5-3 孔加工《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）机械类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 5-3 孔加工 【课程要求】 1.掌握钳工孔加工的两类基本方法，明确钻孔、扩孔、锪孔、铰孔的加工原理与应用场景。 2.理解钻床的类型、组成及运动形式，掌握麻花钻的结构、几何角度及材料特性。 3.掌握钻孔的划线、起钻、手动进给操作要点，理解钻削用量的选择原则。 4.了解扩孔、锪孔的加工特点与操作方法，掌握铰刀的类型、铰削余量及铰孔操作规范。 5.能识别常用钻床、麻花钻、扩孔钻、锪钻、铰刀等孔加工工具，掌握其选用方法。 6.能独立完成钻孔前的划线、冲眼操作，掌握钻孔过程中的位置校正与进给控制 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 孔加工概述 1.孔加工的两类基本方法 ￮实体材料上直接加工出孔：以钻孔为核心，使用麻花钻、中心钻等刀具完成。 ￮已有孔的再加工：通过扩孔、锪孔、铰孔等工艺，提升孔的尺寸精度、表面质量或加工特殊孔型。 知识点2 钻孔加工 1.钻床的类型与应用 钳工常用钻床：台式钻床、立式钻床、摇臂钻床，明确各类钻床的适用场景（如台式钻床适用于小型工件小孔加工，摇臂钻床适用于大型工件多孔加工）。 钻床的运动形式：钻头的旋转为主运动，钻头沿轴向的移动为进给运动。 钻床的多功能应用：钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪沉孔、锪平面等操作。 2.麻花钻的结构与材料 1）组成：钻柄、钻体（切削部分、导向部分、空刀）。 ￮钻柄：分为直柄和锥柄，用于传递扭矩并装夹在钻床主轴上。 ￮钻体切削部分：由五刃（两条主切削刃、两条副切削刃、一条横刃）、六面、三尖组成，承担主要切削工作。 ￮导向部分：含刃带与容屑槽，起导向、排屑和修光孔壁作用，刃带直径带有倒锥，减少摩擦。 2） 材料：常用 W6Mo5Cr4V2 高速钢（HSS），热处理硬度 62.5\66.5HRC；高性能高速钢（HSS-E）硬度可达 64\68HRC。 3） 3.麻花钻的主要几何角度 1）螺旋角（ω）：标准麻花钻外缘处螺旋角通常为 30°，影响前角大小与排屑性能。 2）顶角（2φ）：标准值为 118°±2°，顶角大小影响轴向力与主切削刃形状（2φ>118° 时主切削刃呈凹形，2φ<118° 时呈凸形）。 3）前角（γ₀）：主切削刃上前角外缘处最大（约 30°），向钻芯逐渐减小，钻芯 d/3 范围内为负值，横刃处前角约 - 60°~-54°。 4）后角（α₀）：外缘处后角最小（8°~14°），向钻芯逐渐增大，减少钻头后面与孔壁的摩擦。 5）横刃斜角（ψ）：标准值为 50°~55°，与后角相关，影响横刃的切削性能。 4.钻削用量的选择 1）钻削用量三要素：切削速度（vₑ）、进给量（f）、背吃刀量（aₚ），钻孔时背吃刀量由孔径决定，无需选择。 2）选用原则：优先选择较大进给量 f（受表面粗糙度和钻头刚度限制时，再考虑切削速度 vₑ），提高生产效率的同时保证加工质量。 5.钻孔方法与操作要点 1）钻孔前划线：划十字中心线并打样冲眼；大孔需划检查圆；高精度孔可划方格检查线。 2）起钻操作：先钻出浅坑，观察位置是否正确，偏位时通过借正工件位置校正，校正后钻坑直径小于钻头直径再继续钻孔。 3）手动进给：进给量均匀，防止钻头弯曲；孔将穿透时减小进给量，避免钻头折断或工件转动；钻孔过程中加注切削液冷却润滑。 知识点3 扩孔加工 1.扩孔的定义 用扩孔工具扩大工件已有孔径的加工方法，是钻孔后的半精加工工序。 2.扩孔钻的结构特点 无横刃，中心不切削；切削刃为 3~4 个，导向性好；容屑槽小，钻芯粗，刚性好。 3.扩孔的工艺特点 切削平稳，排屑顺畅，加工精度 IT9，表面粗糙度 Ra3.2μm。 4.扩孔方法 ￮先钻比图样尺寸小的底孔，再用扩孔钻扩至要求尺寸。 ￮用麻花钻代替扩孔钻时，底孔直径为扩孔直径的 0.9 倍，适当减小前角防止扎刀。 ￮手动进给时进给量为钻孔的 1.5~2 倍，切削速度为钻孔的 1/2。 知识点4 锪孔加工 1.锪孔的定义 用锪钻加工平底或锥形沉孔、孔口端面的加工方法，用于沉头螺钉连接或保证孔端面平整。 2.锪钻的类型与应用 ￮锥形锪钻：加工锥形沉孔，锪钻锥角需与图样一致，保证沉孔与孔中心线垂直。 ￮圆柱形锪钻：加工圆柱形沉孔，锪钻前端有导向柱，需按 “一钻、二扩、三锪” 顺序操作。 ￮端面锪钻：锪平孔口端面，保证端面与孔中心线垂直，使连接面贴合可靠。 3.锪孔操作要点 切削速度为钻孔的 1/3~1/2，防止振动和扎刀；锪削时压力均匀，避免端面凹凸不平。 知识点5 铰孔加工 1.铰孔的定义 用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，提高孔的尺寸精度和表面质量的精加工方法，精度可达 IT9\IT7，表面粗糙度 Ra3.2\0.8μm。 