1、項目四 孔加工和螺紋加工 通過本項目的學習和訓練，掌握孔加工的方法和相關基本知識，并能夠正確分析孔加工出現的問題及產生的原因和解決方法；掌握螺紋加工的方法和相關工藝計算，熟悉絲錐折斷和攻套螺紋中常見問題產生原因和防止方法。【任務要求】用麻花鉆等在實體材料上加工出孔孔加工用擴孔鉆、锪鉆和鉸刀等對工件上已有孔進行再加工 用鉆頭在實體材料（工件）上加工出孔的方法，稱為鉆孔。 （一）鉆孔1）摩擦嚴重，需要較大的鉆削力。 2）散熱條件差且產生的熱量多，切削溫度較高。 3）鉆孔時的主運動速度較高和較高的切削溫度，導致鉆頭的磨損嚴重。 4）加工過程中的擠壓和摩擦，容易產生“冷作硬化現象”使孔壁的硬度增加，給

2、下道工序增加了加工困難。 5）鉆頭細而長，鉆孔時容易產生振動。 6）加工精度低，尺寸精度可達到IT11-IT10，粗糙度可達到Ra100-25。 鉆削特點1.麻花鉆的構成 麻花鉆一般用高速鋼制成，淬火后硬度可達62-68HRC。它由柄部、頸部及工作部分組成。 （1）柄部：是鉆頭的夾持部分，用以定心和傳遞動力，有錐柄和直柄兩種。一般直徑小于13mm的鉆頭做成直柄；直徑大13mm的做成錐柄。 （2）頸部：磨制鉆頭時作退刀槽，通常打印鉆頭的規格、材料和商標。 （3）工作部分：麻花鉆的工作部分由切削部分和導向部分組成。 錐柄直柄 由六面（兩個前刀面、兩個后刀面和兩個副后刀面）、五刃（兩條主切削刃、兩條

3、副切削刃和一條橫刃）組成切削部分：鉆頭前端的錐頂部分，主要起切削作用口訣：麻花鉆，似螺旋，切削部分有特點；上有五刃和六面，切削主刃來承擔。鉆孔時，半封閉，易振動，精度低，散熱慢，摩擦重；適于孔的初加工。導向部分：用來保持麻花鉆鉆孔時的正確方向并修光孔壁，也是切削部分的后備。螺旋槽：作用是形成切削刃，便于容屑、排屑和輸入切削液。棱帶：外緣處的兩條棱帶（副后刀面），其直徑略有倒錐0.050.lmm100mm，用以導向和減少鉆頭與孔壁的摩擦。基面：麻花鉆主切削刃上任一點的基面是通過該點且垂直于該點切削速度方向的平面，實際上是通過該點與鉆心連線的徑向平面。 2.標準麻花鉆的切削角度 （1）確定麻花鉆切

4、削角度的輔助平面主切削刃上各點的基面比較1.基面過軸心線2.各點基面不同切削平面：麻花鉆主切削刃上任一點的切削平面，是由該點的切削速度方向與該點切削刃的切線所構成的平面。標準麻花鉆主切削刃為直線，其切線就是鉆刃本身。切削平面即為該點切削速度與鉆刃構成的平面。主截面（正交平面）：通過主切削刃上任一點并垂直于基面和切削平面的平面。柱截面：通過主切削刃上任一點作與麻花鉆軸線平行的直線，該直線繞麻花鉆軸線旋轉所形成的假想圓柱面。（2）標準麻花鉆的切削角度 又稱鋒角、鉆尖角，標準麻花鉆的頂角=1182，這時兩主切削刃呈直線形。 頂角1182 在主截面內，前刀面與基面之間的夾角。前角越大，切削越省力，但切

5、削刃的強度低。主切削刃上各點前角不同，近外緣處最大，自外向內逐漸減小。主截面前角主后角 在柱截面中，后刀面與切削平面之間的夾角。主切削刃上各點主后角也不同，外緣處較小，自外向內逐漸增大。柱截面橫刃斜角 橫刃與主切削刃在鉆頭端面內的投影之間的夾角。 橫刃斜角是刃磨鉆頭時自然形成的，其大小與后角、頂角大小有關。 標準麻花鉆的橫刃斜角 =50551）橫刃較長，橫刃處前角為負值。2）主切削刃上各點的前角大小不一樣，使各點切削性能不同。3）靠近切削部分的棱邊與孔壁的摩擦比較嚴重，易發熱磨損。4）主切削刃外緣處的刀尖角r較小，前角很大，刀齒薄弱，而此處的切削速度最高，故產生的切削熱最多，磨損極為嚴重。 5

