任务七 圆柱孔的加工
一、实训内容
1、钻孔钻头与中心钻的安装 2、镗孔镗孔刀的种类及安装 3、绞刀绞刀的安装
二、实训目的
(一)初步掌握在车床上进行钻孔、镗孔及铰孔的操作要领和工艺特点。 (二)孔径的测量
三、实训要求
(一)了解孔加工与外圆加工的区别 (二)掌握孔径的几种测量方法
(三)了解钻、镗、铰的切削用量选择
四、重点与难点
(一)钻头的刃磨方法及使用 (二)镗孔刀的选择与安装 (三)内孔加工时的排屑与冷却
圆柱孔类零件在车削加工中经常遇到的零件，其应用范围广泛，很多机器机器零件如轴承、齿轮、轴套、导向套、缸套等在机器中主要起到支承和导向作用。通常采用钻孔、扩孔、车孔和铰孔等方法来加工内圆柱面。
钻孔和扩孔
用钻头在实体材料上加工孔的方法叫钻孔。钻孔属于粗加工，其尺寸精度一般可达IT11~IT12，表面粗糙度Ra12.5~25um，麻花钻石钻孔最常用的刀具，钻头一般用高速钢制成，由于高速切削的发展，镶硬质合金的钻头也得到了广泛应用。
一、 麻花钻的组成部分
(一) 柄部：钻头的加持部分，装夹时期定心作用，切削时期传递转矩作用。麻花钻的柄部有锥柄和直柄两种。
(二) 颈部：颈部较大的钻头在颈部标注商标，钻头直径和材料牌号等。 (三) 工作部分：是钻头的主要部分，由切削部分和向导部分组成，其切削和导向作用。
二、 麻花钻的工作部分的几何形状
麻花钻工作部分结构：它有两条对称的主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。麻花钻钻孔时相当于两把反向的车孔刀同时切削，所以它的几何角度概念与车刀
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基本相同，但也具有特殊性。
(一) 螺旋槽：钻头的工作部分有两条螺旋槽，其作用是构成切削刃，排除切屑和通入切削液。
(二) 螺旋角：位于螺旋槽内不同直径处的螺旋线展开成直线后与钻头轴线都有一定夹角，此夹角通称螺旋角。
(三) 前刀面：指切削部分的螺旋槽面，切屑从此面排出，。
(四) 主后刀面：指钻头螺旋圆锥面，即与工件过渡表面相对的表面。 (五) 主切削刃：是指前刀面与主后刀面的交线，担任着主要的切削工作。钻头有两个主切削刃。
(六) 顶角：顶角是两主切削刃之间的夹角。一般标准的麻花钻顶角为118度。 (七) 前角：主切削刃上任一点的前角是过该点的基面与前刀面之间的夹角。 (八) 后角：主切削刃上任一点的后角是过该点切削平面与主后刀面之间的夹角。
(九) 横刃：两个主后刀面的交线，也就是两主切削刃连接线。
(十) 横刃斜角：在垂直于钻头轴线的端面投影中，横刃与主切削刃之间所夹的锐角。横刃斜角一般为55 度。
(十一) 11、棱边：也称刀带，既是副刀刃，也是麻花钻的导向部分。
三、麻花钻的刃磨
钻头刃磨的好坏直接影响到钻孔质量（尺寸精度和表面粗糙度）及钻削效率。刃磨麻花钻如同刃磨车刀一样，是车工必须熟练掌握的基本功。
(一) 麻花钻刃磨要求
1. 两条主切削刃应该对称，既两条主切削刃跟钻头轴线成相同角度，而且长度相等。
2. 横刃斜角50～55d 度。 (二)、刃磨情况对加工的影响
1. 顶角不对称两边受力不平衡使钻出的孔扩大和倾斜。 2. 刀刃长度不等钻削时使钻出的孔径扩大。
3. 顶角不对称且刀刃长度不等，钻出的孔径扩大并产生阶台。
四、钻头的安装
(一) 直径小于12mm 的直柄钻头常用钻夹头装夹，然后将装夹头锥柄装入车床尾座套筒锥孔中。
(二) 锥柄钻头可直接装在尾座套筒内。锥柄一般是按莫氏锥度制造，常用的为莫氏2、3、4号，如果钻头锥柄为莫氏3 号，尾座套筒孔为莫氏4 号，在锥柄部装一只莫氏4 号套筒，然后装入尾座套筒锥孔内。拆卸时用锲铁从锥套后端腰形槽中插入，轻轻敲击锲铁，钻头就会被挤出。
(三) 用 V 形铁安装：用两块V 形铁将直柄钻头安装在刀架上校准中心后，可利用纵向自动进给钻头。
