第3章金屬切削刀具

金屬切削刀具

§1概述金屬切削刀具是機(jī)械加工最基本的工藝技術(shù)裝備，加工表面不同，加工方法和設(shè)備不同，所使用的切削刀具也不同。本章主要介紹：零件表面的加工方法及常用的刀具：車刀、銑刀、孔加工刀具和典型的復(fù)雜刀具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。刀具的種類刀具按加工方式和具體用途可分為以下幾種類型：①車刀類:單齒刀具,它包括車刀、刨刀、插刀、鏜刀、成形車刀、自動(dòng)機(jī)床和半自動(dòng)機(jī)床用的切刀以及一些專用切刀。②銑刀類:多齒刀具,它用于在銑床上加工各種平面、側(cè)面、臺(tái)階面、成形表面以及用于切斷、切槽等。根據(jù)齒形不同，銑刀可分為尖齒銑刀和鏟齒銑刀兩類。③孔加工刀具類:它包括從實(shí)體材料上加工孔以及對(duì)已有孔進(jìn)行再加工所用的刀具。如各種鉆頭、擴(kuò)孔鉆、锪鉆、鉸刀、復(fù)合孔加工刀具等。④拉刀類:這類刀具用于加工各種形狀的通孔、貫通平面及成形表面等，是高生產(chǎn)率的多齒刀具，一般用于大批量生產(chǎn)。⑤螺紋刀具類:它用于加工各種內(nèi)外螺紋，如螺紋車刀、螺紋梳刀、絲錐、板牙、螺紋銑刀、螺紋切頭、滾絲輪、搓絲板等。⑥齒輪刀具類:它用于加工各種漸開線齒輪和其他非漸開線齒形的工件，如齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、蝸輪滾刀、花鍵滾刀等?！?車刀一、車削與車刀車削:工件回轉(zhuǎn),刀具移動(dòng)的切削加工方法車刀：金屬切削加工中應(yīng)用最廣泛的一種刀具。它可以用來加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋及各種內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體成形表面，也可用于切斷和切槽等。

1.車刀的類型:車刀的主要類型如圖3-1所示:

圖3-1常用車刀的種類及其用途1—切斷刀2—左偏刀3—右偏刀4—彎頭車刀5—直頭車刀6—成形車刀7—寬刃精車刀8—外螺紋車刀9—端面車刀10—內(nèi)螺紋車刀11—內(nèi)槽車刀12—通孔車刀13—盲孔車刀2.車刀結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1).整體車刀:2).焊接車刀:3).焊接裝配式車刀4).機(jī)夾車刀5).可轉(zhuǎn)位車刀圖3-6常用的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片形狀二、成形車刀1.成形車刀的作用成形車刀:切削刃形狀根據(jù)工件的廓形設(shè)計(jì)制造。是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用工具，用成形車刀加工，只要一次橫向切削行程就能切出所需要的成形表面，生產(chǎn)率較高；成形表面的精度主要取決于刀具的設(shè)計(jì)和制造精度，與工人技術(shù)水平無關(guān)；它可以保證被加工工件表面形狀和尺寸精度的一致性和互換性，加工精度可達(dá)IT9～I(xiàn)Tl0，表面粗糙度Ra6.3～3.2μm。成形車刀的可重磨次數(shù)多，使用壽命較長(zhǎng)，但是刀具的設(shè)計(jì)和制造較復(fù)雜，成本較高，一般在大批大量生產(chǎn)中使用。由于成形車刀的刀刃形狀復(fù)雜，并且用硬質(zhì)合金作為刀具材料時(shí)制造比較困難，因此多用高速鋼作為刀具材料。2.成形車刀的種類(1)平體成形車刀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：前角及后角的形成：制造形成安裝：底面與基面平行應(yīng)用：加工外成形表面圖3-7平體成形車刀(2)棱體成形車刀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：前角及后角的形成：制造安裝形成刃磨次數(shù)多安裝：專用夾具安裝應(yīng)用：加工外成形表面圖3-8棱體成形車刀(3)圓體成形車刀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：前角及后角的形成：制造安裝形成安裝：刀具中心高於工件中心H/R=sina應(yīng)用：加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面。圖3-9圓體成形車刀§3銑削與銑刀一、銑削原理刀具旋轉(zhuǎn)工件移動(dòng)的切削方法二、銑削方式：1.圓周銑削：如下圖3-12所示:逆銑和順銑

1）逆銑銑刀切入工件時(shí)的切削速度方向和工件的進(jìn)給方向相反，這種銑削方式稱為逆銑。如圖3-12a所示，加工平穩(wěn)，用於粗加工。2）順銑銑刀切出工件時(shí)的切削速度方向與工件的進(jìn)給方向相同，這種銑削方式稱為順銑。如圖3-12b所示，加工不平穩(wěn)但表面質(zhì)量好，用於精加工。2.端銑：對(duì)稱銑削與不對(duì)稱銑削1）對(duì)稱銑削:切入、切出時(shí)切削厚度相同2）不對(duì)稱逆銑:切入時(shí)切削厚度最小，切出時(shí)切削厚度最大，可減小切入時(shí)的沖擊

