项目五制作限位块.doc

制作限位块一、教学目的1、 了解什么是钻削、扩孔、锪孔和铰孔。2、 了解扩孔、锪孔的类型和特点，以及铰孔的结构和用量。3、 熟悉钻削的工具的种类和用法以及注意事项。4、 掌握钻削、扩孔、锪孔和铰孔的类型及操作方法。二、课时分派三、教学重点通过本项目的学习，让同学们了解到什么是钻削、扩孔、锪孔和铰孔，熟悉并掌握钻削、扩孔、锪孔和铰孔的类型及操作方法。熟悉钻削的工具的种类和用法以及注意事项，掌握钻削角度和辅助平面的动作要领和检查方法。四、 教学难点1、 熟悉钻削的工具的种类和用法以及注意事项。2、 熟悉并掌握钻削、扩孔、锪孔和铰孔的类型及操作方法。3、掌握钻削角度和辅助平面的动作要领和检查方法。4、了解螺纹加工的工具，掌握螺纹加工的方法及注意事项。五、 教学内容一、项目概述限位块是机床上用于限制部件移动位置和距离的零件。使用时，要通过限位块上的螺纹孔用螺钉把限位块固定在机床的相关部位。这些螺纹是通过钻孔、铰孔、螺纹加工等孔加工工艺过程完毕的。二、相关知识孔加工是钳工重要的操作技能之一，孔加工的方法重要有两类，一类是用麻花钻、中心钻等在实体材料上加工出孔的方法，称为钻孔；另一类是用扩孔钻、锪孔钻或铰刀等对已有的孔进行再加工。 （一）钻孔1、钻削运动钻孔时，钻头装夹在钻床的主轴上，工件固定不动，依靠钻头与工件之间的相对运动来完毕钻削加工。钻孔时，钻头必须同时完毕两个运动：一个是主运动，即钻头绕其轴线的旋转运动，它是切下切屑所需的基本运动；二是进给运动，即钻头沿轴线方向的移动，它是使被切削金属连续投入切削的运动。钻削时，钻头是在半封闭的状态下进行切削，转速高，切削量大，排屑困难，摩擦严重，钻头易抖动，因此加工精度较低，尺寸精度只能达成IT11IT10，表面粗糙度只能达Ra25100m，合用于加工精度规定不高的孔或作为孔的粗加工。2、钻孔工具钻孔的工具是钻头，钻头的种类很多，重要有麻花钻、锪孔钻和中心钻等，其中麻花钻是孔加工中应用最广泛的工具。麻花钻一般由高速钢(W18Cr4V或W6Cr4V2)制成，热解决后硬度达成6268HRC。麻花钻重要用来在实体材料上钻削直径在0.180 mm的孔。（1）麻花钻的组成麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。1）柄部柄部是麻花钻的夹持部分，有直柄和锥柄两种。直柄麻花钻所能传递的扭矩较小，用于钻削直径在13 mm以下的孔；莫氏锥柄麻花钻可以传递较大的扭矩，用于钻削直径大于13 mm的孔。锥柄的扁尾可以避免钻头在主轴孔或钻套中打滑，并便于用楔铁把钻头从主轴锥孔中打出。2）颈部颈部位于柄部和工作部分之间，磨制钻头时作为砂轮退刀槽使用。颈部刻印有钻头的规格、材料和商标等，以供选择和辨认。3）工作部分工作部分是钻头的重要部分，由切削部分和导向部分组成。切削部分承担重要的切削作用。导向部分有两条螺旋槽和两条窄的螺旋形棱边。在切削过程中，导向部分可以保证钻削的对的方向并起到修光孔壁的作用，同时还是切削部分的后备部分。两条螺旋槽用来排屑和输送冷却液。为了减少钻头与孔壁之间的摩擦，便于引导钻削方向，麻花钻的直径略有倒锥。（2）麻花钻的切削角度1）麻花钻工作部分的组成麻花钻的工作部分由六面五刃组成。其中，导向部分的两条螺旋槽是切屑流经的表面，形成前刀面；切削部分顶端的两个曲面与工件的待加工表面相对，形成后刀面；导向部分的两条螺旋形棱边与工件的已加工表面相对，形成副后刀面。前刀面与后刀面的交线，形成主切削刃；前刀面与副后刀面的交线，形成副切削刃；两个后刀面的交线，形成横刃。 2）麻花钻的辅助平面为了定义麻花钻的切削角度，需要引入基面、切削平面和主截面（正交平面）三个辅助平面和柱剖面。基面 通过主切削刃上任一点，并与该点切削速度vA方向垂直的平面，称为基面。事实上，基面就是通过该点与钻心连线的径向平面。主切削刃上各点的基面各不相同。切削平面 由主切削刃上任一点的切削速度vA方向和该点切削刃的切线所构成的平面，称为切削平面。标准麻花钻的主切削刃为直线，切削平面即为该点切削速度vA方向与主切削刃构成的平面。主截面（正交平面）通过主切削刃上任一点，同时垂直于基面和切削平面的平面，称为主截面，也叫正交平面。