6、）主切削刃長且全部參與切削。增大了切屑變形，排屑困難。 3.標準麻花鉆的缺點4.標準麻花鉆的修磨（1）磨短橫刃并增大靠近鉆心處的前角 修磨后的長度為原來的1/51/3，以減小軸向抗力和擠刮現象，提高鉆頭的定心作用和切削的穩定性。一般直徑在5以上的麻花鉆均須修磨橫刃。（2）修磨主切削刃：主要是磨出第二頂角（3）修磨棱邊： 磨出副后角，并保留棱邊寬度為原來的1/31/2，以減少對孔壁的摩擦，延長鉆頭壽命。（4）修磨前刀面 修磨外緣處前刀面，可以減小此處的前角，提高刀齒強度，鉆削黃銅時，可以避免“扎刀”現象。（5）修磨分屑槽 在后刀面或前刀面上磨出幾條相互錯開的分屑槽，使切屑變窄，以利排屑。直徑大于

7、15的鉆頭都可磨出分屑槽。麻花鉆的缺點與修磨口訣麻花鉆，有缺點，通過修磨來改善：主刃磨出二頂角，橫刃太長要磨短；主后面磨出分屑槽，副后面修磨在棱邊；減小外緣處前角，還需修磨前刀面。5.群鉆 群鉆是利用標準麻花鉆經合理刃磨而成的高生產率、高加工精度、適應性強、長壽命的新型鉆頭。（2）其他群鉆1）鉆鑄鐵群鉆2）鉆鑄銅群鉆3）鉆薄板群鉆（1）標準群鉆:主要用來鉆削碳鋼和各種合金鋼。其刃形特點 “三尖、七刃、兩種槽”。6.鉆床（1）臺式鉆床主運動：電動機-主動帶輪V帶從動帶輪主軸，改變V帶的位置可獲得5中不同的轉速。進給運動：進給手柄同軸齒輪主軸齒條主軸，實現主軸的進給運動。（2）立式鉆床1）主運動2

8、）進給運動手動進給機動進給3）輔助運動（3）搖臂鉆床7.鉆削用量及其選擇（1）鉆削用量1）鉆孔時的切削速度（）2）鉆孔時的進給量（）：mm/r3）鉆孔時的切削深度（ap）ap=D/2D：孔的直徑 在允許范圍內，盡量先選較大的進給量，當進給量受到表面粗糙度和鉆頭剛度的限制時，再考慮選較大的切削速度。 （2）鉆削用量的選擇原則（3）鉆削用量的選擇方法 1）切削深度的選擇 根據實際情況，先用（0.50.7）D(D為要求的孔徑)的鉆頭鉆底孔，然后用直徑為 D的鉆頭將孔擴大至要求尺寸。3）鉆削速度的選擇 當鉆頭直徑和進給量確定后，鉆削速度應按鉆頭的壽命（承受能力）選取合理的數值，一般根據經驗選取。2）進

9、給量的選擇 當孔的尺寸精度、表面粗糙度要求較高時，應選較小的進給量；當鉆小孔、深孔時，鉆頭細而長、強度低、剛度差、鉆頭易扭斷，應選較小的進給量。8.鉆孔時的冷卻和潤滑（1）切削液的作用 1）冷卻作用 2）潤滑作用 3）清洗作用 4）防銹作用（2）切削液的種類 1）水溶性切削液：主要起冷卻作用（粗加工） 2）油溶性切削液：主要起潤滑作用（精加工）9.鉆孔的方法（1）鉆孔前的劃線（2）工件的裝夾（3）鉆頭的裝拆1）直柄鉆頭的裝夾2）錐柄鉆頭的裝夾（4）起鉆的方法（5）手動進給操作10.鉆削時的安全注意事項 （1）操作機床時不可戴手套，袖口必須扎緊，女生必須戴工作帽。 （2）工件必須夾緊，特別在小工

10、件上鉆削較大直徑的孔時裝夾必須牢固，孔將鉆穿時要盡量減小進給力。（3）開動鉆床前，應檢查是否有鉆夾頭鑰匙或斜鐵插在鉆軸上。 （4）鉆孔時不可用手、棉紗或用嘴吹來清除切屑，必須用毛刷清除，鉆出長條切屑時要用鉤子鉤斷后除去。（5）操作者的頭部不準與旋轉著的主軸靠得太近，停機時應讓主軸自然停止，不可用手去扶，也不能用反轉制動。（6）嚴禁在開機狀態下裝拆工件。檢驗工件和變換主軸轉速必須在停機狀況下進行。（7）清潔鉆床或加注潤滑油時必須切斷電源。11.標準麻花鉆的刃磨（1）標準麻花鉆的刃磨要求1）頂角2）外緣處的后角 3）橫刃斜角4）鉆頭的兩條主切削刃應刃磨對稱，否則，在鉆孔時容易產生孔擴大或孔歪斜的現

