金属切削-第七章孔加工刀具

第七章孔加工刀具孔加工的地位：孔加工占总机械加工量的三分之一，其中钻孔占25%。孔加工刀具特点：刀具结构尺寸受限制，刀具强度、刚度、容屑、排屑、润滑和冷却存在一定问题。孔加工刀具的分类：在实体材料上加工：麻花钻、中心钻、深孔钻。在已有孔上加工：扩孔钻、锪钻、铰刀、镗刀、内拉刀。本章主要介绍常用孔加工刀具的结构特点及其使用。

第一节麻花钻第二节深孔钻第三节扩孔钻,锪钻和镗刀第四节铰刀第五节孔加工复合刀具第六节圆拉刀

第一节麻花钻

麻花钻的加工特点：用于实体材料上钻孔，在孔加工中属于粗加工。IT13~IT11；Ra25~6.3um。钻孔直径范围：0.1~100mm。麻花钻的组成：麻花钻的结构参数：螺旋角实际上是假定工作平面内的前角，通常β=25°~32°。麻花钻切削部分组成及几何参数：麻花钻切削部分组成切削部分：两个前面两个后面，两个副后面两条主切削刃，两条副切削刃一条横刃麻花钻的几何角度基面和切削平面麻花钻几何角度顶角2Φ：切削刃长，单位切削刃上的负荷降低，刀尖角增大，散热好，刀具寿命长，轴向分力小，切削厚度小，切削变形大，切削扭矩大顶角小标准麻花钻2Φ=116°~118°

主偏角Kr：切削刃上各点主偏角不同，外径处的主偏角与顶角接近。前角γo：前角由外缘向中心逐渐减小+30°→－30°外缘处切削刃强度低，靠近中心处切削条件较差后角αo：刃磨后角时，由外缘向钻心逐渐增大改善横刃切削条件标准麻花钻的最外缘后角为8°~20°，大直径取小值刀刃各点楔角较为合理麻花钻前、后角的变化规律副后角αo’：副后面副后角横刃角度横刃斜角ψ：50°~55°横刃前角：－60°~－54°横刃后角：30°~36°横刃切削条件很差，严重挤压，增大进给力，影响加工精度麻花钻的钻削过程钻削要素切削速度每刃进给量背吃刀量钻削宽度钻削厚度高速钢钻头：切削铸铁20~25m/min切削钢15~30m/min进给量受钻头强度和刚度限制一般f=（0.01~0.02）d钻削力主切削刃横刃刃带进给力40%57%3%转矩80%8%12%钻削过程特点半封闭切削，排屑、热量传散及切削液浇注困难。钻头刚性、导向性差。钻头几何角度不尽合理，轴向力大。刃磨后，两切削刃难以对称，钻削时易产生摆动、引偏。钻孔质量差，钻头寿命低。麻花钻的改进麻花钻的修磨修磨主切削刃修磨横刃修磨刃带群钻其它钻头油孔钻蜗杆形麻花钻硬质合金钻头小直径大直径整体式焊接式镶片可转位浅孔钻

第二节深孔钻

深孔加工概述孔深与孔径之比（深径比）超过5的孔→深孔深径比为5~20的孔：直柄或锥柄超长麻花钻或蜗杆形麻花钻加工深径比大于20的深孔：专门的深孔加工刀具加工深孔加工的难点：刀具刚度低；排屑难；冷却润滑和导向困难。枪钻加工1~6mm深孔的唯一刀具加工直径1~35mm，深径比100~250的孔加工质量：IT10~IT8；Ra3.2~0.8um

直线度0.05mm/1000mm高速钢枪钻硬质合金枪钻

枪钻实物照片喷吸钻加工直径18~180mm，深径比16~50的孔加工质量：IT10~IT7；Ra3.2~0.8um

直线度0.1mm/1000mm

第三节扩孔钻、锪钻和镗刀

扩孔钻扩孔钻用于孔的半精加工或终加工，IT10~IT9，Ra6.3~3.2um无横刃，导向性好，刚度好锪钻镗刀单刃镗刀机夹式镗刀用于加工大直径的孔加工，IT8~IT6，Ra1.6~0.8um镗刀能够纠正孔的直线度误差，适合孔系加工。

