单元六 孔加工

内孔表面也是零件上的主要表面之一，根据零件在机械产品中的作用不同，不同结构的内孔有不同的精度和表面质量要求。按照孔与其他零件的相对连接关系的不同，可分为配合孔与非配合孔；按其几何特征的不同，可分为通孔、盲孔、阶梯孔、锥孔等；按其几何形状不同，可分为圆孔，非圆孔等。 由于孔加工是对零件内表面的加工，对加工过程的观察、控制困难，加工难度要比外圆表面等开放型表面的加工大得多。孔的加工过程主要有以下几个方面的特点：

1）孔加工刀具多为定尺寸刀具，如钻头、铰刀等，刀具磨损造成的形状和尺寸的变化会直接影响被加工孔的精度。 2）由于受被加工孔尺寸的限制，切削速度很难提高，影响加工生产率和加工表面质量。 3）刀具的结构受孔尺寸的直径和长度的限制，刚性较差。 4）孔加工时，刀具一般是在半封闭的空间工作，切屑排除困难；冷却液难以进入加工区域，散热条件不好。

孔加工工艺范围 钻削：一般精度为IT13～IT10，表面粗糙度值为Ra=20～10um

§6-1 钻头和钻削加工 孔加工刀具按其用途一般分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具；另一类是对已有孔进行再加工的刀具。 §6-1 钻头和钻削加工 孔加工刀具按其用途一般分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具；另一类是对已有孔进行再加工的刀具。 一、麻花钻的结构 麻花钻是一种形状较复杂的双刃钻孔或扩孔的标准刀具。一般用于孔的粗加工（IT11以下精度及表面粗糙度Ra25—6.3um），也可用于加工攻丝、铰孔、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔。

标准麻花钻由3个部分组成：工作部份、柄部、颈部. 1、麻花钻的构造  标准麻花钻由3个部分组成：工作部份、柄部、颈部. 柄部是钻头的夹持部分，用于与机床联接，并传递扭矩和轴向力。按麻花钻直径的大小，分为直柄（小直径）和锥柄（大直径）两种。当钻头直径小于12mm时通常采用直柄(即圆柱柄)，大于12mm时则采用圆锥柄。工作时扁尾部分位于机床主轴孔的扁槽内，防止在机床主轴中转动，而且顶端还作为卸取的敲击部分。 颈部是工作部分和尾部间的过渡部分，供磨削时砂轮退刀和打印标记用，也是柄部与工作部分不同材料的焊接部位。 小直径的直柄钻头没有颈部。

工作部分是钻头的主要部分，前端为切削部分，承担主要的切削工作；后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后备部分。 (1)导向部分 钻头的导向部分由两条螺旋槽所形成的两螺旋形刃瓣组成，两刃瓣由钻芯连接。为减小两螺旋形刃瓣与已加工表面的摩擦，在两刃瓣上制出了两条螺旋棱边(称为刃带)，用以引导钻头并形成副切削刃；螺旋槽用以排屑和导入切削液，从而形成前面；导向部分的直径向柄部方向逐渐减小，形成倒锥，其倒锥量为(O．05～O．12)／lOOmm，类似于副偏角，以减小刃带与工件孔壁间的摩擦；钻芯直径(即与两槽底相切圆的直径)影响钻头的刚性和螺旋槽截面积。对标准麻花钻而言，为提高钻头的刚性，钻芯直径制成向钻柄方向增大的正锥，其正锥量一般为(1.4～2)／100mm。此外，导向部分也是切削部分的备磨部分。

(2)切削部分 钻头的切削部分由两个螺旋形前面、两个由刃磨得到的后面、两条刃带(副后面)、两条主切削刃、两条副切削刃(前面与刃带的交线)和一条横刃组成。 麻花钻可看成为两把内孔车刀组成的组合体。如图所示。而这两把内孔车刀必须有一实心部分——钻心将两者联成一个整体。钻心使两条主切削刃不能直接相交于轴心处，而相互错开，使钻心形成了独立的切削刃——横刃。因此麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃（如图所示）。麻花钻的钻心直径取为(0.125~0.15)do（do为钻头直径）。为了提高钻头的强度和刚度，把钻心做成正锥体，钻心从切削部分向尾部逐渐增大，其增大量每100mm长度上为1.4~2.0mm。

