金属切削原理与刀具第6章课件.ppt

6.1 概述 6.1.1 孔加工方法及其特点（1）孔加工所用的刀具的刚性差，容易产生弯曲变形及振动。（2）刀具的制造误差及磨损将直接影响孔的加工精度。（3）孔的加工精度和表面质量都不容易控制。 因此，在一般情况下，加工孔比加工同样尺寸、精度的外圆表面要困难些。当一个零件要求孔与外圆表面必须保持某种确定关系时，一般总是先加工孔，然后再以孔定位加工外圆表面，这样，就容易达到加工要求。,第六章 孔加工刀具,第六章 孔加工刀具,6.1.2 孔加工刀具的种类与用途1在实体材料上加工孔用刀具 （1）扁钻。如图6.1所示，扁钻是使用最早的孔加工刀具，它有整体式和装配式两种类型。其主要特点是制造简单、刚性好、成本低、易刃磨。但生产效率较低。（2）中心钻。如图6.2所示，主要用于加工轴类零件的中心孔，可分为无护锥中心钻和带护锥中心钻两种。（3）麻花钻 是孔加工刀具中应用最为广泛的刀具，特别适合于直径小于30mm的孔的粗加工，生产中也有将麻花钻作为扩孔钻使用的。麻花钻可分为高速钢和硬质合金麻花钻。而在钻孔中以高速钢麻花钻为主。,第六章 孔加工刀具,图6.1 扁钻的类型,图6.2 中心钻的类型,第六章 孔加工刀具,（4）深孔钻 用来加工深度与直径之比大于5的孔。刀具的冷却散热条件差，切削温度高，刀具耐用度较低，刚度较差，钻孔时容易发生引偏和振动。因此深孔钻在结构上必须解决断屑排屑、冷却和导向3个问题。2对已有孔加工用刀具（1）铰刀 是孔的精加工刀具，也可用于半精加工。因铰刀的制造精度高，齿数多，导向性及刚度好，加工余量小，因此，铰削可获得IT6IT8精度和Ra为1.60.4的孔。其加工范围一般为中小尺寸未淬硬孔的精加工。（2）镗刀 是应用广泛的孔加工刀具。镗孔的加工精度可达IT6IT8，Ra可达6.30.8m，它特别适用于分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔系加工。,第六章 孔加工刀具,镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。 单刃镗刀 其刀头结构与车刀相似，只有一个主切削刃，其结构简单、制造方便、通用性强，但刚度比车刀差得多。因此，单刃镗刀通常选取较大的主偏角，较小的刀尖圆弧半径，以减少切削时影响工件刚性的径向力。 如图6.3所示为不同结构的单刃镗刀。加工小直径孔的镗刀通常做成整体式，加工大直径孔的镗刀可做成机夹式或机夹可转位式。如图6.3（e）所示为微调镗刀，调节时，先将拉紧螺钉5松开，旋转带刻度的调整螺母3，使镗刀达到要求尺寸，再旋紧拉紧螺钉5即可。,第六章 孔加工刀具,图6.3 单刃镗刀,第六章 孔加工刀具, 双刃镗刀 两刀刃在两个对称位置同时切削，可消除由背向力对镗杆的作用而造成的加工误差。其结构比单刃镗刀复杂，但生产率高。所以，适用于加工精度要求较高，生产批量大的场合。可分为定装和浮动镗刀两种 整体定装镗刀（见图6.4）直径尺寸不能调节，刀片一端有定位凸肩，供刀片装在镗杆中定位使用，刀片用螺钉或楔块紧固在镗杆中。可调浮动镗刀（见图6.5）的直径尺寸可在一定的范围内调节，镗孔时，刀片不紧固在刀杆上，可以浮动并自动定心。刀片位置由两切削刃上的切削力平衡，故可消除由于镗杆偏摆及刀片安装所造成的误差。但这种镗刀不能校正孔的直线度误差和孔的位置偏差。,第六章 孔加工刀具,图6.4 双刃镗刀 图6.5 浮动镗刀,第六章 孔加工刀具,（3）扩孔钻。扩孔钻用于扩大工件的孔径，应用于要求不很高的孔的终加工或铰孔、磨孔前的预加工。 如图6.6所示，扩孔钻的外形与麻花钻类似，但其齿数较多（常为34个）。主切削刃不通过中心，无横刃，钻心直径较大，因此扩孔钻的强度和刚性均比麻花钻要好，可以获得较高的加工质量和生产效率。