3）不對(duì)稱順銑:切入時(shí)切削厚度最大，切出時(shí)切削厚度最小a)對(duì)稱銑削b)不對(duì)稱逆銑c)不對(duì)稱順銑圖3-13端銑的三種銑削方式

3.銑削特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：１).斷續(xù)切削２).多刃切削3.)屬于半封閉或封閉式容屑方式4.)有切入過程[5]應(yīng)用：平面加工二、銑刀的種類和用途1.按用途分類a)圓柱銑刀b)端銑刀c)槽銑刀(鋸片銑刀)d)兩面刃銑刀e)三面刃銑刀f)交錯(cuò)齒三面刃銑刀g)立銑刀h)鍵槽銑刀i-j)角度銑刀k)成形銑刀2.按齒背加工形式分類(1)尖齒銑刀尖齒銑刀的特點(diǎn)是齒背經(jīng)銑制而成，并在切削刃后磨出一條窄的后刀面，銑刀用鈍后只需刃磨后刀面，刃磨比較方便。(2)鏟齒銑刀鏟齒銑刀的特點(diǎn)是齒背經(jīng)鏟制而成，銑刀用鈍后僅刃磨前刀面，易于保持切削刃原有的形狀，因此適用于切削刃廓形復(fù)雜的銑刀，如成形銑刀等。此外，銑刀還按齒數(shù)疏密程度分為粗齒銑刀和細(xì)齒銑刀。粗齒銑刀刀齒少、刀齒強(qiáng)度高、容屑空間大，用于粗銑。細(xì)齒銑刀齒數(shù)多、容屑空間小，用于精銑。三、成形銑刀

成形銑刀:刀具廓形根據(jù)工件輪廓形狀設(shè)計(jì)制造。是在銑床上加工成形表面的專用刀具,用成形銑刀可在通用的銑床上加工復(fù)雜形狀的表面，并獲得較高的精度和表面質(zhì)量，生產(chǎn)率也較高。成形銑刀常用于加工成形直溝和成形螺旋溝。按齒背的加工形式，成形銑刀分為尖齒成形銑刀和鏟齒成形銑刀兩種。廓形復(fù)雜的成形銑刀常做成鏟齒成形銑刀:其后刀面是漸開面;前刀面是平面，刃磨很方便，且能保證銑刀的廓形不變:圖3-15成形銑刀的鏟齒

§4.孔加工刀具一、孔加工刀具的種類和用途按其用途可分為兩大類：1.實(shí)體材料孔加工刀具:常用的有中心鉆、麻花鉆、和深孔鉆等。2.已有孔進(jìn)行再加工的刀具:常用的有擴(kuò)孔鉆、鉸刀及鏜刀等。

1、中心鉆的種類和用途

中心孔是軸類工件在頂尖上安裝的定位基面。中心孔的60°錐孔與頂尖上的60°錐面相配合；里端的小圓孔，為保證錐孔與頂尖錐面配合貼切，并可存儲(chǔ)少量潤(rùn)滑油（黃油）。中心孔常見的有A型和B型。A型中心孔只有60°錐孔。B型中心孔外端的120°錐面又稱保護(hù)錐面，用以保護(hù)60°錐孔的外緣不被碰壞。A型和B型中心孔，分別用相應(yīng)的中心鉆在車床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上加工。加工中心孔之前應(yīng)先將軸的端面車平，防止中心鉆折斷，標(biāo)準(zhǔn)中心鉆的峰角一般為118度用途用于孔加工的預(yù)制精確定位，引導(dǎo)麻花鉆進(jìn)行孔加工，減少誤差。用于軸類等零件端面上的中心孔加工。

種類：

中心鉆有二種型式：A型：不帶護(hù)錐的中心鉆、B型：帶護(hù)錐的中心鉆，加工直徑d=2~10mm的中心孔時(shí),通常采用不帶護(hù)錐的中心鉆(A型);工序較長(zhǎng)、精度要求較高的工件，為了避免60度定心錐被損壞，一般采用帶護(hù)錐的中心鉆（B型）。2、麻花鉆的種類和用途

麻花鉆是孔加工刀具中應(yīng)用最為廣泛的刀具（如下圖3-23所示），特別適合于φ30mm以下孔的粗加工，有時(shí)也可用于擴(kuò)孔。麻花鉆按其制造材料分為高速鋼麻花鉆和硬質(zhì)合金麻花鉆。用高速鋼麻花鉆加工的孔精度可達(dá)IT11～I(xiàn)Tl3，表面粗糙度可達(dá)Ra6.3～2.5μm；用硬質(zhì)合金鉆頭加工時(shí)則分別可達(dá)ITl0～I(xiàn)T11和Ra12.5～3.2μm。