11、象，同時，由于兩條主切削刃所受的切削抗力不均衡，造成鉆頭振動，從而加劇鉆頭的磨損。5）兩個主后刀面要刃磨光滑。（2）標準麻花鉆的刃磨1）鉆頭的握法2）鉆頭刃磨時與砂輪的相對位置3）刃磨動作（3）標準麻花鉆刃磨質量的檢查擴孔：用擴孔鉆對工件上原有孔進行擴大加工的方法。擴孔時背吃刀量為：D擴孔后的直徑,mm ; d擴孔前的直徑，mm。（二）擴孔（1）切削深度較鉆孔時大大減小，切削阻力小，排屑容易，切削條件大大改善。（2）避免了橫刃切削引起的不良影響。（3）可使用較大切削用量，進給量一般為鉆孔的1.5-2倍，切削速度約為鉆孔的1/2 。（4）加工質量比鉆孔高，常作為孔的半精加工及鉸孔前的預加工。材料

12、抵抗刀具切削所產生的阻力擴孔特點：擴孔方法：（1）用麻花鉆頭擴孔（2）用擴孔鉆擴孔用锪鉆（或改制的鉆頭）進行孔口形面的加工方法。 （三）锪孔作用：在工件的連接孔段锪成圓柱形或錐形埋頭孔，用埋頭螺釘埋入孔內把有關零件連接起來，使外觀整齊，裝配位置緊湊；將孔口端面锪平，并與孔中心線垂直，能使聯接螺栓（或螺母）的斷面與聯接件保持良好接觸。锪圓柱形沉孔锪圓錐形沉孔锪凸臺端面（1）進給量為鉆孔的2-3倍，切削速度為鉆孔的1/3-1/2。精锪時往往利用鉆床停車后主軸的慣性來锪孔以減少振動而獲得光滑表面。（2）盡量選用較短的鉆頭來改磨锪鉆。（3）锪鋼件時，因切削熱量大，應在導柱和切削表而加切削液。锪孔特點：

13、 用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層，以獲得較高尺寸精度和較小表面粗糙度值的方法。（四）鉸孔 1）鉸刀的組成：柄部、頸部和工作部分，工作部分又由切削部分和校準部分組成。（1）鉸刀的種類及結構特點 2）鉸刀的種類 1）鉸削余量：指上道工序完成后，在直徑方向留下的加工余量。余量太大，會使尺寸精度降低，表面粗糙度值增大，同時加劇鉸刀磨損。余量太小，上道工序的殘留變形難以糾正，原有刀痕不能去除，鉸削質量達不到要求。 （2）鉸削用量（包括鉸削余量2ap） 通常應考慮到孔徑大小、材料軟硬、尺寸精度、表面粗糙度要求、鉸刀類型及加工工藝等多種因素合理選擇。 2）機鉸切削速度和進給量1）鉸刀按順時針方向扳動鉸杠進

14、行鉸削，避免在孔口處出現喇叭口或將孔徑擴大。2）手鉸時，要變換每次的停歇位置。3）鉸孔時，不論進刀還是退刀都不能反轉。4）鉸削鋼件時，要注意經常清除粘在刀齒上的切屑。5）如果鉸刀被卡住，不能用力扳轉鉸刀。而應取出鉸刀待清除切屑，加注切削液后再鉸削。6）機鉸時，應使工件一次裝夾進行鉆、擴、鉸。 7）鉸尺寸較小的圓錐孔時，可先以小端直徑按圓柱孔精鉸余量鉆出底孔，然后用錐鉸刀鉸削；對尺寸和深度較大的圓錐孔，鉸孔前可先鉆出階梯孔，然后再用錐鉸刀絞削。（3）鉸孔的操作要點一.攻螺紋用的工具1.絲錐 按使用方法：分手用絲錐（碳素工具鋼的滾牙絲錐）和機用絲錐（高速鋼的磨牙絲錐） 按螺紋規格：分粗牙螺紋絲錐和