柱剖面通过主切削刃上任一点作与麻花钻轴线平行的直线，该直线绕麻花钻轴线旋转所形成的圆柱形截切面，称为柱剖面。3）麻花钻的切削角度麻花钻的切削角度涉及顶角2、前角、后角和横刃斜角。顶角2 两主切削刃在其平行平面内投影之间的夹角，称为顶角，用2表达。顶角的大小影响主切削刃上轴向力的大小。顶角越小，轴向力越小，越有助于散热和提高钻头使用寿命。但顶角减小后，在相同条件下，钻头所受的扭矩增大，切屑变形加剧，排屑困难，不利于润滑。顶角的大小一般根据麻花钻的加工条件而定。标准麻花钻的顶角2=1182，此时，两切削刃呈直线形。前角 在正交平面内，前刀面与基面之间的夹角，称为前角，用表达。前角的大小决定着切削的难易限度和切屑在前刀面上摩擦阻力的大小。前角越大，切削越省力。麻花钻主切削刃上各点前角的大小是不同的，靠近外缘处前角最大， =2530；自外缘处向中心逐渐减小，在靠近钻头中心D3的范围内为负值，接近横刃处的前角 =-30；在横刃上的前角 =-(5460)。但钻削铜、铝等硬度较低、韧性较大的材料时，过大的前角易产生扎刀现象，反而会减少切削性能。后角 在柱剖面内，后刀面与切削平面之间的夹角，称为后角，用表达。后角的大小决定着麻花钻后刀面与工件切削表面间摩擦阻力的大小。后角越小，摩擦越严重，切削强度越高。主切削刃上各点后角的大小是不同的，外缘处最小，越靠近钻心后角越大。直径D=1530 mm的麻花钻，外缘处后角 =912；钻心处 =2026，横刃处的后角 =3060。钻削硬材料时，后角可适当小些，以保证刀刃强度；钻削软材料时，后角可稍大一些，以使钻削省力。横刃斜角 在垂直于钻头轴线的端面投影中，横刃和主切削刃之间所夹的锐角，称为横刃斜角，用表达。横刃斜角的大小由后角决定，后角大，横刃斜角小，横刃变长，轴向阻力增大，钻削时不易定心。标准麻花钻的横刃斜角 =5055。（3）麻花钻的刃磨刃磨麻花钻是在砂轮机上进行的。砂轮的粒度一般为F46F80号，最佳采用中软级硬度的砂轮。砂轮旋转时的跳动要尽量小，否则影响钻头的刃磨质量。当砂轮跳动较大时，应进行修整。麻花钻的刃磨过程如下：1）刃磨主切削刃在（a)中，将主切削刃置于水平状态，大体高出砂轮中心平面1530 mm；在（b)中，钻头轴线与砂轮圆柱面素线在水平面内的夹角，等于钻头顶角2的一半。刃磨时，右手握住钻头的头部作为定位支点，并掌握好钻头绕轴线的转动和加在砂轮上的压力；左手握住钻头的柄部做上下摆动。一个主切削刃磨好后，将钻头翻转180，刃磨另一个主切削刃。此时，应注意钻头只绕其轴线转动，而空间位置不变，以保证磨出的顶角2与轴线保持对称。 注意应在刃磨主切削刃的过程中，将主切削刃的顶角、后角和横刃斜角同时磨出。主切削刃刃磨后，应用样板检查顶角2的大小是否准确，两切削刃是否同样长，高低是否一致。检查钻头主切削刃上外缘处的后角是否达成规定。检查钻头近钻心处的后角是否达成规定，可以通过检查横刃斜角是否准确来拟定。2）修磨横刃修磨横刃时，钻头与砂轮的相对位置图（a）。修磨时，要先使刃背接触砂轮，然后转动钻头磨至切削刃的前刀面，将横刃磨短，并同时控制所需的内刃前角和内刃斜角等的数值，如（b）。修磨横刃的砂轮圆角半径要小，砂轮直径也应略小，否则不易修磨钻头，有时甚至也许磨掉钻头上不应磨的地方。刃磨钻头时，要防止切削部分过热而退火，应经常将钻头浸入水中冷却。在刃磨刃口时，磨削量要小，停留时间也不宜过久。(4）麻花钻刃磨安全操作规程1）修平砂轮外圆柱表面(工作面)，修小砂轮圆角半径。2）开动砂轮机后，必须先观测旋转方向是否对的，并要等到转速稳定后再进行刃磨。3）操作者一人进行刃磨时，不允许其别人员聚拢围观。4）刃磨时，必须戴好防护眼镜。5）严禁戴手套或用棉纱包裹刃磨钻头。6）刃磨时，不要用力过猛，以防打滑伤手。7）刃磨结束后，应随手关闭电源。3、钻床钻床是钳工常用的孔加工机床，在钻床上可以进行钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻螺纹等多项操作。钳工中常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等。