工件钻孔加工工艺及评分标准

项目三　孔及螺纹加工

●项目目标

明确划线、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和螺纹加工的基本知识；掌握划线、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和螺纹加工的基本操作技能。

●项目任务概述

本项目是孔及螺纹加工，如图3.1所示。按加工要求需进行划线、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和螺纹加工等项工作。

图3.1　项目三零件加工图

●材料及工量具准备

本项目所需材料：Q235钢板160 mm×120 mm×20 mm。

本项目所需工量具：划线平板、划针、划规、样冲、高度游标尺、榔头、钢直尺、游标卡尺、深度游标尺、标准麻花钻、扩孔钻、锪钻、圆柱直铰刀、丝锥、铰杠、毛刷、涂料等。

●加工过程

表3.1为孔及螺纹的加工过程。

表3.1　孔及螺纹的加工过程

3.1　划 线

3.1.1　学习目标

（1）知识目标

明确划线工具的种类；掌握划线基准的选择方法。

（2）技能目标

掌握划线工具的使用方法和划线方法；掌握一般零件划线操作步骤。

3.1.2　任务描述

本次任务是在所给材料上划出孔的加工位置，并打出样冲眼，如图3.2所示。

图3.2　划线工件图

3.1.3　相关知识

（1）划线的概念及分类

划线是指根据图样要求或实物的尺寸，在毛坯或工件上用划线工具准确地划出图形、加工界线的操作。划线分平面划线和立体划线两种。

1）平面划线

只需在工件的一个表面上划线后，即能明确表示加工界线的，称为平面划线，如图3.3所示。如在板料、条料表面上划线或在法兰盘端面上划钻孔加工线等，都属于平面划线。

2）立体划线

在工件上几个（至少两个）互成不同角度（通常是互相垂直）的表面上都划线，才能明确表示加工界线的，称为立体划线，如图3.4所示。如划出几何形体工件各表面上的加工线以及支架、箱体等表面的加工线，都属于立体划线。

图3.3　平面划线

图3.4　立体划线

（2）划线的作用

①确定工件的加工位置及余量，使加工有明确的尺寸界线；

②便于复杂工件在机床上的找正与定位；

③能够及时发现和处理不合格的毛坯，避免投入生产后造成损失；

④通过合理分配毛坯件各表面的加工余量，使误差不大的毛坯得到补救，避免了不必要的工件报废或挽救可能报废的毛坯。

（3）划线的要求

划线工作对零件的加工质量有直接的影响。在划线前必须看清图样，细心操作，反复校核尺寸，避免因划线而导致废品的产生。因此，对划线的基本要求是：

①图形正确，尺寸准确。

②线条清晰均匀。

此外，冲眼还要符合要求。

（4）划线的精度

由于划出的线条总会有一定的宽度，同时还受到划线工具及测量调整尺寸等方面的影响，划线精度一般不高，只能达到0.25～0.5 mm。因此，通常不能靠划线来确定加工时的最后尺寸，对有精度要求的尺寸必须通过测量来保证。

划线广泛应用于单件和小批量生产，它是钳工应该掌握的一项基本操作。

想一想

1.在工件表面划出图形的操作称为划线，这种说法正确吗？

2.在加工中只要按照所划出的线进行加工，就能保证零件的加工质量吗？

（5）划线工具

表3.2为常用划线工具。

表3.2　常用划线工具

续表

注意事项

1.划针针尖应保持尖锐，划线要尽量做到一次完成，使划出的线条清晰、准确。

2.在钢尺上用划规截取尺寸时，应将一个脚尖落在钢尺的刻度线中，然后左右摆动划弧获得准确的尺寸，并应沿钢直尺重复量取数次，以减少误差；用划规划圆时，作为旋转中心的一脚应加较大的压力，另一脚则以较轻的压力在工件表面上划出圆或圆弧，这样圆心不致滑动。

3.在工件所划线条上冲眼时，金属薄板上冲眼要浅；粗糙表面上冲眼要深；软材料、精加工表面不冲眼；在直线段上冲眼的距离可大些，在圆弧上的眼距应小些，线条的交叉处必需冲眼。

4.平板应经常保持台面的清洁，以防止铁屑、灰砂等杂物划伤表面。工件上台时应轻放，严禁敲击工作表面，使用后要擦拭干净，并涂上机油以防生锈。

5.划线盘划针的直头端用于划线，弯头端用于对工件安装位置的找正。

（6）划线基准选择

1）基准的概念与设计基准

基准就是依据的意思。通常把零件图中用来确定其他点、线、面位置的这些点、线、面称为设计基准。

2）划线基准

划线基准就是在划线时用来确定零件上点、线、面位置的依据。例如，在板料上要完整地划出如图3.5所示图形，应先划水平线O1O2和垂直线O2O3，因为它们是确定整个图形的基准，也是确定该图形上其他圆弧和直线位置的依据。

3）划线基准选择

图3.5　划线基准

①划线时，应从划线基准开始。在选择划线基准时，先分析图样，找出设计基准，使划线基准与设计基准尽量一致，以便能够直接量取划线尺寸，简化换算过程。在工件的一个表面上进行划线时，通常采用这一原则确定划线基准。

②当工件为成形毛坯时，应选择工件上的重要部位为划线基准（坯件上的孔、已加工面等）。

选择设计基准为划线基准一般有以下3种类型，如图3.6所示。

图3.6　划线基准类型

划线时在零件的每一个方向都需要选择一个基准，因此，平面划线时一般要选择两个划线基准。而立体划线时一般要选择三个划线基准。

想一想

1.两个正常发育的小孩，一个3岁，一个10岁，他们两人谁高？从这个问题中你受到什么启发？

2.本次任务划线时的划线基准在何处？

（7）划线步骤

1）清理工件

铸件要去掉浇冒口和飞边，清除表面黏附的型砂；锻件要去掉飞边和氧化皮；半成品要清除毛刺、修钝锐边、擦净油污。

2）工件涂色

对于表面粗糙的大型毛坯，选用石灰水（小件涂粉笔）；形状复杂的已加工面，可选用硫酸铜溶液；对于表面光滑的铸、锻件及一般已加工面，可选用酒精色溶液。涂层要薄而均匀。

3）在有孔的工件上划线

要先用木块堵孔，以便确定孔中心。

4）在毛坯工件的端面找正并确定中心

可用单脚划规、V形块，如图3.7、图3.8所示。

图3.7　单脚划规确定中心

图3.8　V形块确定中心

5）确定已加工孔的中心

可以用加工刀痕确定圆心，如图3.9所示；以任意两弦的垂直平分线确定圆心，如图3.10所示；用硬木块或伸缩螺杆工具卡在孔中，采用几何作图的方法，找到中心，如图3.11所示。