切削部分担负主要的切削工作，包含以下结构要素。 　　 前刀面：毗邻切削刃，是起排屑和容屑作用的螺旋槽表面。 　　 后刀面：位于工作部分前端，与工件加工表面(即孔底的锥面)相对的表面，其形状由刃磨方法决定，在麻花钻上一般为螺旋圆锥面。 副后刀面 副后刀面是与已加工表面(孔壁)相对的钻头外圆柱面上的窄棱面. 　　 主切削刃：前刀面与后刀面的交线。由于麻花钻前刀面与后刀面各有两个，所以主切削刃也有两条。

横刃:两个后刀面相交所形成的刀刃. 它位于切削部分的最前端,切削被加工孔的中心部分. 副切削刃:麻花钻前端外圆棱边与螺旋槽的交线 横刃:两个后刀面相交所形成的刀刃.它位于切削部分的最前端,切削被加工孔的中心部分. 副切削刃:麻花钻前端外圆棱边与螺旋槽的交线.显然,麻花钻上有两条副切削刃. 刀尖:两条主切削刃与副切削刃相交的交点.

二、钻削过程特点及钻削用量 1、钻削过程特点 钻削属于内表面加工，钻头的切削部分始终处于一种半封闭状态，切屑难以排出，而加工产生的热量又不能及时散发，导致切削区温度很高。浇注切削液虽然可以使切削条件有所改善，但由于切削区是在内部，切削液最先接触的是正在排出的热切屑，待其到达切削区时，温度已显著升高，冷却作用已不明显。钻头的直径尺寸受被加工工件的孔径所限制，为了便于排屑，一般在其上面开出两条较宽的螺旋槽，因此导致钻头本身的强度及刚度都比较差，而横刃的存在，使钻头定心性差，易引偏，孔径容易扩大，且加工后的表面质量差，生产效率低。因此，在钻削加工中，冷却、排屑和导向定心是三大突出而又必须重视的问题。尤其在深孔加工中，这些问题更为突出。

2、钻削用量 （1）钻削深度ap 它是钻头的半径,当孔径较大时,可采用钻—扩加工,这时钻头直径取孔径的70%左右. （2）进给量f和每刃进给量af 钻头（或工件）每转一转，钻头在进给方向相对于工件的位移量称进给量f(mm/r)。由于麻花钻有两个刀齿（即Z=2），故每个刀齿的进给量为af=f/2(mm/z)。小直径钻头进给量主要受钻头的刚性或强度限制,大直径钻头受机床进给机构动力及工艺系统刚性限制.普通麻花钻进给量可按经验公式f=(0.01～0.02)d选择. 式中 d——钻头直径,单位为mm. 直径小于3～5mm的小钻头,一般用手动进给. （3）钻削速度Vc 钻削速度指钻头外径处的主运动线速度（m/min）

§6-2 铰刀和铰削加工 铰孔之前，被加工孔一般需经过钻孔或经过钻、扩孔加工。 一、铰削过程特点 1、铰刀的结构 §6-2 铰刀和铰削加工 铰孔之前，被加工孔一般需经过钻孔或经过钻、扩孔加工。 一、铰削过程特点 1、铰刀的结构 铰刀用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰刀齿数多（6—12个），导向性好，芯部直径大，刚性好。铰削余量小，切削速度低，加上切削过程中的挤压作用，所以能获得较高的加工精度（IT6—IT8）和较好的表面质量（Ra1.6—Ra0.4um）。铰刀分为手用铰刀和机用铰刀两类。手用铰刀又分为整体式和可调式，机用铰刀分带柄的和套式。加工锥孔用的铰刀称为锥度铰刀。

铰刀的基本结构如图所示

它由柄部、颈部和工作部分组成，工作部分包括切削部分和校准部分，切削部分用于切除加工余量；校准部分起导向、校准与修光作用。铰刀切削部分呈锥行，其锥角κr的大小主要影响被加工孔的质量和铰削时轴向力的大小。对于手用铰刀，为了减小轴向力，提高导向性，一般取κr=30´—1°30´；对于机用铰刀，为提高切削效率，一般加工钢件时，κr=12°—15°；加工铸铁件时，κr=3°—5°；加工盲孔时，κr=45°。由于铰削余量很小，切屑很薄，故铰刀的前角作用不大，为了制造和刃磨方便，一般取0°。铰刀的切削部分为尖齿，后角一般为6°—10°。而校准部分应留有宽0.2—0.4mm、后角0°的棱边，以保证铰刀有良好的导向与修光作用。

