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孔及螺纹加工
孔及螺纹加工
钳工进行的孔加工,主要有钻孔、扩孔、铰孔和锪孔。
钻孔也是攻丝前的准备工序。
孔加工常在台式钻床、立式钻床或摇臂钻床上进行。
若工件大而笨重,也可使用手电钻钻孔。
铰孔有时也用手工进行。
一、钻床
(一)台式钻床
台式钻床简称台钻,如图11-43所示。
台钻是一种小型机床,安放在钳工台上使用。
其钻孔直径一般在12mm以下。
由于加工的孔径较小,台钻主轴转速较高,最高时每分钟可近万转,故可加工1mm以下小孔。
主轴转速一般用改变三角胶带在带轮上的位置来调节。
台钻的主轴进给运动由手动完成。
台钻小巧灵便,主要用于加工小型工件上的各种孔。
在钳工中台钻使用得最多。
(二)立式钻床
立式钻床简称立钻,如图11-44所示。
一般用来钻中型工件上的孔,其规格用最大钻孔直径表示,常用的有25mm、35mm、4Omm、5Omm等几种。
立式钻床主要由机座、立柱、主轴变速箱、进给箱、主轴、工作台和电动机等组成。
主轴变速箱和进给箱与车床类似,分别用以改变主轴的转速与直线进给速度。
钻小孔时,转速需高些;钻大孔时,转速应低些。
钻孔时,工件安放在工作台上,通过移动工件位置使钻头对准孔的中心。
图11-43台式钻床 图11-44立式钻床
(三)摇臂钻床
摇臂钻床是用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等,如图11-45所示。
它有一个能绕立柱旋转的摇臂。
主轴箱可以在摇臂上作横向移动,并随摇臂沿立柱上、下作调整运动。
刀具安装在主轴上,操作时,能很方便地调整到所需钻削孔的中心,而不需移动工件。
摇臂钻床加工范围广泛,在单件和成批生产中多被采用。
图11-45摇臂钻床
二、钻孔
用麻花钻在材料实体部位加工孔称为钻孔。
钻床钻孔时,钻头旋转(主运动)并作轴向移动(进给运动),如图11-46所示。
图11-46 钻削时的运动
由于钻头结构上存在着一些缺点,如刚性差、切削条件差,故钻孔精度低,尺寸公差等级一般为ITl2左右,表面粗糙度Ra值为12.5μm左右。
(一)麻花钻及安装方法
麻花钻是钻孔的主要工具,其组成部分如图11-47所示。
直径小于12mm时一般为直柄钻头,直径大于12mm时为锥柄钻头。
图11-47麻花钻
麻花钻有两条对称的螺旋槽用来形成切削刃,且作输送切削液和排屑之用。
前端的切削部分如图11-47所示,有两条对称的主切削刃,两刃之间的夹角称为锋角,其值为2φ=1160~1180。
两个顶面的交线叫作横刃,钻削时,作用在横刃上的轴向力很大,故大直径的钻头常采用修磨的方法,缩短横刃,以降低轴向力,导向部分上的两条刃带在切削时起导向作用,同时又能减少钻头与工件孔壁的摩擦。
麻花钻的装夹方法按其柄部的形状不同而异。
锥柄可以直接装入钻床主轴孔内。
较小的钻头可用过渡套筒安装,如图11-48所示。
直柄钻头则用钻夹头安装。
a钻夹头 b用过渡套筒安装
图11-48 钻夹头及过渡套筒安装
(二)钻孔方法
1、 钻孔前的准备
钻孔前,工件要划线定心,在工件孔的位置划出加工圆和检查圆,并在加工圆和中心冲出样冲眼,如图11-49所示。
图11-49钻孔前划线
根据孔径大小选取合适的钻头,检查钻头主切削刃是否锋利和对称,如不合要求,应认真修磨。