6）作图划线

按工件图要求，先划基准线，按水平线、垂直线、角度斜线、圆弧线的顺序作图划线。

7）打样冲眼

图形及尺寸复核校验，确认无误后在加工线上打样冲眼。

图3.9　用加工刀痕确定圆心

图3.10　以任意两弦的垂直平分线确定圆心

图3.11　用硬木块确定圆心

想一想

1.你能划出15°，30°，45°，60°，75°，90°的角度线吗？

2.你能将圆周进行3，4，5，6等分吗？

3.你能分清楚圆弧连接时的外连接和内连接吗？

（8）平面划线技能

图3.12所示的孔板工件，其划线过程为：

按图中尺寸所示，应确定以直径为φ15 mm的圆的中心线为基准（以下称为水平基准线和垂直基准线）。

①先划直径为15 mm的圆的水平基准线和垂直基准线，按尺寸70 mm在水平基准线上确定圆心O2。

②划出与水平基准线相距13 mm的平行线。

③以O1为圆心，以28 mm为半径，划弧得交点，即为圆心O3。

④以Ol为圆心，分别划出直径为15 mm的圆和半径为16 mm，64 mm，74 mm的圆弧。以O2为圆心，划出直径为8 mm的圆和半径为10 mm的圆弧。以O3为圆心，划出直径为8 mm的圆和半径为8 mm的圆弧。

⑤作出与水平基准线相距9 mm和12 mm的两条平行线。

⑥以Ol为圆心，以（64-11）mm和（74-2l）mm为半径划弧，得圆心交点O4 ，O5 。

图3.12　孔板

⑦以O4 、05为圆心划出半径为11 mm 和21 mm的圆弧。

⑧作出与圆弧R11相切且与水平基准线成60°的角度斜线。

⑨划出与圆弧R16和R2l相切的连接直线。

⑩找出连接圆弧的圆心，分别划出半径为5 mm、12 mm和20 mm的连接圆弧线。

〇11划线后检查和冲眼。

划线过程中，圆心找出后应打样冲眼，以便用划规划圆弧。在线的交点处以及轮廓线上按一定的距离也要打样冲眼，以保证加工界线清楚可靠和质量检查。

（9）立体划线

立体划线工作的关键是能看懂零件图，明确零件各部分在机器中所起的作用，所划线条在零件加工过程中的作用以及正确地找正工件在划线平板上的位置。

1）立体划线找正的作用

①当毛坯上有不加工表面时，通过找正后再划线，可使加工表面与不加工表面之间保持尺寸均匀。

②当毛坯上没有不加工表面时，将各个加工表面位置找正后划线，可使各加工表面的加工余量得到均匀分布。

2）立体划线的找正原则

①按不加工表面找正，使待加工表面与不加工表面各处尺寸均匀。

②工件上如有几个不加工表面时，应选重要的或较大的不加工表面作为找正依据，使误差集中到次要的部位。

③若没有不加工表面，可以将待加工的毛坯孔和凸台外形作为找正依据。

④对有装配关系的非加工部位，应优先作为找正基准，以保证零件经划线和加工后能顺利地进行装配。

3）立体划线步骤

图3.13所示轴承座，其立体划线步骤如下：

①认真分析图纸，确定划线基准和划线步骤。

②将工件清理干净并涂色。

③以R50的外圆轮廓为找正依据，确定轴承座内孔的中心。

④用3个千斤顶支承轴承座底面，如图3.13（b）所示。调整千斤顶配合用划针盘，使两孔中心调整至同一高度，同时兼顾找平A面（A面为不加工面），划出基准线Ⅰ-Ⅰ、底面加工线和两端螺纹孔的上平面加工线。

⑤将工件侧翻90°用千斤顶支承，如图3.13（c）所示。用90°角尺按已划出的底面加工线来找正垂直位置，划出基准线Ⅱ-Ⅱ和两端螺纹孔中心线。

⑥再将工件翻转，用千斤顶支承，如图3.13（d）所示。划出基准线Ⅲ-Ⅲ和两个大端面的加工线。

⑦用划规划出轴承座内孔和两端螺纹孔的圆周尺寸线。

⑧对图样和尺寸进行认真校对，检查无误后，在线条上打样冲眼。

图3.13　立体划线步骤

注意事项

1.选择划线位置时一定要保证安全、合理地选择支承点。尤其是大型工件，为方便调整，一般选3点支承，且尽可能分散。若有偏重情况，还要增设辅助支承。

2.千斤顶不能受冲击力。大件划线时，只能用枕木或垫铁支承，然后用千斤顶调整。

（10）利用分度头划线

分度头是铣床的分度附件。钳工在划线时也常用分度头对工件进行分度划线等操作。图3.14为分度头的外观图。

图3.14　分度头外观图

分度头的主轴端装有三爪卡盘，用来装夹工件。划线时，将分度头放在划线平板上，工件装于卡盘上，利用划针盘或高度尺，可直接进行分度划线。用分度头可在工件上划出水平线、垂直线、角度斜线、圆周的等分线或不等分线。

1）分度头的主要规格

分度头的主要规格是以顶尖（主轴）中心线到底面高度（mm）表示。例如分度头FW125：即表示顶尖中心到底面高度为125 mm的万能分度头。常

用规格有：FW100、FW125、FW160等。

2）分度头工作原理

如图3.15所示，2为安装在主轴上40齿的蜗轮；3为单线蜗杆，且与蜗轮啮合；B1 、B2为两齿数相等的圆柱直齿轮。分度时，将工件装夹在卡盘1上，当拨出分度手柄插销7，转动手柄8，绕心轴4转一周，通过B1 、B2带动蜗杆转过一周，而蜗轮则转过1/40周，同理工件也转过1/40。分度盘6、套筒5及圆锥齿轮A2相连，空套在心轴4上。

分度盘上设有几圈不同数目的等分小孔。根据计算出的手柄转动圈数，选择合适的分度盘孔圈，将手柄8依次转过一定的整转数或孔数，即可对工件进行分度或划线。）简单分度

图3.15　分度头工作原理图

3

分度时，分度盘固定不动，转动手柄8，经心轴4和B1 、B2转动，再经蜗轮副转动，实现分度。由于蜗轮副传动比为1/40，因此，工件在完成每一等分时，分度手柄8应转过的圈数，可由下式计算求得：

式中　n——工件每分一等分时，手柄所转圈数；

Z——工件所需等分数。

例1 要在某一法兰盘端面划出均布的10个孔位，试计算出利用分度头划线时，每划完一个孔位后分度手柄应转过多圈？

解：根据公式

即每划完一个孔位后，分度手柄应转过4圈，再划另一孔位，以此类推。

有时按上述方法计算出的手柄圈数不是整数。例如需将工件圆周进行27等分，得分度手柄圈数圈，这时，就要利用分度盘。根据分度盘上现有孔的数目孔圈（见表3.3），把的分子和分母同时扩大相应的倍数，使分母与分度盘上的某一孔圈数相等。扩大后的分子数就是分度手柄在该孔圈上应转过的孔距数。