（1）台式钻床台式钻床简称台钻，是钳工常用的钻孔设备，结构简朴、操作方便，一般用于钻削直径13 mm以下的孔。台式钻床由电动机、头架、立柱、进给手柄、保险环、主轴、工作台、锁紧手柄、螺钉、底座、锁紧螺钉等结构组成。电动机通过三角带传动，可以使主轴获得五种转速。松开螺钉1，可调整电动机的位置，实现带传动的张紧。保险环紧靠头架的下端面，松开保险环上的螺钉2，头架可沿立柱做上下移动。松开锁紧手柄1，头架可绕立柱转动。松开锁紧手柄2，工作台可绕立柱转动；摇动螺钉3，工作台可沿立柱上下移动。松开锁紧螺钉，工作台可在垂直平面内左右旋转45角。钻削小工件时，工件放在工作台上；工件较大或较高时，可将工作台转动到一边，直接将工件放在底座上进行钻孔。钻孔时，将工件装夹在台虎钳上，调整好工件的位置后，按动开关，主轴带动钻头旋转，摇动进给手柄完毕加工。（2）立式钻床立式钻床简称立钻，一般用来钻削中型工件上的孔，其钻孔最大直径有25 mm、35 mm、40 mm和50 mm等几种。立钻有自动进给装置，允许采用较大的切削用量，主轴转速和进给量有较大的变动范围，并可获得较高的效率和加工质量。立式钻床由电动机、主轴变速箱、进给箱、主轴、工作台、床身、进给手柄、手柄、底座等结构组成。床身固定在底座上，主轴变速箱固定在床身上，进给箱安装在床身的导轨上，可以沿导轨上下移动。工作台安装在床身下方，摇动手柄可使工作台沿导轨上下移动，以适应钻削不同高度的工件。立钻底座内有冷却装置，用专用冷却泵供应工作时所需的冷却液。摇臂钻床的主轴转速及进给量范围很广，不需要移动工件就可以方便地调整刀具的位置以对准被加工孔的中心，合用于在较重的大型工件上以及多孔工件上钻孔。在下图中，摇臂钻床由电动机、立柱、主轴箱、摇臂、手轮、主轴、工作台、底座等结构组成。立柱固定在底座上，摇臂安装在立柱上，能绕立柱做360旋转，也可沿立柱做上下移动。主轴箱安装在摇臂上，可沿摇臂做较大范围的移动。小型工件可装夹在工作台上加工，大型工件可以直接放置在底座上加工。4麻花钻的装拆(1)直柄麻花钻的装拆直径为13 mm以下的直柄麻花钻用钻夹头夹持。在（a）中，钻夹头上端为莫氏锥柄，可装入钻床主轴锥孔内；下端的三个自动定心夹爪用来夹紧直柄钻头。在（b）中，安装直柄麻花钻时，一方面将钻夹头装入主轴锥孔内，然后将钻柄放入钻夹头的夹爪内，注意夹持长度不能小于15 mm。在（c）中，转动钻夹头钥匙使环形螺母带动三个夹爪缩进或张开，从而夹紧或放松钻头。 (2)锥柄麻花钻的装拆锥柄麻花钻的柄部可以直接安装到钻床主轴锥孔内。在（a）中，安装时，一方面将麻花钻锥柄及主轴锥孔擦拭干净，使麻花钻扁尾的长度方向与主轴上腰形孔的中心线方向一致，运用加速冲力一次安装完毕。在（b）中，当麻花钻锥柄的锥度号数小于主轴锥孔的锥度号数时，则需使用过渡套筒安装。在（c）中，过渡套筒一般五个一套，使用时，根据钻头锥柄的莫氏锥度的号数选用相应的过渡套筒。在（d）中，对主轴或过渡套筒内的麻花钻和钻夹头进行拆卸时，将楔铁圆弧面朝上，平面朝下，将楔铁敲入主轴或过渡套筒上的腰形孔内，运用楔铁斜面的张紧分力使麻花钻与主轴或过渡套筒分离。5、钻削用量的选择(1)钻削用量钻削时，钻削用量的选择对工件加工精度和刀具使用寿命有着很大的影响。如下图，钻削用量涉及切削速度v、进给量f和背吃刀量ap三要素。1）切削速度v切削速度是指钻孔时麻花钻切削刃最大直径处的线速度，可由下式计算:v=Dn1000(m/min)(5-1)式中：D钻头直径，mm；n钻床主轴的转速，r/min。2）进给量f进给量是指主轴每旋转一周，钻头相对于工件沿主轴轴线方向移动的距离，单位是mm/r。3）背吃刀量ap背吃刀量是指已加工表面与待加工表面间的垂直距离，钻削时的背吃刀量为钻头的直径的一半，即ap=D/2(mm)。(2)钻削用量的选择合理地选择钻削用量，可以在保证加工精度和刀具合理耐用度的前提下，最大限度地提高生产率。1）背吃刀量ap的选择钻孔时，背吃刀量ap是由钻头直径决定的，而钻头的直径又取决于所加工孔的直径。对于直径小于30 mm的孔，可一次钻出；直径为30 80 mm的孔，可先用(0507)D(D为规定的孔径)的钻头钻孔，然后用直径为D的钻头将孔扩大至规定。这样，不仅可以减小切削深度及轴向力，提高钻孔的质量，同时也可以保护机床和刀具。