一般加工精度可达IT10IT11，表面粗糙度Ra值可达6.33.2m。 常见的结构形式有高速钢整体式、镶齿套式和硬质合金可转位式，分别如图6.6（a）（c）所示。,第六章 孔加工刀具,图6.6 扩孔钻,第六章 孔加工刀具,（4）锪钻。如图6.7所示，锪钻用于加工各种沉头孔、孔端锥面、凸台面等。锪钻上的定位导向柱是用来保证被锪的孔或端面与原来的孔有一定的同轴度和垂直度要求的。单件或小批生产时，常把麻花钻修磨成锪钻使用。,图6.7 锪钻,第六章 孔加工刀具,6.2 麻花钻 6.2.1 标准麻花钻的结构 标准麻花钻的结构如图6.8（a）、（b）所示。1工作部分 工作部分可分为切削部分和导向部分。切削部分担负着切削工作，由两个前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。如图6.8（c）所示。（1）前刀面 是指麻花钻螺旋槽的表面。（2）主后刀面 是指钻孔时与孔底相对的表面。（3）副后刀面 是指钻头的棱边，主要起导向作用。（4）主切削刃 是指前刀面与后刀面的交线。,第六章 孔加工刀具,（5）副切削刃 是指前刀面与后刀面相交的锋刃，用以最终形成孔的表面并起修光作用。（6）横刃 是指切削部分的两个后刀面相交形成的交线，它位于钻头的最前端。 导向部分在钻孔时起导向作用，也是切削部分的后备部分。为减少导向部分与孔壁的摩擦，其外径磨有倒锥。 钻心直径取为（0.1250.15）d0，为了增加钻头强度和刚度，将钻心做成正锥体，如图6.8（d）所示。2柄部 柄部用于夹持钻头和传递扭矩，有莫氏圆锥柄和圆柱柄两种。,第六章 孔加工刀具,图6.8 麻花钻的结构,第六章 孔加工刀具,6.2.2 标准麻花钻的几何参数1度量麻花钻几何角度的参考面 参考面有基面Pr、切削平面Ps和正交平面Po。基面是指通过切削刃某选定点并通过钻头轴线的平面；切削平面是指由切削刃及某选定点的切削速度方向所确定的平面；正交平面则是指与以上二平面同时垂直的平面，如图6.9所示。为了确定钻头的刃磨角度，还规定了3个测量平面，如图6.10所示。（1）端平面Pt。端平面是指与钻头轴线垂直的平面。（2）中剖面Pc。中剖面是指过钻头轴线与两主切削刃平行的平面。,第六章 孔加工刀具,图6.9 麻花钻标注角度参考系（切削刃上各点基面的变化）,（3）柱剖面Pz。柱剖面是指过主切削刃上某选定点，其轴线与钻头轴线重合的圆柱面。,第六章 孔加工刀具,图6.10 度量麻花钻几何角度的参考面,第六章 孔加工刀具,2主切削刃几何角度 麻花钻的几何角度如图6.11所示。（1）螺旋角 是指钻头棱边展开成直线与钻头轴线的夹角。标准麻花钻=2532。主切削刃上某点x的螺旋角可由下式计算： tanx=（rx/r）tan （6-1）（2）顶角2 是指钻头两主切削刃在中剖面内投影的夹角。标准麻花钻顶角2=118。（3）端面刃倾角tx 钻头刃倾角常在端平面内表示，即端面刃倾角tx。sintx=r/rx （6-2）（4）主偏角rx。主切削刃上x点的主偏角，是指主切削刃在x点基面内的投影与进给方向的夹角。主偏角与顶角的关系为 ：tanrx=tancostx （6-3）,第六章 孔加工刀具,图6.11 麻花钻的几何角度,第六章 孔加工刀具,（5）前角0 x 是指在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。可由下式计算：tan0 x =（tanx/sinrx）+（tantx cosrx） （6-4）（6）后角f 是指在假定工作平面内测量的切削平面与主后刀面之间的夹角。为便于测量，麻花钻后角通常在圆柱剖面内测量。后角测量方法如图6.12所示，x点的后角即由下式求出： （6-5） 通常取f=820，直径越大，宜取较小的f值。 后角fx由刃磨而得。刃磨时，愈接近钻头中心处，应使fx愈大，其原因如下。,第六章 孔加工刀具,图6.12 钻头后角的测量方法, 由图6.13可知，横刃前角是绝对值很大的负前角，故切削条件很差。为适当改善其切削条件，应将横刃后角磨得大些，因而也将近中心处主切削刃后角磨得大些。 如图6.13所示，由于进给运动的影响，主切削刃各点的工作后角发生变化，其值为：,第六章 孔加工刀具,图6.13 钻削工作后角,式中后角的减小值x由下式求得； 由上式可知，因f是常数，随着x点处直径dx的减小，x将增大，致使工作后角fxe更小。为使近中心处工作后角不致太小。应将该处后角fx磨得大些。圆柱剖面内后角fx确定之后，正交平面内后角0 x自然也就确定了。 由以上分析可知，麻花钻主切削刃不同直径处各点的前角、后角、主偏角及刃倾角都分别具有不同值。,第六章 孔加工刀具,3横刃几何角度 如图6.14所示，由于横刃通过钻头中心，所以横刃的基面及切削平面在各点都是相同的。（1）横刃斜角。横刃斜角是指在端平面内横刃与中剖面所夹的钝角。一般=125133。（2）横刃后角。钻头顶角及横刃斜角磨出之后，横刃后角自然形成。（3）横刃前角。横刃前角也是自然形成的角度，其值为：=（90）（6-8） 螺旋角是制造钻头时控制的角度；顶角、后角及横刃斜角是通过刃磨而获得的角度；而刃倾角、主偏角及前角则是由制造与刃磨两方面因素确定的自然形成的角度。,第六章 孔加工刀具,图6.14 横刃几何角度,第六章 孔加工刀具,6.2.3 钻削过程1钻削运动 钻头或工件的旋转运动为主运动；钻头的轴向运动为进给运动。2钻削用量（1）钻削速度vc 是指切削刃上选定点m相对于工件的主运动的瞬时速度，可用下式来计算：（2）进给量f 是指钻头或工件每转一周时，钻头相对于工件的轴向位移。每齿进给量fz是指钻头每转过一个刀齿相对工件沿轴线方向的位移量。即fz=f/2。（3）背吃刀量ap apd/2。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。,第六章 孔加工刀具,3钻削过程特点（1）钻削为多齿多刃刀具切削。（2）钻削过程不稳定。（3）钻削是半封闭式切削。4钻削用量的选择（1）钻头直径d0。钻头直径应由工艺尺寸确定。需进行扩孔时，钻头直径取孔径的（0.50.7）倍。（2）进给量f。普通麻花钻进给量可按以下经验公式计算：（3）钻削速度vc。钻头直径较大时，可选取较高的切削速度。可参考表6.1选取。,第六章 孔加工刀具,6.2.4 改善钻头切削性能的途径1标准麻花钻几何参数存在的问题（1）切削条件差别很大。（2）主切削刃长，切削宽度宽，刃上各点的切削速度又不相等，切屑卷曲、排出困难。（3）横刃长，定心差，而且有很大的负前角 ，切削条件极差。（4）副后角为0，且外缘处切削速度最高，故造成棱边摩擦严重，磨损快。麻花钻结构上的这些特点，严重影响了它的切削性能，因此在使用中常常加以修磨。2麻花钻的修磨方法,第六章 孔加工刀具,（1）修磨主切削刃 修磨形式有磨月牙形凹圆弧刃（见图6.15（a）、磨双重顶角（见图6.15（b）或三重顶角（见图6.15（c）和磨圆弧刃（见图6.15（d）。（2）修磨横刃 将原来的横刃长度修磨短，同时修磨出前角，有利于钻头的定心和减小轴向力。如图6.16所示。（3）修磨前刀面 加工硬脆材料时，可将靠近外缘处的前刀面磨平一些，如图6.17（a）所示；加工强度很低的材料时，可在前刀面上磨出卷屑槽，如图6.17（b）所示（4）修磨棱边。在直径大于12mm的麻花钻上，可按图6.18所示的方式，磨出副后角0=68，并留下一条宽为0.10.2mm的棱边。,第六章 孔加工刀具,图6.15 主切削刃的修磨形式 图6.16 修磨横刃,第六章 孔加工刀具,图6.18 修磨刃带,图6.17 修磨前刀面,第六章 孔加工刀具,6.3 深孔钻 6.3.1 外排屑深孔钻 外排屑深孔钻，又称枪钻，最早用于钻枪孔而得名，多用于加工直径较小、长径较大的深孔。枪钻结构如图6.19所示，由钻头、钻杆和钻柄3部分组成。枪钻的工作原理如图6.20所示。由于切屑是从钻头体外排出的，故称外排屑。 由于枪钻的外刃偏角略大于内刃偏角，能使钻头的支承面始终紧贴孔壁，从而保证钻削时具有良好的导向性，并可防止孔径扩大。由于钻头前面及切削刃不通过中心，避免了切削速度为零的不利情况，并在孔底形成一直径为2H的芯柱，此芯柱在切削过程中具有阻抗径向振动的作用。在切削力的作用下，小芯柱达到一定长度后会自行折断。,第六章 孔加工刀具,图6.19 枪钻的结构,图6.20 枪钻的工作原理,第六章 孔加工刀具,6.3.2 内排屑深孔钻 1错齿内排屑深孔钻 错齿内排屑深孔钻根据刀片的镶嵌方式一般有焊接式和可转位式两种。该钻头的切削部分呈交错齿排列，其后部的矩形螺纹与中空的钻杆连接。如图6.21所示。 错齿内排屑深孔钻的结构具有无横刃、钻尖偏离中心和内外刃偏角不相同等特点。另外由于采用错齿结构，中心与外缘刀齿可根据切削条件选用不同的刀具材料，且可选择不同槽形的可转位刀片及几何角度，改善切削条件，并保证可靠的分屑与断屑。钻孔时可选用较大的进给量，提高生产率。适用于加工直径15180mm的孔。,第六章 孔加工刀具,图6.21 错齿内排屑深孔钻结构及工作原理,第六章 孔加工刀具,2喷吸钻 喷吸钻是一种新型的高效、高质量加工的内排屑深孔钻，如图6.22所示。 喷吸钻的切削部分与错齿内排屑钻头基本相同。它的钻杆由内钻管及外钻管组成，内外钻管之间留有环形空隙。它利用流体的喷吸效应进行排屑。压力切削液由进液口流入连接装置后分两路流动，其中2/3经过内外钻管的间隙并通过钻头的小孔喷向切削区，对切削部分和导向部分进行冷却、润滑并冲刷切屑。另外1/3切削液则通过内钻管上月牙形的喷嘴高速向后喷出，因此在喷嘴附近形成低压区，从而对切削区形成较强的吸力，并将喷入切削区的切削液连同切屑吸向内钻管的后部并排回集屑液箱。,第六章 孔加工刀具,图6.22 喷吸钻的结构,第六章 孔加工刀具,6.3.3 深孔钻切削用量的选择原则（1）每转进给量比麻花钻要小得多。（2）单刃螺旋深孔钻的切削速度不宜过高，一般取vc10m/min，f=（0.0130.032）mm/r。高速钢外排屑枪钻的切削用量一般为：vc=（3565）m/min，f =（0.0130.032）mm/r。硬质合金外排屑枪钻的切削用量如表6.2所示，内排屑深孔钻的切削用量如表6.3所示。（3）对于直径小于3.2mm的钻头，钻削粘性材料时易冷作硬化，宜用小的进给量，甚至小于0.004mm/r。（4）对于直径小于12.7mm的深孔钻头，当钻削硬度低于300HB的碳钢和合金钢时，进给量应小于0.025mm/r；对直径大于38mm的钻头，进给量可达到0.049mm/r。,第六章 孔加工刀具,6.4 环孔钻 环孔钻又叫套料钻，是一种高效率的加工刀具，其加工范围为38610mm。对于直径大于60mm的深孔加工，为节省材料，最好采用环孔钻加工。 如图6.23所示为工作原理示意图，其特点是：仅在实心材料上切出一个环状孔而在中间留下一个芯料，加工完后环孔钻中间的芯料可取出。因而，环孔钻不仅节省了材料，而且减少了机床动力消耗和刀具磨损。 根据排屑方式的不同，环孔钻可分为外排屑环孔钻和内排屑环孔钻。内排屑环孔钻又可分为单齿内排屑环孔钻和多齿内排屑环孔钻。,第六章 孔加工刀具,图6.23 环孔钻,第六章 孔加工刀具,6.4.1 外排屑环孔钻 外排屑环孔钻切削液是由刀体内壁与工件心轴外壁的空隙注入，切削液带着切屑由外壁与孔内壁间流出。6.4.2 内排屑单齿环孔钻 内排屑环孔钻钻孔时，切削液由环孔钻外壁与孔内壁间注入，由刀体内侧与芯料外圆间带动切屑一起排出，如图6.24所示。加工出的孔壁表面粗糙度较低。6.4.3 内排屑多齿环孔钻 内排屑多齿环孔钻的典型结构如图6.25所示。为了方便测量，内排屑多齿环孔钻的刀齿常为偶数，并有与其等,第六章 孔加工刀具,数量的支撑导向块。多齿环孔钻的切削分屑是采用切削宽度的方法，通过切削刃不等高互为错齿分布来实现分屑。6.4.4 环孔钻钻削用量的选择原则（1）采用硬质合金环孔钻对热轧、退火或冷拉状态的碳素钢或合金钢、氮化钢等进行钻削时，切削速度vc可取108m/min，进给量f取0.2mm/r。（2）对调质钢进行加工，则vc可取105165m/min，f取（0.150.18）mm/r。硬度高者取小值，低者取大值。（3）对采用高速钢环孔钻加工退火钢材时，切削速度vc可取3050m/min，进给量f取0.1mm/r。,第六章 孔加工刀具,图6.24 内排屑单齿环孔钻,第六章 孔加工刀具,图6.25 内排屑多齿环孔钻,第六章 孔加工刀具,6.5 扩孔钻 扩孔钻是用来扩大孔径，提高孔的加工精度的刀具。它常用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。用扩孔钻加工可达到IT10IT11，Ra可达6.33.2m。6.5.1 扩孔钻的种类和用途（1）按装夹连接方式分类 可分为锥柄扩孔钻、直柄扩孔钻和套式扩孔钻3类。（2）按材质及结构形式分类 可分为高速钢整体式、焊接硬质合金刀片式、机夹刀片组合式和复合扩孔钻4类。（3）按刀刃数量分类 可分为两刃、三刃、四刃和多刃扩孔钻四类。,第六章 孔加工刀具,6.5.2 标准扩孔钻的结构与几何参数1标准扩孔钻的结构 标准扩孔钻的结构和几何参数如图6.26所示。（1）刀体部分 由切削部分和导向部分组成。切削部分是指扩孔钻最前端的倒锥部分，它担任主要的切削任务。导向部分是指切削部分以外的螺旋槽部分，它起导向作用。（2）颈部 是指连接工作部分和柄部的部分。（3）柄部 是钻头的装夹部分，起传递轴向力与扭矩作用2标准扩孔钻的几何角度 标准扩孔钻的切削部分及切削角度如图6.26所示。切削部分由前刀面、主切削刃、钻芯、后刀面和刃带组成。,第六章 孔加工刀具,1削刀面 2主切削刃 3钻芯 4后刀面 5刃带图6.26 标准扩孔钻的结构及几何参数,第六章 孔加工刀具,（1）端面刃倾角st 是指该点的基面与主切削刃在端面投影中的夹角。（2）主偏角r。主切削刃上任一点的主偏角是指主切削刃在该点基面上的投影与钻头进给方向之间的夹角。（3）螺旋角 是指扩孔钻外圆柱面与螺旋槽交线的切线与钻头轴线的夹角。扩孔钻螺旋角一般取1520。（4）前角0 是指在主剖面测量的前刀面与基面的夹角。减小主切削刃前角能增强切削刃刚性和切削刃的抗热性能，显著提高扩孔钻的耐用度。（5）后角0 主要减小后刀面与切削表面的摩擦，同时确保切削齿具有足够的切削强度。后角一般取812,第六章 孔加工刀具,（6）刃带 一般小于同等规格的麻花钻刃带而大于铰刀的刃带。6.5.3 扩孔钻切削用量的选择原则（1）扩孔余量一般控制在孔径D的1/8左右。（2）在加工钢件时，如果采用高速钢扩孔钻，切削速度应控制在10m/min左右，并且进行充分的冷却润滑。（3）如果采用硬质合金扩孔钻，为了保证扩孔的稳定和扩孔精度，常用低速vc20m/min进行。（4）用高速钢扩孔钻加工不锈钢时，加大走刀量越过硬化层进行扩孔或采用高性能刀具材料才是可行的方法。对不锈钢的扩孔加工，应始终保持主切削刃处于锋利状态。,第六章 孔加工刀具,6.6 锪钻 锪钻是用来加工圆柱形或圆锥形沉头座孔和锪平端面用的，如图6.27所示。6.6.1 锪钻的种类和用途（1）按装夹连接方式分类 可分为锥柄和直柄锪钻两类（2）按材质和结构形式分类 可分为高速钢整体、焊接硬质合金刀片、机夹刀片组合和复合专用锪钻4类。（3）按加工型面类型分类 可分为加工锥面、加工平面、加工柱面、加工其他型面和加工中心孔锪钻共5类。（4）按导向形式分类 可分为带导向柱和不带导向两类,第六章 孔加工刀具,图6.27 锪钻的应用范围,6.6.2 标准锪钻的结构和几何参数1标准锪钻的结构 标准锪钻的结构和几何参数如图6.28所示，它由3部分组成。,第六章 孔加工刀具,（1）刀体部分 由切削部分和定位导向柱部分组成（2）颈部 是指连接工作部分和柄部的部分。（3）柄部 是指钻头的装夹部分。2标准锪钻的几何角度 标准锪钻的切削部分及切削角度如图6.28所示。（1）端面刃倾角st 是指该点的基面与主切削刃在端面投影中的夹角。一般情况下，端面刃倾角取0。（2）前角0 应根据加工材料的切削性能确定。当锪钻固定装夹，工件作旋转运动时，此时可适当加大前角。加大前角，可使刀刃锋利，提高加工效率。对于稳定性较差的双刃锪钻，法向前角n通常取05。对于多刃锪,第六章 孔加工刀具,钻，由于切削稳定性较好，法向前角n可取810。（3）后角0 功用主要是减小后刀面与切削表面的摩擦。后角一般取68。（4）刃带。增大刃带有利于提高刀刃的强度，但刃带过大也会增加摩擦因素，并增加切屑粘附的倾向。适当增大刃带可稳定切削加工，消除棱度。（5）齿数 锪钻的齿数应根据加工形式而定。旋转装夹的锪钻，最好采用三齿定位切削为好。6.6.3 锪钻切削用量的选择原则 锪钻的切削用量选择如表6.4所示。,第六章 孔加工刀具,图6.28 标准锪钻的结构和几何参数,第六章 孔加工刀具,6.7 铰刀 铰刀是孔的精加工刀具，也可用于半精加工。常用于直径不很大，硬度不太高的零件上孔加工的最后工序。6.7.1 铰削特点（1）铰削精度高。（2）铰削效率高。（3）适应性差。6.7.2 铰刀的种类和用途 1铰刀的种类 铰刀的种类很多，图6.29所示为几种常见的铰刀。,第六章 孔加工刀具,（1）根据使用方式分类 一般可分为手用及机用铰刀两种。手用铰刀又分为整体式和可调式两种；机用铰刀又可分为带柄的和套式的。（2）根据加工类型分类 可分为圆形铰刀和锥度铰刀。（3）根据制造材料分类 可分为高速钢和硬质合金铰刀。高速钢铰刀一般为整体式，硬质合金铰刀一般为焊接式。 除此之外，还有装配式铰刀和可调式铰刀等。2用途（1）铰削适用于孔的精加工和半精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。（2）铰刀是定尺寸刀具，适合于小直径孔的精加工和半精加工。,第六章 孔加工刀具,图6.29 铰刀的种类,第六章 孔加工刀具,6.7.3 铰刀的结构与几何参数1铰刀的结构 如图6.30所示，铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。2铰刀的结构参数（1）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。 铰孔时，由于铰刀径向跳动等因素会使孔径大于铰刀直径，称为铰孔“扩张”；而由于刀刃钝圆半径挤压孔壁，则会使孔产生弹性恢复而缩小，称为铰孔“收缩”。经验表明，用高速钢铰刀铰孔一般发生扩张，用硬质合金铰刀铰孔一般发生收缩。,第六章 孔加工刀具,图6.30 铰刀的结构,铰刀的公称直径等于孔的公称直径。铰刀直径的上下偏差则要考虑扩张量、收缩量，并留出必要的磨损公差。,第六章 孔加工刀具,如图6.31所示，铰孔后发生扩张现象时，设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：d0max=dwmaxPmax （6-11） （6-12） 若铰孔后发生收缩现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为：d0max =dwmax+Pamin （6-13）d0min=d0max G （6-14） 国家标准规定，铰刀制造公差G=0.35IT。根据一般经验数据，高速钢铰刀可取Pmax=0.15IT；硬质合金铰刀常取Pmin=0，或取Pmin=0.1IT。,第六章 孔加工刀具,dw工件直径 d0新铰刀直径 IT工件孔公差 P扩张量Pa收缩量 G铰刀制造公差 N铰刀磨损公差图6.31 铰刀直径及其公差,第六章 孔加工刀具,（2）齿数z及齿槽。铰刀齿数一般为412个。在铰削进给量一定时，若增加铰刀的齿数，铰孔质量高。但齿数过多，也会使刀齿强度降低，容屑空间减小，通常是在保证刀齿强度和容屑空间的条件下，选取较多的齿数。 铰刀的齿数与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。在某些情况下，为避免周期性切削载荷对孔表面的影响，也可选用不等齿距结构。,第六章 孔加工刀具,图6.32 铰刀齿槽的齿槽形式,硬质合金铰刀齿槽形状有直线形、折线形和圆弧形3种，如图6.32所示。一般采用圆弧直线齿形。 为改善排屑条件，提高铰孔质量，硬质合金铰刀齿槽常做成左旋螺旋槽，螺旋角取35。为便于制造与刃磨，也可取直槽。,第六章 孔加工刀具,3铰刀的几何角度（1）前角p 规定在背平面中测量。为了便于制造，一般取0。粗铰塑性材料时，可取p=510。硬质合金铰刀取p =05。（2）后角p（0） p在背平面内测量，0在正交平面内测量。宜取较大后角。但铰刀是定尺寸刀具，过大的后角会降低铰刀的使用寿命。硬质合金铰刀校准部分后角取p=1015，切削部分后角取0=610。（3）主偏角r。铰刀的主偏角一般取得较小。6.7.4 铰刀的合理使用（1）预制孔的精度，对孔的质量影响很大。故精度要求高,第六章 孔加工刀具,的孔，精铰前应先扩孔和镗孔，或粗铰，尽量减其误差。（2）机铰时常使铰刀与机床主轴孔浮动连接。（3）铰削余量要适中。粗铰余量为0.150.35mm，精铰余量一般为0.050.15mm。（4）选择合适的切削用量并合理浇注切削液。一般用高速钢刀具铰削钢材时vc=1.55m/min，f=0.32mm/r；铰削铸铁件时，vc=810m/min，f =0.53mm/r。孔径尺寸大或质量要求高时进给量取小值；铰削钢件时以浓度较高的乳化液或硫化油；铰削铸铁件时，则以煤油为好。（5）铰刀磨损主要发生在切削部分与校准部分交接处的后刀面上。常用油石研磨该交接处，可提高铰刀耐用度（6）根据加工对象正确选择铰刀的类型。,第六章 孔加工刀具,6.8 孔加工复合刀具简介 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。6.8.1 复合刀具的种类 如图6.33所示为同类工艺复合刀具，其中图a所示为复合钻头，图b所示为复合扩孔钻，图6c所示为复合铰刀，图d所示为复合丝锥，图e所示为复合镗刀； 如图6.34所示为不同类工艺复合刀具，其中图a所示为钻-扩复合刀具，图b所示为钻-铰复合刀具，图c所法为钻-攻复合刀具，图d所示为钻-镗复合刀具、e所示为镗-扩复合刀具。,第六章 孔加工刀具,图6.33 同类工艺复合刀具,第六章 孔加工刀具,图6.34 不同类工艺复合刀具,第六章 孔加工刀具,6.8.2 复合刀具的特点（1）采用复合刀具可提高生产率，降低加工成本。（2）采用复合刀具有利于提高工件的加工质量。（3）复合刀具结构较复杂，因此，设计复合刀具时需考虑一些特殊问题。6.8.3 复合刀具的合理使用 因为复合刀具重磨较困难，刀具安装、调整较麻烦，故应制定较高的刀具耐用度，一般不低于4h。 复合刀具中各单个刀具的直径往往差别较大，选择切削用量时，须考虑主要矛盾。各单个刀具所进行的加工工艺不同时，须兼顾其不同特点。,第六章 孔加工刀具,