铰刀的直径是指铰刀圆柱校准部分的刀齿直径，它直接影响到被加工孔的尺寸精度、铰刀的制造成本及使用寿命。 2、铰削过程特点 铰刀的直径是指铰刀圆柱校准部分的刀齿直径，它直接影响到被加工孔的尺寸精度、铰刀的制造成本及使用寿命。 （1）铰削的加工余量一般小于0.1mm，铰刀的主偏角Kr一般小于45度，因此铰削时切削厚度ac很小，约0.01~0.03mm。 （2）铰削过程所采用的切削速度一般都较低，因而切削变形较大。 （3）在切削液润滑作用下，切削刃的钝圆部分只在加工表面上润滑，使工件表面受到熨压作用，熨压后已加工表面发生弹性恢复。

铰孔时，应根据工件材料、结构和铰削余量的大小，综合分析决定切削液的使用。 二、铰刀的结构参数 1、直径及公差 铰刀是定尺寸刀具，直径及其公差的选取主要取决于被加工孔的直径及其精度。同时，也要考虑铰刀的使用寿命和制造成本。 铰刀的公称直径是指校准部份的圆柱部份直径，它应等于被加工孔的基本尺寸，而其公差则与被铰削孔的公差、铰刀的制造公差、铰刀磨耗量和铰削过程中孔径的变形性质有关。

（1）加工后孔径扩大 铰孔时，由于机床主轴间隙产生的径向圆跳动、铰刀刀齿的径向圆跳动、铰孔余量不均匀而引起的颤动、铰刀的安装偏差、切削液和积屑瘤等因素的影响，会使孔径扩大。 （2）加工后孔径缩小 铰削力较大或工件孔壁较薄时，由于工件的弹性变形或热变形的恢复，铰孔后孔径常会缩小。 2、齿数Z及槽形 铰刀的齿数一般为4~12个齿。齿数多，则导向性好，刀齿负荷轻，铰孔质量高，但齿数过多，会降低铰刀刀齿强度和减小容屑空间，故通常根据直径和工件材料性质选取铰刀齿数。

铰刀的齿槽形式有直线型、折线型和圆弧型三种。 铰刀的齿槽方向有直槽和螺旋槽两种。 铰刀刀齿沿圆周可以等齿距分布或不等齿距分布。等齿距分布制造简单，得到广泛应用；不等齿距分布切削时可减少周期性振动。为便于铰刀制造，铰刀一般取等齿距分布。另外，铰刀直径小于20mm时，采用直线齿背；铰刀直径大于20mm时，采用圆弧齿背。 为改善排屑条件，提高铰孔质量，铰刀齿槽常做成左旋螺旋槽，螺旋角取3°～5°。为便于制造与刃磨，也可取直槽，槽形如同尖齿铣刀容屑槽的形状，用单面角度铣刀铣削而成。

§6-3 镗刀和镗削加工 镗削加工是用镗刀对已有孔进行加工的一种方法 （一）镗削的特点与工艺范围 1．镗削的特点 §6-3 镗刀和镗削加工 镗削加工是用镗刀对已有孔进行加工的一种方法 （一）镗削的特点与工艺范围 1．镗削的特点 （1）镗削加工灵活性大，适应性强。 （2）镗削加工操作技术要求高。 （3）镗刀结构简单，刃磨方便，成本低。 （4）镗孔可修正上一工序所产生的孔的轴线位置误差，保证孔的位置精度。

2．镗削的工艺范围 镗削加工的工艺范围较广，它可以镗削单孔或孔系，锪、铣平面，镗盲孔及镗端面等，如图所示。机座、箱体、支架等外形复杂的大型工件上直径较大的孔，特别是有位置精度要求的孔系，常在镗床上利用坐标装置和镗模加工。镗孔精度为IT7～IT6级，孔距精度可达0.015mm,表面粗糙度值Ra为1.6～0.8μm。 利用镗床还可以切槽、车螺纹、镗锥孔和加工球面等。