麻花鉆是通過其相對(duì)固定軸線的旋轉(zhuǎn)切削以鉆削工件的圓孔的工具。因其容屑槽成螺旋狀而形似麻花而得名。螺旋槽有2槽、3槽或更多槽，但以2槽最為常見。麻花鉆可被夾持在手動(dòng)、電動(dòng)的手持式鉆孔工具或鉆床、銑床、車床乃至加工中心上使用。

運(yùn)動(dòng)要素：

鉆削時(shí)，1、鉆削速度v：是鉆頭外徑的圓周速度(米/分)；2、進(jìn)給量f：是鉆頭(或工件)每轉(zhuǎn)鉆入孔中的軸向移動(dòng)距離(mm/r)。圖2是麻花鉆的鉆削要素，由于麻花鉆有兩個(gè)刀齒，故每齒進(jìn)給量af=f/2(mm/齒)。3、切削深度ap：有兩種：1）鉆孔時(shí)按鉆頭直徑d的一半計(jì)算；2）擴(kuò)孔時(shí)按(d-d0)/2計(jì)算，其中d0為預(yù)制孔直徑。每個(gè)刀齒切下的切屑厚度a0=afsinKr，單位為mm。式中Kr為鉆頭頂角的一半。使用高速鋼麻花鉆鉆削鋼鐵材料時(shí)，鉆削速度常取16～40米/分，用硬質(zhì)合金鉆頭鉆孔時(shí)速度可提高1倍。

結(jié)構(gòu)要素：鉆削過程中，麻花鉆頭有兩條主切削刃和一條橫刃，俗稱“一尖(鉆心尖)三刃”，參與切削工作，它是在橫刃嚴(yán)重受擠和排屑不利的半封閉狀態(tài)下工作，所以加工的條件比車削或其他切削方法更為復(fù)雜和困難，加工精度較低，表面較粗糙。

鉆削加工的質(zhì)量和效率很大程度上決定于鉆頭切削刃的形狀。在生產(chǎn)中往往用修磨的方法改變麻花鉆頭切削刃的形狀和角度以減少切削阻力，提高鉆削性能，中國(guó)的群鉆就是采用這種方法創(chuàng)制出來的。

當(dāng)鉆孔的深度l與直徑d之比大于6時(shí)，一般視為深孔鉆削。鉆削深孔的鉆頭細(xì)長(zhǎng)，剛度差，鉆削時(shí)鉆頭容易偏斜并與孔壁發(fā)生摩擦，同時(shí)對(duì)鉆頭的冷卻和排屑也較困難。因此，當(dāng)l/d大于20時(shí)需要采用專門設(shè)計(jì)的深孔鉆，并輸入一定流量和壓力的切削液加以冷卻和把切屑沖刷出來，才能達(dá)到較高的鉆削質(zhì)量和效率。1.麻花鉆的結(jié)構(gòu)組成通常直徑范圍為0.25～80mm。它主要由工作部分和柄部構(gòu)成。為了減小鉆孔時(shí)導(dǎo)向部分與孔壁間的摩擦，麻花鉆自鉆尖向柄部方向逐漸減小直徑呈倒錐狀。麻花鉆的螺旋角主要影響切削刃上前角的大小、刃的強(qiáng)度和排屑性能，通常為25°～32°。螺旋形溝槽可用銑削、磨削、熱軋或熱擠壓等方法加工，鉆頭的前端經(jīng)刃磨后形成切削部分。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的切削部分頂角為118°，橫刃斜角為40°～60°，后角為8°～20°。由于結(jié)構(gòu)上的原因，前角在外緣處最大，向中間逐漸減小，橫刃處為負(fù)前角(可達(dá)-55°左右)，鉆削時(shí)起擠壓作用。為了改善麻花鉆的切削性能，可根據(jù)被加工材料的性質(zhì)將切削部分修磨成各種形狀(如群鉆)。麻花鉆的柄部形式有直柄和錐柄兩種，加工時(shí)前者夾在鉆夾頭中，后者插在機(jī)床主軸或尾座的錐孔中。一般麻花鉆用高速鋼制造。焊硬質(zhì)合金刀片或齒冠的麻花鉆適于加工鑄鐵、淬硬鋼和非金屬材料等，整體硬質(zhì)合金小麻花鉆用于加工儀表零件和印刷線路板等。

圖3-23標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的組成2.麻花鉆的幾何參數(shù)

1)基面Pr與切削平面Ps

主切削刃上各點(diǎn)因其切削速度方向不同，切削平面位置也不同，同理，基面位置也不同(圖3-24a)，但基面總是包含鉆頭軸線的平面。圖3-24b表示了切削刃最外緣A點(diǎn)的基面和切削平面。2)幾何參數(shù)

