金屬切削-第七章孔加工刀具

第七章孔加工刀具孔加工的地位：孔加工占總機(jī)械加工量的三分之一，其中鉆孔占25%?？准庸さ毒咛攸c(diǎn)：刀具結(jié)構(gòu)尺寸受限制，刀具強(qiáng)度、剛度、容屑、排屑、潤(rùn)滑和冷卻存在一定問題?？准庸さ毒叩姆诸悾涸趯?shí)體材料上加工：麻花鉆、中心鉆、深孔鉆。在已有孔上加工：擴(kuò)孔鉆、锪鉆、鉸刀、鏜刀、內(nèi)拉刀。本章主要介紹常用孔加工刀具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其使用。

第一節(jié)麻花鉆第二節(jié)深孔鉆第三節(jié)擴(kuò)孔鉆,锪鉆和鏜刀第四節(jié)鉸刀第五節(jié)孔加工復(fù)合刀具第六節(jié)圓拉刀

第一節(jié)麻花鉆

麻花鉆的加工特點(diǎn)：用于實(shí)體材料上鉆孔，在孔加工中屬于粗加工。IT13~IT11；Ra25~6.3um。鉆孔直徑范圍：0.1~100mm。麻花鉆的組成：麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)：螺旋角實(shí)際上是假定工作平面內(nèi)的前角，通常β=25°~32°。麻花鉆切削部分組成及幾何參數(shù)：麻花鉆切削部分組成切削部分：兩個(gè)前面兩個(gè)后面，兩個(gè)副后面兩條主切削刃，兩條副切削刃一條橫刃麻花鉆的幾何角度基面和切削平面麻花鉆幾何角度頂角2Φ：切削刃長(zhǎng)，單位切削刃上的負(fù)荷降低，刀尖角增大，散熱好，刀具壽命長(zhǎng)，軸向分力小，切削厚度小，切削變形大，切削扭矩大頂角小標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆2Φ=116°~118°

主偏角Kr：切削刃上各點(diǎn)主偏角不同，外徑處的主偏角與頂角接近。前角γo：前角由外緣向中心逐漸減小+30°→－30°外緣處切削刃強(qiáng)度低，靠近中心處切削條件較差后角αo：刃磨后角時(shí)，由外緣向鉆心逐漸增大改善橫刃切削條件標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的最外緣后角為8°~20°，大直徑取小值刀刃各點(diǎn)楔角較為合理麻花鉆前、后角的變化規(guī)律副后角αo’：副后面副后角橫刃角度橫刃斜角ψ：50°~55°橫刃前角：－60°~－54°橫刃后角：30°~36°橫刃切削條件很差，嚴(yán)重?cái)D壓，增大進(jìn)給力，影響加工精度麻花鉆的鉆削過程鉆削要素切削速度每刃進(jìn)給量背吃刀量鉆削寬度鉆削厚度高速鋼鉆頭：切削鑄鐵20~25m/min切削鋼15~30m/min進(jìn)給量受鉆頭強(qiáng)度和剛度限制一般f=（0.01~0.02）d鉆削力主切削刃橫刃刃帶進(jìn)給力40%57%3%轉(zhuǎn)矩80%8%12%鉆削過程特點(diǎn)半封閉切削，排屑、熱量傳散及切削液澆注困難。鉆頭剛性、導(dǎo)向性差。鉆頭幾何角度不盡合理，軸向力大。刃磨后，兩切削刃難以對(duì)稱，鉆削時(shí)易產(chǎn)生擺動(dòng)、引偏。鉆孔質(zhì)量差，鉆頭壽命低。麻花鉆的改進(jìn)麻花鉆的修磨修磨主切削刃修磨橫刃修磨刃帶群鉆其它鉆頭油孔鉆蝸桿形麻花鉆硬質(zhì)合金鉆頭小直徑大直徑整體式焊接式鑲片可轉(zhuǎn)位淺孔鉆

第二節(jié)深孔鉆

深孔加工概述孔深與孔徑之比（深徑比）超過5的孔→深孔深徑比為5~20的孔：直柄或錐柄超長(zhǎng)麻花鉆或蝸桿形麻花鉆加工深徑比大于20的深孔：專門的深孔加工刀具加工深孔加工的難點(diǎn)：刀具剛度低；排屑難；冷卻潤(rùn)滑和導(dǎo)向困難。槍鉆加工1~6mm深孔的唯一刀具加工直徑1~35mm，深徑比100~250的孔加工質(zhì)量：IT10~IT8；Ra3.2~0.8um

直線度0.05mm/1000mm高速鋼槍鉆硬質(zhì)合金槍鉆

槍鉆實(shí)物照片噴吸鉆加工直徑18~180mm，深徑比16~50的孔加工質(zhì)量：IT10~IT7；Ra3.2~0.8um

直線度0.1mm/1000mm

第三節(jié)擴(kuò)孔鉆、锪鉆和鏜刀

擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆用于孔的半精加工或終加工，IT10~IT9，Ra6.3~3.2um無橫刃，導(dǎo)向性好，剛度好锪鉆鏜刀單刃鏜刀機(jī)夾式鏜刀用于加工大直徑的孔加工，IT8~IT6，Ra1.6~0.8um鏜刀能夠糾正孔的直線度誤差，適合孔系加工。

微調(diào)鏜刀雙刃鏜刀

第四節(jié)鉸刀

鉸削工藝特點(diǎn)鉸孔是孔的精加工方法；可加工精度為IT7、IT6、IT5的孔；孔的表面粗糙度可控制在Ra1.6～0.2μm；鉸刀是定尺寸刀具。

鉸削用量鉸削余量

粗鉸余量為0.10mm～0.35

mm；精鉸余量為0.04mm～0.06mm。切削速度和進(jìn)給量鉸削速度為1.5m/min

～

5m/min；鉸削鋼件時(shí)，進(jìn)給量為0.3mm/r

～

2mm/r；鉸削鑄鐵件時(shí)，進(jìn)給量為0.5mm/r

～

3mm/r。

鉸刀的種類直柄機(jī)用鉸刀錐柄機(jī)用鉸刀手用鉸刀可調(diào)節(jié)手用鉸刀套式機(jī)用鉸刀機(jī)用錐度鉸刀手用錐度鉸刀硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀錐柄機(jī)用鉸刀鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)前角：0°~5°后角：8°~15°齒數(shù)z一般4～12個(gè)校準(zhǔn)部留有0.05~0.4mm的棱邊d0根據(jù)加工孔徑確定：考慮擴(kuò)張量或收縮量；鉸刀制造公差；備磨量鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)：直徑d0，齒數(shù)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——鉸刀的最大直徑；

pmax——孔的最大擴(kuò)張量；

G——鉸刀的制造公差；

domin——鉸刀的最小直徑；

H——鉸刀的磨耗備量；

df——鉸刀的報(bào)廢尺寸；

pmin——孔的最小擴(kuò)張量；擴(kuò)孔鉸刀直徑和公差dmaxTHd0maxdmindfpmaxd0minpmindomax=dmax－pmaxdomin=dmax－pmax－Gdf=dmin－pminGHTP’maxP’mind0maxd0mindmindmaxdf縮孔