（三）镗刀 (二）镗刀 镗刀是指在镗床上用以镗孔的刀具。 1．常用镗刀的类型、结构和特点 （1）单刃镗刀 图a所示的单刃镗刀为镗盲孔用的盲孔镗刀， 图8b所示的单刃镗刀为镗通孔用的通孔镗刀。 （2）双刃镗刀 双刃镗刀就是镗刀的两端有一对对称的切削刃同时 参与切削，切削时可以消除径向切削力对镗杆的影响，工件孔 径的尺寸精度由镗刀来保证。双刃镗刀分为固定式和浮动式两 种。固定式镗刀块及其安装如图6-12所示。 浮动式镗刀结构如图6-13所示。其镗刀块以间隙配合装入镗杆的方 孔中，无需夹紧，而是靠切削时作用于两侧切削刃上的切削力来自 动平衡定位，因而能自动补偿由于镗刀块安装误差和镗杆径向圆跳 动所产生的加工误差。用该镗刀加工出的孔径精度可达IT7～IT6 表面粗糙度Ra为1.6～0.4μm。缺点是无法纠正孔的直线度误差和相 互位置误差。

1．常用镗刀的类 型、结构和特点 （1）单刃镗刀 图a所示的单刃镗刀为镗通孔用的通孔镗刀。 图b所示的单刃镗刀为镗盲孔用的盲孔镗刀。

（2）双刃镗刀 双刃镗刀就是镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参与切削，切削时可以消除径向切削力对镗杆的影响，工件孔径的尺寸精度由镗刀来保证。双刃镗刀分为固定式和浮动式两种。固定式镗刀块及其安装如图所示。

浮动式镗刀结构所示。其镗刀块以间隙配合装入镗杆的方孔中，无需夹紧，而是靠切削时作用于两侧切削刃上的切削力来自动平衡定位，因而能自动补偿由于镗刀块安装误差和镗杆径向圆跳动所产生的加工误差。用该镗刀加工出的孔径精度可达IT7～IT6表面粗糙度Ra为1.6～0.4μm。缺点是无法纠正孔的直线度误差和相互位置误差。

（三）镗削加工方法 1．单一表面的加工 卧式镗床可根据加工情况不同，实现如图所示的几种典型加工方式。 2．孔系加工 （1）镗同轴孔系 1）导向法 2）找正法

1．单一表面的加工 卧式镗床可根据加工情况不同，实现几种典型加工方式。

1）导向法 单件小批生产时，箱体上的孔系一般在通用机床上加工。 利用已有孔做支承导向 当箱体前壁上的孔加工完毕，可在孔内装一导向套，以支承和引导镗杆加工后面的孔，来保证两孔的同轴度。此法适用于箱壁相距较近的同轴孔加工

利用镗床后立柱支承架支承镗杆 用于大型箱体孔系的加工采用掉头镗当箱壁相距较远时，宜采用掉头镗。

图a所示为镗孔前用装在镗杆上的百分表对箱体上与所镗孔轴线平行的工艺基面进行校正，使其与镗杆轴线平行，然后调整主轴位置加工箱体A壁上的孔。图b所示为镗孔后工作台回转180°，重新校正工艺基面对镗杆轴线的平行度，再以工艺基面为统一测量基准，调整主轴位置，使镗杆轴线与A壁上孔轴线重合，即可加工箱体B壁上的孔。

如图所示，工件装夹在镗模上，镗杆支承在前后镗套的导向孔中，由镗套引导镗杆在 （2）镗模法 在成批大量生产中，一般采用专用镗床夹具（镗模）加工，其同轴度由镗模保证 如图所示，工件装夹在镗模上，镗杆支承在前后镗套的导向孔中，由镗套引导镗杆在 工件的正确位置上镗孔。用镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动夹头浮动连接，保证孔 系的加工精度不受机床精度的影响。

（3）量块心轴找正法 如图所示，将精密心轴分别插入镗床主轴孔和已加工孔中，然后组合一定尺寸的量块来找正主轴的位置。适用于单件小批生产。

§6-4 镗床和钻床 一、镗床 1、应用：镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大，精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求较高的孔，如箱体上的孔。 2.运动分析：主运动为镗刀的旋转运动，进给运动为镗刀或工件的移动。

3.分类： a.卧式镗床 是镗床中应用最广泛的一种。它主要是孔加工，镗孔精度可达IT7，表面粗糙度Ra值为1.6-0.8um.卧式镗床的主参数为主轴直径。 卧式镗床因其工艺范围非常广泛和加工精度高而得到普遍应用。卧式镗床除了镗孔以外，还可车端面、铣端面、车外圆、车螺纹等，零件可在一次安装中完成大量的加工工序，而且其加工精度比钻床和一般的车床、铣床高，因此特别适合加工大型、复杂的箱体类零件上精度要求较高的孔系及端面。