螺旋角β鉆頭的螺旋角β是螺旋槽最外緣處螺旋線的切線與鉆頭軸線間的夾角。在主切削刃上半徑不同的點(diǎn)的螺旋角不相等，鉆頭外緣處的螺旋角最大，越靠近鉆頭中心，其螺旋角越小。螺旋角實(shí)際上是鉆頭的進(jìn)給前角。因此，螺旋角越大，鉆頭的進(jìn)給前角越大，鉆頭越鋒利。但是螺旋角過大，會(huì)削弱鉆頭的強(qiáng)度和散熱條件，使鉆頭的磨損加劇。刃傾角由于麻花鉆的主切削刃不通過鉆頭軸線，從而形成刃傾角，它是在切削平面內(nèi)主切削刃與基面之間的夾角。因?yàn)橹髑邢魅猩细鼽c(diǎn)基面與切削平面位置不同，所以刃傾角也是變化的，圖3-25的ps向視圖中表示出主切削刃上最外緣處的刃傾角。麻花鉆主切削刃上任意點(diǎn)的端面刃傾角，是該點(diǎn)的基面與主切削刃在端面投影中的夾角(如圖3-25所示)。由于主切削刃上各點(diǎn)的基面不同，因此各點(diǎn)的端面刃傾角也不相等，外緣處最小，愈接近鉆芯愈大。頂角和主偏角鉆頭的頂角為兩主切削刃在與其平行的軸向平面上投影之間的夾角（如圖3-23c所示）。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角2=118°，頂角與基面無關(guān)。鉆頭的主偏角是主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角（如圖3-25所示）。由于主切削刃上各點(diǎn)的基面不同，因此主切削刃上各點(diǎn)的主偏角也是變化的，愈接近鉆芯，主偏角愈小。

圖3-23標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的組成副偏角為了減小導(dǎo)向部分與孔壁的摩擦，除了在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定直徑大于0.75mm的麻花鉆在導(dǎo)向部分上制有兩條窄的棱邊，還規(guī)定直徑大于1mm的麻花鉆有向柄部方向減小的直徑倒錐量(每l00mm長(zhǎng)度上減小0.03～0.12mm)，從而形成副偏角(如圖3-23c所示)。前角麻花鉆主切削刃上任意點(diǎn)的前角是在主剖面內(nèi)測(cè)量的前刀面與基面間的夾角。麻花鉆主切削刃各點(diǎn)前角變化很大，從外緣到鉆芯，前角逐漸減小，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆外緣處前角30°，到鉆芯減到-30°，如圖3-23所示。后角麻花鉆主切削刃上任意點(diǎn)的后角是在以鉆頭軸線為軸心的圓柱面的切平面內(nèi)測(cè)量的切削平面與主后刀面之間的夾角。如圖3-26所示。如此確定后角的測(cè)量平面是由于主切削刃在進(jìn)行切削時(shí)作圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給后角比較能夠反映鉆頭后刀面與加工表面之間的摩擦關(guān)系，同時(shí)測(cè)量也方便。刃磨鉆頭后角時(shí)，應(yīng)沿主切削刃將后角從外緣到中心逐漸增大。

橫刃角度

橫刃是兩個(gè)主后刀面的交線（如圖3-27所示），為橫刃長(zhǎng)度。橫刃角度包括橫刃斜角，橫刃前角和橫刃后角。在端面投影上，橫刃與主切削刃之間的夾角為橫刃斜角，它是刃磨后刀面時(shí)形成的。標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的橫刃斜角=50°～55°。當(dāng)后角磨得偏大時(shí)，橫刃斜角減小，橫刃長(zhǎng)度增大。因此，在刃磨麻花鉆時(shí)，可以觀察橫刃斜角的大小來判斷后角是否磨得合適。

３.麻花鉆的修磨

由于麻花鉆的結(jié)構(gòu)所限，使它存在許多缺點(diǎn)。如前角值沿主切削刃變化太大，外緣處為+30°，靠近鉆芯處為-30°，各點(diǎn)切削條件不同；橫刃上的前角竟達(dá)-54°～-60°，副后角為零度，摩擦嚴(yán)重；主切削刃太長(zhǎng)，切屑太寬，排屑不暢；橫刃太長(zhǎng)，定心困難，軸向力大等。為改善鉆頭切削性能，需對(duì)麻花鉆進(jìn)行修磨。主要修磨方法有：修磨橫刃、修磨前刀面、修磨棱邊、修磨主切削刃和開分屑槽。群鉆:標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆綜合修磨方法的應(yīng)用。下圖3-28所示為do>15～40mm的標(biāo)準(zhǔn)群鉆。修磨的方法是：先磨出兩條外刃(AB)，然后再在兩個(gè)后刀面上分別磨出月牙形圓弧槽(BC)，最后修磨橫刃，使之縮短、變尖、變低，以形成兩條內(nèi)刃(CD)，留下一條窄橫刃b，此外，在外刃上還磨出分屑槽。群鉆的加工精度和生產(chǎn)效率大大高于標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。4.硬質(zhì)合金鉆頭

近年來，硬質(zhì)合金鉆頭已逐漸得到廣泛應(yīng)用，特別是對(duì)加工鑄鐵等脆性材料，其鉆頭使用壽命和生產(chǎn)率比高速鋼鉆頭有顯著提高（如上圖3-26所示）。硬質(zhì)合金鉆頭不僅可以加工鋼鐵材料，還可以加工各種有色金屬以及橡膠、塑料、玻璃、石材等非金屬材料，在工藝系統(tǒng)剛度足夠大的情況下還能成功地應(yīng)用于加工高強(qiáng)度材料。四、深孔鉆