15、細牙螺紋絲錐 按余量分配形式：分錐形余量分配絲錐和柱形余量分配絲錐。 螺紋加工（一）攻螺紋：用絲錐在孔中切削出內螺紋的加工方法。（1）結構：1）柄部:被夾持的部分，起傳遞扭矩的作用。2）工作部分:由切削部分和校準部分組成。切削部分校準部分切削部分起切削作用。校準部分有完整的牙形，用來修光和校準已切出的螺紋，并引導絲錐沿軸向前進。（2）成組絲錐：通常M6M24絲錐每組有兩支；M6以下及M24以上的絲錐每組有三支。成組絲錐切削量的分配形式有兩種：錐形分配（等徑絲錐）：頭攻一次切削即可加工完畢，二攻、三攻用得很少。一般M12以下絲錐采用錐形分配。柱形分配（不等徑絲錐）：三支一套的按6：3：1分擔切削

16、量，兩支一組的按 7.5：2.5 分擔切削量。M12以上絲錐屬這一種。強調：成組絲錐依次分擔切削工作，其使用順序不能搞錯。2.鉸杠：手工攻螺紋時用來夾持絲錐工具 分普通鉸杠和丁字形鉸杠兩類，每類鉸杠又固定式和可調式兩種。 二.攻螺紋前底孔直徑與孔深的確定1.攻螺紋前底孔直徑的確定 攻螺紋之前的底孔直徑應稍大于螺紋小徑。這是因為螺紋牙頂與絲錐牙底之間有足夠的容屑空間，易于排屑，絲錐不易造成崩刃、折斷和螺紋爛牙。 底孔直徑的大小也不宜過大，否則使螺紋牙型高度不夠（牙型不完整）而降低強度。一般應根據工件材料的塑性和鉆孔時的擴張量來考慮，使攻螺紋時既有足夠的空隙容納被擠出的材料，又能保證加工出來的螺紋

17、具有完整的牙形。對鋼和其他塑性大的材料，擴張量中等 D孔=D-P對鑄鐵和其他塑性小的材料，擴張量較小 D孔=D-（1.051.1）P式中D孔螺紋底孔鉆頭直徑，mm； D螺紋大徑，mm； P螺距，mm。 普通螺紋直徑與螺距參考相關表格。2.攻螺紋的底孔深度的確定 鉆孔深度要大于螺紋的有效長度。鉆孔深度的計算式為： H深h有效0.7D 式中 H深 底孔深度，； h有效螺紋有效長度，； D螺紋大徑，。 （1）按確定的攻螺紋的底孔直徑和深度鉆底孔，并將孔口倒角，便于絲錐順利切入。三.攻螺紋方法（2）起攻時，可一手用手掌按住鉸杠中部沿絲錐軸線用力加壓，另一手配合作順向旋進；或兩手握住鉸杠兩端均勻施壓，并

18、將絲錐順向旋進，保證絲錐中心線與孔中心線重合。（3）當絲錐攻入12圈時，應檢查絲錐與工件表面的垂直度，并不斷校正；絲錐的切削部分全部進入工件時，要間斷性地倒轉l412， 進行斷屑和排屑。（4）攻螺紋時，必須以頭攻、二攻、三攻順序攻削至標準尺寸。（5）攻韌性材料螺孔時，要加合適的切削液。（二）套螺紋：用板牙在圓桿或管子上切削出外螺的加工方法。 一.套螺紋用的工具（1）板牙：用合金工具鋼或高速鋼制作并經淬火處理。（2）板牙架：它是裝夾板牙的工具，板牙放入后，用螺釘緊固。二.套螺紋前圓桿直徑的確定 套螺紋時，金屬材料因受板牙的擠壓而產生變形，牙頂將被擠得高一些，所以套螺紋前圓桿直徑應稍小于螺紋大徑 圓桿直徑的計算公式為： d桿= d-0.13P 式中d桿套螺紋前圓桿直徑，； d螺紋大徑，； P螺距，。三.套螺紋方法1）套螺紋時的切削力矩較大,且工件都為圓柱，一般要用V形夾塊或厚銅皮作為襯墊，才能保證夾緊可靠。 2）起套方法與攻螺紋時的起攻方法一樣，一手用手掌按住鉸杠中部，沿圓桿軸向施加壓力，另一手配合做順時針方向旋進，轉動要慢，壓力要大，并保證圓板牙端面與圓桿軸線的垂直度。應特別往意，在圓板牙切入圓桿23牙時，應及時檢查其垂直度并進行校正。3）正常套螺紋時不要加壓，讓圓板牙自然旋進，以免損壞螺紋和圓板牙，要經常倒轉圓板牙