1 —主轴箱 2 —立柱 3 —主轴 4 —平旋盘 5 —工作台 6 —上滑座 7 —下滑座 8 —导轨 9 —后支架 10 —后立柱

图为卧式镗床的外形图。卧式镗床由床身、主轴箱、工作台、平旋盘和前、后立柱等。在主轴箱中，装有主轴部件、主运动和进给运动变速机构以及操纵机构。根据加工情况不同，刀具可以装在镗杆主轴 3 上或平旋盘 4 上。加工时，当刀具装在镗杆主轴 3 上时，镗轴 3 既可旋转完成主运动，又可沿轴向移动完成进给运动；当刀具装在平旋盘 4 上时，平旋盘只能作旋转主运动；当刀具装在平旋盘 4 的径向刀架上时，径向刀架可带着刀具作径向进给运动，以车削端面。（P143图6-20）主轴箱 1 可沿前立柱 2 的导轨上下移动进行调位或进给。工件安装在工作台 5 上，可与工作台一起左右移动。 下滑座 7 或上滑座 6 作纵向或横向运动。工作台还可绕上滑座的圆导轨在水平面内转位，以便加工互相成一定角度的平面或孔。装在后立柱 10 上的后支架 9 ，用于支撑较长的镗杆，以增加刚性，后支架可沿后立柱上的导轨与主轴箱同步升降，以保持其支撑孔与镗轴在同一轴线上。后立柱可沿床身 8 的导轨左右移动，以适应镗杆不同长度的需要。这种情况在加工箱体类零件和较大的支架类零件时是其他机床不容易实现的。    

综上所述，卧式镗床具有下列工作运动：镗杆的旋转主运动、平旋盘的旋转主运动、镗杆的轴向进给运动、主轴箱垂直进给运动、工作台纵向进给运动、工作台横向进给运动、平旋盘径向刀架进给运动。    卧式镗床的辅助运动有主轴箱、工作台在进给方向上的快速调位运动、后立柱的纵向调位运动、后支架的垂直调位运动、工作台的转位运动。这些辅助运动由快速电机传动。 卧式镗床能完成的主要工作：

卧式镗床的工艺范围非常广泛，典型加工方法如图所示。 （1） 利用装在镗轴上的悬伸刀杆镗刀镗孔； （2）    利用后立柱支承长刀杆镗刀镗削同一轴线上的孔 （3）    利用装在平旋盘上的悬伸刀杆镗刀镗削大直径孔 （4）    利用装在镗轴上的端铣刀铣平面 （5）    利用装在平旋盘刀具溜板上的车刀车内沟槽和端面

坐标镗床的工艺范围很广，除镗孔、钻孔、扩孔、铰孔、精铣平面和沟槽外，还可进行精密划线和刻线，以及孔距和直线尺寸的精密测量等工作。 b.坐标镗床：坐标镗床是一种高精度级机床，它具有测量坐标位置的精密测量装置，能实现工件和刀具的精密定位。而且这种机床的主要零部件的制造和装配精度很高，并有良好的刚性和抗震性。所以它主要用来镗削精密的孔（ IT5 级或更高）和位置精度要求很高的孔系（定位精度达 0.002 ～ 0.01 ），如钻模、镗模等精密孔。也可用于成批生产时对各类箱体、缸体和机体的精密孔系进行加工     坐标镗床的工艺范围很广，除镗孔、钻孔、扩孔、铰孔、精铣平面和沟槽外，还可进行精密划线和刻线，以及孔距和直线尺寸的精密测量等工作。

卧式单柱坐标镗床 1—下滑座 2—上滑座 3—工作台 4—立柱 5—主轴箱 6—床身 卧式单柱坐标镗床 1—下滑座 2—上滑座 3—工作台 4—立柱 5—主轴箱 6—床身