如：将分子分母同时扩大两倍，即，则分度手柄n=即分度手柄和插销7在分度盘上有54个小孔的孔圈位置转过一整圈加26个孔距，即完成一等分划线工作，以此类推。

例2 将圆周等分为11等分，求手柄应转的圈数。

解：n=

即手柄应转圈，怎样保证手柄正确地转圈呢？这时就须利用分度盘，在表3.3中找出能被分母整除的孔圈数，本例中能被11整除的孔圈数是66，将分子分母同时扩大6倍。

手柄应转圈数（圈）

答：手柄除转3整圈外，还应在66的孔圈上转过42个孔距。

表3.3　分度盘的孔数

想一想

1.分度时两分度叉之间的孔数和孔距数有什么区别？

2.选择分度盘孔圈孔数时，为什么选择孔数多的孔圈好一些呢？

注意事项

1.分度时，在摇手柄的过程中，速度应均匀，如摇过了头，则应将分度头手柄退回半圈以上，然后再按原方向摇至规定位置。

2.松开分度叉紧固螺钉，可任意调整两叉之间的孔数，为了防止摇动分度手柄时带动分度叉转动，用弹簧片将它压紧在分度盘上。分度叉两叉间的实际孔数，应比所需要的孔距数多一个孔，因为第一孔是作零来计数的。如图3.16所示是每次分度摇5个孔距的情况。

图3.16　分度叉确定孔距

3.分度时手柄上的定位销，应慢慢插入分度盘孔中。

4.简单分度时，若扩大的倍数有多种选择时，应选择倍数较大（孔数多）的孔圈。

3.1.4　工件划线工艺及评分标准

（1）准备工作

在划线前应完成如下准备工作：

①仔细对照加工图纸和毛坯，对要划出的加工线心中有数。

②准备好所需的各种划线用工量具。

③清理划线平台，清洁毛坯，除去毛坯上的油污、铁锈和毛刺。

④均匀地在毛坯上涂一层涂料。

（2）划线工艺

本次划线的任务主要是通过划平行线来确定孔的加工位置，可用高度尺和划线方箱或角铁配合划线，其划线工艺见表3.4。

表3.4　划线工艺

注意事项

1.划线前应去掉工件上的毛刺。

2.如何保证划线尺寸的准确性，划线线条细且清楚及冲眼的准确性是难点。

3.划线过程中，圆心找出后随即打样冲眼，以备圆规划圆弧。

4.平面划线常要在两个面划线（正面和反面），调整好高度游标尺，划好正面的线后，把背面的线一起划好。

5.划线完毕，一定要进行复核，避免差错。

6.工具要放置合理，把左手使用的工具放在左边，右手使用的工具放在右边，并且整齐稳妥。

（3）评分标准

表3.5为划线评分标准。

表3.5　划线评分标准

注：各项扣分扣完为止，不倒扣分。

（4）划线时常见的废品形式及产生原因

表3.6为划线时常见的废品形式及产生原因。

表3.6　划线时常见的废品形式及产生原因

续表

●自我总结与点评

1.自我评分，自我总结安全操作、文明生产情况；老师点评。

2.操作完毕，整理工作位置；清理干净钳台；整理好工、量具；搞好场地卫生；做好工、量具的保养工作。

●思考练习题

1.划线有什么作用？

2.对划线的基本要求是什么？

3.什么是设计基准？什么是划线基准？4.划线通常要按哪些步骤进行？

●技能训练题

1.完成如图3.17所示工件的平面划线工作。

2.完成如图3.18所示工件的立体划线工作。

图3.17

图3.18

3.2　钻 孔

3.2.1　学习目标

（1）知识目标

明确钻床的种类、用途；掌握标准麻花钻的结构特点。

（2）技能目标

掌握标准麻花钻的刃磨方法和钻孔的操作方法。

3.2.2　任务描述

本次任务是在划好线的工件上钻6个φ7孔（φ10+0.0150孔的初加工）和4个φ4.2的螺纹底孔，如图3.19所示。

图3.19　钻孔工件图

3.2.3　相关知识

用钻头在实心材料上加工出孔的操作，称为钻孔。钻孔可达到的尺寸精度为IT11～IT10，表面粗糙度为Ra50～6.3 μm。因此，钻孔一般用于精度要求不高的孔的加工，或作为孔的粗加工。

（1）钻孔工具

1）标准麻花钻的组成

标准麻花钻是钳工最常用的一种孔加工刀具，如图3.20所示。通常标准麻花钻用合金工具钢（W18 Cr4V或W6Mo5Cr4V2）制成。

图3.20　标准麻花钻的组成

①柄部。柄部是标准麻花钻的装夹部分，它与钻床主轴连接而传递动力。一般将直径小于13 mm的标准麻花钻制成直柄，直径大于13 mm的标准麻花钻制成锥柄。锥柄的扁尾部分便于装拆标准麻花钻。锥柄钻头的柄部采用莫氏锥度，共有莫氏1～6号。钻头直径越大，锥柄号也越大。

②颈部。颈部是磨制标准麻花钻时，供砂轮退刀用的。在颈部标有标准麻花钻的规格、材料和商标。

③工作部分。由导向部分和切削部分组成。导向部分由两条螺旋槽和刃带组成，钻削时起着引导标准麻花钻方向的作用，也是切削部分的后备部分；螺旋槽还起着排屑和输送冷却液的通道作用；标准麻花钻的刃带直径略有倒锥（一般倒锥量为0.03～0.12 mm/100 mm），这样的刃带既有导向、修光孔壁的作用，又可以减少钻头与孔壁的摩擦。

2）标准麻花钻的切削角度及作用

标准麻花钻的切削部分由“六面五刃，两尖一心”构成，如图3.21（a）所示。

图3.21　标准麻花钻的切削角度

切削部分两个螺旋表面称为前刀面，切屑沿此面流出；切削部分顶端两曲面称为主后刀面，钻孔时，它与工件的切削表面相对；切削部分两刃带表面称为副后刀面，它与已加工表面相对；前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃；前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃；两个主后刀面的交线称为横刃；主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖；标准麻花钻工作部分沿轴心线的实心部分称为钻心，它连接两个螺旋形刃瓣，以保持标准麻花钻的强度和刚度。

标准麻花钻的几何角度主要有：

①顶角（2φ）。钻头两主切削刃在其平行平面内投影的夹角，如图3.21（b）所示。标准麻花钻的顶角为118°±2°，顶角为118°时，两条主切削刃呈直线；顶角大于118°时，两条主切削刃呈凹形曲线；顶角小于118°时，两条主切削刃呈现凸形曲线。

顶角的大小影响钻削性能。顶角小，轴向抗力小，刀尖角大，有利于刀尖散热和提高耐用度，并减小孔的表面粗糙度值。但切屑易卷曲，使切屑排出困难。

②前角（γ）。前刀面与基面的夹角。标准麻花钻主切削刃上各点前角是变化的。其外缘处最大，自外缘向中心减小，在钻心至D/3范围内为负值，接近横刃处的前角约为-30°。前角越大，刃口越锋利，切削力越小，但刃口越易磨损，刃口强度越低。

③后角（α）。主后刀面与切削平面的夹角。后角是在圆柱面内测量的，如图3.22所示。标准麻花钻主切削刃上各点后角也是变化的，其外缘处最小，靠近钻心处后角最大。后角影响主后刀面与切削表面的摩擦情况，后角越小，摩擦越严重，但刃口强度较高。

图3.22　后角的测量

④横刃斜角（ψ）。在端面投影中，横刃与主切削刃所夹的锐角。横刃斜角的大小主要由后角决定。当横刃斜角偏小时，横刃长度增加，靠近钻心处后角偏大。标准麻花钻的横刃斜角一般为55°左右。