2）进给量f的选择选择进给量的基本原则是：在允许的范围内，尽量选择较大的进给量。但进给量的增大会使所加工孔的尺寸和表面精度减少，同时也受到钻头强度和刚度的限制。当孔的加工质量规定较高、表面粗糙度规定较小时，应取较小的进给量。当钻孔直径较小，孔深较大时，钻头的刚度和强度较低，也应取较小的进给量。3）切削速度的选择钻头的直径和进给量拟定后，切削速度按钻头的使用寿命进行合理的选择。选择切削速度时，可参考以下两个表或查阅有关手册，也可以根据经验进行选取。当材料的强度、硬度高，钻孔直径较大时，宜选用较低的切削速度，转速也相应减少一些，进给量也应减小。反之，则可选用较高的转速，进给量也可适当增长。当钻头直径小于5 mm时，应选用很高的转速，但进给量不能过大，一般应采用手动进给，以免折断钻头。 6、钻孔用切削液钻孔属于粗加工，钻头在半封闭状态下工作，由钻头与工件摩擦和切屑变形产生的切削热很难排出，往往会导致钻头切削部分退火，减少钻头的切削性能，对钻孔质量也有一定的影响。所以，钻孔时应加注足够的切削液以达成散热、冷却和润滑的作用，以减少钻削时麻花钻与工件和切屑之间的摩擦，清除麻花钻和工件表面上的积屑瘤，减少切削阻力，提高麻花钻寿命和改善孔表面质量。钻孔时，应根据不同的工件材料和加工规定选用不同的切削液。在强度高，塑性、韧性较大的材料上钻孔时，因钻头上承受的压力较大，规定润滑油膜有较高的强度，可选用润滑性能好的切削液，如硫化切削油等。钻孔时常用切削液的选用可参考下表。7、钻孔方法(1)工件的装夹钻孔时，要根据工件的形状以及钻削力大小等因素，采用不同的工件装夹方法，以保证钻孔的质量和安全。常用的工件装夹方法如下：1)平口钳装夹在（a）中，尺寸较小、形状规整的工件可用平口钳装夹。装夹时，应使工件表面与麻花钻垂直。钻削直径大于8 mm的孔时，必须用螺钉或压板将平口钳固定在工作台上。钻通孔时，工件底部应垫上垫块，空出落钻位置，以免钻伤钳身。2)V形块装夹在（b）、（c）中，圆柱形的工件可用V形块装夹。装夹时，应使麻花钻的轴线垂直通过V形块的对称平面，以保证钻出孔的中心线通过工件的轴线。3)压板装夹在（d）、（e）中，较大的工件且钻孔直径在10 mm以上时，可直接用压板、螺钉或垫铁将其固定在工作台上进行钻孔。装夹时，应注意压板厚度与压紧螺栓直径的比例要适当，以免压板弯曲变形而影响压紧力；压板螺栓应尽量靠近工件，垫铁应比压紧表面略高，以保证对工件有较大的压紧力和避免工件在夹紧过程中移位；当压紧表面为已加工表面且需要保护时，需要用衬垫保护以防压出印痕。4)卡盘装夹在（f）中，圆柱形工件端面钻孔时，可用三爪自定心卡盘进行装夹。在（g）中，方形工件钻孔时，可用四爪单动卡盘进行装夹。5)角铁装夹在（h）中，底面不平或加工基准在侧面的工件可用角铁进行装夹。由于作用力在安装平面之外，因此，角铁必须用压板固定在钻床工作台上。6)手虎钳装夹在（i）中，在小型工件或薄板件上钻小孔时，可将工件放置在定位块上，并用手虎钳进行夹持。(2)钻孔方法1)划线为保证钻孔的位置精度，在钻孔前要进行划线。在（a）中，划线时，一方面划出孔的十字中心线，然后在圆心处打同样冲眼，最后划出孔的圆周线，以便钻孔时检查和校正钻孔位置。2)试钻在（b）中，工件和钻头安装后，应检查钻头相对于工件的垂直度误差。起钻时，使钻头的钻尖对准孔的中心后，试钻一浅坑，观测孔的位置是否对的。假如浅坑与划线圆同心，就可以继续钻孔；否则，要对偏斜的浅坑进行必要的校正。在（c）中，假如浅坑偏离较多，可在校正方向錾出几条槽，以减少工件材料对钻头的阻力；假如偏离较少，可用样冲在需要去掉的部位冲眼纠偏，也可以在起钻的同时用力将工件向偏离的反方向推移，达成逐步校正。无论采用何种方法，都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完毕。3）钻孔当试钻达成同心规定后，即可根据选择的进给量继续钻孔。同时，加入合适的切削液，以延长钻头的寿命和改善加工孔的表面质量。4）钻穿规定钻削不通孔时，应按钻孔深度调整好钻床上的挡块、深度标尺或采用其他控制措施，以免钻得过深或过浅，并注意退屑。