(四) 用专用工具安装：将专用工具装在刀架上，锥柄钻头可插入专用工具的锥孔内。如是直柄钻头，专用工具应是圆柱孔，侧面用螺钉紧固，校准中心后也可用纵向自动进给钻孔。
(五) 钻孔时切削用量的选择
1、切削深度（ap）钻孔时的切削深度是钻头直径的1/2，扩孔、铰孔时的切
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削深度为
ap?D?d 2 2、切削速度(Vc)钻孔时的切削速度是指麻花钻主切削刃外边缘处的线速度：
Vc??Dn1000
式中：Vc—切削速度m/min D—钻头直径 n—主轴转速r/min 钢料选Vc=15～30m/min 铸铁选Vc=75～90m/min
3、进给量（f）在车床上钻孔时，工件转一周钻头沿轴向移动的距离为进给量。12～25mm 的麻花钻钻钢料时f=选0.15～0.35mm/r 、钻铸铁略大些f=0.15～0.4mm/r。
(六)、麻花钻刃磨方法
1. 用右手握住钻头前端作支点，左手紧握钻头柄部。
2. 摆正钻头与砂轮的相对位置，使钻头轴心与砂轮外圆柱面母线在水平面内的夹角等于顶角的1/2，同时钻尾向下倾斜。
3. 刃磨时将主切削刃置于砂轮中心稍高一点的水平位置接触砂轮，以钻头前端支点为圆心，右手缓慢地使钻头绕其轴线由下向上转动，同时施加适当的压力（这样可使整个后面都磨到）。然后旋转180 度，同样的方法磨出另一条主切削刃及后角。
4. 刃磨时反复检查两个主切削刃是否对称。 5. 磨好后检查钻头角度。 (七)、钻孔步骤
1. 钻孔前应先将工件端面车平，中心处不许留有凸台。以利于钻头正确定心。
2. 找正尾座使钻头中心对准工件旋转中心，否则可能会使孔径钻大，钻偏至折断钻头。
3. 用细长麻花钻钻孔时，为防止钻头晃动，可在刀架上夹一挡铁支持钻头头部帮助钻头定心。另一种方法就是先用中心钻在端面钻出中心孔，这样既能定心且钻出的孔同轴度较好。
4. 在实体材料上钻孔，小孔可一次钻出，若孔径超过30mm 则不宜用大钻头一次钻出。先
用小钻头钻，然后再用大钻头扩孔。
5. 钻孔后需铰孔的工件由于所留铰孔余量较少，因此当钻头钻进1～2mm 后应将钻头退出，停车检查孔径以防止孔径扩大没有铰削余量而报废。
五、扩孔
用扩孔工具扩大工件孔径的方法称为扩孔。常用的扩孔工具有麻花钻和扩孔钻等。一般精度要求的工件孔可用麻花钻，精度要求高的孔半精加工可用扩孔钻。
(一)、用麻花钻扩孔
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在实心材料上钻孔时，小孔可一次钻出，如孔径较大，可分两次钻削。用钻头扩孔时，由于横刃不参加工作，轴向切削力减小，进给省力。但是由于钻头外圆处的前角大，容易把钻头向孔内拉出，会使钻头在尾座套筒内打滑。因此，在扩孔时应该把钻头外缘处的前角磨得小一些，并对进给量加以适当限制，不要因为钻削轻松而加大进给量。
(二)、用扩孔钻扩孔
扩孔钻分为高速钢和硬质合金两种。扩孔钻的主要特点是： 1. 扩孔钻齿数较多（一般有3～4齿）导向性好、切削平稳。
2. 切削刃不必自外缘一直到中心，没有横刃，可避免横刃对切削的不利影响。
3. 扩孔钻钻心粗、刚性好，可选较大的切削用量。扩孔钻在自动车床和镗床上应用较多，生产率高、加工质量好，精度可达到IT10～IT11 表面粗糙度值为Ra6.3～12.5um 可作孔的半精加工。
镗孔
工件上的铸造孔、锻孔或用钻头钻出的孔，为达到所需要的精度和表面粗糙度，需要用内孔车刀车削称为镗孔。镗孔是孔加工的常用方法之一，可作为粗加工和精加工。镗孔精度可达IT7～IT8，粗糙度可达Ra1.6～3.2um ,精车可达Ra0.8um 。
一、镗孔刀
(一)、镗刀种类：
根据不同的加工情况，内孔车刀可分为通孔镗刀和盲孔镗刀两种。