深孔鉆一般是用來加工孔深度與直徑之比大于5～10的孔。為解決深孔加工中的斷屑、排屑、冷卻潤(rùn)滑和導(dǎo)向等問題，人們先后開發(fā)了外排屑深孔鉆、內(nèi)排屑深孔鉆、噴吸鉆和套料鉆等多種深孔鉆。圖3-17是用于加工槍管的外排屑深孔鉆的工作原理:

圖3-17深孔鉆

五、擴(kuò)孔鉆

擴(kuò)孔鉆通常用于鉸或磨前的預(yù)加工或毛坯孔的擴(kuò)大。擴(kuò)孔鉆的外形和麻花鉆相類似，只是加工余量小，主切削刃較短，因而容屑槽淺，刀齒數(shù)目較麻花鉆多，刀體強(qiáng)度高，剛性好，故加工后的質(zhì)量比麻花鉆加工的好。一般加工精度可達(dá)ITl0～I(xiàn)T11，表面粗糙度可達(dá)Ra6.3～3.2μm，通常作為孔的半精加工刀具。常見的結(jié)構(gòu)型式有高速鋼整體式、鑲齒套式和鑲硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式，分別見下圖3-18a、b、c:六、锪鉆

锪鉆用于在孔的端面上加工圓柱形沉頭孔（如下圖3-19a所示）、錐形沉頭孔（如圖3-19b所示）或凸臺(tái)表面（如圖3-19c所示）。锪鉆上的定位導(dǎo)向柱是用來保證被锪的孔或端面與原來的孔有一定的同軸度或垂直度的。導(dǎo)向柱可以拆卸，以便制造锪鉆的端面齒。锪鉆可制成高速鋼整體結(jié)構(gòu)或硬質(zhì)合金鑲齒結(jié)構(gòu)。

圖3-19锪鉆七、鉸刀

對(duì)于較小的孔，相對(duì)于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工方法。鉸刀是精加工或半精加工刀具，由于加工余量小，齒數(shù)多，加工精度和表面質(zhì)量都較高，加工精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T7，加工表面粗糙度可達(dá)Ra1.6～0.2μm。鉸孔在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣，常用于中小孔的半精加工和精加工。

1.鉸刀的類型鉸刀一般分為手用鉸刀及機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀柄部為直柄，工作部分較長(zhǎng)，導(dǎo)向作用較好。手用鉸刀又分為整體式(如圖3-30a所示)和外徑可調(diào)整式(如圖3-30b所示)兩種。機(jī)用鉸刀可分為帶柄的(如圖3-30c所示)和套式的(如圖3-30d所示)。鉸刀不僅可加工圓形孔，也可用錐度鉸刀加工錐孔(如圖3-30e所示)。

圖3-30鉸刀2.鉸刀的結(jié)構(gòu)組成

3.鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)1）直徑及公差

鉸刀是定尺寸刀具，直徑及其公差的選取主要取決于被加工孔的直徑及其精度，同時(shí)，也要考慮鉸刀的使用壽命和制造成本。鉸刀的公稱直徑do是指校準(zhǔn)部分的圓柱部分直徑，確定鉸刀直徑和公差時(shí),應(yīng)考慮被鉸削孔的公差、鉸刀的制造公差G、鉸刀磨損儲(chǔ)備量H和鉸削后孔徑可能產(chǎn)生的擴(kuò)張量P或收縮量P1?？讖綌U(kuò)張

鉸孔時(shí)，由于機(jī)床主軸間隙產(chǎn)生的徑向圓跳動(dòng)、鉸刀刀齒的徑向圓跳動(dòng)、鉸孔余量不均勻而引起的顫動(dòng)、鉸刀的安裝偏差、切削液和積屑瘤等因素的影響，會(huì)使鉸出的孔徑大于鉸刀校準(zhǔn)部分的外徑，即產(chǎn)生孔徑擴(kuò)張。這時(shí)，鉸刀的直徑就應(yīng)減小一些。其極限尺寸可由下式計(jì)算：

