1.2.2刀具种类及选用(1)

孔的加工方法很多。常见的有：钻孔、扩孔、 铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、珩磨孔和研磨孔等， 还有电火花、超声波、激光加工等新工艺。 最常见的是在车床、钻床和镗床上进行 孔的加工。 在车床或镗床上加工孔的工艺方法
孔加工刀具按其用途一般分为两大类：
一类是从实体材料上加工出孔的刀具，如扁钻、 麻花钻、中心钻及深孔钻等。 另一类是对已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、 铰刀及镗刀等。
前角0
在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。 由于钻头的前刀面是螺旋面，且各点处的基面 和正交平面位置亦不相同，故主切削刃上各处的前 角也是不相同的，由外缘向中心逐渐减小。
标准麻花钻切削刃上各点的前角值变化很大 ，从钻头最外缘到钻心，前角值可由 30°逐渐变 为－30°，故靠近中心处的切削条件很差。
1） 成形车刀的类型和装夹
成形车刀按其结构和形状可分为下面三种：
(1)平体成形车刀：除刀刃具有复杂的形状外，外形和 普通车刀相似，如图8-11 只能用于加工外成形表面，且重磨次数少。它的装夹方 法和普通车刀一样。 (2)棱体成形车刀：它的外形为棱柱体，其重磨次数比 平体成形车刀多，刀具的刚性比平体的好。 使用时靠燕尾体与刀杆的燕尾槽联结。并用螺钉夹紧， 如图8—12所示。刀杆的燕尾槽制有一倾斜角，即图 8—12中的α f 。刀体下端的螺钉可用来调整刀尖的高 度．并可承受部分切削力，增加刀具的刚性。
三、中心钻
中心钻是用来加
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工各种工件的中心孔
用的刀具。 它主要有无护锥 复合中心钻及带护锥 复合中心钻两种。
四、深孔钻
孔深与孔径的比h/d10的孔，一般称为深 孔。钻削深孔的钻头称为深孔钻。 深孔钻的种类很多，常用的有内排屑深孔
钻、外排屑深孔钻及喷吸钻等。
五、扩孔钻
扩孔钻是用于对已钻孔进一步加工，以提高孔的加工质 量的刀具。其加工精度可达IT10～IT11，表面粗糙度可达 Ra6.3～3.2m。 扩孔钻的刀齿比较多，一般有3～4个，故导向性好，切 削平稳。由于扩孔余量较小，容屑槽较浅，刀体强度和刚性 较好；扩孔钻没有横刃，改善了切削条件，因此，可大大提 高切削效率和加工质量。
一）、孔加工的特点
孔加工刀具的工作部分在工件内表面里工作， 使刀具的某些结构尺寸受到限制，因而引起了一些 突出问题，如：容屑排屑问题、刀具的强度、刚度 及导向问题、散热冷却问题等。这些方面在设计和 使用孔加工刀具时都要特别注意。 1. 2. 3. 4. 刀具刚度差 排屑困难 直观性差 规格品种
二）、不同精度孔的工艺方法
4)刀杆可以多次使用，大大降低了刀杆材料的消耗量。
5)新型刀具材料(新型硬质合金，涂层硬质合金，新型陶瓷 等) 的耐用度较高，适宜制成可转位刀片。
6)可转位刀片的刀片、刀杆标准化程度高，可简化工具的 管理工作。
硬质合金可转位刀片
硬质合金可转位刀片已国家标准化。刀片的常用形状为：
可转位刀片的选用
选择刀片的形状时，主要是考虑加工工序 的性质、工件的形状、刀具的寿命和刀片的利 用率等因素。 选择刀片的尺寸时，主要是考虑切削刃工 作长度、刀片的强度、加工表面质量及工艺系 统剐性等因素。
切削平面
切削刃上任意一点的切削平面是包含该点切削速度方 向，而又切于该点加工表面的平面)。
切削刃上各点的切削平面与基面在空间互相垂直，且 位置是变化的。
麻花钻的主要几何参数
螺旋角
Pz tg 0 d
钻头螺旋槽最外缘处螺旋线的切线与钻头轴线间的夹角。
螺旋角对切削过程的影响
螺旋角的大小不仅影响排屑情况，而且它就是钻头的进给前角。 较大的螺旋角，使钻头的前角增大，故切削扭矩和轴向 力减小，切削轻快，排屑也较容易。 但是螺旋角过大，会削弱钻头的强度和散热条件，使钻 头的磨损加剧。 标准麻花钻的 =18°～30°，小直径钻头值较小。
顶角对切削过程的影响
顶角越小，切削刃长度增加，单位切削刃长度 上负荷降低，刀尖角r增大，改善了散热条件，提 高了钻头的耐用度且轴向力减小。 但顶角越小，切屑变薄，切屑平均变形增加， 故使扭矩增大。
端面刃倾角ST
在端面投影中主切削刃与基面间的夹角。
切削刃上不同点的端面刃倾角是不同的，
外缘处的ST最小，靠近钻心处的ST最大。 标准麻花钻主切削刃的端面刃倾角总为负值。
1.麻花钻的构造

标准麻花钻由3个部分组成：
尾部：是钻头的夹持部分，用于与机床联接，并传 递扭矩和轴向力。按麻花钻直径的大小，分为直柄 （直径<12mm）和锥柄（直径>12mm）两种。 颈部：是工作部分和尾部间的过渡部分，供磨削时 砂轮退刀和打印标记用。直柄钻头没有颈部。 工作部分：是钻头的主要部分，前端为切削部分， 承担主要的切削工作；后端为导向部分，起引导钻 头的作用，也是切削部分的后备部分。