想一想

1.你能在标准麻花钻上指出其“六面五刃、两尖一心”的位置吗？

2.观察麻花钻的横刃斜角为55°，小于55°，大于55°时，其横刃有什么变化？

3.观察麻花钻的顶角为118°，小于118°，大于118°时，其主切削刃有什么变化？

3）标准麻花钻头的缺点

通过实践证明，标准麻花钻头的切削部分存在以下缺点：

①横刃较长，横刃处前角为负值，在切削中，横刃处于挤刮状态，产生很大轴向力，使钻头容易发生抖动，导致不易定心。

②主切削刃上各点的前角大小不一样，致使各点切削性能不同。由于靠近钻心处的前角是负值，切削为挤刮状态，切削性能差，产生热量大，磨损严重。

③钻头棱边处的副后角为零，靠近切削部分的梭边与孔壁的摩擦比较严重，容易发热和磨损。

④主切削刃外缘处的刀尖角较小，前角很大，刀齿薄弱，而此处的切削速度却最高，故产生的切削热量多，磨损极为严重。

⑤主切削刃长，而且全宽参加切削。各点切屑流出速度的大小和方向都相差很大，会增大切屑变形，使切屑卷曲成很宽的螺旋卷，容易堵塞容屑槽，故排屑困难。

想一想

1.你能说明麻花钻外缘处变蓝的原因吗？

2.用修磨过横刃和没修磨过横刃的麻花钻分别钻孔，有何感受?

4）标准麻花钻头的修磨

在钻头使用过程中，要把磨钝了或损坏了的切削部分刃磨成正确的几何形状；或当工件材料变化时，钻头的切削角度需要刃磨改变。一般是按钻孔的具体要求，在如表3.7所示的几个方面有选择地对钻头进行修磨。

表3.7　标准麻花钻头的修磨

续表

续表

想一想

比比看谁能根据实际要求正确地修磨麻花钻。

（2）钻孔基本操作

1）钻削用量及选择

钻削用量包括切削深度、进给量和切削速度。

①切削深度（ap）。已加工表面到待加工表面的垂直距离。钻削时切削深度等于钻头直径的一半，单位是mm。

②进给量（f）。主轴旋转一周，钻头沿主轴轴线移动的距离。单位是mm/r。

③切削速度（v）。钻孔时，钻头最外缘处的线速度。单位是m/min。

式中　n——钻床主轴转速，r/min；

d——钻头直径，mm。

钻削用量选择：

①选择原则。钻孔时，由于切削深度已由钻头直径所定，所以只需选择切削速度和进给量。在允许范围内，尽量先选较大的进给量f；当f受到表面粗糙度和钻头刚度的限制时，再考虑较大的切削速度v。

②选择方法

a.切削深度的选择。直径小于30 mm的孔一次钻出；直径为30～80 mm的孔可分为两次钻削，先用（0.5～0.7）D（D为要求的孔径）的钻头钻底孔，然后用直径为D的钻头将孔扩大。这样可以减小切削深度及轴向力，保护机床，同时提高钻孔质量。

b.进给量的选择。当孔的尺寸精度、表面粗糙度要求较高时，应选择较小的进给量；当钻小孔、深孔时，钻头细而长，强度低，刚度差，钻头容易扭断，应该选择较小的进给量。

c.钻削速度的选择。当钻头的直径和进给量确定后，钻削速度应按照钻头的寿命选取合理的数值，一般根据经验选取。孔深较大时，应选取较小的进给量。

在具体选择钻削用量时，应根据钻头直径、钻头材料、工件材料、加工精度及表面粗糙度等方面的要求，查钻削用量表选取。

2）冷却润滑液

为使钻头散热冷却，减少钻削时钻头与工件、切屑间的摩擦，消除黏附在钻头和工件表面上的积屑瘤，降低切削抗力，提高钻头寿命和改善加工孔的表面质量。钻孔时要加注足够的切削液。钻各种材料选用的切削液见表3.8。

表3.8　各种材料选用的切削液

3）钻孔操作步骤

①工件的划线。按照图样的要求划出孔位的十字中心线；若孔较大，还应划出检查圆或检查方框，如图3.23所示。检查划线无误后，打上中心样冲眼。要求样冲眼要小，样冲眼中心要与十字交点重合。

图3.23　工件的划线

②工件的装夹。为保证钻孔的质量和安全，钻孔时，应根据工件的不同形状及钻削力的大小等，采用不同的装夹方法。常用的装夹方法，如图3.24所示。

图3.24　工件的装夹

a.平口钳装夹。一般可满足小型工件的夹持。钻通孔时，应在工件下面垫上垫铁，以防钻坏平口钳。钻孔直径大于8 mm时，需用螺钉或压板将平口钳固定在工作台上，如图3.24（a）所示。

b.V形铁装夹。圆柱形工件上钻孔时可用V形铁装夹，如图3.24（b）所示。当钻孔直径大于10 mm时，要用压板压紧工件。钻孔前用角尺对工件进行找正，如图3.24（c）所示。

c.压板垫铁装夹。对异形工件、较大的工件及钻大孔时的工件，应将工件用螺栓压在工作台上，压紧螺栓尽量靠近工件，垫铁高度应比工件稍高，保证压板对工件有较大的压紧力，如图3.24（c）所示。

d.角铁装夹。加工基准面在侧面的异形工件，可用角铁装夹，角铁需用螺栓紧固在工作台上，如图3.24（d）所示。

e.手虎钳装夹。加工小工件或在薄板上钻孔时，可用手虎钳夹持进行操作。此时用手虎钳夹持垫木垫在工件下面，如图3.24（e）所示。

f.三爪卡盘装夹。在圆柱形工件端面钻孔时，可用三爪卡盘装夹工件，如图3.24（f）所示。

③钻头的装拆。

a.钻头夹具。钻头夹具有钻夹头，用于装夹直径13 mm以下的直柄钻头，其结构如图3.25所示；钻头套，用于装夹直径13 mm以上的锥柄钻头，如图3.26所示。使用时根据钻头锥柄的莫氏锥度号数选用。钻头套的规格及应用见表3.9。

图3.25　钻夹头

图3.26　钻头套

表3.9　钻头套的规格及应用

快换钻夹头，可做到不停车换装钻头。与普通钻夹头和钻套相比，可大大提高生产效率。尤其适合在工件的同一位置进行钻、扩、锪、铰孔和攻丝的场合。快换钻夹头的结构，如图3.27所示。

图3.27　快换钻夹头

b.钻头的装拆。

直柄钻头的装拆。直柄钻头用钻夹头夹持，如图3.28（a）所示。先将钻头柄部装入钻夹头的三爪内，其夹持长度大于15 mm，然后用钻夹头钥匙旋转外套，使环形螺母带动三爪移动，使钻头被夹紧或松开。

锥柄钻头的装拆。钻头锥柄与主轴锥孔锥度号相同时，可直接将钻头装在钻床主轴上。当钻头锥柄与主轴锥孔锥度号不一致时，应选择适当的钻套，然后将钻套与钻头一并与主轴连接。装好后，在钻头下端放一垫铁，用力下压进给手柄，将钻头装紧，如图3.28（b）所示。拆卸时，用正规楔铁插入钻套扁孔中，用手锤锤击楔铁尾部，取下钻头，如图3.28（c）所示。

