孔加工常用工艺装备（3）

HEATS · 发表于 2010-10-22 08:28:38

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3．铰刀的几何角度

　　①主偏角

　　加工钢等韧性材料一般取=15°；加工铸铁等脆性材料一般取=3°~5°；粗铰和铰盲孔时一般取=45°；手用铰刀一般取=0.5°~1.5°。

　　②前角

　　铰孔时一般余量很小，切屑很薄，切屑与前刀面接触长度很短，故前角的影响不显著。为了制造方便，一般取均＝0°。加工韧性材料时，为减小切屑变形，可取＝5°~10°。

　　③后角

　　铰刀系精加工刀具，为使其重磨后径向尺寸不致变化太大，一般铰刀后角取＝6°~8°。

　　④刃倾角

　　一般铰刀的刃倾角＝0°。但刃倾角能使切削过程平稳，提高铰孔质量。在铰削韧性较大的材料时，可在铰刀的切削部分磨出＝15°~20°刃倾角，如图7－46a所示，这样可使铰削时切屑向前排出，不致于划伤已加工表面（见图7－46b）。在加工盲孔时，可在这种带刃倾角的铰刀前端开出一较大的凹坑，以容纳切屑（见图7－46c）。

　　（四）孔加工复合刀具

　　孔加工复合刀具是由两把或两把以上同类或不同类的孔加工刀具组合成一体，同时或按先后顺序完成不同工步加工的刀具。

　　1．复合刀具的种类

　　复合刀具的种类较多，按工艺类型可分为同类工艺复合刀具和不同类工艺复合刀具两种。同类工艺复合刀具如图7－47所示。不同类工艺复合刀具如图7－48所示。

　　2. 复合刀具的特点

　　（1）能减少机床台数或工位数，工序集中，节省机动和辅助时间，因而可以提高生产率，降低成本。

　　（2）减少工件安装次数，容易保证各加工表面间的位置精度。

　　（3）复合刀具结构复杂，在制造、刃磨和使用中都可能会出现问题。例如各单个刀具的直径、切削时间和切削条件悬殊较大，切屑的排出和切削液的输入不够畅快等。

　　3．复合刀具的合理使用

　　由于复合刀具的结构特点及特殊的工作条件，在使用复合刀具时需注意几点特殊要求：

　　（1）由于复合刀具刃磨困难，刀具安装、调整麻烦，故应制订较高的刀具耐用度，选择较低的切削速度。

　　（2）复合刀具中各单个刀具的直径往往差别很大，选择切削用量时需考虑主要矛盾。如最小直径刀具的强度最弱，应按最小直径刀具选择进给量；又如最大直径刀具的切削速度最高，磨损最快，故应按最大直径刀具确定切削速度。各单个刀具所进行的加工工艺不同时，需兼顾其不同点。如采用钻－铰复合刀具加工孔，采用的切削速度比一般钻削低一些，而比一般铰削速度高一些；钻孔时进给量取低一些，使切削力不至于太大，铰孔时可取较大的进给量，以提高生产率。

　　二、钻夹具

　　钻夹具（俗称钻模）是用来在钻床上钻孔、扩孔、铰孔的机床夹具，通过钻套引导刀具进行加工是钻模的主要特点。钻削时，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度来保证，而孔的位置精度则由钻套在夹具上相对于定位元件的位置精度来确定。

　　（一）钻夹具的类型及结构特点

　　钻夹具的结构形式主要决定于工件被加工孔的分布位置情况，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在几个不同表面上、或分布在同一圆周上，还有的是单孔等等。因此钻模的结构形式很多，常用的有以下几种：

　　1.固定式钻模

　　如图7-49所示，这种钻模在使用时被固定在钻床工作台上，主要用在立式钻床上加工较大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。在立式钻床工作台上安装钻模时，首先用装在主轴上的钻头（精度要求较高时可用心轴）插入钻套内，以校正钻模的位置，然后将其固定。这样既可减少钻套的磨损，又可保证孔的位置精度。

　　图7-49所示的固定式钻模，工件以其端面和键槽与钻模上的定位法兰3及键4相接触而定位。转动螺母9使螺杆2向右移动时，通过钩形开口垫圈1将工件夹紧。松开螺母9，螺杆2在弹簧的作用下向左移，钩形开口垫圈1松开并绕螺钉摆下即可卸下工件。

　　2.回转式钻模

　　回转式钻模主要用来加工围绕一定的回转轴线（立轴、卧轴或倾斜轴）分布的轴向或径向孔系以及分布在工件几个不同表面上的孔。工件在一次装夹中，靠钻模回转可依次加工各孔，因此这类钻模必须有分度装置。

　　回转式钻模按所采用的对定机构的类型，分为轴向分度式回转钻模和径向分度式回转钻模。

　　图7-50为轴向分度式回转钻模。工件以其端面和内孔与钻模上的定位表面及圆柱销7相接触完成定位；拧紧螺母8，通过快换垫圈9将工件夹紧；通过钻套引导刀具对工件上的孔进行加工。