装夹时,应将钻头轻轻夹住,开车检查是否放正,若有摆动,则应纠正,最后用力夹紧。
2、 工件的安装
对不同大小与形状的工件,可用不同的安装方法。
一般可用虎钳、平口钳等装夹。
在圆柱形工件上钻孔时,可放在V形铁上进行,亦可用平口钳装夹。
较大的工件则用压板螺钉直接装夹在机床工作台上,各种装夹方法如图11-50所示。
图11-50钻孔时工件的安装
在成批和大量生产中,钻孔时广泛应用钻模夹具,如图11-51所示。
钻模上装有淬过火的耐磨性很高的钻套,用以引导钻头。
钻套的位置根据钻孔要求而确定。
因而,用钻模钻孔,可以免去划线工作,且钻孔精度有所提高。
图11-51钻模
3、 钻孔操作
按划线钻孔时,应先对准样冲眼试钻一浅坑,如有偏位,可用样冲重新冲孔纠正,也可用錾子錾出几条槽来纠正。
钻孔时,进给速度要均匀。
将要钻通时,进给量要减少。
钻韧性材料要加切削液。
钻深孔(孔深L与直径d之比大于5)时,钻头必须经常退出排屑。
钻床钻孔时,孔径大于30mm的孔,需分两次钻出。
4、 钻孔注意事项
为了操作安全,钻孔时,身体不要贴近主轴,不得戴手套,手中也不允许拿棉纱。
切屑要用毛刷清理,不能用手抹或嘴吹。
钻通孔时,工件下面要垫上垫板或把钻头对准工作台空槽。
工件必须放平、放稳。
更换钻头时要停车。
松紧夹头要用固紧搬手,切忌锤击。
三、扩孔
用扩孔钻对已有的孔(铸孔、锻孔、钻孔)作扩大加工称为扩孔。
扩孔所用的刀具是扩孔钻,如图11-52所示。
扩孔钻的结构与麻花钻相似,但切削刃有3~4个,前端是平的,无横刃,螺旋槽较浅,钻体粗大结实,切削时刚性好,不易弯曲,扩孔尺寸公差等级可达ITlO~9,表面粗糙度Ra值可达3.2μm。
扩孔可作为终加工,也可作为铰孔前的预加工。
图11-52 扩孔钻及扩孔
四、铰孔
铰孔是用铰刀对孔进行最后精加工的一种方法,铰孔可分粗铰和精铰。
精铰加工余量较小,只有0.05~0.15mm,尺寸公差等级可达IT8~7,表面粗糙度Ra值可达0.8μm。
铰孔前,工件应经过钻孔一扩孔(或镗孔)等加工。
铰孔所用刀具是铰刀,如图11-53所示。
铰刀有手用铰刀和机用铰刀两种。
手用铰刀为直柄,工作部分较长。
机用铰刀多为锥柄,可装在钻床、车床或镗床上铰孔。
铰刀的工作部分由切削部分和修光部分组成,切削部分呈锥形,担负着切削工作,修光部分起着导向和修光作用。
铰刀有6~12个切削刃,每个刀刃的切削负荷较轻。
铰孔时,选用的切削速度较低,进给量较大,并要使用切削液。
铰铸铁件用煤油,铰钢件用乳化液。
图11-53 铰孔钻及铰孔
铰孔时应注意的事项:
(1)铰刀在孔中绝对不可倒转,即使在退出铰刀时,也不可倒转。
否则,铰刀和孔壁之间易于挤住切屑,造成孔壁划伤或刀刃崩裂。
(2)机铰时,要在铰刀退出孔后再停车。
否则,孔壁有拉毛痕迹。
铰通孔时,铰刀修光部分不可全部露出孔外,否则,出口处会划坏。
(3)铰钢制工件时,切屑易粘在刀齿上,故应经常注意清除,并用油石修光刀刃,否则,孔壁要拉毛。
五、锪孔与锪平面
对工件上的巳有孔进行孔口型面的加工称为锪削,如图11-54所示。
锪削又分锪孔和锪平面。
图11-54锪削工作
圆柱形埋头孔锪钻的端刃主要起切削作用,周刃作为副切削刃,起修光作用。
为了保持原有孔与埋头孔同心,锪钻前端带有导柱,可与已有的孔滑配,起定心作用。
锥表锪钻顶角有6O°、75°、9O°及l2O°4种,其中9O°的用得最广泛。
锥形锪钻有6~12个刀刃。
