第八章扩孔钻、锪

第八章扩孔钻、锪钻镗刀铰刀和复合孔加工刀具孔加工刀具的种类及用途

在工件实体材料上钻孔或扩大已有孔的刀具统称为孔加工刀具。孔加工刀具种类很多。按其用途可分为在实体材料上加工孔用刀具和对已有孔加工用刀具。1．中心钻主要用于加工轴类零件的中心孔，根据其结构特点分为无护锥中心钻（见图7.1a）和带护锥中心钻（见图7.1b）两种。2.麻花钻对已有孔加工用刀具

1．铰刀：2．镗刀3．扩孔钻4．锪钻单刃镗刀

第一节扩孔钻、锪钻和镗刀1．扩孔钻⑴用途：用于铰或磨前的预加工或毛坯孔的扩大

⑵结构特点及优点外形与麻花钻相类似。通常有三四个刃带，没有横刃，前角和后角沿切削刃的变化小，故加工时导向效果好，轴向抗力小，切削条件优于钻孔。另外，扩孔钻主切削刃较短，容屑槽浅；刀齿数目多，钻芯粗壮，刚度强，切削过程平稳。再加上扩孔余量小。因此，扩孔时可采用较大的切削用量⑶结构形式见图a高速钢整体式b镶齿套式c硬质合金可转位式

(扩孔钻)4．锪钻锪钻用于在孔的端面上加工圆柱形沉头孔（图a）、锥形沉头孔（b）或凸台表面（图c）。3．镗刀镗刀是一种很常见的扩孔用刀具，镗孔的加工精度可达IT6～IT8，加工表面粗糙度Ra可达6.3～0.8μm，用于较大直径的孔的粗加工、半精加工和精加工。根据镗刀的结构特点及使用方式，可分为单刃镗刀和双刃镗刀。（一）单刃镗刀

（二）双刃镗刀

固定式镗刀块滑槽式双刃镗刀可调式浮动镗刀浮动镗刀（浮动铰刀）不能纠正孔的直线性和位置性偏差4．套料钻套料钻又叫环孔钻，用来加工直径大于60mm的孔。由于它切下的金属少，节省了金属材料、刀具和动力的消耗。生产率高，加工精度也高。因此在重型机械的孔加工中应用较多。钻孔直径18-100

单刃镗刀1—紧固螺钉2—精调螺母3—刀块4—刀片5—镗杆6—导向键

双刃镗刀1---刀块2—刀片3—调节螺钉4—斜面垫板5—紧固螺钉单刃镗刀a)镗通孔b）镗盲孔ab铰刀用于中小直径孔的半精工与精加工。因铰削加工余量小，铰刀齿数多，铰刀刚性和导向性好，故工作平稳，加工精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra达1.6μm～0.4μm。一、铰刀的种类与结构1.种类2.高速钢圆柱铰刀的结构组成由工作部分、颈部、柄部组成。工作部分包括引导锥、切削部分和校准部分。切削部分为锥形，担负主要切削工作。校准部分由圆柱和倒锥组成，以减小与孔壁的摩擦和减小孔径扩张，同时校正孔径、修光孔壁和导向。手用铰刀修光部分较长，以增强导向作用。第二节铰刀3.铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式和外径可调整式两种。机用铰刀可分为带柄的和套式的。铰刀不仅可加工圆形孔，也可用锥度铰刀加工锥孔。二、铰削过程特点