④试钻。首先将钻头对准中心样冲眼，钻一浅窝，观察钻孔位置是否正确。若浅窝与孔圆周线不同心，应及时借正，借正方法，如图3.29所示。借正工作必须在试钻浅窝没达到钻孔直径前完成。

图3.28　钻头装拆

4）提高钻孔质量的方法

钻孔时影响钻孔质量的因素很多，如钻孔前的划线，钻头的刃磨，工件的夹持，钻削时的切削用量的选择，试钻以及一些具体操作方法，都将对钻孔质量产生影响，甚至造成废品。因此，要保证或提高钻孔质量，就必需做到以下几点：

①认真做好钻孔前的准备工作

图3.29　试钻

a.根据工件的钻孔要求，在工件上正确划线，检查后打样冲眼，孔中心的样冲眼要打得大一些，深一点。

b.按工件形状和钻孔的精度要求，采用合适的夹持方法，使工件在钻削的过程中，保持一个正确的位置。

c.正确刃磨钻头，按材料的性质决定顶角的大小，并可根据具体情况，对钻头进行修磨，改进钻头的切削性能。

②掌握正确的钻削方法

a.按照选择切削用量的基本原则，合理选择切削用量。

b.钻孔时先进行试钻，发现钻孔中心偏移，用借正的方法借正后再正式钻孔，孔将钻穿时要减少进给量。

c.根据不同工件材料，正确选用切削液。

3.2.4　工件钻孔加工工艺及评分标准

（1）准备工作

①仔细比照加工图纸要求和工件上的加工线，对本次加工的孔的位置和尺寸要求应心中有数。

②准备好φ7和φ4.2的钻头及钻夹头、錾子、样冲、榔头、毛刷、冷却润滑液等。

（2）钻孔工艺

①检查工件加工孔位置、钻头刃磨是否正确，钻床转速是否合理。

②检查钻头安装是否正确。

③检查工件夹持是否正确。

④试钻。

⑤正式钻孔。

注意事项

1.工件在装夹过程中，应仔细校正，保持钻孔中心线与钻床的工作台面垂直。

2.当所钻孔的位置精度要求比较高时，应在每个孔缘划参考线，以检查钻孔是否偏斜。钻孔前要从不同的方向，观察钻头横刃与样冲眼的对正情况。

3.需要变换转速时，一定要先停机，转换变速手柄时，应切实放到规定的位置上，如发现手柄失灵或不能移到所需要的位置时，应加以检查调整，不得强行扳动。

4.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。工作完毕或更换工件时，应随即清理切屑及冷却润滑液。

5.严格遵守钻床操作规程，做到安全文明操作。

（3）评分标准

表3.10为钻孔评分标准。

表3.10　钻孔评分标准

注：各项扣分扣完为止，不倒扣分。孔心距公差按±0.15 mm要求。

（4）钻孔时常见的废品形式及产生原因

表3.11为钻孔时常见的废品形式及产生原因。

表3.11　钻孔时常见的废品形式及产生原因

想一想

1.钻出孔的直径大于规定尺寸的原因有哪些？

2.钻出孔位置偏移的原因有哪些？

●自我总结与点评

1.自我评分，自我总结安全操作、文明生产情况；老师点评。

2.操作完毕，整理工作位置；清理干净钻床；整理好工、量具；搞好场地卫生；做好工、量具的保养工作。

●思考练习题

1.什么叫钻孔？

2.麻花钻有哪些结构和角度？

3.在钻削加工中，顶角、前角、后角的变化对切削性能有哪些影响？

4.钻削用量包括哪些参数？

5.标准麻花钻的刃磨有哪些要求？

●技能训练题

按图3.19进行钻孔加工技能训练。

3.3　扩孔、锪孔

3.3.1　学习目标

（1）知识目标

明确扩孔钻、锪孔钻的结构及使用方法。

（2）技能目标

掌握扩孔、锪孔的操作方法。

3.3.2　任务描述

本次任务是将6个φ7 mm孔扩大为φ9.8 mm，并锪出4个深度为3 mm的φ20 mm沉孔，并对φ9.8 mm、φ4.2 mm孔口倒角，如图3.30所示。

3.3.3　相关知识

（1）扩孔

1）概述

用扩孔钻或标准麻花钻将已加工孔扩大的操作，称为扩孔。扩孔的加工精度比钻孔高，尺寸精度可达IT10～IT9，表面粗糙度可达Ra12.5～3.2 μm。

2）扩孔钻及特点

①用标准麻花钻扩孔。标准麻花钻横刃不参加切削，轴向力小，进给省力。但钻头外缘处前角较大，易出现扎刀现象。因此，应将标准麻花钻外缘处前角适当修磨得小一些，并适当控制进给量。