dmax——孔的上限尺寸；

dmin——孔的下限尺寸；

T——孔的公差；

domax——鉸刀的最大直徑；

p’min——孔的最小收縮量；

G——鉸刀的制造公差；domin——鉸刀的最小直徑；

H——鉸刀的磨耗備量；

df——鉸刀的報(bào)廢尺寸；

p’max——孔的最大收縮量；Gdomax=dmax＋p’mindomin=dmax＋p’min－Gdf=dmin＋p’max鉸刀齒槽形式直槽：制造、刃磨、檢驗(yàn)方便；孔軸向有凹口、鍵槽時(shí)不能正常切削。螺旋槽：切削平穩(wěn)，振動(dòng)小，刀具壽命高。軸向力和進(jìn)給方向相同鉸刀夾不牢，并產(chǎn)生自動(dòng)進(jìn)給而卡在孔中，所以切削用量要小。右旋適合加工盲孔左旋軸向分力指向柄部對(duì)加固有利適合加工通孔螺旋角的選擇灰鑄鐵：7°~8°可鍛鑄鐵、鋼：12°~20°鋁等輕合金：35°~45°硬質(zhì)合金單刃鉸刀第五節(jié)孔加工復(fù)合刀具概述：由兩把或兩把以上同類或不同類孔加工刀具組合而成的刀具稱復(fù)合孔加工刀具復(fù)合鉆復(fù)合擴(kuò)孔鉆復(fù)合鉸刀復(fù)合鏜刀鉆－擴(kuò)復(fù)合刀具鉆－鏜復(fù)合刀具鉆－鉸復(fù)合刀具鉆－擴(kuò)－鉸復(fù)合刀具鉆－擴(kuò)－锪復(fù)合刀具

復(fù)合孔加工刀具的特點(diǎn)生產(chǎn)率高、各表面間相對(duì)位置精度高、工序集中。制造復(fù)雜，重磨、調(diào)整困難。1、要有足夠的強(qiáng)度和剛度。2、合理選擇切削用量切削速度按最大直徑刀具選擇。背吃刀量由相鄰單刀的直徑差來決定，不宜過大。進(jìn)給量按最小尺寸的單刀來選定。3、要有足夠大的容屑空間和排屑通道。4、刀具刃磨、調(diào)整要方便。尺寸小的采用整體式結(jié)構(gòu)，剛性好，位置精度高，但制造、刃磨困難，壽命低。尺寸大的采用裝配式結(jié)構(gòu)，制造、刃磨較易，壽命高。5、盡量采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式結(jié)構(gòu)。可避免焊接缺陷，延長(zhǎng)壽命，縮短調(diào)刀時(shí)間，刀桿可重復(fù)使用。復(fù)合孔加工刀具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)刀體材料采用合金鋼，對(duì)同軸度要求高的刀具要做導(dǎo)向部分導(dǎo)向復(fù)合鉆復(fù)合鉸復(fù)合鏜階梯鉆第六節(jié)圓拉刀拉削的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用：加工精度高，表面質(zhì)量好。IT8～I(xiàn)T7，Ra3.2～0.8um刀具成本高，使用壽命長(zhǎng)。生產(chǎn)率高。機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)。主要用于大量、成批生產(chǎn)。拉刀的結(jié)構(gòu)與拉削方式拉刀的結(jié)構(gòu)切削齒必開分屑槽齒距：相鄰兩齒間的軸向距離應(yīng)滿足3~8個(gè)同時(shí)工作齒數(shù)齒升量：相鄰刀齒的半徑差粗切齒—0.015~0.20mm精切齒—0.005~0.02mm，不小于0.005mm過渡齒—逐漸遞減校準(zhǔn)齒—等于零，修光校準(zhǔn)前角：5°~18°后角：1°~3°刃帶：0.1~0.4mm拉削方式拉削方式：拉刀逐齒從工件表面上切除加工余量的方式同廓分層式特點(diǎn)：可獲得較高的表面質(zhì)量。刀齒上的分屑槽造成切屑上有一加強(qiáng)筋，切屑卷曲困難。拉刀長(zhǎng)度較長(zhǎng)，降低了拉削生產(chǎn)率。拉刀成本高。分塊式（輪切式）特點(diǎn)：切屑上無加強(qiáng)筋，切屑卷曲順利。拉刀長(zhǎng)度短，提高了拉削生產(chǎn)率。可拉削帶硬皮的鑄件、鍛件。切削厚度大，在相同余量下，拉刀所需的