　　对工件上若干个均匀分布的孔的加工，是借助分度机构完成的。如图7-50所示，在加工完一个孔后，转动手柄3，可将分度盘（与定位销7装为一体）松开，利用把手5将对定销6从定位套中拔出，使分度盘带动工件回转至某一角度后，对定销5又插入分度盘上的另一定位套中即完成一次分度，再转动手柄3将分度盘锁紧，即可依次加工其余各孔

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3.移动式钻模

　　这类钻模用于加工中、小型工件同一表面上的多个孔。图7-51所示的移动式钻模用于加工连杆大、小头上的孔。工件以端面及大、小头圆弧面作为定位基准，在定位套12、13和固定V形块2及活动V形块7上定位。夹紧时先通过手轮8 推动活动V形块7压紧工件，然后转动手轮8带动螺钉11转动，压迫钢球10，使两片半月键9向外胀开而锁紧。V形块带有斜面，使工件在夹紧分力作用下与定位套贴紧。通过移动钻模，使钻头分别在两个钻套4、5中导入，从而加工工件上的两个孔。

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　　 4.翻转式钻模

　　这类钻模主要用于加工中、小型工件中分布在不同表面上的孔，图7-52所示为加工套筒上四个径向孔的翻转式钻模。工件以内孔及端面在台肩销1上定位，用快换垫圈2和螺母3夹紧。钻完一组孔后，翻转60°钻另一组孔。该夹具的结构比较简单，但每次钻孔都需要找正钻套相对钻头的位置，所以辅助时间较长，而且翻转费力。因此该类夹具连同工件的总重量不能太重，一般不宜超过80~100N。

　　5.盖板式钻模

　　盖板式钻模的结构最为简单，它没有夹具体，只有一块钻模板。一般钻模板上除装有钻套外，还装有定位元件和夹紧装置。加工时，只要将它盖在工件上定位夹紧即可。

　　图7-53所示为加工车床溜板箱上多个小孔的盖板式钻模。在钻模板1上不仅装有钻套，还装有定位用的圆柱销2、削边销3和支承钉4。因钻小孔，钻削力矩小，故未设置夹紧装置。

　　盖板式钻模结构简单，一般多用于加工大型工件上的小孔。因夹具在使用时经常搬动，故盖板式钻模的重量不宜超过100N。为了减轻重量，可在盖板上设置加强筋，以减小其厚度，也可用铸铝件。

　　6.滑柱式钻模

　　滑柱式钻模是一种带有升降钻模板的通用可调夹具。图7-54所示为手动滑柱式钻模的通用结构，由夹具体1、三根滑柱2、钻模板4和传动、锁紧机构所组成。使用时只要根据工件的形状、尺寸和加工要求等具体情况，专门设计制造相应的定位、夹紧装置和钻套等，装在夹具体的平台和钻模板上的适当位置，就可用于加工。转动手柄6，经过齿轮齿条的传动和左右滑柱的导向，便能顺利地带动钻模板升降，将工件夹紧或松开。钻模板在夹紧工件或升降至一定高度后，必须自锁。锁紧机构的种类很多，但用得最广泛的则是图7-54所示的圆锥锁紧机构。其工作原理为：螺旋齿轮轴7的左端制成螺旋齿，与中间滑柱后侧的螺旋齿条相啮合，其螺旋角为45°。轴的右端制成双向锥体，锥度为1∶5，与夹具体1 及套环5的锥孔配合。钻模板下降接触到工件后继续施力，则钻模板通过夹紧元件将工件夹紧，并在齿轮轴上产生轴向分力使锥体楔紧在夹具体的锥孔中。由于锥角小于两倍磨擦角（锥体与锥角的磨擦系数f=0.1,φ=6°），故能自锁。当加工完毕，钻模板升到一定高度时，可以使齿轮轴的另一段锥体楔紧在套环5的锥孔中，将钻模板锁紧。

　这种手动滑柱式钻模的机械效率较低，夹紧力不大，并且由于滑柱和导孔为间隙配合（一般为H7/f7），因此被加工孔的垂直度和孔的位置尺寸难以达到较高的精度。但是其自锁性能可靠，结构简单，操作方便，具有通用可调的优点，所以不仅广泛使用于大批量生产，而且也已推广到小批生产中。该钻模适用于中、小件的加工。

　　图7-55所示为应用手动滑柱式钻模的实例。该滑柱式钻模用来钻、扩、铰拨叉上的Ф20H7孔。工件以圆柱端面、底面及后侧面在夹具上的圆锥套9、两个可调支承2及圆柱挡销3上定位。这些定位元件都装置在底座1上。转动手柄，通过齿轮、齿条传动机构使滑柱带动钻模板下降，由两个压柱4通过液性塑料对工件实施夹紧。刀具依次由快换钻套7引导，进行钻、扩、铰加工。图7-55中件号1~9所示的零件是专门设计制造的，钻模板也须作相应的加工，而其它件则为滑柱式钻模的通用结构。

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