第六节 钻 削
零件上各种孔的加工,除一部分由车、镗、铣等机床完成外,很大一部分是由钳工利用钻床和工具来完成的。钳工加工孔的方法一般指钻孔、扩孔、铰孔和锪孔。
一、钻孔
在钻床上用钻头对实体材料加工出孔的操作称为钻孔。钻削时,钻头的旋转运动为主运动,钻头的轴向移动为进给运动。钻孔属于粗加工,尺寸精度一般在IT10以下,表面粗糙度值Ra大于12.5μm。
1.钻床 钻床的种类较多,常用的有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三种。
(1)台式钻床 台式钻床简称台钻(如图9-38所示),是放在台桌上使用的小型钻床,主轴进给是手动的。台钻具有质量轻、移动方便、转速高的特点,适用于小型工件上各种孔的加工,孔径一般小于12mm。
(2)立式钻床 立式钻床简称立钻(如图9-39所示),其主轴的转速和走刀量变化范围大,可以自动走刀,且刚性好、功率大,适用于中小型工件的钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹等多种加工。立钻的主轴对于工作台的位置是固定的,加工时需要移动工件,因此,不便对大型或多孔工件进行加工,适用于单件小批量生产的中、小工件加工。立钻的规格用最大钻孔直径来表示,常用的有25mm、 35mm、 40mm和50mm等几种。

图9-38 台钻

图9-39 立钻

图9-40 摇臂钻床
(3)摇臂钻床 摇臂钻床(如图9-40所示)有一个能绕立柱回转的摇臂,摇臂带动主轴箱可沿立柱垂直移动,主轴箱还能在摇臂上作横向移动。这样就能方便地调整刀具对准被加工孔的中心,而不需移动工件。因此,摇臂钻床适用于单件或成批生产中大型、复杂工件或多孔工件的加工。
2.麻花钻头 麻花钻是最常用的钻孔刀具,一般用高速钢制成, 由柄部、颈部和工作部分(切削部分和导向部分)组成。其构造如图9-41所示。
麻花钻的切削部分(如图9-42所示)有两个对称的切削刃,其之间的夹角2
称为顶角(116°~118°)。钻头顶部有横刃,为减少钻削时的轴向力,大直径钻头常采取修磨的办法使横刃缩短。导向部分有两条刃带和螺旋槽,起导向、排屑和修光孔壁的作用。柄部是钻头的夹持部分,起传递动力的作用,有直柄和锥柄两种,直柄用在直径小于12mm的钻头,直径大于12 mm的钻头多用锥柄。颈部是工艺结构,是钻头打标记的地方。

图9-41 麻花钻

图9-42 麻花钻的切削部分
3.钻孔的基本操作
(1)钻头夹具 常用的钻头夹具有钻夹头和钻套。钻夹头(如图9-43所示)适用于装夹直柄钻头。在其夹头的三个斜孔中装有带螺纹的夹爪并与夹头套筒的螺纹相啮合,旋转套筒,就可使夹爪开合,装卸钻头。钻夹头柄部是圆锥面,与钻床主轴内锥孔配合安装。钻套(过渡套筒、如图9-44所示)适用于装夹锥柄钻头。大尺寸锥柄钻头可直接装入钻床主轴锥孔内,小尺寸则要选择合适的过渡套筒进行安装。卸下钻头时,须通过楔铁打出,不能直接敲击钻头。

图9-43 钻夹头

图9-44 钻套
(2)工件夹具 常用的工件夹具有平口钳、V形铁和压板等。钻削时,工件必须牢固地装夹在夹具或工作台上。一般根据钻孔直径和工件的形状来选择工件夹具。常用的装夹方法如图9-45所示。

图9-45 钻削的装夹方法
(3)钻孔准备工作 工件上的孔径圆及检查圆均需打上样冲眼作为加工界线,中心眼应打大些(如图9-46所示)。钻孔时先用钻头在孔的中心锪一小坑,并查看是否同心。
钻孔时,操作者的衣袖要扎紧,严禁戴手套或手抓棉花头操作;钻床停车进行变速和更换钻头。不要在主轴停前用手抓钻夹头;不准用手拉或嘴吹钻屑,以防铁屑伤手或伤眼;要在停车后用钩子或刷子清除。

图9-46 钻孔准备
4.钻孔方法
(1)钻通孔 工件下应放垫铁或钻头对准工作台空槽。孔将钻透时,进给量要减小,变自动进给为手动进给,避免钻头在钻透的瞬间抖动,影响加工质量,损坏钻头。
(2)钻盲孔 掌握钻孔深度。控制钻孔深度的方法有:调整好钻床上深度标尺挡块;安置控制长度的量具或用划线做记号。
(3)深孔 孔深超过孔径3倍时称为深孔。钻削时要及时排屑和冷却,否则易造成切屑堵塞或钻头磨损、折断,影响孔的加工质量。
(4)钻大孔 直径D超过30mm的孔应分两次钻。第一次用(0.5~0.7) D的钻头先钻,再用所需直径的钻头将孔扩大。这样有利于钻头负荷分担和提高钻孔质量
二、扩孔
用扩孔刀具对工件上已有的孔进行扩大孔径的操作叫扩孔。扩孔属于半精加工,能校正孔的轴线偏差,尺寸精度可达IT10~IT9,表面粗糙度Ra值可达3.2μm。扩孔加工余量为0.5~4mm 。
一般用麻花钻作为扩孔刀具。但在扩孔精度要求高或大批量生产时,应采用专用的扩孔钻。扩孔钻(如图9-47 (a)所示)的形状与麻花钻相似,不同的是扩孔钻有3~4个切削刃,螺旋槽较浅,没有横刃,因此钻芯粗实、刚性好、导向性能好、切削平稳、能提高孔的加工质量。

图9-47 扩孔钻及扩孔
三、铰孔
用铰刀对已经粗加工或半精加工的孔进行精加工的操作称为铰孔。其尺寸精度可达IT7~IT6,表面粗糙度Ra值为0.8μm。
铰刀是用于铰削加工的刀具,如图9-48 (a)所示,分为手用铰刀(多为直柄)和机用铰刀(多为锥柄、刀体较短)两种。铰刀是多刃刀具,有6~12个切削刃,多为偶数,且切削刃前角为零,并有较长的修光部分,因此加工精度高,表面粗糙度值低。

图9-48 铰刀和铰孔
铰孔的加工余量很小(粗铰0.15~0.5 mm,精铰0.05~0.25 mm),切削速度低(粗铰4~10mm/min,精铰1.5~5mm/min),并使用切削液。
机用锥柄铰刀的安装,可选择适当的锥形钻头套筒,直接安装在机床主轴上。