立式双柱坐标镗床 1—横梁 2—主轴箱 3—立柱 4—工作台 5—床身 立式双柱坐标镗床 1—横梁 2—主轴箱 3—立柱 4—工作台 5—床身

c.金刚镗床：金刚镗床是一种高速精密镗床，因以前采用金刚石镗刀而得名。现在已大量采用硬质合金刀具。这种机床的特点是切削速度很高（加工钢件 v ＝ 1.7 ～ 3.3m／s ，加工有色合金件 v ＝ 5 ～ 25m／s ），而背吃刀量 ( 切削深度 ) 和进给量极小 ( 背吃刀量一般不超过 0.1mm ，进给量一般为 0.01 ～ 0.14mm／r) ，因此可以获得很高的加工精度（孔径精度一般为 IT6 ～ IT7 级，圆度不大于 3 ～ 5 μ m ）和表面质量 ( 表面粗糙度一般为 0.08 μ m ＜ R a ≤ 1.25 μ m ＝。金刚镗床常用于在成批生产、大量生产中加工有色金属零件上的精密孔。

单面卧式金刚镗床 1—主轴箱 2—主轴 3—工作台 4—床身 单面卧式金刚镗床 1—主轴箱 2—主轴 3—工作台 4—床身

图 是单面卧式金刚镗床的外形图。机床的主轴箱 1 固定在床身 4 上，主轴 2 高速旋转带动镗刀作主运动。工件通过夹具安装在工作台 3 上，工作台沿床身导轨作平稳的低速纵向移动以实现进给运动。工作台一般为液压驱动，可实现半自动循环。     主轴组件是金刚镗床的关键部件，它的性能好坏，在很大程度上决定着机床的加工质量。这类机床的主轴短而粗，在镗杆的端部设有消振器；主轴采用精密的角接触球轴承或静压轴承支承，并由电动机经皮带直接传动主轴旋转，可保证主轴组件准确平稳地运转。     金刚镗床的种类很多，按其布局形式可分为单面、双面和多面的，按其主轴的位置可分为立式、卧式和倾斜式；按主轴的数目可分为单轴、双轴及多轴的。

二、钻床 1、应用：钻床是用钻头在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较小，精度要求不太高的孔。可完成钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作。 2、运动分析：工件固定，刀具作旋转主运动，同时沿轴向作进给运动。 3、钻床的主参数：最大钻孔直径

4、分类：钻床的主要类型有台式钻床，立式钻床摇臂钻床，深孔钻床等。 立式钻床 立式钻床是一种将主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。立式钻床又分为圆柱立式钻床、方柱立式钻床和可调多轴立式钻床三个系列。其主轴是垂直布置的，在水平方向上的位置固定不动 必须通过工件的移动，找正被加工孔的位置。 立式钻床的自动化程度一般均较低，故常用于单件、小批生产中加工中小型工件。在大批大量生产中通常为组合钻床所代替。 摇臂钻床 摇臂钻床是一种摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱又可在摇臂上作水平移动的钻床。 由此主轴很容易地被调整到所需的加工位置上，这就为在单件、小批生产中，加工大而重的工件上的孔带来了很大的方便。在大型工件上钻孔，希望工件不动，钻床主轴能任意调整其位置。这就需用摇臂钻床。 深孔钻床 深孔钻床是专门用来加工深孔（5~10的孔）的专门化机床。主要用于枪筒炮筒等的深孔加工。 目前已发展出三种深孔钻系统，它们是喷吸钻（双管系统）、单管钻和枪钻系统。

摇臂钻床主要由内立柱，外立柱，摇臂，主轴箱，和底座等部分组成。主轴箱装在摇臂上，可沿外立柱上下移动，以适应加工不同高度工件的要求。此外，摇臂还可以随外立柱绕内立柱在180`范围回转，因此主轴很容易调整到所需要的加工位置。为了使主轴在加工时保持确定的位置，摇臂钻床还具有立柱，摇臂及主轴箱的夹紧机构，当主轴的位置调整确定后，可以快速将它们夹紧。

§6-5 钻削夹具和镗床夹具 一、钻削夹具 钻夹具（俗称钻模）是用来在钻床上钻孔、扩孔、铰孔的机床夹具，通过钻套引导刀具进行加工是钻模的主要特点。钻削时，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度来保证，而孔的位置精度则由钻套在夹具上相对于定位元件的位置精度来确定。