（1)铰削余量小，0.05～0.2（粗铰为0.15~0.35mm；精铰为0.05~0.15mm）

铰孔余量对铰孔质量的影响很大。余量太大，铰刀的负荷大，切削刃很快被磨钝，不易获得光洁的加工表面，尺寸公差也不易保证；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，没有改善孔加工质量的作用。（2）切削速度低比钻孔和扩孔的切削速度低得多，以避免积屑瘤的产生和减少切削热。进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大。一般粗铰υc=4m/min~10m/min；精铰υc=1.5m/min~5m/min.主偏角小，切削厚度薄，会打滑为避免颤振，Vc＜10m/min（3）适应性差铰刀属定尺寸刀具，一把铰刀只能加工一定尺寸和公差等级的孔，不宜铰削梯形、短孔、不通孔和断续表面的孔（如花键孔）。（4）需施加切削液为减少摩擦、利于排屑、散热，以保证加工质量，就加注切削液。一般铰钢件用乳化液；铰铸铁件用煤油。与磨孔和镗孔相比，铰孔生产率高，容易保证孔的精度；但铰孔不能校正孔轴线的位置误差，孔的位置精度应由前工序保证。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。铰孔尺寸精度一般为IT9－IT7级，表面粗糙度Ra一般为3．2－0．8μm。对于中等尺寸、精度要求较高的孔（例如IT7级精度孔），钻一扩一铰工艺是生产中常用的典型加工方案。直径及其公差G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d0是指校准部分的圆柱部分的直径，它应等于被加工孔的基本尺寸dw，而其公差则与被铰削孔的公差、铰刀的制造公差、铰刀的磨损储备量H和铰削过程中孔径的变形性质有关。三、圆柱机用铰刀设计1.铰刀直径公差的确定①加工后孔径扩大

铰孔时，由工艺系统引起的颤动以及铰刀的安装偏差、切削液和积屑瘤等因素的影响，都会使孔径扩张。这时，铰刀直径的极限尺寸可由下式计算：dmax：铰刀的最大极限尺寸；d0in：铰刀的最小极限尺寸；Pmax：铰孔时孔的最大扩张量铰孔直径公差a）加工后孔径扩大

b）加工后孔径缩小

c）公差分配图

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。

Pmin：铰孔后孔的直径最小收缩量

（二）齿数z及槽形（1）齿数

铰刀齿数一般为4～12个。通常在保证刀齿强度的和容屑空间的条件下，应选取较多的齿数。铰刀的齿数和铰刀的直径及加工材料的性质有关。大直径铰刀取较多齿数；加工韧性材料取较小齿数；加工脆性材料取较多齿数。为了便于测量直径，铰刀齿数一般取偶数。刀齿在圆周上一般为等齿距分布。在某些特定情况下，也可选用不等齿距结构。（2）铰刀的齿槽形状

铰刀的齿槽形状有直线齿背、圆弧齿背和圆弧直线齿背三种

（分别如图a、b、c）齿槽方向直槽，螺旋槽（三）铰刀的几何角度（2）前角γp一般取0°。粗铰塑性材料时，为了减少变形及抑制积屑瘤的产生，可取γp=5°～10°，硬质合金铰刀为防止崩刃，取γp=0～5°。（3）后角αo

铰刀后角较小（一般αo为6°～8°）。高速钢铰刀切削部分的刀齿刃磨后应锋利不留刃带，校准部分刀齿则必须留有0.05～0.3mm宽的刃带，以起修光和导向作用，也便于铰刀制造和检验。（1）主偏角Kr（4）刃倾角λs

在铰削塑性材料时，高速钢直槽铰刀切削部分的切削刃，沿轴线倾斜15°～20°形成刃倾角λs，它适用于加工较大的孔。硬质合金铰刀一般取λs=0°。铰削盲孔用带刃倾角的铰刀，但在铰刀端部开一沉头孔以容纳切屑，如图7.23第三节复合孔加工刀具

复合刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的孔加工刀具组合成一体的专用刀具，它能在一次加工的过程中，完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合，具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。常用孔加工复合刀具

1．复合钻通常在同时钻螺纹底孔与孔口倒角，或钻扩阶梯孔时，使用如图所示的复合钻。（a）为高速钢（b）为硬质合金2．复合扩孔钻在组合机床上加工阶梯孔、倒角等时，广泛的使用复合扩孔钻3．复合铰小直径的复合铰刀可制成整体的，大直径的可制成套式的；直径相差较大时，可制成装配式的。复合铰扩铰复合刀具

下图是由不同类刀具组成的孔加工复合刀具--------扩铰复合刀具（1）孔加工刀具的种类和用途：在实体材料上加工的有：麻花钻、扁钻、中心钻和深孔钻等。在已有孔的基础上加工