刀具第十三章

第13章孔加工刀具

13.1孔加工刀具的特点及分类

孔是常用到的表面。孔的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔等。这些加工方法可完成孔的不同精度和表面质量要求。孔加工分两大类：1、在实体材料上钻孔（扁钻、麻花钻、中心钻、深孔钻等）2、对已有孔进行再加工（扩孔钻、锪钻、铰刀、镗刀等）1.扁钻扁钻是结构最简单，使用最早的一种钻孔刀具。整体式扁钻主要用于小直径（Φ<12mm）孔的加工；装配式扁钻适于较大直径（Φ>38mm)孔加工。图13-1扁钻a)整体式b)装配式

2.麻花钻麻花钻是目前使用最多的孔加工刀具，加工精度为IT10~IT11，表面粗糙度Ra5.0~6.3μm。加工孔径范围0.1mm~80mm

。图13-2麻花钻

3.中心钻钻孔前，先打中心孔，有利于钻头的导向，防止钻头引偏；对于工序较长，加工精度要求较高的工件或刀具两端的孔多用带护锥的中心钻，避免60°定心锥面被破坏。图13-3中心钻4.深孔钻长径比大于20~100的深孔（如步枪的枪管、飞机发动机涡轮内轴上的孔、液压筒等），需要在专用设备或深孔加工机床上用深孔钻加工。深孔钻主要有枪钻、内排屑深孔钻、喷吸钻等。1）枪钻枪钻属于单刃外排屑深孔钻，因最早用于加工枪管而得名。常用来钻孔径φ3~φ20mm、长径比大于100的小深孔。加工精度IT10~IT8，表面粗糙度Ra3.2~0.8，孔直线性好。

图13-4枪钻（外排屑深孔钻）a)枪钻结构b)枪钻工作示意图

1内排屑深孔钻适于加工孔径φ12~φ120mm、长径比在100以内的深孔。加工精度可达IT9~IT7级，表面粗糙度Ra3.2~1.6图13-5BTA深孔钻结构及工作原理a)工作原理b)焊接式(直径为18.5~65mm

)c)可转位式(直径>65mm

)3）喷吸钻是20世纪60年代出现的另一种内排屑深孔钻，适于中等直径φ20~φ65mm的深孔加工。精度可达IT10~IT7级，表面粗糙度Ra3.2~0.8，孔的直线度可达0.1mm/1000mm图13-6喷吸钻1-工件2-夹爪3-中心架4-引导架5-导向管6-支持座7-联接套8-内管9-外管10-钻头5.扩孔钻加工精度可达IT9~IT10，表面粗糙度Ra6.3~3.2。直径10~32mm的扩孔钻做成整体的，直径25~80mm的做成套装的图13-7扩孔钻a)高速钢整体扩孔钻b)高速钢镶套式扩孔钻c)镶焊硬质合金刀片的套式扩孔钻6.锪钻在孔加工中，锪钻应用较广，它是专用于在已加工出的孔上加工各种沉头座孔和锪平端面凸台等，加工表面粗糙度可达Ra1.6~0.4。图13-8锪钻的类型a)带导柱平底锪钻b)带导柱锥面锪钻c)不带导柱锥面锪钻d)、e)内、外端面锪钻

8.镗刀镗刀可以安装在车床、铣床和镗床等机床上使用。镗孔的加工范围广，可以对不同直径和形状的孔进行粗、精加工，特别是加工一些大直径（孔径大于80mm）的孔，镗刀几乎是唯一的刀具。加工精度可达IT6~IT7，表面粗糙度达Ra6.3~0.8，最高可达Ra0.4。镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀两种结构形式。9.孔加工复合刀具孔加工复合刀具是由两把或两把以上同类或不同类的孔加工刀具组合而成的刀具

镗通孔镗盲孔图13-9单刃镗刀图13-10浮动镗刀图13-12不同类工艺复合刀具图13-11同类工艺复合刀具钻-扩复合钻-铰复合钻-镗复合钻-扩-铰复合钻-扩-锪复合

钻孔是指在实体材料上加工孔,属于粗加工。孔可在车床上加工，也可在钻床上加工。比较这两种钻孔方式的工作运动有何不同。钻孔使用的刀具为麻花钻。13.2麻花钻几何形状分析13.2.1麻花钻的结构及几何角度工作部分：切削部分——承担主要切削工作导向部分（导向、备磨）防止引偏颈部：联结作用（直径小钻头，可不要）尾部（柄部）：锥尾——大直径钻头柱尾——小直径钻头麻花钻结构车床上钻孔钻床上钻孔图13-13标准高速钢麻花钻结构

a、麻花钻结构b、切削部分组成c、钻心部分结构

图13-14麻花钻的切削部分和几何角度a)切削部分b)几何角度

13.2.2钻削过程

1、钻削三要素

（2）进给量f（mm/r）（3）背吃刀量ap

ap

=d/2υc=————（m/min）（1）切削速度πdn10002、钻削层参数（1）钻削厚度hD=f/2·sinφ（mm）（2）钻削宽度bD=————（mm）（3）每刃切削层横截面积AD=——（mm）d2sinφfd4图13-15钻削用量与切削层参数钻头的主切削刃、副切削刃、横刃分别会产生切削力Fo、F1、Fψ轴向力主要由横刃产生，扭矩主要由主切削刃上的切削力产生轴向力Fx

最大2钻削力图13-16钻削力3.钻削的工艺特点防止措施1）两个主切削刃磨对称2）预钻一个锥形坑定心3）利用钻模钻孔。4）钻前平端面2钻削热不易消散。加剧了钻头的磨损。1钻头容易引偏3排屑困难，切屑排出时会刮伤已加工表面。主要用于孔的粗加工。加工精度IT10以下，

Ra大于12.5μm。如1）螺栓联接孔、油孔等精度和表面质量要求不高的孔。

2）较高精度要求孔的预加工工序。3）攻螺纹的底孔。

D<12孔（台钻）、D<50孔（立钻）大型工件在摇臂钻床上加工4.钻削的应用13.3铰刀铰孔属于孔的精加工过程，尺寸精度IT9~IT6，Ra1.6~0.4μm。使用的刀具为铰刀。由于铰刀的安装为非刚性连接，在切削过程中由孔本身定位，不能纠正原有孔轴线偏斜等位置误差，所以在铰孔前，位置精度就应该达到图纸要求。

铰刀（手铰刀和机铰刀）★一般已知孔的直径、精度、粗糙度、材料设计铰刀★铰刀即可加工圆柱孔、又可加工圆锥孔a)直柄机用铰刀b)锥柄机用铰刀c)硬质合金锥柄机用铰刀d)手用铰刀e)可调节手用铰刀f)套式机用铰刀g)直柄莫式锥度铰刀h)手用1：50锥度销子铰刀铰削加工的特点：1）加工余量小，切削厚度薄，切削力小，切削速度低（v=0.0