钻削通孔时，当孔快要被钻穿时，应减小进给量和压力，以免因钻削阻力的忽然减小而导致钻头的折断和钻孔质量的减少。假如采用自动进给，应及时改为手动进给。钻削深孔时，当钻削深度达成麻花钻直径的3倍时，就应退出麻花钻排屑，并注意冷却、润滑。钻削直径1 mm以下的小孔时，切削速度可选在20233000rmin，进给力小且平稳，不宜过大和过快，以防麻花钻弯曲和滑移，并且应经常退出麻花钻排屑，并加注切削液。钻削直径30 mm以上的大孔时，一般提成两次进行。第一次用0507倍孔径的麻花钻进行钻削，第二次用所需直径的麻花钻进行钻削。在斜面上钻孔时，可采用中心钻先钻底孔，或用铣刀在钻孔处铣削出小平面，也可用钻套导向等方法进行钻削。8、钻孔注意事项（1）钻孔时严禁带手套，清除切屑时尽量停车进行。（2）开动钻床前，应检查设备是否完好，是否有钻夹头钥匙或楔铁插在主轴上。（3）工件在装夹过程中，应仔细校正，保证钻孔中心线与钻床的工作台面垂直。（4）采用对的的工件装夹方法，钻床工作台面或垫铁与工件的安装基准面之间，需保持清洁，使接触平稳；压紧螺钉的分布要对称，夹紧力要均匀、牢固；严禁用金属物体敲击工件，以免工件变形。（5）在钻床上装拆工件、钻头或钻夹头，以及进行主轴的变速及工件尺寸的测量，都必须停机进行。（6）钻通孔时，工件下面必须垫上垫铁或使钻头对准工作台下面的T形槽，以免损坏工作台。（7）钻孔时，工件要夹紧；孔将钻穿时，要减小进给量。（8）钻孔时，手动进给压力不宜过大，应根据麻花钻的工作情况，以目测和感觉进行控制。（9）清洁钻床或加注润滑油时，必须切断电源。（10）退出钻头时，要用手把持住钻头，或在钻头与钻床间垫上木板，以免钻头落下损坏钻床和钻头。（11）在钻床工作台、导轨等滑动表面上，不要乱放物件或撞击，以免影响钻床精度。（12）麻花钻用钝后必须及时进行刃磨。9、钻孔时也许出现的问题以及产生的因素钻孔时也许出现的问题以及产生的因素见如下表。（二）扩孔运用扩孔工具对工件上已有的孔进行扩大的加工方法，称为扩孔。扩孔精度比钻孔精度高，公差等级一般可达IT10IT9，表面粗糙度可达Ra12.53.2m。扩孔常作为孔的半精加工，也普遍用作铰孔前的预加工。1、扩孔的特点（1）由于扩孔钻有较多的切削刃，强度高，导向性好，切削平稳，不仅提高了孔的加工质量，并且还提高了劳动生产率。（2）由于扩孔钻的钻心较粗，刚度较好，所以可以增大进给量。（3）扩孔钻没有横刃，可避免由横刃引起的一些不良影响。（4）由于背吃刀量ap较小，因此排屑容易，加工表面质量较好。2、扩孔的操作要点（1）扩孔钻多用于成批大量生产。小批量生产中，常用麻花钻代替扩孔钻；此时，应适当减小钻头前角，以防止扩孔时扎刀。（2）用麻花钻扩孔时，扩孔前钻孔直径为0.50.7倍的规定孔径；用扩孔钻扩孔时，扩孔前钻孔直径为0.9倍的规定孔径。 （3）扩孔的切削速度为钻孔的12。（4）扩孔的进给量为钻孔的1.52倍。（5）钻孔后，在不改变工件与机床主轴互相位置的情况下，应立即换上扩孔钻进行扩孔，使钻头与扩孔钻的中心重合，保证加工质量。（三）锪孔用锪孔钻在孔口表面加工出一定形状的孔和表面的方法，称为锪孔。锪孔的目的是为了保证孔与连接件具有对的的相对位置，使连接可靠。1、锪孔的类型根据形式不同，锪孔可分为锪圆柱形沉孔、锪圆锥形沉孔和锪平面等。锪孔的工具重要是锪孔钻，根据应用不同，锪孔钻也有不同的形式。2、锪孔的操作要点（1）锪孔时，进给量可稍大些，一般为钻孔的23倍，而切削速度应比钻孔低，一般为钻孔的1312。精锪时，可运用钻床停车后主轴的惯性来锪孔，以减少振动而获得光滑的表面。（2）使用麻花钻改制的锪孔钻时，尽量选用较短的钻头，并适当减小后角和外缘处的前角，以防止产生扎刀和减少振动。（3）锪钢件时，因切削发热量大，应对导柱和切削表面进行冷却和润滑。（4）注意安全生产，保证刀杆和工件装夹可靠。3、锪孔的注意事项（1）锪孔时，手动进给压力不宜过大。（2）锪孔时，先调整好需加工孔与锪钻的同轴度，再将工件夹紧。（3）锪孔深度可用钻床上的标尺进行控制。（4）出现多角形振纹等加工缺陷时，应立即停止加工。导致缺陷的因素也许是工件装夹不牢、麻花钻改制时刃磨不妥、锪孔速度太高、切削液选择不妥等，应及时找出因素并进行修正。