②用扩孔钻扩孔。扩孔钻如图3.31所示，其主要特点是：

a.齿数较多，导向性好，切削平稳。

b.切削刃不必由外缘一直到中心，没有横刃，可避免横刃对切削的不良影响。

c.钻心粗、刚性好，可选择较大的切削用量。

用扩孔钻扩孔，生产效率高，常作为孔的半精加工及铰孔前的预加工。

图3.30　扩孔、锪孔工件图

图3.31　扩孔钻

3）扩孔切削用量

①扩孔前钻孔直径的确定。用标准麻花钻扩孔。扩孔前钻孔直径为0.5～0.7倍的要求孔径；用扩孔钻扩孔，扩孔前钻孔直径为0.9倍的要求孔径。

②扩孔的切削速度为钻孔的1/2。

③扩孔的进给量为钻孔的1.5～2倍。

注意事项

1.单件、小批量生产时常用标准麻花钻代替扩孔钻。用标准麻花钻扩孔时，由于钻头横刃不参加切削，轴向抗力小，应减小钻头后角，防止扩孔时扎刀。

2.钻孔后应保持工件位置不变进行扩孔加工，以保证加工质量。

（2）锪孔

1）概述

用锪钻加工孔口形面或表面的操作，称为锪孔。常用于锪圆柱形埋头孔、圆锥形埋头孔和孔口凸台平面的加工。在单件、小批量生产中常用标准麻花钻刃磨成锪钻使用。

2）锪孔加工方法

①柱形锪钻。主要用于锪圆柱形埋头孔，如图3.32（a）所示。

②锥形锪钻。锥形锪钻有60°、75°、90°、120°等几种。主要用于锪埋头铆钉孔和埋头螺钉孔，如图3.32（b）所示。

③端面锪钻。主要用来锪平孔口端面，也可用来锪平凸平面，如图3.32（c）所示。

图3.32　锪孔加工方法

注意事项

1.锪孔时，进给量是钻孔时的2～3倍，切削速度为钻孔时的1/3～1/2。应尽可能减小振动，以获得较小的表面粗糙度值。

2.若用标准麻花钻锪孔，应尽量选择较短的钻头，并修磨外缘处前刀面，以免出现扎刀。同时应磨出较小的后角，防止锪出多边形表面。

3.锪钢材料工件时，应加注切削液冷却润滑。

想一想

1.扩孔与锪孔的区别在何处？

2.如何将标准麻花钻刃磨成平底锪钻？

3.3.4　工件扩孔、锪孔加工工艺及评分标准

（1）准备工作

①仔细对照加工图要求和工件上的加工线，对扩孔、锪孔的加工位置心中有数。

②准备φ5 mm以上的锥形锪钻，或用标准麻花钻改磨成锥形锪钻。

③准备φ9.8 mm扩孔钻，或用标准麻花钻改磨成扩孔钻；准备φ20 mm柱形锪孔钻，或用标准麻花钻改磨成柱形锪孔钻。

④准备所需工量具、毛刷、冷却润滑液等。

（2）扩孔、锪孔加工工艺

①用旧标准麻花钻练习刃磨扩孔钻；120°锥形锪钻和平底锪钻。

②用φ9.8 mm标准麻花钻将6个φ7 mm孔扩大到φ9.8 mm。

③用φ5以上的120°锥形锪钻对φ9.8 mm、φ4.2 mm孔两端进行孔口倒角（有锪孔处只单面倒角）。

④用φ20 mm平底锪钻锪出4个φ20 mm深3 mm的沉孔。

（3）评分标准

表3.12为扩孔、锪孔评分标准。

表3.12　扩孔、锪孔评分标准

注：各项扣分扣完为止，不倒扣分。

想一想

锪孔时出现扎刀和振动的原因有哪些？

●自我总结与点评

1.自我评分，自我总结安全操作、文明生产情况；老师点评。

2.操作完毕，整理工作位置；清理干净钻床；整理好工、量具；搞好场地卫生；做好工、量具保养工作。

●思考练习题

1.扩孔钻与标准麻花钻在结构上有哪些不同？

2.扩孔时，切削用量与钻孔时有何区别？

3.锪孔钻的种类有哪些？其主要加工对象是什么？

4.锪孔时切削用量与钻孔时有何区别？

●技能训练题

按图3.28进行扩孔、锪孔技能训练。

3.4　铰 孔

3.4.1　学习目标

（1）知识目标

明确铰刀的结构及使用方法。

（2）技能目标

掌握铰孔的操作方法。

3.4.2　任务概述

本次任务是将6个φ9.8 mm孔铰削为φ10H7孔，并达到加工要求，如图3.33所示。

图3.33　铰孔工件图

3.4.3　相关知识

（1）概述

用铰刀对已加工孔进行精加工的操作称为铰孔。铰孔可达到的尺寸精度为IT9～IT7，表面粗糙度为Ra1.6 μm。因此，铰孔属于钳工孔加工中的精加工方法之一。

（2）铰削工具

1）铰刀的种类

2）铰刀的组成

铰刀由柄部、颈部和工作部分组成，如图3.35所示。柄部起被夹持和传递扭矩的作用。柄部

铰刀按使用方法不同可分为手用铰刀和机用铰刀，如图3.34所示。铰刀按切削部分材料不同，分为高速钢和硬质合金两种铰刀。机用铰刀也有锥柄和直柄两种，铰刀按外部形状又分为直槽铰刀、锥铰刀（图3.35）和螺旋槽铰刀（图3.36）。螺旋槽铰刀特别适用于铰削带有键槽的内孔。形状有锥、直和方榫形3种。工作部分由切削部分和校准部分组成。切削部分的前端是引导部分，起引导铰刀进入孔内的作用。一般手铰刀导向角κ=1°30′左右，机用铰刀导向角κ=45°。切削部分承担去除铰孔余量的工作。一般情况下铰刀前角为0°，后角为6°～8°，主偏角κr=12°～15°。校准部分的作用是导向、修光孔壁和确定孔径大小。为减小与孔壁的摩擦和孔径扩张量，一方面在刀齿上留出0.1～0.3 mm的刃带；另一方面将校准部分直径做成倒锥形。

图3.34　手用铰刀和机用铰刀

图3.35　锥铰刀

图3.36　螺旋槽铰刀

标准铰刀按直径公差分为1、2、3号，直径尺寸一般留有0.05～0.02 mm的研磨量。因此，铰刀直径需经研磨后，才能铰削出高精度的孔。

铰刀的刀齿数一般为4～8齿，为测量方便，多采用偶数齿。对于手用铰刀，采用不均匀分布刀齿，以减小振痕，有利于提高铰孔的质量。

3）铰杠

铰杠是扳转手用铰刀的工具，如图3.37所示。

想一想

1.怎样区分手用和机用铰刀？

2.新铰刀可以加工出高精度的孔吗？为什么？

3.手用铰刀采用均匀分布的刀齿，对孔加工质量有什么影响？

（3）铰削余量及操作要点

1）铰削余量

铰削余量是指上道工序（钻孔或扩孔）留下来的直径方向的余量。铰削余量必须适度。太大的铰削余量会使刀齿切削负荷增大，切削热增大，孔径易胀大，表面粗糙度值增大；太小的铰削余量，不能去除上道工序的加工痕迹，仍然达不到孔的加工精度要求。

选择铰削余量时，应从孔的加工精度、粗糙度、工件材料、孔径大小、上道工序孔的加工质量等因素综合考虑。用高速钢标准铰刀铰孔时，铰削余量见表3.13。

图3.37　铰杠

表3.13　铰削余量

对要求较高孔的铰削（如IT7，Ra1.6）其加工工艺可为：钻孔—扩孔—粗铰—精铰。

铰削IT9，Ra3.2的孔，加工工艺为：钻孔—扩孔—铰孔。

2）铰孔时的冷却润滑

铰孔时加冷却润滑液的目的是：冲掉切屑、散热和润滑。铰孔的冷却润滑液有乳化液、切削油等。铰孔时加注乳化液，铰出的孔径略小于铰刀尺寸，且表面粗糙度值较小；铰孔时加注切削油，铰出的孔径略大于铰刀尺寸，且表面粗糙度值较大；铰孔时不加冷却润滑液，铰出的孔径最大，且表面粗糙度值最大。

3）铰孔操作要点

在手工铰孔起铰时，可用右手通过铰孔轴线施加进刀压力，左手转动。正常铰削时，两手用力要均匀、平稳地旋转，同时适当加压，使铰刀均匀地进给，保证铰刀正确引进和获得较小的表面粗糙度，并避免孔口成喇叭形或孔径扩大。

3.4.4　工件铰削加工工艺及评分标准

（1）准备工作

①仔细对照加工图纸和毛坯，对要铰削的表面心中有数。

②准备好φ10h7的圆柱直铰刀、铰杠、冷却润滑液及测量工具。

（2）铰孔工艺

1）起铰

用右手抓住绞杠中部，把铰刀对准孔，尽量使铰刀与孔同轴。向下施加一定压力，同时与左手配合旋转铰杠，铰2～3圈后，进入正常铰削。

2）进铰

两手用力均匀、平衡，保持铰刀与孔同轴，不得有侧向用力，同时适当加压，使铰刀均匀进给。

3）退刀

铰削完成后，仍按相同方向旋转铰刀，同时慢慢用力向上抬铰杠，退出铰刀。

注意事项

1.铰刀铰孔或退出铰刀时，严禁铰刀反转，以防刃口磨钝及切屑嵌入刀具后面与孔壁间，将孔划伤。

2.要注意变换铰刀的停歇位置，以消除铰刀常在同一位置停歇造成的振痕。

3.铰削锥孔时，要经常用相配的锥销检查铰孔尺寸，当锥销自由插入其全长的80%～85%时，应停止铰孔。

4.铰削过程中要经常消除粘在铰刀齿上的积屑，若铰刀被卡住，不要用力扳转铰手，以防铰刀折断。应设法将铰刀取出，消除切屑。如有轻微磨损或崩刃，可用油石修研，然后加切削液缓慢进给铰削。

