冷作工工藝與技能訓(xùn)練（第三版）第五單元　零件的預(yù)加工

第五單元零件的預(yù)加工課題二磨削與開坡口課題一鉆孔課題三手工切削加工課題一鉆孔在材料上用鉆頭鉆削出各種直徑的孔稱為鉆孔。鉆孔時(shí)，工件固定，鉆頭裝在鉆床或其他鉆具上，依靠鉆頭與工件之間的相對運(yùn)動來完成切削加工。鉆削加工時(shí)，鉆頭繞軸線做的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動稱為主運(yùn)動，它使鉆頭沿著圓周進(jìn)行切削；鉆頭對著工件做的前進(jìn)直線運(yùn)動稱為進(jìn)給運(yùn)動，它使鉆頭切入工件，連續(xù)地進(jìn)行切削。由于這兩種運(yùn)動是同時(shí)、連續(xù)進(jìn)行的，因此鉆頭切削刃上各點(diǎn)做螺旋運(yùn)動，對材料進(jìn)行切削而完成鉆孔作業(yè)，如圖所示。

鉆孔一、鉆頭鉆頭多用高速鋼制成，并經(jīng)淬火與回火處理。鉆頭的種類很多，如麻花鉆、扁鉆、中心鉆等，雖然外形有些不同，但切削原理基本一樣。鉆頭上都有兩條對稱排列的切削刃，在鉆削時(shí)可使產(chǎn)生的力矩平衡。1.麻花鉆的組成（1）柄部（2）頸部（3）工作部分標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆a）直柄鉆頭b）錐柄鉆頭c）麻花鉆的組成2.切削部分的幾何參數(shù)（1）頂角2φ（2）后角α（3）前角γ（4）橫刃斜角切削部分的幾何參數(shù)1—前面2、5—主后面3、6—主切削刃4—橫刃7—副切削刃二、裝夾鉆頭的工具1.鉆夾頭鉆夾頭1—夾頭體2—夾頭套筒3—鑰匙

4—夾爪5—內(nèi)螺紋圈直柄鉆頭的裝夾2.鉆頭套鉆頭套用來裝夾帶錐柄的鉆頭，根據(jù)鉆頭錐柄莫氏錐度的號數(shù)，選用相應(yīng)的鉆頭套，如圖所示。鉆頭套三、標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨要求與方法1.刃磨要求（1）鉆頭切削刃用鈍后，為了恢復(fù)其切削能力，必須進(jìn)行刃磨。刃磨時(shí)，只磨兩個(gè)后面，但同時(shí)應(yīng)保證后角、頂角和橫刃斜角都達(dá)到正確的角度。（2）兩主切削刃的長度及其與鉆頭軸心線組成的兩個(gè)φ角應(yīng)相等。如圖所示為鉆頭刃磨正確和不正確對加工后所得孔的影響。圖a為刃磨正確。圖b的兩個(gè)φ角磨得不相等；圖c中主切削刃長度不一致；圖d中兩個(gè)φ角不對稱，主切削刃長度不一致。上述缺陷在加工時(shí)均使鉆出的孔擴(kuò)大或歪斜。（3）兩個(gè)主后面應(yīng)刃磨光滑。（4）刃磨砂輪一般采用粒度為46～80號，硬度為中軟級（K、L）為宜。砂輪旋轉(zhuǎn)必須平穩(wěn)，跳動量大的砂輪片必須進(jìn)行修整。鉆頭刃磨對加工的影響2.刃磨方法標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨通常是手持鉆頭在砂輪機(jī)上進(jìn)行。在砂輪上刃磨鉆頭時(shí)，要求砂輪表面必須平整、有棱角，外圓跳動要小。在砂輪機(jī)上刃磨鉆頭的一般姿勢是：兩腳叉開，左手握住鉆柄，右手握住鉆身并靠在砂輪機(jī)的支架上作為支點(diǎn)，同時(shí)使鉆頭軸線與砂輪軸線構(gòu)成所需的φ角（一般約為60°），另外鉆身應(yīng)向下傾斜8°～15°。刃磨首先從主切削刃開始，左手按順時(shí)針方向?qū)@頭捻動并使鉆柄下降。刃磨主切削刃時(shí)，動作要迅速，防止鉆頭過熱而退火，刃磨時(shí)要注意壓力不能過大并要及時(shí)蘸水冷卻。