（四）铰孔用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和表面粗糙度的方法，称为铰孔。铰孔后，尺寸精度一般可达IT9IT7，表面粗糙度Ra值可达3.20.8m。铰孔是精密制造中经常采用的孔加工方法之一。1、铰刀 铰刀是铰孔用的刀具，由于铰刀的刀刃数量多，切削余量小，因此具有导向性好，刚性好，加工精度高等特点。(1)铰刀的种类铰刀的基本类型如下图，其结构特点及应用见下表。（2）铰刀的结构常用的手用整体式圆柱铰刀和机用铰刀由柄部、颈部和工作部分三部分结构组成。1）柄部 柄部是用来装夹铰刀和传递扭矩。机用铰刀的柄部分为直柄和锥柄两种。手用铰刀的柄部为直柄带方榫，方榫用来与铰杠的孔配合以传递扭矩。2）颈部颈部是加工刀刃时供退刀用，一般印刻有商标和规格。3）工作部分工作部分是铰刀的重要部分，涉及切削部分和修光部分。切削部分呈锥形，承担重要的切削任务。修光部分有圆柱形刃带，重要起导向、修光孔壁、保证铰孔直径和便于测量等作用。为了减小铰刀和孔壁的摩擦，修光部分的直径带有倒锥度。铰刀齿数一般为48齿，为了便于测量直径，多采用偶数齿。2、铰削用量（1）铰削余量的选择铰削余量指上道工序完毕后，在孔的直径方向留下的加工余量。铰削余量过小，难以消除上道工序留下的残痕，孔壁质量达不到规定；铰削余量过大，刀齿切削负荷大，变形增大，使尺寸精度减少；同时，加剧铰刀磨损，导致孔壁粗糙。铰削余量应根据孔径的大小、材料硬度、尺寸精度、表面粗糙度、加工工艺和铰刀类型等多种因素进行合理选择。一般粗铰余量为0.150.35 mm；精铰余量为0.10.2 mm。铰削余量的选择可参考下表。（2）机铰时的切削速度和进给量机铰时，切削速度和进给量的选择要适当。假如选择过大，会加快铰刀的磨损，也也许产生积屑瘤。使用普通标准高速钢机铰刀铰孔时，切削速度和进给量的选用可参考下表。3、铰孔的环节和操作要点（1）根据孔径和孔的精度规定，拟定孔的加工方案和工序间的加工余量。加工方案如下表。精度较高的30孔的加工过程如下图，先使用28 mm的钻头进行钻孔，用29.7 mm的扩孔钻进行扩孔，然后用29.9 mm和30 mm的铰刀分别进行铰孔。（2）按照规定拟定铰孔的次数和选择铰刀。（3）装夹工件，稳固安装铰刀。（4）在（a）中，手工起铰时，用右手沿铰刀轴线方向加压，左手转动铰杠23圈，使铰刀缓慢进入孔内，速度不可过快，保持稳定。（5）在（b）中，起铰后进入正常铰削，双手握住铰杠柄部，注意两手要用力均衡，铰刀不得摇摆，按顺时针方向扳动铰杠进行铰削，避免在孔口处出现喇叭口或将孔径扩大。（6）手铰时，要变换铰刀每次的停歇位置，以消除振痕。（7）手铰结束时，顺时针方向旋转铰杠，并且用力往上提，以便退出铰刀。注意铰孔时，不管进刀还是退刀时都不能反转，以免铰刀刃口磨钝以及切屑卡在刀齿后刀面与孔壁之间，将孔壁划伤。（8）铰孔时，假如铰刀被卡住，应当取出铰刀，清除切屑，加注切削液后再行铰削；不得用力扳转铰刀，以防损坏。（9）机铰时，应使工件一次装夹后依次进行钻孔、扩孔、铰孔加工，以保证孔的加工位置；切削速度5mmin为宜；铰孔完毕后，要待铰刀退出后再停车，以防将孔壁拉出痕迹。(10)铰削尺寸较小的圆锥孔时，可先以小端直径按圆柱孔精铰余量钻出底孔，然后用锥铰刀铰削。在（a）、（b）中，尺寸和深度较大的圆锥孔，为减小切削余量，铰孔前可先钻出阶梯孔，然后再用锥铰刀铰削；铰削过程中要经常用相配的锥销来检查铰孔尺寸，如（c）。由于锥铰刀有自锁性，所以铰削过程中应适当控制进给量，以防铰刀被卡住或折断。（11）铰孔时，一般要使用适当的切削液，以减少摩擦、冲掉切屑、减少工件与刀具温度，以防产生积屑瘤以及工件和铰刀的变形或出现孔径扩大的现象。4、铰孔的注意事项（1）铰刀是精加工刀具，要保护好刃口，避免碰撞；刀刃上如有毛刺或切屑黏附，可用油石小心磨去。（2）铰刀排屑功能差，必须经常取出清屑，以免铰刀被卡住。（3）铰削通孔时，应防止铰刀掉落导致损坏。5、铰孔时也许出现的问题以及产生的因素铰孔时也许出现的问题以及产生的因素如下表。（五）螺纹加工1、攻螺纹用丝锥在工件孔中加工出内螺纹的操作，称为攻螺纹。 （1）攻螺纹工具攻螺纹的工具为丝锥和铰杠。