2.铰刀的结构与类型 ￮结构：由柄部和刀体组成，刀体包含导锥、切削锥、校准部分及空刀，校准部分起导向、修光孔壁作用。 ￮类型：手用整体圆柱铰刀、机用整体圆柱铰刀、手用可调节铰刀、螺旋槽铰刀、锥铰刀等，明确各类铰刀的适用场景。 3.铰削余量的选择 根据孔径大小确定余量，余量过大易撕裂孔壁、加剧铰刀磨损；余量过小无法去除前工序刀痕。 4.铰孔的冷却与润滑 根据工件材料选择切削液（如钢件用乳化液，铸铁件可不用或用煤油），减少摩擦、散热并冲掉切屑。 5.铰孔操作要点 ￮手铰时两手用力平衡，速度均匀，避免孔口呈喇叭口或孔径扩大。 ￮铰刀进退刀均不能反转，防止切屑卡在孔壁与刀齿间刮伤孔壁。 ￮机铰时工件一次装夹完成钻、扩、铰，保证同轴度；铰刀退出后再停车，避免拉出痕迹。 【练习题】 一、单项选择题 1、标准麻花钻的标准顶角角度为（ ） A、90°±2° B、118°±2° C、120°±2° D、135°±2° 2、钻孔加工的常规尺寸精度范围是（ ） A、IT7~IT9 B、IT9~IT10 C、IT11~IT10 D、IT12~IT14 3、以下孔加工工艺中，加工精度最高、表面质量最好的是（ ） A、钻孔 B、扩孔 C、锪孔 D、铰孔 4、麻花钻横刃处的前角为负值，其大致范围是（ ） A、-60°~-54° B、0°~10° C、10°~30° D、30°~45° 5、扩孔加工常用的扩孔钻刀刃数量为（ ） A、1~2个 B、3~4个 C、5~6个 D、6~8个 6、锪孔加工时，合理切削速度应为钻孔切削速度的（ ） A、1/3~1/2 B、等同速度 C、1.5倍 D、2倍 7、手工铰孔过程中，铰刀的正确操作方式是（ ） A、可正转、可反转 B、只可正转、严禁反转 C、只可反转 D、进退均可随意转动 8、台式钻床最适用于哪种加工场景（ ） A、大型工件大孔加工 B、中小型工件小孔加工 C、重型工件多孔加工 D、深孔精加工 9、钢件铰孔加工时，首选的切削液是（ ） A、煤油 B、乳化液 C、干切 D、机油 10、钻孔即将穿透工件时，正确的操作是（ ） A、加大进给量 B、减小进给量 C、快速进给 D、直接停机 二、判断题 1、麻花钻外缘处螺旋角标准值约为30°，直接影响钻头排屑性能。（ ） 2、扩孔钻带有横刃，能够直接在实体材料上加工孔。（ ） 3、铰孔属于孔的精加工工序，可将孔精度提升至IT7级。（ ） 4、麻花钻后角从外缘向钻芯逐渐减小，可减少孔壁摩擦。（ ） 5、钻孔前打样冲眼，可起到定位、防止钻头偏移的作用。（ ） 6、机铰加工完成后，可直接停车再退出铰刀，不会产生加工痕迹。（ ） 7、锥形锪钻主要用于加工螺钉锥形沉孔，保证连接件贴合紧密。（ ） 8、钻床加工时，钻头轴向移动为主运动，旋转运动为进给运动。（ ） 三、名词解释 1、钻孔 2、 扩孔 3、 锪孔 4、 铰孔 四、简答题 简述手工铰孔的操作要点及注意事项。 【答案】 一、单项选择题 1、B 2、C 3、D 4、A 5、B 6、A 7、B 8、B 9、B 10、B 二、判断题 1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、× 7、√ 8、× 三、名词解释 1、钻孔：是利用麻花钻等刀具，在实体工件材料上直接加工出圆孔的基础孔加工工艺，属于粗加工，加工精度IT11~IT10，表面粗糙度Ra50~12.5μm，是钳加工最基础的孔加工方式。 2、扩孔：是用扩孔钻对工件上已加工的底孔进行扩大孔径的半精加工工艺，扩孔钻无横刃、刚性好、导向性强，加工精度可达IT9，可修正底孔位置偏差，提升孔壁质量。 3、锪孔：是采用各类锪钻，加工工件孔口锥形沉孔、圆柱形沉孔或锪平孔口端面的加工工艺，主要用于满足螺钉连接装配需求，保证连接件贴合紧密、平整。 4、铰孔：是利用铰刀从工件孔壁切除微量金属余量的孔精加工工艺，可大幅提升孔的尺寸精度、降低表面粗糙度，加工精度可达IT7~IT9，是高精度孔加工的核心工序。 四、简答题 手工铰孔操作要点及注意事项： 1、装夹与对正：铰孔前需保证工件装夹牢固，铰刀与孔中心线保持重合，避免铰出的孔偏斜、喇叭口等缺陷。 2、操作手法：手铰时双手用力均匀平衡，保持匀速正转进给，速度平稳无抖动，严禁中途反转铰刀。 3、进退刀规范：铰刀切削和退出过程均只能正向旋转，反转会导致切屑卡入刀齿与孔壁之间，刮伤精加工孔壁，破坏表面质量。 4、余量控制：严格把控铰削余量，余量过大易撕裂孔壁、加剧铰刀磨损；余量过小无法消除前道工序的刀痕，达不到精加工效果。 5、冷却润滑：根据工件材料选用对应切削液，钢件使用乳化液，铸铁件可干切或使用煤油，起到冷却、润滑、冲屑的作用。 6、收尾操作：铰孔完成后，需正向旋转退出铰刀，清理孔内切屑，检测孔径尺寸与表面质量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $