《金属切削工艺与先进刀具》课件-选用孔加工刀具

选用孔加工刀具01钻削、麻花钻、扩孔钻、锪钻02镗刀、铰刀、拉刀目录03螺纹加工刀具04思政园地钻削、麻花钻、扩孔钻、锪钻一、孔加工特点1.概述孔是各种机器零件上出现最多的几何表面之一，分为非配合孔和配合孔二大类。一般孔加工采用钻、扩等加工，有一定要求的孔是在钻、扩基础上进行再进一步的镗、铰等加工。

2.孔加工特点

①部分孔加工刀具为定尺寸刀具，刀具本身精度会影响孔的加工精度；②孔加工刀具的切削和夹持部分的有关尺寸受被加工孔尺寸的限制，会使刀具的刚性变差；③孔加工时，刀具一般是封闭或半封闭状态下进行工作，对加工质量和刀具耐用度都会产生不利的影响。3、钻削定义

钻削——用钻头作回转运动，并使其与工件作相对轴向进给运动，在实体工件上加工孔的方法称为钻孔；在已有孔的情况下，用扩孔钻对孔径进行再扩大的加工称为扩孔；钻孔与扩孔统称为钻削。

主运动——钻削时，钻头或扩孔钻的回转运动

进给运动——钻头或扩孔钻沿自身轴线方向的移动

4、钻削工艺特点①钻头在半封闭的状态下进行切削的，切削量大，排屑困难。②摩擦严重，产生热量多，散热困难。③转速高、切削温度高，致使钻头磨损严重。④挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。⑤钻头细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。⑥钻孔精度低，尺寸精度为IT13～IT12，表面粗糙度Ra为12.5～6.3μm。

5、钻削工艺范围钻削加工的工艺范围较广，在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面等，如图3-1所示。在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔——扩孔——铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6～IT8，表面粗糙度为1.6～0.4μm），还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。图3-1钻削加工范围6、钻床分类钻床是孔加工机床，用以加工工件上单孔或多个孔。钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床等。图3-2Z4112机头升降手柄V带轮头架锁紧螺母主轴进给手柄锁紧手柄底座立柱紧固螺钉电动机1）.台式钻床图3-3Z5140B底座工作台主轴进给箱主轴箱电动机立柱2）.立式钻床图3-4Z3040立柱座立柱摇臂主轴工作台底座3）.摇臂钻床二、钻削刀具钻削刀具又称孔加工刀具。根据所加工孔的形状、规格、精度等要求，孔加工刀具分为许多类型。根据加工对象不同常分为两大类：①一类是在实体材料加工孔的刀具，包括中心钻、麻花钻、深孔钻和扁钻等；②另一类是对已有孔进行再加工，常用的刀具有扩孔钻、铰刀、镗刀和锪钻等。

三、麻花钻钻头的种类较多，如麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等。其中，麻花钻（俗称钻头）是指容屑槽由螺旋面构成的钻头，钻体部分形状象麻花一样，它是钳工常用的主要钻孔刀具。麻花钻的规格用直径表示（靠近钻尖处测量），主要用来在实体材料上钻削直径在100mm以下的孔。1.麻花钻的组成（1）柄部夹持部分，用以定心和传递动力，有直柄和锥柄两种。（2）工作部分主要由切削部分与导向作用，起切削和导向作用，切削部分是指由产生切屑的诸要素（主切削刃、横刃、前刀面、后刀面、刀尖）所组成的工作部分。

1-前刀面2-主切削刃3-后刀面4-横刃5-副切削刃6-副后刀面（3）颈部刀柄与刀体间的过渡部分，在麻花钻制造的磨削过程中起退刀槽作用

直柄式麻花钻锥柄式麻花钻2.麻花钻几何角度钻头几何角度相比于车刀几何角度增加以下测量平面：（1）端平面pt（2）中剖面pc（3）柱剖面pz

3.麻花钻的结构参数（1）直径d（2）直径倒锥（3）钻芯直径d0（4）螺旋角ω上式表明：钻头越靠近中心处螺旋角越小。增大螺旋角使前角增大，有利于排屑，使切削轻快，但钻头刚性变差。四、群钻群钻，是将标准麻花钻的切削部分修磨成特殊形状的钻头。群钻具有三尖七刃的刃形特点。优点：1）横刃长度短、圆弧刃和内刃前角增大，使进给力和扭矩减小，效率提高；2）寿命长；3）定心作用好，使钻孔精度和表面质量提高；

4）不同钻型用于不同材料和不同工艺加工，改善了钻孔质量。五、扩孔钻1.扩孔钻的定义用扩孔工具扩大工件孔径的加工方法称为扩孔。钻孔后进行扩孔，可以校正孔的轴线偏差，使其获得较正确的几何形状与较小的表面粗糙度值。用扩孔钻扩孔，可以是为铰孔作准备，也可以是精度要求不高孔加工的最终工序。扩孔的加工经济精度等级为IT11～IT10，表面粗糙度Ra值为6.3～3.2µm。2.切削深度αp扩孔时切削深度αp为：αp=式中D——扩孔后的直径，mm；

d——扩孔前的直径，mm。

3.扩孔的特点（1）扩孔钻无横刃，避免了横刃切削所引起的不良影响。（2）切削深度较小，产生的切屑体积小、切屑容易排出，不易擦伤已加工面。（3）扩孔钻强度高、齿数多，因而导向性好、切削稳定，可使用较大切削用量，提高了生产效率。（4）加工质量较高。

五、锪钻1.锪孔用锪钻或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔的方法，称为锪孔。锪孔的目的是为保证孔端面与孔中心线的垂直度，以便与孔连接的零件位置正确，连接可靠。2.锪孔注意事项在锪孔时应注意以下几点：（1）锪孔时的进给量为钻孔的2～3倍，切削速度为钻孔的1/3～1/2。精锪时可利用停车后的主轴惯性来锪孔，以减少振动而获得光滑表面。（2）使用麻花钻改制锪钻时，尽量选用较短的钻头，并适当减小后角和外缘处前角，以防止扎刀和减少振动。（3）锪钢件时，应在导柱和切削表面加切削液润滑。镗刀、铰刀、拉刀一.镗刀1.概述镗刀是指在镗床、车床、铣床、组合机床以及加工中心上用以镗孔的刀具，类似外圆车刀。

（1）镗刀的特点①镗刀和镗杆有足够的刚度；②夹持牢固、装卸方便、便于调整；③可靠的断屑、排屑条件。

（2）镗刀的分类①镗刀按切削刃数量可分单刃、双刃、多刃刀具；②镗刀按加工表面可分内孔、端面刀具；③镗刀按结构可分整体式、装配式、可调式刀具。2.单刃镗刀单刃镗刀具有结构简单、制造方便、通用性好等优点。微调镗刀

1-镗刀头2-微调螺母3-螺钉4-波形垫圈5-调节螺母6-镗杆7-导航键8-固定座套9-刀片3.微调镗刀微调镗刀的结构简单，刚性好，调整方便，可达到0.01mm的调整量。

4.多刃镗刀多刀刃刀具主要适用于大批量加工；修磨麻烦；也可采用复合式镗刀。5.双刃镗刀两个对称方向参加切削的镗刀，背向力互相抵消，不易引起震动。常用的有固定式和浮动式镗刀。（1）固定式镗刀固定式镗刀块及其装夹a)用楔夹紧b）用双向倾斜的螺钉夹紧（2）浮动式镗刀浮动式镗刀具有结构简单、刃磨方便等特点，但其刀杆方孔制造要求较高。可调节硬质合金浮动式镗刀浮动镗刀安装孔二.铰刀

1.铰刀的组成铰刀（以整体式圆柱铰刀为例）由柄部和刀体部分组成。刀体是铰刀的主要工作部分，它包含导锥、切削锥和校准部分。导锥用于铰刀引入孔中，不起切削作用；切削锥承担主要的切削任务；校准部分有圆柱刃带，主要起定向、修光孔壁、保证铰孔直径等作用。为了减小铰刀和孔壁的摩擦，校准部分直径有倒锥度。手用铰刀机用铰刀2.铰刀的种类

