋线展开成直线后与钻头轴线间的夹角，钻头不同直径处螺旋角不等，外缘处最大，越近钻芯螺旋角越小；头不同直径处螺旋角不等，外缘处最大，越近钻芯螺旋角越小； 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具（4 4）后角和副后角）后角和副后角钻头主刀刃任意点的后钻头主刀刃任意点的后角是在以钻轴为轴心线角是在以钻轴为轴心线的圆柱面的切平面内测的圆柱面的切平面内测量的，而不是在主剖面量的，而不是在主剖面内测量。内测量。 5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具三、钻削特点三、钻削特点1.1.钻削要素
17、钻削要素（1 1）切削速度）切削速度v v 是指钻头外缘点的主运动速度。是指钻头外缘点的主运动速度。d0钻头直径n主运动的转速（2 2）进给量）进给量 每转进给量每转进给量 每齿进给量每齿进给量 每秒进给量每秒进给量（3 3）钻削深度）钻削深度 钻孔时，每个切削刃的钻削深度。钻孔时，每个切削刃的钻削深度。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具2.2.钻削力和扭矩钻削力和扭矩 钻削过程中，由于工件材料的切削变形，钻头与切钻削过程中，由于工件材料的切削变形，钻头与切削，工件间的摩擦，从而产生钻削抗力。削，工件间的摩擦，从而产生钻削抗力。3.3.钻头的磨损及耐用度钻头的磨损及耐用度 钻削是在
18、半封闭的空间进行的加工，切削液不易进入切钻削是在半封闭的空间进行的加工，切削液不易进入切削区，切削变形比较复杂，所以钻削温度较高。使钻头的削区，切削变形比较复杂，所以钻削温度较高。使钻头的前后刀面，棱边及横刃上都有不同程度的磨损。前后刀面，棱边及横刃上都有不同程度的磨损。 在在钻头主刀刃外缘处的转角处钻头主刀刃外缘处的转角处，切削速度最大，切，切削速度最大，切削温度最高，且由于刀刃强度弱，散热条件也差，因此削温度最高，且由于刀刃强度弱，散热条件也差，因此此处磨损最大。此处磨损最大。棱边磨损严重时棱边磨损严重时，会出现半径减小，形，会出现半径减小，形成顺锥，扭矩剧增，从而导致钻头损坏。成顺锥，扭
19、矩剧增，从而导致钻头损坏。5-15-1 钻削与孔加工刀具钻削与孔加工刀具4.4.钻削用量的选择钻削用量的选择原则：原则：先选切削深度，再选进给量，最后确定切削速度。先选切削深度，再选进给量，最后确定切削速度。5-5-2 2 钻床及其加工范围钻床及其加工范围一、立式钻床一、立式钻床立式钻床的加工方法及所需的运动如图所示：立式钻床的加工方法及所需的运动如图所示： 5-5-2 2 钻床及其加工范围钻床及其加工范围 立式钻床立式钻床 通过移动工件位置通过移动工件位置 使被加工孔中心与主使被加工孔中心与主 轴中心对中，操作不轴中心对中，操作不 便，生产率不高。适便，生产率不高。适 于于单件小批生产中加单
20、件小批生产中加 工工中小型零件中小型零件。多轴立式钻床是立式钻床的另一种类多轴立式钻床是立式钻床的另一种类型，较常用的有排式和可调式两种。型，较常用的有排式和可调式两种。排式钻床主要用于中、小批生产中加排式钻床主要用于中、小批生产中加工中、小型工件。工中、小型工件。可调式多轴立式钻床生产效率高，适可调式多轴立式钻床生产效率高，适用于成批生产中。用于成批生产中。二、台式钻床二、台式钻床不适用于大批、大量生产。不适用于大批、大量生产。三、摇臂钻床三、摇臂钻床 摇臂可绕立柱回转和升降，摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱可在摇臂上作水平移动。主轴箱可在摇臂上作水平移动。 工件固定不动，可方便工件固定不动，
21、可方便地移动主轴，使主轴中心对准地移动主轴，使主轴中心对准被加工被加工 孔中心。适于单件小批孔中心。适于单件小批生产中加工生产中加工大而重的零件大而重的零件。5-5-2 2 钻床及其加工范围钻床及其加工范围四、深孔钻床四、深孔钻床5-5-3 3 镗床及其加工范围镗床及其加工范围 镗床的主要类型有镗床的主要类型有卧式镗床卧式镗床、坐标镗床坐标镗床和和金刚镗床金刚镗床等。等。一、卧式镗床一、卧式镗床5-5-3 3 镗床及其加工范围镗床及其加工范围 卧式镗床通常用于卧式镗床通常用于加工尺寸较大、精度要求较高加工尺寸较大、精度要求较高的的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求孔，特别是分布在不