待磨好一個(gè)后面后再磨另一個(gè)后面。四、鉆孔設(shè)備1.臺式鉆床臺式鉆床簡稱臺鉆，是一種小型鉆床，一般安裝在工作臺上或鑄鐵方箱上。臺鉆的規(guī)格有6mm和12mm兩種，12mm臺鉆表示最大的鉆孔直徑為12mm。臺式鉆床2.立式鉆床立式鉆床簡稱立鉆，一般用來鉆中型工件上的孔，其最大鉆孔直徑有25mm、35mm、40mm和50mm四種。立式鉆床3.搖臂鉆床搖臂鉆床（見圖）適用于加工大型工件和多孔的工件。鉆孔時(shí)，工件固定不動，移動鉆床主軸對準(zhǔn)工件上孔的中心，所以加工時(shí)比立鉆方便。搖臂鉆床4.電鉆（1）手槍式電鉆手槍式電鉆（見圖）規(guī)格為6mm，即其最大鉆孔直徑為6mm。這種電鉆工作電壓為220V，采用雙重絕緣結(jié)構(gòu)，安全性能好。手槍式電鉆2）磁力電鉆磁力電鉆又稱磁座電鉆、磁鐵電鉆（見圖），它是在通電后首先保證磁力電鉆底部吸附在鋼結(jié)構(gòu)平面上，然后磁力電鉆電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)鉆孔。磁力電鉆五、鉆孔工藝1.工件的夾持鉆孔前必須將工件夾緊固定，以防鉆孔時(shí)因工件移動、旋轉(zhuǎn)而折斷鉆頭，或使鉆孔位置偏移。夾持工件的方法主要根據(jù)工件的大小和形狀而定。工件的夾持a）長工件用螺栓擋住b）用壓板、螺栓和墊鐵夾持工件c）用V形鐵安裝工件2.鉆孔方法鉆孔前，先用樣沖將孔中心沖大一些，這樣可使橫刃預(yù)先落入樣沖眼的錐坑中，鉆孔時(shí)鉆頭不易偏離中心。工件上的通孔將要鉆穿時(shí)，必須減小進(jìn)給量，如果是采用自動進(jìn)給，這時(shí)最好改換為手動進(jìn)給。因?yàn)楫?dāng)鉆頭尖剛鉆穿工件時(shí)，軸向阻力突然減小，由于鉆床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙和彈性變形的突然恢復(fù)，將使鉆頭瞬間以很大的進(jìn)給量自動切入，致使鉆頭折斷或鉆孔質(zhì)量降低。用手動進(jìn)給操作時(shí)，由于已注意減小了進(jìn)給量，即已減小了軸向壓力，因此可避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。鉆不通孔時(shí)，可根據(jù)鉆孔深度預(yù)先調(diào)整擋塊，并通過測量來檢查實(shí)際鉆孔深度。鉆深孔時(shí)，一般當(dāng)鉆進(jìn)深度達(dá)到直徑的3倍時(shí)，鉆頭需退出排屑。以后每鉆進(jìn)一定深度，鉆頭必須退出排屑一次，直到深孔鉆完為止。要防止連續(xù)鉆進(jìn)而排屑不暢的情況發(fā)生，以免鉆頭因切屑阻塞而扭斷。直徑超過30mm的大孔，可分兩次鉆削。先用50%～70%孔徑的鉆頭鉆孔，再用所需孔徑的鉆頭擴(kuò)孔。這樣可以減小鉆削時(shí)的軸向力，保護(hù)機(jī)床，同時(shí)還可以提高鉆孔質(zhì)量。3.鉆孔時(shí)的冷卻和潤滑在鉆削過程中，由于切屑的變形和鉆頭與工件的摩擦所產(chǎn)生的切削熱，將降低鉆頭的切削能力，嚴(yán)重時(shí)會引起鉆頭切削部分退火，對鉆孔質(zhì)量也有一定影響。因此，為了延長鉆頭的使用壽命和保證鉆孔質(zhì)量，在鉆孔時(shí)要注入充足的切削液。各種材料鉆孔時(shí)用的切削液4.切削用量切削用量是切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。鉆孔的切削速度v是鉆削時(shí)鉆頭直徑上一點(diǎn)的線速度，可由下式計(jì)算：式中D——鉆頭直徑，mm；