孔徑縮小

但是也可能出現(xiàn)鉸后孔徑比鉸刀直徑稍小的情況，這是由于鉸削力較大或工件孔壁較薄時(shí)，由于工件的彈性變形或熱變形的恢復(fù)，鉸孔后孔徑常會(huì)縮小。這時(shí)，選用的鉸刀的直徑應(yīng)增大一些。（3-3）（3-4）2）齒數(shù)及槽形齒數(shù)：鉸刀齒數(shù)一般為4～12個(gè)齒。齒數(shù)多，則導(dǎo)向性好，刀齒負(fù)荷輕，鉸孔質(zhì)量高。但齒數(shù)過多，會(huì)降低鉸刀刀齒強(qiáng)度和減小容屑空間，故通常根據(jù)直徑和工件材料性質(zhì)選取鉸刀齒數(shù)。大直徑鉸刀取較多齒數(shù)；加工韌性材料取較小齒數(shù)；加工脆性材料取較多齒數(shù)。為便于測(cè)量直徑，鉸刀齒數(shù)一般取偶數(shù)。刀齒在圓周上一般為等齒距分布，在某些情況下，為避免周期性切削負(fù)荷對(duì)孔表面的影響，也可選用不等齒距結(jié)構(gòu)。齒槽：鉸刀的齒槽形式有直線型、折線型和圓弧型三種。直線型齒槽制造容易，一般用于=1～20mm的鉸刀；圓弧型齒槽具有較大的容屑空間和較好的刀齒強(qiáng)度，一般用于>20mm的鉸刀；折線齒槽常用于硬質(zhì)合金鉸刀，以保證硬質(zhì)合金刀片有足夠的剛性支撐面和刀齒強(qiáng)度。鉸刀齒槽方向有直槽和螺旋槽兩種。直槽鉸刀刃磨、檢驗(yàn)方便，生產(chǎn)中常用；螺旋槽鉸刀切削過程平穩(wěn)。螺旋槽鉸刀的螺旋角根據(jù)被加工材料選取：加工鑄鐵等取=7°～8°；加工鋼件取=12°～20°；加工鋁等輕金屬取=35°～45°。3）鉸刀的幾何角度(1)前角和后角鉸削時(shí)由于切削厚度小，切屑與前刀面只有在切削刃附近接觸，前角對(duì)切削變形的影響不顯著。為了便于制造，一般取＝０°。粗鉸塑性材料時(shí)，為了減少變形及抑制積屑瘤的產(chǎn)生，可?。剑怠恪?0°；硬質(zhì)合金鉸刀為防止崩刃，取＝０°～５°。為使鉸刀重磨后直徑尺寸變化小些，取較小的后角，一般?。?°～8°。切削部分的刀齒刃磨后應(yīng)鋒利，不留刃帶，校準(zhǔn)部分刀齒則必須留有0.05～0.3mm寬的刃帶，以起修光和導(dǎo)向作用，也便于鉸刀制造和檢驗(yàn)。(２)主偏角主偏角的大小影響鉸刀參加工作的長(zhǎng)度和切屑厚薄以及各分力間的比值，對(duì)加工質(zhì)量有較大影響，如果主偏角小，則參加工作的切削刃較長(zhǎng)，切屑薄，軸向力小，且切入時(shí)的導(dǎo)向好,但變形較大，而切入和切出的時(shí)間也長(zhǎng)。因此手用鉸刀宜取較小的值，通常主偏角＝0.5°～1°。機(jī)用鉸刀工作時(shí)，其導(dǎo)向和進(jìn)給由機(jī)床保證，故可選用較大值，一般在加工鋼材時(shí)，主偏角＝15°，鉸削鑄鐵和脆性材料時(shí)，主偏角＝3°～5°，加工盲孔時(shí)，主偏角＝45°。(3)刃傾角在鉸削塑性材料時(shí)，高速鋼直槽鉸刀切削部分的切削刃沿軸線傾斜15°～20°形成刃傾角，它適用于加工余量較大的通孔。硬質(zhì)合金鉸刀為便于制造，一般取刃傾角＝0°。八、鏜刀鏜刀是一種很常見的擴(kuò)孔用的刀具，在許多機(jī)床上都可以用鏜刀鏜孔(如車床、銑床、鏜床以及組合機(jī)床等)。鏜孔的加工精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T7，加工表面粗糙度可達(dá)Ra6.3～0.8μm，常用于較大直徑的孔的粗加工、半精加工和精加工。１、鏜削鏜床鏜孔主要有以下三種方式：

（1）鏜床主軸帶動(dòng)刀桿和鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如圖7－12所示。這種方式鏜削的孔徑一般小于120mm左右。圖7－12a所示為懸伸式刀桿，不宜伸出過長(zhǎng)，以免彎曲變形過大，一般用以鏜削深度較小的孔。圖7－12b所示的刀桿較長(zhǎng)，用以鏜削箱體兩壁相距較遠(yuǎn)的同軸孔系。為了增加刀桿剛性，其刀桿另一端支承在鏜床后立柱的導(dǎo)套座里。（2）鏜床主軸帶動(dòng)刀桿和鏜刀旋轉(zhuǎn)，并做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如圖7－13所示。這種方式主軸懸伸的長(zhǎng)度不斷增大，剛性隨之減弱，一般只用來鏜削長(zhǎng)度較短的孔。（3）鏜床平旋盤帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圖7－15所示的鏜床平旋盤可隨主軸箱上、下移動(dòng)，自身又能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中部的徑向刀架可做徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可處于所需的任一位置上。如圖7－16a所示，利用徑向刀架使鏜刀處于偏心位置，即可鏜削大孔。200mm以上的孔多用這種鏜削方式，但孔不宜過長(zhǎng)。圖7－16b為鏜削內(nèi)槽，平旋盤帶動(dòng)鏜刀旋轉(zhuǎn)，徑向刀架帶動(dòng)鏜刀做連續(xù)的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。若將刀尖伸出刀桿端部，亦可鏜削孔的端面。4）浮動(dòng)鏜削

如上所述，車床、鏜床和銑床鏜孔多用單刃鏜刀。在成批或大量生產(chǎn)時(shí)，對(duì)于孔徑大（＞Φ80mm）、孔深長(zhǎng)、精度高的孔，均可用浮動(dòng)鏜刀進(jìn)行精加工。

如圖7－17所示。調(diào)節(jié)時(shí)，松開兩個(gè)螺釘2，擰動(dòng)螺釘3以調(diào)節(jié)刀塊1的徑向位置，使之符合所鏜孔的直徑和公差。浮動(dòng)鏜刀在車床上車削工件如圖7－18所示。工作時(shí)刀桿固定在四方刀架上，浮動(dòng)鏜刀塊裝在刀桿的長(zhǎng)方孔中，依靠?jī)扇袕较蚯邢髁Φ钠胶舛詣?dòng)定心，從而可以消除因刀塊在刀桿上的安裝誤差所引起的孔徑誤差。２、鏜刀

根據(jù)鏜刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用方式，可分為：１）單刃鏜刀，２）雙刃鏜刀。單刃鏜刀如圖3-20所示，結(jié)構(gòu)與車刀類似，只有一個(gè)主切削刃，結(jié)其構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、通用性強(qiáng)，但剛性差，鏜孔尺寸調(diào)節(jié)不方便，生產(chǎn)效率低，對(duì)工人操作技術(shù)要求高。單刃鏜刀一般均有調(diào)整裝置。圖3-20單刃鏜刀在精鏜機(jī)床上常采用微調(diào)鏜刀以提高調(diào)整精度(如圖3-21所示)。雙刃鏜刀兩邊都有切削刃，工作時(shí)可以消除徑向力對(duì)鏜桿影響，工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證。鏜刀上的兩個(gè)刀片徑向可以調(diào)整，因此，可以加工一定尺寸范圍的孔。圖3-22為常用的裝配式浮動(dòng)鏜刀，刀塊2以動(dòng)配合狀態(tài)浮動(dòng)安裝在鏜桿的徑向孔中，工作時(shí)，刀塊在切削力的作用下保持平衡對(duì)中，可以減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動(dòng)所引起的加工誤差。

圖3-21微調(diào)鏜刀圖3-22雙刃鏜刀§5復(fù)雜刀具

螺紋刀具、拉刀和齒輪加工刀具常稱為復(fù)雜刀具，一般有專業(yè)化刃具廠生產(chǎn)。一、螺紋刀具

1.螺紋車刀*2.絲錐*3.板牙*4.螺紋梳刀5.自動(dòng)開合螺紋切頭6.螺紋銑刀7.滾絲輪8.搓絲板二、拉刀1.拉削過程拉削時(shí)，拉刀沿其軸線作等速直線運(yùn)動(dòng)，由于拉刀的后一個(gè)(或一組)刀齒高出前一個(gè)(或一組)刀齒，所以能夠依次從工件上切下金屬層，從而獲得所需的表面（如圖3-38所示）。

圖3-38．拉削可看作是按高低順序排列的多把刨刀進(jìn)行的刨削，如圖7－20所示。2.拉削特點(diǎn)①生產(chǎn)率高拉刀是多齒刀具，同時(shí)參加工作的刀齒多，切削刃的總長(zhǎng)度大，又多為直線運(yùn)動(dòng)，一次行程即完成粗、半精及精加工，因此生產(chǎn)率很高。②加工后工件精度與表面質(zhì)量高拉削時(shí)的切削速度很低（一般=1.02～8m/min），拉削過程平穩(wěn)，切削厚度小(一般精切齒的切削厚度=0.005～0.015mm)，因此可加工出精度為IT7，表面粗糙度不大于Ra0.8的工件。③拉刀使用壽命高由于拉削速度很低，而且每個(gè)刀齒實(shí)際參加切削的時(shí)間極短，因此拉刀使用壽命很高。④加工范圍廣，可拉削各種特型表面圖3-39所示是其中的一些例子。⑤拉削運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單拉削只有主運(yùn)動(dòng)，拉削過程的進(jìn)給量即相鄰兩刀齒的齒高差。由于拉刀構(gòu)造比較復(fù)雜，制造成本高，因此—般多用于大量或成批生產(chǎn)。3.拉刀的種類和應(yīng)用范圍

拉刀是一種高生產(chǎn)率、高精度的多齒刀具。由于拉削加工方法應(yīng)用廣泛，拉刀的種類也很多。①按加工表面不同可分為內(nèi)拉刀和外拉刀。前者用于加工如圓孔、方孔、花鍵孔等內(nèi)表面；后者用于加工平面、成形面等外表面。②按拉刀工作時(shí)受力方向的不同可分為拉刀和推刀。③按拉刀的結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式整體式主要用于中、小型尺寸的高速鋼拉刀；組合式主要用于大尺寸拉刀和硬質(zhì)合金組合拉刀。4.拉刀的結(jié)構(gòu)