（一）钻夹具的类型及结构特点 　　钻夹具的结构形式主要决定于工件被加工孔的分布位置情况，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在几个不同表面上、或分布在同一圆周上，还有的是单孔等等。因此钻模的结构形式很多，常用的有以下几种： 　　1.固定式钻模 　　如图所示，这种钻模在使用时被固定在钻床工作台上，主要用在立式钻床上加工较大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。如果在立式钻床上使用固定式钻模加工平行孔系，则需要在机床主轴上安装多轴传动头.在立式钻床工作台上安装钻模时，首先用装在主轴上的钻头（精度要求较高时可用心轴）插入钻套内，以校正钻模的位置，然后将其固定。这样既可减少钻套的磨损，又可保证孔的位置精度。 　　图所示的固定式钻模，工件以其端面和键槽与钻模上的定位法兰3及键4相接触而定位。转动螺母9使螺杆2向右移动时，通过钩形开口垫圈1将工件夹紧。松开螺母9，螺杆2在弹簧的作用下向左移，钩形开口垫圈1松开并绕螺钉摆下即可卸下工件。

2.回转式钻模 回转式钻模用于加工同一圆周上的平行孔系或分布在圆周上的径向孔系。这类钻模上应设置回转分度装置或与通用回转台配套使用，因通用回转台的结构已标准化，故多数情况下只需设计专用的工作夹具与其配套后使用，特殊情况时才设计带有专门回转分度装置的回转式钻模。

立轴回转式钻模

如图是用来加工套筒圆柱面上四个径向小孔的翻转式钻模。 3.翻转式钻模 这类钻模主要用于加工小型工件分布在不同表面上的小孔。其结构简单，在使用过程中需人工进行翻转，即加工完一个面上的孔后，工件随同夹具翻转一定角度，接着加工其它面上的孔。由于此类夹具需经常翻转，又不固定在钻床工作台上，所以夹具连同工件的重量不能太重（一般限于8～10kg），加工的孔一般不大于Ф10mm。并注意钻模翻转后安放的平稳性及切屑的清除。 如图是用来加工套筒圆柱面上四个径向小孔的翻转式钻模。

用来加工套筒圆柱面上四个径向小孔的翻转式钻模。

4.盖板式钻模 这类钻模没有夹具体，常用于在大型工件上加工多个平行小孔。一般情况下，钻模板上除了钻套外，还装有定位元件和夹紧装置，加工时只要将它覆盖在工件上即可。如图所示为加工车床溜板箱上多个小孔的盖板式钻模。 5.滑柱式钻模 滑柱式钻模一般由夹具体、滑柱、升降钻模板和锁紧机构等组成，其结构已通用化和规格化，通用部分主要是夹具体和钻模板。这类夹具在生产中使用较广，但钻孔的垂直度和孔距精度不太高。

加工车床溜板箱上多个小孔的盖板式钻模

二、钻床夹具的结构特点 1.钻套 钻套是钻模的特有元件，其作用是确定刀具与夹具的相互位置，引导钻头、扩孔钻或铰刀，以防止加工过程中偏斜和提高工艺系统的刚度，从而保证被加工孔的位置精度。其结构有以下四种类型。 （1）固定钻套 主要用于中小批量生产中。结构形状和装配要求如图所示，其中，图a所示为无肩钻套，图b所示为带肩钻套，如果需用钻套台肩下端面作装配基面，或者钻模板较薄以及需要防止钻模板上切屑等杂物进入钻套孔内时，常采用带肩钻套。钻套与钻模板的配合一般选用H7/n6或H7/r6。这种钻套钻孔位置精度较高，结构简单，但磨损后不易更换。

图a所示为无肩钻套，图b所示为带肩钻套，如果需用钻套台肩下端面作装配基面，或者钻模板较薄以及需要防止钻模板上切屑等杂物进入钻套孔内时，常采用带肩钻套

（2）可换钻套 主要用于大批量生产中。当钻套磨损后，为更换钻套方便，常采用结构形状和装配要求如图所示的可换钻套。为避免更换钻套时钻模板磨损，钻套与钻模板之间加一衬套，并用螺钉固定钻套。 （3）快换钻套 当被加工孔需要依次进行钻、扩、铰孔或加工台阶孔、攻螺纹等多工步加工时，应采用快换钻套，以便迅速更换不同内径的钻套。其结构形状和装配要求如图所示。 （4）特殊钻套 如果受工件的形状或加工孔位置的分布等限制不能采用上述标准钻套时，可根据需要设计特殊结构的钻套。如P135图6.21所示为几种特殊钻套的结构形式。