分类结构特点与应用按使用方法手用铰刀柄部为方榫形，以便铰杠套入。其工作部分较长，切削锥角较小机用铰刀工作部分较短，切削锥角较大按结构整体式圆柱铰刀用于铰削标准直径系列的孔可调节手用铰刀用于单件生产和修配工作中需要铰削的非标准孔按外部形状直槽铰刀用于铰削普通孔锥铰刀1：10锥铰刀用于铰联轴器上与锥销配合的锥孔莫氏锥铰刀用于铰削0号～6号莫氏锥孔1：30锥铰刀用于铰削套式刀具上的锥孔1：50锥铰刀用于铰削圆锥定位销孔螺旋槽铰刀适于铰削有键槽的内孔按切削部分材料高速钢铰刀用于铰削各种碳钢或合金钢硬质合金铰刀用于高速或硬材料铰削铰刀的基本类型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)螺旋槽手用铰刀

g)直柄莫氏圆锥铰刀h)手用1：50锥铰刀三、拉刀的种类与用途1.拉刀种类按加工表面分为内拉刀和外拉刀；按拉削方式分普通式、轮切式、及综合式；按受力不同分拉刀、推刀和旋转拉刀按结构不同分整体式、焊接式、装配式和镶齿式

硬质合金镶齿平面拉刀2.拉削的表面形状a）圆孔b）方孔c）长方孔d）鼓形孔e）三角孔f）六角孔g）键槽h）花键槽i）棘爪孔j）齿纹孔k）多边形孔1）内齿轮孔螺纹加工刀具一、攻螺纹

用丝锥在孔中切削出内螺纹的加工方法，称为攻螺纹。二、攻螺纹用的工具1.丝锥

切削部分齿部放大图手用丝锥机用丝锥（1）丝锥的结构丝锥由柄部和工作部分组成。柄部起夹持和传动作用。在工作部分上沿轴向开有几条容屑槽，以形成锋利的切削刃，前段为切削锥，起切削和引导作用；后段为校准部分，有完整的牙型，用来修光和校准已切出的螺纹，并引导丝锥沿轴向前进。为了减小牙侧的摩擦，在校准部分的直径上略有倒锥。

（2）成组丝锥

2.铰杠铰杠是手工攻螺纹时用来夹持丝锥的工具。固定式普通铰杠可调式普通铰杠固定式丁字形铰杠可调式丁字形铰杠（1）攻螺纹前底孔直径与孔深的确定攻螺纹前底孔直径的确定

加工普通螺纹底孔的钻头直径计算公式：对钢和其他塑性大的材料，扩张量中等时，D孔=D-P对铸铁件和其他塑性小的材料，扩张量较小时，D孔=D-(1.05～1.1)P式中

D孔——螺纹底孔钻头直径，mm；D——螺纹大径，mm；P——螺距，mm。②攻螺纹前底孔直径的确定

攻盲孔螺纹时，由于丝锥切削部分不能攻出完整的螺纹牙型，所以钻孔深度要大于螺纹的有效长度。

钻孔深度的计算式为：H深=h有效

+0.7D式中

H深——底孔深度，mm；

h有效——螺纹有效长度，mm；D——螺纹大径，mm。三、套螺纹

用板牙在圆杆或管子上切削出外螺纹的加工方法，称为套螺纹。四、套螺纹用的工具1.圆板牙

整体式可调式工作部分结构圆板牙（2）圆板牙架圆板牙架是装夹圆板牙的工具。（3）套螺纹前圆杆直径的确定套螺纹时，金属材料因受板牙的挤压而产生变形，牙顶将被挤的高一些，所以套螺纹前圆杆直径应稍小于螺纹大径。圆杆直径的计算公式为：d杆=d-0.13P式中

d杆—套螺纹前圆杆直径，mm；

d—螺纹大径，mm；P—螺距，