1） 丝锥丝锥由碳素工具钢或高速钢经热解决淬硬制成，钳工中常用的丝锥有手用丝锥、机用丝锥和管子丝锥等。丝锥的结构手用丝锥由柄部和工作部分组成。其中，柄部上方为方榫结构，用来夹持铰杠并传递扭矩，丝锥的规格标志也刻印在柄部。工作部分由切削部分和校准部分组成。切削部分的前端磨出锥角，切削时起引导作用；切削部分有锋利的切削刃，起切削作用。切削部分沿轴向开有几条直槽，称为容屑槽，起排屑作用和注入切削液。校准部分有完整的牙型，用来修光和校准已切制出的螺纹，并引导丝锥沿轴向前进，是丝锥的备磨部分。为了减少校准部分与螺孔的摩擦和所攻螺纹的扩张量，校准部分约有(0.050.12)100的倒锥。成组丝锥攻螺纹时，为了减小切削力，延长丝锥的使用寿命，保证加工螺纹的质量，一般将整个切削工作量分派给几支丝锥来承担，也就是成组丝锥。通常情况下，M6M24的丝锥每组两支，M6以下及M24以上的丝锥每组三支，细牙螺纹丝锥每组两支。成组丝锥对每支丝锥切削用量的分派方式有锥形分派和柱形分派两种。A、锥形分派锥形分派的丝锥也叫等径丝锥，在上图(a)中，在一组丝锥中，每支丝锥的大径、中径和小径均相等，只是切削部分的长度和锥角不同。头锥切削部分的长度为57个螺距，当攻通孔螺纹时，只用头锥即可一次完毕螺纹的攻削。二锥切削部分的长度为2.54个螺距，具有单支丝锥的功能。三锥切削部分的长度为1.52个螺距，只起修短螺尾的作用。 B、柱形分派 柱形分派的丝锥也叫不等径丝锥，在上图(b)中，在一组丝锥中，每支丝锥的大径、中径和小径以及切削部分的长度和锥角都不相等。头锥的切削部分较长，锥角较小，校准部分不具有完整的螺纹牙型，在加工时起粗加工的作用。二锥起第二次粗加工的作用。三锥切削部分较短，校准部分具有完整的螺纹牙型，起最后精加工的作用。柱形分派的丝锥切削量分派比较合理，切削省力，各支丝锥磨损均匀，丝锥寿命长，加工的螺纹表面粗糙度较小。但柱形分派的丝锥制导致本较高，攻通孔螺纹时需要攻两次或三次，丝锥的顺序不能搞错。所以，对于直径M12以上的丝锥才采用柱形分派，直径M12以下的丝锥则采用锥形分派。2）铰杠铰杠是手工攻螺纹时用来夹持丝锥的工具，有普通铰杠和丁字形铰杠两种，每种铰杠又有固定式和可调式两种。固定式铰杠的方孔尺寸和柄长符合一定的规格，一般用于攻削直径在M5以下的螺纹孔；可调式铰杠可以调整方孔尺寸，应用范围较广。当攻制带有台阶工件侧边的螺纹孔或攻制机体内部的螺纹时，必须采用丁字形铰杠。大尺寸的丁字形铰杠一般都是固定式的，可调式丁字形铰杠一般用来攻削M6以下的丝锥。（2）螺纹底孔的加工在（a）中，塑性材料攻螺纹时，丝锥对工件产生较强的挤压作用，从而使材料发生塑性变形，因此，攻螺纹前的底孔直径必须大于螺纹标准规定的螺纹小径，以形成完整的螺纹。脆性材料攻螺纹时，金属不会被挤出，底孔直径可以比塑性大的材料小一些，以得到完整的螺纹。 1）螺纹底孔直径的拟定攻螺纹前，底孔直径的大小要根据工件材料的塑性大小及钻孔扩张量，按经验公式计算得出。钢和塑性较大的材料，扩张量中档的条件下，螺纹底孔直径为：D钻=d-p (5-2)铸铁和塑性较小的材料，扩张量较小的条件下，螺纹底孔直径为：D钻=d-(105-11)p (5-3)式中：D钻螺纹底孔直径， mm；d螺纹大径， mm；p螺距， mm。普通螺纹直径与螺距见下表常用公制螺纹攻螺纹前底孔钻头直径见下表。2）不通孔螺纹的钻孔深度上图（b）中，攻不通孔螺纹时，由于丝锥切削部分有锥角，端部不能切出完整的牙型，因此，钻孔深度要大于螺纹的有效长度。钻孔深度的计算公式为：H深=h有效+07d(5-4)式中：H深底孔深度， mm；h有效螺纹有效长度， mm；d螺纹大径， mm。（3）攻螺纹的环节和操作要点1）根据图样划线，打样冲眼。2）按拟定的攻螺纹底孔直径和深度钻底孔，并将孔口倒角，倒角直径应稍大于螺纹大径，通孔螺纹两端都要倒角，以便丝锥顺利切入，并可防止孔口被挤压出凸边。3）对的装夹工件。4）在（a）中，起攻时，把丝锥放在孔口上，用右手手掌按住铰杠中部，沿丝锥轴线用力加压，左手配合作顺时针旋进；或两手握住铰杠两端均匀施压，并将丝锥顺时针缓慢旋进，保证丝锥中心线与孔中心线重合。