n——鉆頭的轉(zhuǎn)速，r/min。5.鉆削操作注意事項(xiàng)（1）鉆孔前，工作臺面上不準(zhǔn)放置刀具、量具和其他物品。鉆孔時(shí)工件一定要夾緊。鉆通孔時(shí)，要加墊塊或使鉆頭對準(zhǔn)工作臺的凹槽，以免損壞工作臺。（2）工作前穿戴好規(guī)定的勞動防護(hù)用品，鉆孔時(shí)禁止戴手套、圍巾和裸露發(fā)辮，以免發(fā)生事故。（3）要用器械及時(shí)排除切屑，防止長的切屑隨鉆頭旋轉(zhuǎn)。禁止用手直接除屑。（4）孔將要鉆透時(shí)，要減小進(jìn)給量，以免發(fā)生事故。（5）只有在停車后才能裝卸鉆頭，松緊鉆夾頭時(shí)必須用鑰匙，不可用敲打的辦法。鉆頭需從鉆頭套中退出時(shí)，要用楔鐵敲出。（6）凡離開工作崗位、停電、設(shè)備有異聲、裝卸鉆頭、變速、潤滑設(shè)備、修理設(shè)備、清掃鐵屑等，都要停車。課題二磨削與開坡口一、磨削工具1.電動砂輪機(jī)電動砂輪機(jī)由罩殼、砂輪、長端蓋、電動機(jī)、開關(guān)和手把等組成，如圖所示。子課題1磨削手提式電動砂輪機(jī)2.其他磨削工具（1）電動角磨機(jī)（2）直磨機(jī)電動角磨機(jī)直磨機(jī)二、磨削方法1.磨削前要戴好護(hù)目鏡，并檢查砂輪有無裂紋或破碎，防護(hù)罩是否完好。2.磨削時(shí)，不得用力過猛，要平穩(wěn)地上下、左右移動磨削。不準(zhǔn)用砂輪邊角及側(cè)面磨削工件；嚴(yán)禁磨削有色金屬（銅、鋁等）；不準(zhǔn)用砂輪沖擊工件，以防砂輪爆裂或轉(zhuǎn)子彎曲。3.磨削完畢后，切斷電源，并將工作場地及四周清理干凈。為了保證焊接質(zhì)量和連接強(qiáng)度要求，在對接或角接時(shí)，需在厚板的焊縫接頭處開坡口。是否需要開坡口以及開坡口的形式與材料的種類、厚度、焊接方法和工藝過程、產(chǎn)品的力學(xué)性能等因素有關(guān)。第一，必須保證焊接接頭的質(zhì)量。第二，應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)效益。第三，要根據(jù)結(jié)構(gòu)的形狀、大小和施焊條件。第四，要減少焊接變形和應(yīng)力。子課題2開坡口一、坡口的形式焊條電弧焊常用的坡口形式與尺寸焊條電弧焊常用的坡口形式與尺寸不同厚度的鋼板對接時(shí)，如果兩板的厚度差不超過表5-4的規(guī)定，則坡口形式與尺寸按厚板選取。如果對接板料厚度差超過上表規(guī)定的范圍，或在雙面超過該表允許厚度差的2倍，應(yīng)該在較厚的鋼板上做出單面或雙面的斜邊，如圖所示。兩板的厚度差mm不同厚度鋼板的對接形式a）L=5（t-t1）b）L=2.5（t-t1）二、開坡口的方法1.機(jī)械加工機(jī)械加工坡口在刨邊機(jī)或銑邊機(jī)上進(jìn)行，可以刨、銑各種形式的坡口。機(jī)械刨邊加工與手工鏟邊相比，不但效率高、噪聲小，而且質(zhì)量好，所以在批量生產(chǎn)中已廣泛采用。2.碳弧氣刨加工碳弧氣刨是目前廣泛應(yīng)用的一種加工工藝方法，它是利用碳極電弧的高溫把金屬局部加熱到熔化狀態(tài)，同時(shí)再用壓縮空氣的氣流把熔化金屬吹掉，達(dá)到刨削或切割金屬的目的。碳弧氣刨示意圖1—碳棒2—?dú)馀贅寠A頭3—壓縮空氣氣流4—工件5—電弧L—碳棒伸出長度α—碳棒與工件夾角如圖所示為碳弧氣刨槍。使用時(shí)，應(yīng)盡可能順風(fēng)操作，防止熔液及熔渣燒損工作服及燙傷皮膚。