微调镗刀双刃镗刀

第四节铰刀

铰削工艺特点铰孔是孔的精加工方法；可加工精度为IT7、IT6、IT5的孔；孔的表面粗糙度可控制在Ra1.6～0.2μm；铰刀是定尺寸刀具。

铰削用量铰削余量

粗铰余量为0.10mm～0.35

mm；精铰余量为0.04mm～0.06mm。切削速度和进给量铰削速度为1.5m/min

～

5m/min；铰削钢件时，进给量为0.3mm/r

～

2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.5mm/r

～

3mm/r。

铰刀的种类直柄机用铰刀锥柄机用铰刀手用铰刀可调节手用铰刀套式机用铰刀机用锥度铰刀手用锥度铰刀硬质合金锥柄机用铰刀锥柄机用铰刀铰刀的结构参数前角：0°~5°后角：8°~15°齿数z一般4～12个校准部留有0.05~0.4mm的棱边d0根据加工孔径确定：考虑扩张量或收缩量；铰刀制造公差；备磨量铰刀的结构参数：直径d0，齿数z，背前角，后角，主偏角

dmax——孔的上限尺寸；

dmin——孔的下限尺寸；

T——孔的公差；

domax——铰刀的最大直径；

pmax——孔的最大扩张量；

G——铰刀的制造公差；

domin——铰刀的最小直径；

H——铰刀的磨耗备量；

df——铰刀的报废尺寸；

pmin——孔的最小扩张量；扩孔铰刀直径和公差dmaxTHd0maxdmindfpmaxd0minpmindomax=dmax－pmaxdomin=dmax－pmax－Gdf=dmin－pminGHTP’maxP’mind0maxd0mindmindmaxdf缩孔

dmax——孔的上限尺寸；

dmin——孔的下限尺寸；

T——孔的公差；

domax——铰刀的最大直径；

p’min——孔的最小收缩量；

G——铰刀的制造公差；domin——铰刀的最小直径；

H——铰刀的磨耗备量；

df——铰刀的报废尺寸；

p’max——孔的最大收缩量；Gdomax=dmax＋p’mindomin=dmax＋p’min－Gdf=dmin＋p’max铰刀齿槽形式直槽：制造、刃磨、检验方便；孔轴向有凹口、键槽时不能正常切削。螺旋槽：切削平稳，振动小，刀具寿命高。轴向力和进给方向相同铰刀夹不牢，并产生自动进给而卡在孔中，所以切削用量要小。右旋适合加工盲孔左旋轴向分力指向柄部对加固有利适合加工通孔螺旋角的选择灰铸铁：7°~8°可锻铸铁、钢：12°~20°铝等轻合金：35°~45°硬质合金单刃铰刀第五节孔加工复合刀具概述：由两把或两把以上同类或不同类孔加工刀具组合而成的刀具称复合孔加工刀具复合钻复合扩孔钻复合铰刀复合镗刀钻－扩复合刀具钻－镗复合刀具钻－铰复合刀具钻－扩－铰复合刀具钻－扩－锪复合刀具

复合孔加工刀具的特点生产率高、各表面间相对位置精度高、工序集中。制造复杂，重磨、调整困难。1、要有足够的强度和刚度。2、合理选择切削用量切削速度按最大直径刀具选择。背吃刀量由相邻单刀的直径差来决定，不宜过大。进给量按最小尺寸的单刀来选定。3、要有足够大的容屑空间和排屑通道。4、刀具刃磨、调整要方便。尺寸小的采用整体式结构，刚性好，位置精度高，但制造、刃磨困难，寿命低。尺寸大的采用装配式结构，制造、刃磨较易，寿命高。5、尽量采用硬质合金可转位式结构。可避免焊接缺陷，延长寿命，缩短调刀时间，刀杆可重复使用。复合孔加工刀具设计的特点刀体材料采用合金钢，对同轴度要求高的刀具要做导向部分导向复合钻复合铰复合镗阶梯钻第六节圆拉刀拉削的工艺特点及应用：加工精度高，表面质量好。IT8～IT7，Ra3.2～0.8um刀具成本高，使用寿命长。生产率高。机床结构简单，只有一个运动。主要用于大量、成批生产。拉刀的结构与拉削方式拉刀的结构切削齿必开分屑槽齿距：相邻两齿间的轴向距离应满足3~8个同时工作齿数齿升量：相邻刀齿的半径差粗切齿—0.015~0.20mm精切齿—0.005~0.02mm，不小于0.005mm过渡齿—逐渐递减校准齿—等于零，修光校准前角：5°~18°后角：1°~3°刃带：0.1~0.4mm拉削方式拉削方式：拉刀逐齿从工件表面上切除加工余量的方式同廓分层式特点：可获得较高的表面质量。刀齿上的分屑槽造成切屑上有一加强筋，切屑卷曲困难。拉刀长度较长，降低了拉削生产率。拉刀成本高。分块式（轮切式）特点：切屑上无加强筋，切屑卷曲顺利。拉刀长度短，提高了拉削生产率。可拉削带硬皮的铸件、锻件。切削厚度大，在相同余量下，拉刀所需的