在（b）中，当旋入12圈时，及时从前后、左右两个互相垂直的方向用直角尺检查丝锥与工件表面的垂直度，并不断校正。5）在（c）中，当丝锥的切削部分所有进入工件时，不需再施加压力，两手均匀转动铰杠，靠丝锥自然旋进切削。每旋进121圈时，就应倒转1412圈，进行断屑和排屑。6）使用成组丝锥攻螺纹时，应以头锥、二锥、三锥的顺序攻削至标准尺寸。在较硬材料上攻螺纹时，可用各丝锥轮换交替进行，以减少切削刃上的负荷，防止丝锥折断。调换丝锥时，应先用手将丝锥旋入至不能旋进时，再用铰杠转动，以防螺纹乱牙。7）在塑性材料上攻螺纹时，要加注切削液，以减小切削阻力和所加工螺纹的表面粗糙度，延长丝锥的使用寿命。 8）攻不通孔螺纹时，可在丝锥上做好深度标记，并经常退出丝锥，排出孔内的切屑，避免切屑阻塞使丝锥折断或达不到螺纹深度规定。当工件不便倒向时，可用弯曲塑料吸管吹出或用磁铁吸出切屑。9）攻通孔螺纹时，丝锥的校准部分不能所有出头，以免倒转退出时导致乱牙。10）丝锥所有攻入螺纹后，将丝锥轻轻倒转，退出丝锥。11）用标准螺栓试拧，注意别弄坏螺纹。（4）从螺孔中取出断丝锥的方法在攻螺纹过程中，由于丝锥位置不妥、用力不均匀或用力过猛、铰杠把持不稳等因素导致丝锥折断在孔中，必须将断丝锥从孔中取出，才干继续进行加工。在取断丝锥时，应先将螺孔中的切屑和丝锥碎屑清理干净，分清丝锥的旋向，然后采用以下方法将断丝锥从螺孔中取出。 1）振动法取出断丝锥对于露出孔口或接近孔口的断丝锥，用尖錾或样抵冲住丝锥容屑槽，顺着退转的切线方向轻轻敲击，使断丝锥发生松动，就可以很容易地退出断丝锥。2）用弹簧钢丝旋出断丝锥在带方榫的断丝锥上拧上两个螺母，用几条钢丝(根数与容屑槽数目相等)插入断丝锥的容屑槽和螺母的空槽中，用铰杠扳动方榫，按照退出丝锥的方向慢慢旋转退出断丝锥。3）将断丝锥退火后钻出断丝锥用乙炔火焰或喷灯使断丝锥退火，用直径略小于底孔直径的钻头对正断丝锥中心钻孔；然后，用扁钻头或方头冲打入孔中，用扳手旋出断丝锥。4）腐蚀法取出断丝锥在不锈钢工件上的断丝锥可采用酸蚀，松动后即可取出断丝锥。 5）电火花设备电蚀掉断丝锥 使用电火花设备电蚀掉断丝锥。（5）攻螺纹时也许出现的问题以及产生的因素攻螺纹时也许出现的问题以及产生的因素见下表。2、套螺纹用板牙在圆杆或管子上切削出外螺纹的操作，称为套螺纹。 （1）套螺纹工具套螺纹的工具有板牙、板牙架和铰杠。 1）板牙板牙又叫圆板牙，由碳素工具钢或高速钢制作并经淬火解决。板牙可装在板牙架中用手工加工螺纹，也可在机床上使用。板牙加工出的螺纹精度较低，但结构简朴、使用方便，在单件、小批生产和修配中得到广泛应用。在（a）、（b）中，板牙的结构形式有封闭式和开槽式两种。板牙由切削部分、校准部分和排屑孔三部分结构组成。板牙自身像一个圆螺母，上面钻有几个排屑孔而形成刃口。切削部分是板牙两端有锥角的部分，板牙两端面都有切削部分，一端磨损后，可换另一端使用。板牙的中间是校准部分，起修光和导向作用。在（c）中，M35以上的板牙外圆上有一条V形槽、两个定位螺钉锥孔和两个调整螺钉锥孔。其中，两个定位螺钉孔的轴线与板牙直径方向一致，用来将板牙固定在板牙架中以传递扭矩；两个调整螺钉孔的轴线与板牙直径方向有一定的偏移，用来调整板牙的尺寸。当板牙的校准部分由于磨损而使螺纹尺寸变大时，可用锯片砂轮沿板牙外圆上的V形槽切割出一条通槽，用板牙架上的两个调整螺钉顶入板牙上的两个调整螺钉锥孔内，可使板牙的螺纹尺寸变小。假如在V形槽开口处用板牙架上正对的调整螺钉顶入后，可使板牙的螺纹尺寸增大。2）板牙架板牙架是装夹板牙的工具。板牙架的外圆上旋有四只互成90的紧定螺钉，其轴线通过板牙架圆孔的轴线。板牙放入后，用紧固螺钉紧固，即可带动板牙旋转进行套螺纹。（2）套螺纹前圆杆直径的拟定套螺纹过程与丝锥攻螺纹同样，板牙对螺纹部分材料产生挤压作用，因此，套螺纹前圆杆直径应比螺纹直径小一些。一般情况下，圆杆直径用下列经验公式计算：D=d-013p (5-5)式中：D圆杆直径， mm；d螺纹直径， mm；p螺距， mm。套螺纹前圆杆直径见下表。为使板牙起套时容易对准和切入工件，圆杆端部要倒出1520的倒角。倒角的最小直径可略小于螺纹小径，以免切出的螺纹端部出现锋口或卷边而影响螺母的拧入。（3）套螺纹的环节和操作要