刨削結(jié)束時(shí)應(yīng)先斷弧，過幾秒鐘后再關(guān)閉氣閥。碳弧氣刨槍1—槍嘴2—刨鉗3—緊固螺母4—空氣閥5—空氣導(dǎo)管6—絕緣手把7—導(dǎo)柄套8—空氣軟管9—導(dǎo)線10—螺栓11—碳棒3.氣割加工氧乙炔焰氣割坡口，包括手工氣割和半自動、自動氣割機(jī)切割。操作時(shí)，只需將單個(gè)或多個(gè)割炬嘴，在切口處偏斜成所需要的角度，就可割出多種形式的坡口。氣割坡口的方法簡單易行，效率高，能滿足開V形或X形坡口的質(zhì)量要求，已被廣泛采用。但是切割后，必須清理干凈氧化鐵殘?jiān)Ｈ?、坡口的檢查1.坡口形狀是否符合標(biāo)準(zhǔn)。2.坡口是否光滑平整，有無毛刺和氧化鐵熔渣等。3.坡口角度、鈍邊尺寸、圓弧半徑等是否在允許的偏差之內(nèi)。課題三手工切削加工用鏨子分離材料的切削加工方法稱為鏨削。一、鏨削設(shè)備及工具1.臺虎鉗子課題1鏨削固定式臺虎鉗2.鏨子鏨子a）扁鏨b）窄鏨1—切削刃2—切削部分3—斜面4—柄5—頭部3.錘子錘子1—木柄2—錘頭3—斜楔鐵二、鏨削工藝與鏨削方法1.握鏨方法用左手的中指、無名指和小指握住鏨子，拇指和食指自然接觸。鏨子的尾端從手中露出20mm，如圖所示。鏨子握得不要太緊，以減輕鏨削時(shí)鏨子對手的振動。握鏨方法鏨削時(shí)，小臂自然放平，使鏨子保持正確的傾斜角度。鏨子的傾斜角度正確時(shí)，切削后角為5°～8°，如圖所示。鏨子的傾斜角度a）正確b）不正確2.握錘方法用右手握住錘子，采用五指滿握法。拇指輕輕壓在食指上，虎口對準(zhǔn)錘頭方向，木柄尾部露出15～30mm，如圖所示。握錘方法3.站立姿勢為了充分發(fā)揮較大的錘擊力，操作者必須保持正確的站立姿勢。如圖所示，左腳超前半步，兩腳自然站立，人體重心稍微偏于后腳，視線落在工件的鏨削部位上。鏨削時(shí)的站立姿勢4.揮錘方法5.錘擊速度一般錘擊速度為40～50次/min。錘子敲下去時(shí)應(yīng)做加速運(yùn)動，這樣可以增加錘擊時(shí)的錘擊力量。揮錘方法a）肘揮b）臂揮6.鏨削方法鏨削的方法有兩種。一種是將板料夾在臺虎鉗上鏨削，如圖所示。另一種方法是在鐵砧上鏨削板料。在臺虎鉗上鏨削板料在鐵砧上鏨削板料子課題2鋸削用手鋸把材料（或工件）鋸出狹槽或進(jìn)行分割的切削加工方法稱為鋸削。一、手鋸及其使用1.手鋸可調(diào)式鋸弓1—翼形拉緊螺母2—活動拉桿

3、5—銷子4—鋸條6—固定拉桿

7—可調(diào)部分8—固定部分2.手鋸的使用進(jìn)行手工鋸削時(shí)，手鋸的使用方法如圖所示。手鋸的使用方法二、板材與管材的鋸削方法1.板材的鋸削板材鋸削a）斜推鋸法b）夾在木板中2.管材的鋸削管材鋸削a）管材夾持方法b）管材轉(zhuǎn)位鋸削子課題3攻螺紋與套螺紋一、攻螺紋用絲錐（螺絲攻）在孔壁上切削出內(nèi)螺紋的操作稱為攻螺紋。攻螺紋常用的工具有絲錐和鉸杠。1.絲錐及其構(gòu)造絲錐a）外形b）切削部分和校準(zhǔn)部分的角度1）切削部分絲錐的前端呈圓錐形，有鋒利的切削刃，起主要切削作用。在切削部分和定徑部分截面上有3～4個(gè)刀齒和容屑槽，這樣切削負(fù)荷便分布在幾個(gè)切削刃上，從而減輕了每個(gè)切削刃上的切削量，使切削時(shí)省力、排屑容易，不易崩刃或折斷。標(biāo)準(zhǔn)絲錐切削刃的前角γ為8°～10°，后角α為6°～12°。（2）校準(zhǔn)部分校準(zhǔn)部分的螺紋牙型完整，用以修光和校準(zhǔn)已切出的螺紋，并且還是絲錐的備磨部分，其后角α為0°。（3）柄部柄部一般為方榫，用來傳遞轉(zhuǎn)矩。