钻头的工作部分
有两条对称的螺旋槽， 是容屑和排屑的通道。 导向部分磨有两条棱边，为了减少与加工孔壁 的摩擦，棱边直径磨有(0.03～0.12)／100的倒锥量 (即直径由切削部分顶端向尾部逐渐减小)，从而形 成了副偏角κ'r。 麻花钻的两个主切削刃由钻芯连接， 为了增加钻头的强度和刚度，钻芯制成 正锥体（锥度为（1.4－2）/100）。
可避免焊接引起的缺陷，刀杆可多次重复使用。 结构较复杂，刀片重磨时仍有可能产生应力和裂纹。
3.机夹可转位式车刀
将预先加工好的有一定几何 角度的多角硬质合金刀片，用机 械的方法装夹在特制的刀杆上的 车刀。
由于刀具的几何角度是由刀片形状及其在刀 杆槽中的安装位置来确定的，故不需要刃磨。
当一个切削刃磨钝后，只要松开刀片夹紧元 件，将刀片转位，改用另一新切削刃，重新夹紧 后即可继续切削。待全部刀刃都磨钝后，再装上 新刀片又可继续使用
优点：
结构简单、刚性好、适应性强，可以根据 具体的加工条件和要求刃磨出合理的几何角度。
缺点：
1）切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平。 2）经过高温焊接，硬质合金刀片易产生热应力， 严重时会出现裂纹，使硬质合金的切削性能 下降，对提高生产率不利。 3）刀杆不能重复使用，当刀片用完或崩坏后刀 杆也随之报废，造成很大浪费。
车刀的结构形式有整体式、焊接式、机夹 重磨式和机夹可转位式等。
1.硬质合金焊接式车刀
焊接式车刀就是在碳钢（一般用45钢）刀杆 上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬 质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选定的几何角 度刃磨后使用的车刀。
焊接式车刀结构简单、刚性好、适应性强， 可以根据具体的加工条件和要求刃磨出合理的几 何角度。
可转位刀片、刀垫、刀杆、夹紧机构
切削性能好，辅助时间短，生产率高
刀片夹紧方式： （1）上压式 夹紧力大，
定位可靠，阻碍流屑
（2）偏心式 结构简单，
不碍流屑，夹紧力不大
（3）综合式 （4）杠杆式
夹紧力大， 耐冲击，结构复杂
车刀是金属切削加工中应用最广泛的一种 刀具，是研究其他刀具的基础。 车刀可用于各种车床上，可用来加工外圆、 内孔、端面、螺纹及各种内、外回转体成形表 面，也可用于切断和切槽等，因此车刀类型很 多，形状、结构、尺寸也各异（见图所示）。
后角f
在假定工作平面（即以钻头轴线为轴心的圆柱面的切平 面）内测量的切削平面与主后刀面之间的夹角。 在切削过程中，f在一定程度上反映了主后刀面与工 件过渡表面之间的摩擦关系，而且测量也比较容易。
考虑到进给运动对工作后角的影响，同时为了补偿前角 的变化，使刀刃各点的楔角较为合理，并改善横刃的切削条 件，麻花钻的后角刃磨时应由外缘处向钻心逐渐增大。 一般后刀面磨成圆锥面，也有磨成螺旋面或圆弧面的。 标准麻花钻的后角(最外缘处)为8°～20°，大直径钻头取 小值，小直径钻头取大值。
(3)圆体成形车刀：它的外形是回转体，其重磨次数比棱体 的多．且可加工内成形表面。图8—13所示为加工外成形表 面时的装夹方法之一。
如图所示，工作时，将刀尖调整到工件中心高度上，用内 孔定位装夹。为防止因切削力使刀具转动，刀具一端制有 端面齿，和刀夹上的端面齿相啮合，由图可见，当工件顺 时针旋转时(主运动)，刀具的中心应高于工件中心．以便 形成后角
选用：
1）硬质合金刀片型号(表示形状和尺寸)已经标 准化，可根据需要选用。
2）刀杆的截面形状有正方形、矩形和圆形，一 般是根据机床的中心高和切削力的大小来选 择其截面尺寸和长度。
2.硬质合金机夹重磨式车刀
用机械的方法将 硬质合金刀片夹固在 刀杆上的车刀。刀片 磨损后，可卸下重磨， 然后再安装使用。
优点：
1)车刀几何参数完全由刀片和刀槽保证，不受工人技术水 平的影响，因此其切削性能稳定，适于大批大量生产。 2)由于刀片上制有各种类型的断屑槽，而且几何形状尺寸 一致性好，只要合理选择刀片的型号就可达到稳定卷屑 和断屑的目的，不致因断屑不稳定而停机。
3)大大减少了刀杆的制造量，节省了刀具制造和管理费用， 也缩短了工人装刀、卸刀及刃磨等所需的辅助时间。
可转位刀片的夹紧机构要求

定位准确：刀片转位或更换刀片后，刀尖 位置的变化应在工件精度允许的范围内。
操作方便：刀片转位或更换刀片时，操作 应简便迅速。 动作可靠。夹紧元件的动作幅度应保证在 刀片和刀槽公差范围内将刀片夹紧。 结构合理：夹紧元件不应防碍切屑的流出。



4、成形车刀
刀刃形状决定于工件形状的车刀，称为成形车刀。 但它的廓形尺寸与工件的并不完全一致，需要进 行设计计算。成形车刀制成后，其后刀面为成形 表面，每次重磨时只磨前刀面。 成形车刀是一种专用刀具，它多用于车床、六角 车床、自动和半自动车床上加工内外回转体成形 表面。
1.2.4 常用刀具种类及选用
一、车刀
1. 车刀的种类
（1）直头外圆车刀； （2）弯头车刀；
（3）偏刀；
（4）切槽或切断刀； （5）镗孔刀； （6）螺纹车刀； （7）成形车刀；