（1）拉刀的結(jié)構(gòu)組成拉刀的類型不同，其結(jié)構(gòu)上雖各有特點(diǎn)，但它們的組成部分仍有共同之處。圖3-40所示為圓孔拉刀的組成部分。圖3-40圓孔拉刀的組成部分

圓孔拉刀由頭部、頸部、過渡錐部、前導(dǎo)部、切削部、校準(zhǔn)部、后導(dǎo)部及尾部組成，其各部分功用如下：頭部——拉刀的夾持部分，用于傳遞動(dòng)力；前導(dǎo)部——起引導(dǎo)作用，防止拉刀進(jìn)入工件孔后發(fā)生歪斜，并可檢查拉前孔徑是否符合要求；過渡錐部——使拉刀前導(dǎo)部易于進(jìn)入工件孔中，起對(duì)準(zhǔn)中心的作用；頸部——頭部與過渡錐部之間的連接部分，并便于頭部穿過拉床擋壁，也是打標(biāo)記的地方；切削部——擔(dān)負(fù)切削工作，切除工件上所有余量，它由粗切齒、過渡齒與精切齒三部分組成；校準(zhǔn)部——切削很少，只切去工件彈性恢復(fù)量，起提高工件加工精度和表面質(zhì)量的作用，也作為精切齒的后備齒；后導(dǎo)部——用于保證拉刀工作即將結(jié)束而離開工件時(shí)的正確位置，防止工件下垂而損壞已加工表面與刀齒；尾部——只有當(dāng)拉刀又長(zhǎng)又重時(shí)才需要，用于支撐拉刀、防止拉刀下垂。（2）拉刀切削部分幾何參數(shù)拉刀切削部分的主要幾何參數(shù)如圖3-41所示。齒升量——即切削部前、后刀齒(或組)高度之差；齒距——即兩相鄰刀齒之間的軸向距離；刃帶——用于在制造拉刀時(shí)控制刀齒直徑，也為了增加拉刀校準(zhǔn)齒前刀面的可重磨次數(shù)，提高拉刀使用壽命，有了刃帶，還可提高拉削過程穩(wěn)定性；前角——前角根據(jù)工件材料來選擇；后角——拉刀后角直接影響拉刀刃磨后的徑向尺寸，一般取較小值。５、拉削圖形三、齒輪加工刀具齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。由于齒輪的種類很多，相應(yīng)的齒輪刀具種類也極其繁多。按照齒輪齒形的形成方法，可將齒輪刀具分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具兩大類。1.成形齒輪刀具成形齒輪刀具的齒形與被加工齒輪的齒槽形狀相同。常用的成形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀，如圖3-46所示。盤形齒輪銑刀是鏟齒成形銑刀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，在一般銑床上就可加工齒輪，但其加工精度、生產(chǎn)率都比較低。適用于在單件生產(chǎn)及修配工作中加工直齒、斜齒圓柱齒輪和齒條等。指形齒輪銑刀主要用于加工大模數(shù)(m＝10～100mm)直齒、圓柱齒輪、人字齒輪。對(duì)于多于兩列的人字齒輪，這是主要的加工刀具。

a）b)圖3-46成形齒輪銑刀a）盤形齒輪銑刀b）指形齒輪銑刀

2.展成齒輪刀具展成齒輪刀具的齒形或其齒形的投影均不同于所切齒輪齒槽的任意截形。工件的齒形是經(jīng)刀具刃形若干次切削而包絡(luò)成的。展成法加工齒輪時(shí)，同一把刀具可加工模數(shù)相同而齒數(shù)不同的漸開線齒輪。刀具的通用性較廣，加工精度和生產(chǎn)率都比較高。但是這種加工方法一般需要有專門的齒輪加工機(jī)床。常用的展成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。1)插齒刀插齒刀是應(yīng)用很廣泛的齒輪刀具之一。插齒刀的形狀如同圓柱齒輪，但其具有前角、后角和切削刃。插齒時(shí)，它的切削刃隨插齒機(jī)床的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在空間形成一個(gè)漸開線齒輪，稱為鏟形齒輪。插齒刀和被切齒輪的展成運(yùn)動(dòng)一方面包絡(luò)形成齒輪漸開線齒廓，另一方面又是切削時(shí)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和連續(xù)的分齒運(yùn)動(dòng)（如圖3-47所示）。為了避免后刀面與工件的摩擦，插齒刀每次空行程退刀時(shí)，應(yīng)有讓刀運(yùn)動(dòng)。在開始切削時(shí)，還有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，切到全齒深時(shí)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)自動(dòng)停止。插齒刀是—種展成法齒輪刀具，它可以用來加工同模數(shù)、同壓力角的任意齒數(shù)的齒輪；