可换钻套

快换钻套

特殊钻套

2.钻模板 用于安装钻套的钻模板，按其与夹具体联接方式的不同，可分为以下几种类型： （1）固定式钻模板 如图所示，固定式钻模板与夹具体铸成一体或用螺钉和销钉与夹具体联接在一起，也可把钻模板焊接在夹具体或支架上。其结构简单，钻孔精度高。但要注意不妨碍工件的装卸。 （2）铰链式钻模板 当钻模板妨碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹、锪孔等时，可采用如图所示的铰链式钻模板。由于铰链销、孔之间存在配合间隙，其加工精度比采用固定式钻模板低，所以用于钻孔位置精度不高的场合。铰链式钻模板工作时其位置是固定的，因此，需从结构上考虑定位和夹紧的要求。 （3）可卸式钻模板 如图所示，钻模板以两孔在夹具体上的圆柱销3和削边销4上定位，并用铰链螺栓将钻模板和工件一起夹紧。加工完一件后，将钻模板卸下，才能装卸工件。此类钻模板装卸费时费力，钻套的位置精度较低，故一般多在使用其它类型钻模板不便于装夹工件时才采用。

如图所示，固定式钻模板与夹具体铸成一体或用螺钉和销钉与夹具体联接在一起，也可把钻模板焊接在夹具体或支架上。

当钻模板妨碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹、锪孔等时，可采用如图所示的铰链式钻模板。

二、镗床夹具 镗床夹具也称镗模，主要用于加工箱体、支座等零件上的孔或孔系，保证孔的尺寸精度、几何形状精度、孔距和孔的位置精度。 镗床夹具的主要类型与特点 镗床夹具也称镗模，主要用于加工箱体、支座等零件上的孔或孔系，保证孔的尺寸精度、几何形状精度、孔距和孔的位置精度。 1.单支承引导 镗杆在镗模中只用一个位于刀具前面或后面的镗套引导。镗杆与机床主轴采用刚性联结，并应保证镗套中心线与主轴轴线重合。此时，机床主轴的回转精度会影响镗孔精度。此种镗模适于加工短孔和小孔。 如图a所示为单支承前引导。主要用于D>60mm，l/D<1的通孔。图b为单支承后引导。主要用于镗削D<60mm的通孔或盲孔。

2.双支承引导 镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗孔的位置精度决定于镗套的位置精度。镗套有两种布置方式，如图所示。图a为两个镗套布置在工件的前后，用于加工孔径较大、l/D>1.5的孔，或一组同轴线的孔，而且孔本身和孔间距离精度要求很高的场合。 这种结构缺点是：镗杆过长，刀具装卸不便。当镗套间距L>10d时，应增加中间引导支承，提高镗杆刚度。图b为双支承后引导。受加工条件限制，不能使用前后双引导结构时，可在刀具后方布置两个镗套。

镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗孔的位置精度决定于镗套的位置精度。镗套有两种布置方式，如图所示。

3.无支承镗模 当工件在刚性好、精度高的坐标镗床、加工中心或金刚镗床上镗孔时，夹具不设置镗套，被加工孔的尺寸精度和位置精度由机床精度保证。

三、镗模的结构特点 1.镗套 ：镗套结构分为固定式和回转式两种。 （1）固定式镗套 在镗孔过程中不随镗杆转动的镗套，结构与快换钻套相同。如图a所示为带有压配式油杯的镗套，内孔开有油槽，加工时可适当提高切削速度。由于镗杆在镗套内回转和轴向移动，镗套容易磨损，故不带油杯的镗套只适于低速切削。 （2）回转式镗套 在镗孔过程中，镗套随镗杆一起转动，特别适用于高速镗削。如图 b、c、d所示，其中图b为滑动回转式镗套。内孔带键槽，镗杆上的键带动镗套回转，有较高的回转精度和较好的减振性，结构尺寸小，需充分润滑。图c、d为滚动式回转镗套，分别用于立式和卧式镗孔。其转动灵活，允许的切削速度高，但其径向尺寸较大，回转精度低。如需减小径向尺寸，可采用滚针轴承。

2.支架和底座 镗模支架和底座为铸铁，常分开制造，这样便于加工、装配和时效处理。它们要有足够的强度和刚度，以保证加工过程的稳定性。尽量避免采用焊接结构，宜采用螺钉和销钉刚性联接。支架在使用中不允许承受夹紧力。在底座面对操作者一侧应加工有一窄长平面，以便将镗模安装于工作台上时用于作找正基面。底座上应设置适当数目的耳座，以保证镗模在机床工作台上安装牢固可靠。还应有起吊环，以便于搬运。