22、同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。孔。 除镗孔外，还可车端面、铣平面、车外圆、车螺纹除镗孔外，还可车端面、铣平面、车外圆、车螺纹及钻孔等。及钻孔等。 可在一次安装中完成大量的加工工序可在一次安装中完成大量的加工工序, ,称万能镗床。称万能镗床。 生产率较低生产率较低 。下图所示为卧式镗床的主要加工方法下图所示为卧式镗床的主要加工方法 卧式镗床的主要加工方法卧式镗床的主要加工方法 5-5-3 3 镗床及其加工范围镗床及其加工范围5-5-3 3 镗床及其加工范围镗床及其加工范围5-5-3 3 镗床及其加工范围
23、镗床及其加工范围二、落地镗床二、落地镗床 落地镗床主要用于某些工件庞大而笨重落地镗床主要用于某些工件庞大而笨重, ,加工时移加工时移动困难这时希望工件在加工过程中固定不动动困难这时希望工件在加工过程中固定不动, ,运动由机运动由机床部件来实现床部件来实现, ,其主要特点其主要特点: : (1) (1)万能性大万能性大 (2)(2)集中操纵集中操纵 (3)(3)提高移动部件的灵敏度提高移动部件的灵敏度 (4)(4)操作方便操作方便5-5-3 3 镗床及其加工范围镗床及其加工范围三、金刚镗床三、金刚镗床 金刚镗床是一种高速精密镗床金刚镗床是一种高速精密镗床 主要特点：主要特点：VcVc很高，很高，
24、apap和和f f很小很小，因此可以加，因此可以加工出质量很高的表面工出质量很高的表面, ,加工精度可达加工精度可达IT5IT5IT6IT6，RaRa达达1.251.250.16um0.16um。 主要用于成批、大量生产中。主要用于成批、大量生产中。坐标镗床是一种高精度孔加工用的精密机床。坐标镗床是一种高精度孔加工用的精密机床。坐标镗床的特点是坐标镗床的特点是具有精确的测量位移专用装置具有精确的测量位移专用装置, ,即坐标定位装置即坐标定位装置。5-5-3 3 镗床及其加工范围镗床及其加工范围四、坐标镗床四、坐标镗床5-5-4 4 刨床刨床、插床及其加工范围插床及其加工范围刨床和插床的用途是刨
25、削和插削各种刨床和插床的用途是刨削和插削各种平面和沟槽平面和沟槽。 刨床和插床的主要类型有刨床和插床的主要类型有: :牛头刨床牛头刨床、龙门刨床龙门刨床、单臂刨床和插床单臂刨床和插床。5-5-4 4 刨床刨床、插床及其加工范围插床及其加工范围一、牛头刨床一、牛头刨床牛头刨床加工时的特点：牛头刨床加工时的特点：（1 1）刀具在反向运动时不加工，浪费了不少时间）刀具在反向运动时不加工，浪费了不少时间（2 2）滑枕在换向时瞬间有较大的惯量，限制了主运动）滑枕在换向时瞬间有较大的惯量，限制了主运动速度的提高，使切削速度较低速度的提高，使切削速度较低（3 3）通常只能单刀加工，不能用多刀同时切削。）通常
26、只能单刀加工，不能用多刀同时切削。所以与铣加工比较，牛头刨床的生产率比较低。所以与铣加工比较，牛头刨床的生产率比较低。牛头刨床主要用于牛头刨床主要用于单件、小批量生产或修理车间。单件、小批量生产或修理车间。 主要用来加工大平主要用来加工大平 面，尤其是长而窄的面，尤其是长而窄的 平面，也可加工沟槽平面，也可加工沟槽 或同时加工几个中小或同时加工几个中小 型零件的平面。生型零件的平面。生产产 率不如率不如铣铣削高，主要削高，主要 用于中小批生用于中小批生产产及修及修 理理车间车间。 二、龙门刨床二、龙门刨床5-5-4 4 刨床刨床、插床及其加工范围插床及其加工范围三、单臂刨床三、单臂刨床适用于加
27、工宽度较大，而又不需要在整个宽度上加工的零件。适用于加工宽度较大，而又不需要在整个宽度上加工的零件。四、插床四、插床插床的生产效率较低，通常只用于单件、小批量生产中插削槽、插床的生产效率较低，通常只用于单件、小批量生产中插削槽、平面及成型表面等。平面及成型表面等。5-5-4 4 刨床刨床、插床及其加工范围插床及其加工范围 插刀上下运动为主运动，工件插刀上下运动为主运动，工件可作纵横两个方向的移动，可作纵横两个方向的移动， 工作台还可作分度运动。加工工作台还可作分度运动。加工与安装面垂直的面、沟槽与安装面垂直的面、沟槽5-5-5 5 拉床及其加工范围拉床及其加工范围 拉床用于加工通孔、平面及成形表面。拉床用于加工通孔、平面及成形表面。其特点：其特点：（1）拉削时一次走刀成形，所以拉床的运动比较）拉削时一次走刀成形，所以拉床的运动比较简单，它只有主运动，没有进给运动。简单，它只有主运动，没有进给运动。（2）切削时，拉刀做平稳的低速直线运动，拉力）切削时，拉刀做平稳的低速直线运动，拉力承受的切屑力也很大。承受的切屑力也很大。 （3） 生产效率高，应用于大批大量生产中。生产效率高，应用于大批大量生产中。