（3）评分标准

表3.14为铰孔评分标准。

表3.14　铰孔评分标准

注：各项扣分扣完为止，不倒扣分。

（4）铰孔时铰刀损坏的原因及废品分析

1）铰刀损坏的原因

铰削时，铰削用量选择不合理，操作不当等，都会引起铰刀过早地损坏。具体损坏形式见表3.15。

表3.15　铰刀损坏原因

2）铰孔时常见废品形式及产生原因

铰孔时，若铰刀质量不好，铰削用量选择不当，切削液使用不当，操作疏忽，等等，都会产生废品，具体情况见表3.16。

表3.16　铰孔时常见废品形式及产生原因

想一想

1.铰孔后孔壁表面粗糙度值超差的原因有哪些？

2.铰孔后孔径变大的原因有哪些？

●自我总结与点评

1.自我评分，自我总结安全操作、文明生产情况；老师点评。

2.操作完毕，整理工作位置；清理干净钳台；整理好工、量具；搞好场地卫生；做好工、量具保养工作。

●思考练习题

1.铰刀有哪些种类？

2.铰削余量为什么不宜太大或太小？

3.为什么要对铰刀进行研磨？

4.铰孔时的操作要领有哪些？

●技能训练题

按图3.33进行铰孔技能训练。

3.5　螺纹加工

3.5.1　学习目标

（1）知识目标

掌握攻丝前螺纹底孔直径和套丝前圆杆直径的确定方法。

（2）技能目标

掌握攻丝、套丝的基本技能和操作方法。

3.5.2　任务描述

本次任务是在4个φ4.2 mm孔中用丝锥加工出M5的螺纹孔，并达到加工要求，如图3.38所示。

图3.38　螺纹加工图

3.5.3　相关知识

（1）概述

螺纹加工包括内螺纹和外螺纹加工。用丝锥在孔中切削出内螺纹，称为攻丝。用板牙在圆杆上切削出外螺纹称为套丝。

（2）加工螺纹用工具

1）丝锥

丝锥是由高速钢、碳素工具钢或合金工具钢，经热处理淬硬而制成的。它由工作部分和柄部组成，如图3.39所示。

图3.39　丝锥

①工作部分。由切削部分和校准部分组成，如图3.39所示。

a.切削部分。有锋利的切削刃，主要起切削作用。丝锥前端磨出锥角，为切削时起着良好引导作用，切削也比较省力。在切削部分和校准部分沿轴向有几条直槽，称为容屑槽，主要起排屑作用和便于注入冷却润滑液。容屑槽形成了前角γ。标准丝锥的前角为γ=8°～10°，后角α=6°～8°，如图3.37A—A所示。

b.校准部分。主要确定螺纹孔的直径及修光螺纹，是丝锥的备磨部分，后角α=0°。

②柄部。有方榫，用来传递扭矩。规格标志也刻在柄部。

2）丝锥的种类

根据加工各种不同螺纹的要求，丝锥的种类很多。按加工方法分为手用丝锥，机用丝锥和管子丝锥等几种。按螺纹分为粗牙和细牙两类。

①手用丝锥。为修理钳工常用的切削内螺纹的工具，一般是两支组成一套，分为头锥，二锥，以分担切削量。M6以下和M24以上的丝锥还有3支一套的。在成套丝锥中，对每支丝锥的切削量分配有两种方式：锥形分配和柱形分配。一套锥形分配的丝锥中，每支丝锥的大径、中径和小径都相等，只是切削部分的切削角和长度不同。

一套柱形分配的丝锥中，如图3.40所示，每支丝锥的大径、中径和小径均不相等，以合理分担切削量。

图3.40　丝锥切削用量的分配

小直径丝锥，大都采用锥形分配切削量，如图3.38所示。较大的丝锥，如M12以上的丝锥，则采取柱形分配。因此，攻制较大直径的内螺纹，只有最后一支丝锥通过，才能得到完整的内螺纹。

②机用丝锥。机用丝锥有一支一套，也有两支一套的。切削部分后角大，α=10°～12°，而且定径（修光）部分也有后角，切削轻快。机用丝锥柄部较长，便于装夹在机床上。

③管子丝锥。是在管子接头，法兰盘等零件上攻制螺纹孔用的。管子丝锥有圆柱形和圆锥形两种。圆柱管螺纹丝锥工作部分较短，是两支一套的。圆锥管螺纹丝锥的直径是从头到尾逐渐增大的，而螺纹牙形始终与丝锥轴线垂直，以保证内外锥螺纹牙形两边保持良好的接触。这种丝锥，攻螺纹时切削量很大。

想一想

1.你能区分锥形、柱形分配法丝锥吗？

2.你能区分锥形分配法丝锥的头锥、二锥吗？

3）铰杠

铰杠是攻丝时，用来夹持和扳转丝锥的工具。分普通铰杠和丁字铰杠两类，如图3.41、图3.42所示。丝锥铰杠又为固定式和活动式两种，固定铰杠用于攻M5以下的螺孔；活动铰杠可调孔尺寸，应用较广。铰杠的规格用长度表示。活动铰杠常用150～600 mm共6种规格，使用时可根据丝锥大小参数，按表3.17选用。

表3.17　动铰杠适用范围

丁字铰杠适用于在高凸台旁或箱体内攻丝。丁字活动铰杠用于M6以下的丝锥，大尺寸丁字铰杠一般为固定的，通常是按需要制成专用的。

图3.41　普通铰杠

图3.42　丁字铰杠

4）板牙

①圆板牙，如图3.43所示。圆板牙就像一个圆螺母，其端面钻有几个孔，以形成切削刃和排屑。板牙两端的锥角（2φ）部分是切削部分，其表面是经过铲磨而成的阿基米德螺旋面，以形成后角（α=7°～9°）。锥角（2φ）一般为40°～50°。使用中，当一端切削部分磨损后，可使用另一端。板牙的中间一段是校准部分，也是套丝时的导向部分。圆板牙的前刀面为曲线形，因此前角大小沿着切削面变化，在小径处前角（γd）最大，大径处前角（γd0）最小，如图3.43所示。

M3.5以上的圆板牙，其外圆有4个紧定螺钉坑和一条V形槽。4个螺钉坑中有两个通过板牙中心，用作在板牙架上固定圆板牙并传递扭矩。过度磨损的板牙因校准部分螺纹尺寸变大而超出公差范围。为延长使用寿命，可用锯片砂轮沿V形槽切割出一条通槽，用板牙架上另两个紧定螺钉顶入板牙的两个偏心锥坑，使圆板牙的螺纹尺寸缩小。其调节的范围为0.1～0.25 mm。板牙架上的螺钉孔不偏心，圆板牙上偏心，其目的就是使螺钉与锥坑单边接触，以便拧紧时板牙尺寸缩小。如果在V形槽的开口处旋入螺钉，就能使板牙尺寸增大。