1、通孔镗刀：通孔镗刀用于镗通孔。其切削部分的几何形状基本上与外圆车刀相似，为了减小吃刀抗力及防止震动，主偏角应取得较大，一般在60～75 度、副偏角一般在15～30 度，为了防止镗刀后刀面与工件孔壁的摩擦和不使镗刀的后角磨得太大，一般磨成两个后角。
2、盲孔镗刀：盲孔镗刀用于镗盲孔，阶台孔及盲孔内端面。切削部分的形状基本上与偏刀相似。其主偏角大于90 度，后角的要求和通孔镗刀一样，刃尖在刀具最前端，刀尖与刀杆外端地距离应小于孔半径，否则无法车平底孔面。
(二)、镗刀地结构
镗刀有整体式和刀排式两种。
1、整体式镗刀：这种刀切削部分与刀杆为一体。
2、刀排式镗刀：为了节省刀具材料和增强刀杆强度，用碳钢或合金钢制成刀排。在前端做出方孔，然后将高速钢或硬质合金制成的刀头装在刀杆方孔内，并用螺钉固定。如果加工盲孔，方孔的位置应该是倾斜的。
(三)、镗刀的选择：镗刀的关键是解决镗刀刚度和排屑问题。 为此选择镗刀时应注意如下：
1. 尽可能选择截面积尺寸较大的刀杆，以增加刀杆强度和刚度。
2. 刀杆伸出长度尽可能缩短，使刀杆工作部分长度略长于孔深即可。以增加刀杆刚度，以免振动。
3. 镗刀的几何角度与外圆车刀相似，但方向相反，镗刀后角应取大些。 4. 加工盲孔时，应选择负的刃倾角，使切屑向孔口排出。
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(四)、镗孔刀的安装:
1. 安装镗刀时刀尖应与工件中心等高或稍高，以免由于切削力将刀尖扎进工件里面而造成孔径扩大。装刀高低还会使刀具前、后角发生变化。
2. 刀杆不宜伸出刀架过长，如果刀杆本身较长，可以在刀杆下面垫一块垫铁以支撑刀杆。
二、镗孔方法：
镗孔方法基本上与车外圆一样，必须先用试切法控制尺寸（横向进给与外圆相反）。
(一) 车通孔
1、通孔的车削基本与车外圆相同，只是退刀的方向相反。在粗车或精车时也要进行试切削，其横向进给为径向余量的1/2。但车刀纵向切削至2～3mm 左右时，纵向快速退刀（横向不动）,然后停车检查测量。若孔的尺寸不到位，则需微量横向进刀后再次测量。直到符合图纸尺寸要求。
2、车孔时的切削用量要比车外圆时适当减小些，特别是车小孔或深孔时其切削用量应更小。
(二)、车阶台孔
1、车直径较小的阶台孔时，由于观察困难而尺寸精度不宜掌握，所以常采用粗、精车小孔，再粗、精车大孔。
2、车大的阶台孔时，在便于测量小孔尺寸而视线又不受影响的情况下，一般先粗车大孔和小孔，再精车小孔和大孔。
3、车削孔径尺寸相差较大的阶台孔时，最好采用主偏角85～88度的车刀先粗车，然后再用内偏刀精车。直接用内偏刀车削时深度不可太大，否则刀刃易损坏。其原因是刀尖处于刀刃的最前端，切削时刀尖先切入工件，因此其承受切削力最大，加上刀尖本身强度差所以容易碎裂，由于刀柄伸出较长在轴向力的作用下，切削速度大，容易产生振动和扎刀。
4、控制车孔深度的方法：粗车时刀杆上刻线痕作记号或安放限位钢片以及用床鞍划线来控制等，精车时需用小滑板刻度盘或游标深度尺等控制孔的深度。
(三)、车盲孔
车盲孔时内孔刀的刀尖必须与工件旋转中心等高，否则不能将孔底车平。检查刀尖中心高的简便方法是车端面时进行对刀，若端面能车至中心，则盲孔底面也能车平。
(四)、工件安装： 车孔时，工件一般采用三爪自定心卡盘安装。对较大和较重的工件可采用四爪单动卡盘安装。加工直径较大，长度较短的工件必须找正外圆和端面，一般情况下先找正端面再找正外圆，如此反复几次直到达到要求为止。
铰孔
用铰刀铰孔是对未淬硬孔进行精加工的一种方法。在成批或大批量生产中被广泛采用。铰孔时加工余量小，切削速度低，铰刀制造精确加之排屑条件好等，故加工质量较高。铰孔精度可达IT7～IT9,表面粗糙度可达1.6～0.4。 一、铰刀
(一)、铰刀的组成：由工作部分、颈部和柄部组成。
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