端面锪钻用于锪与孔垂直的孔口端面(凸台平面)。
小直径孔口端面可直接用圆柱形埋头孔锪钻加工,较大孔口的端面可另行制作锪钻。
锪削时,切削速度不宜过高,钢件需加润滑油,以免锪削表面产生径向振纹或出现多棱形等质量问题。
六、攻丝和套扣
攻丝是用丝锥加工内螺纹的操作。
套扣是用板牙在圆柱件上加工外螺纹的操作。
1、 丝锥和铰杠
丝锥的结构如图11-55所示。
其工作部分是一段开槽的外螺纹,还包括切削部分和校准部分。
切削部分是圆锥形。
切削负荷被各刀齿分担。
修正部分具有完整的齿形,用以校准和修光切出的螺纹。
丝锥有3~4条窄槽,以形成切削刃和排除切屑。
丝锥的柄部有方头,攻丝时用其传递力矩。
图11-55丝锥的结构
手用丝锥一般由两支组成一套,分为头锥和二锥。
两支丝锥的外径、中径和内径均相等,只是切削部分的长短和锥角不同。
头锥较长,锥角较小,约有6个不完整的齿,以便切入。
二锥短些,锥角大些,不完整的齿约为2个。
切不通孔时,两支丝锥交替使用,以便攻丝接近根部。
切通孔时,头锥能一次完成。
螺距大于2.5mm的丝锥常制成3支一套。
铰杠是板转丝锥的工具,如图11-56所示,常用的是可调节式,转动右边的手柄或螺钉,即可调节方孔大小,以便夹持各种不同尺寸的丝锥。
铰杠的规格要与丝锥的大小相适应。
小丝锥不宜用大铰杠,否则,易折断丝锥。
图11-56铰杠
2、 攻丝方法
攻丝前必先钻孔。
由于丝锥工作时除了切削金属以外,还有挤压作用,因此,钻孔的孔径应略大于螺纹的内径。
可选用相应的标准钻头。
部分普通螺纹攻丝前钻孔用的钻头直径见表11-3。
表11-3钢材上钻螺纹底孔的钻头直径(mm)
螺纹直径(d)
2
3
4
5
6
8
10
12
14
16
20
24
螺 距(z)
O.4
O.5
O.7
O.8
1
1.25
1.5
1.75
2
2
2.5
3
钻头直径(d2)
1.6
2.5
3.3
4.2
5
6.7
8.5
10.2
11.9
13.9
17.4
20.9
钻不通螺纹孔时,由于丝锥不能切到底,所以钻孔深度要大于螺纹长度,其大小按下式计算:
孔的深度=要求的螺纹长度+0.7螺纹外径
攻丝时,将丝锥头部垂直放入孔内,转动铰杠,适当加些压力,直至切削部分全部切入后,即可用两手平稳地转动铰杠,不加压力旋到底。
为了避免切屑过长而缠住丝锥,操作时,应如图11-57所示,每顺转1圈转后,轻轻倒转l/4圈,再继续顺转。
对钢料攻丝时,要加乳化液或机油润滑;对铸铁攻丝时,一般不加切削液,但若螺纹表面要求光滑时,可加些煤油。
图11-57 攻丝操作
3、板牙和板牙架
板牙有固定的和开缝的(可调的)两种。
图11-58所示,为开缝式板牙,其板牙螺纹孔的大小可作微量的调节。
板牙孔的两端带有6O0的锥度部分,是板牙的切削部分。
图11-58 开缝式板牙
套扣用的板牙架,如图11-59所示。
图11-59 板牙架
4、套扣方法
套扣前应检查圆杆直径,太大难以套入,太小则套出螺纹不完整。
套扣的圆杆必须倒角,如图11-60所示。
套扣时板牙端面与圆杆垂直,如图11-61所示。
开始转动板牙架时,要稍加压力,套入几扣后,即可转动,不再加压。
套扣过程中要时常反转,以便断屑。
在钢件上套扣时,亦应加机油润滑。
图11-60圆杆倒角 图11-61套扣
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