图3.43　板牙

图3.44　活动管子板牙

②活动管子板牙，它是4块为一组，使用时按编号顺序镶嵌在可调的管子板牙架中，就如同一个大的圆板牙，用来套管子的外螺纹，如图3.44所示。

5）板牙架

板牙架是用来装夹并扳转板牙的工具。分为管子圆板牙架，如图3.45（a）所示。固定式圆板牙架，如图3.45（b）所示。

（3）攻丝前底孔直径及孔深的确定

攻丝底孔直径可根据加工螺纹的大径和螺距，通过经验计算法和查表来确定。

图3.45　板牙架

表3.18所示为普通螺纹攻丝前钻底孔的钻头直径。

1）普通螺纹攻丝前钻底孔的钻头直径

按经验法公式计算：

加工钢和塑性较大的材料，底孔钻头直径 D钻=D-P

加工铸铁和塑性较小的材料，底孔钻头直径 D钻=D-（1.05～1.1）P

式中　D钻——底孔直径，mm；

D——螺纹大径，mm；

P——螺距，mm。

例3 在中碳钢和铸铁的工件上，分别攻制M12的螺纹，求攻丝底孔直径。

解：中碳钢属塑性较大的材料，故钻孔直径为：

D钻=D-P=12-1.75=10.25（mm）

铸铁属于脆性材料，故钻孔直径为：

D钻=D-1.1P=12-1.1×1.75=10.08（mm）

取系列值中碳钢为10.2 mm钻头，铸铁取10.1 mm钻头。

2）攻丝前底孔深度的确定

攻不通孔螺纹时，丝锥切削部分不能切削出完整的螺纹，可将螺纹底孔适当加深。一般取：钻孔深度=所需螺纹深度+0.7D式中 D——螺纹大径。

（4）套螺纹前圆杆直径的确定

套丝与攻丝一样，在切削过程中，其牙尖也要被挤高一些。所以，圆杆直径应比螺纹的大径稍小一些。套丝工作只在塑性材料上进行。

圆杆直径可用下列经验公式计算

式中　d杆——套丝前圆杆直径，mm；

d——螺纹大径，mm；

p——螺距，mm。

表3.18　普通螺纹攻丝前底孔的钻头直径

套丝前圆杆直径也可由表3.19查得。

表3.19　套丝前圆杆直径

续表

为了使板牙起套时，容易切入工件并作正确引导，圆杆端部要倒角。倒角要求如图3.46所示。

图3.46　圆杆端部倒角

想一想

套丝工作可在铸铁或脆性材料上进行吗？为什么？

（5）套螺纹的步骤及操作要领

1）工件夹持

套丝时，由于切削力矩较大，且工件成圆柱形。因此，钳口处要用V形垫铁或软金属板衬垫将圆杆夹紧、夹牢。同时，伸出钳口部分不要过长。

2）套丝操作要领

在套丝过程中，板牙端面应始终与圆杆中心线垂直，右手握住板牙架中部施加压力，左手保持垂直。套丝开始时，配合按顺时针旋转；或两手握住板牙架手柄（靠近中间部位握持），边加压力边旋转。每旋转1/2～1圈，再反转1/4～1/2圈，如图3.47所示。当板牙旋入丝杆切出3～4扣丝牙时，两手只用旋转力，使板牙自然旋进。

图3.47　套丝操作要领

注意事项

1.在套丝过程中，为了断屑，要注意经常旋转板牙倒转。

2.套丝中应适时地加冷却润滑液，一般用机油或浓度较高的乳化液；要求较高时，可选用菜油或二硫化钼。

3.5.4　工件螺纹加工工艺及评分标准

（1）准备工作

①仔细对照加工图纸和毛坯，对要进行螺纹加工的表面心中有数。

②准备好M5的丝锥、铰杠、冷却润滑液及测量工具。

（2）螺纹加工工艺

1）起攻

用头锥起攻，其操作如图3.48所示。用右手抓住铰杠中部，把丝锥对准孔，尽量使丝锥与孔同轴，向下施加一定压力，同时左手配合旋转铰杠，当丝锥切入1～2圈时，用直角尺在两个互相垂直的方向检查并校正，如图3.49所示。

2）进铰

确定丝锥没有歪斜后，用双手均匀用力旋转铰杠，同时略向下施加一定压力。

当丝锥的切削部分全部切入工件后，就不需向下施加压力，只需平稳地转动铰杠即可，如图3.50所示。

图3.48　起攻

图3.49　检查并校正

图3.50　进铰

3）退刀

当丝锥切削部分完全从螺孔中出来时，可进行退刀。双手握持铰杠反向旋转，退出丝锥。再用二锥攻螺纹，保证螺纹有良好的旋入性。

注意事项

1.攻丝时，每正向旋转1～2圈应反向回转半圈排屑，以免切屑堵塞使丝锥卡死。

2.攻丝时，应按头锥、二锥的顺序攻至标准尺寸，保证螺纹有良好的旋入性。

3.攻丝过程中，调换丝锥时要用手先旋入，直到不能再旋转时，才能用铰杠转动，以免损坏螺纹和产生乱牙。

4.攻不通孔时，可在丝锥上做标记，并经常退出丝锥排屑，防止切屑堵塞使丝锥折断或达不到深度要求。

5.在钢件或塑性、韧性较好的材料上攻丝时，应加切削液，以减小切削阻力，提高螺纹表面质量，延长丝锥使用寿命。一般钢件用机油、浓度较高的乳化液，质量要求较高的用菜油或二硫化钼；铸铁用煤油。

（3）评分标准

表3.20为螺纹加工评分标准。

表3.20　螺纹加工评分标准

续表

注：各项扣分扣完为止，不倒扣分。

（4）螺纹加工时的废品分析及损坏原因

表3.21为螺纹加工时的废品分析及损坏原因。

表3.21　螺纹加工时的废品分析及损坏原因

想一想

1.攻丝后螺孔出现烂牙的原因有哪些？

2.攻丝后螺纹出现歪斜的原因有哪些？

3.攻丝时，丝锥为什么会折断？

●自我总结与点评

1.自我评分，自我总结安全操作、文明生产情况；老师点评。

2.操作完毕，整理工作位置；清理干净钳台；整理好工、量具；搞好场地卫生；做好工、量具保养工作。

●思考练习题

1.丝锥由哪些部分组成？其结构特点及其作用是什么？

2.圆板牙各组成部分的名称、结构特点及作用是什么？

3.攻丝时，怎么样正确选择润滑液？

4.套丝圆杆直径为什么要比螺纹大径略小些？

5.螺杆端部在套丝前不倒角对加工有什么影响？

6.按要求回答问题：

（1）在钢件上攻M16的螺孔，并配制相应的螺杆，求钻孔直径和圆杆直径。

（2）在铸件上攻M12的螺孔，并配制相应的螺杆，求钻孔直径和圆杆直径。

●技能训练题

按图3.38进行螺纹加工技能训练。