孔加工工艺方案及复合刀具(精选)
孔加工工艺

结论 : 应用定径销孔钻头加工零件销孔可实现以 下四方面的作用。
1.效率提高节约加工费用,降低生产成本。 通过试验可以看出,使用定径销孔钻头后加
工效率提高,零件加工时间大大缩短,可节省人
工费、设备占用费、综合管理费等,即工缴费用。
按月产细纱机100台,全年降低零件加工费60万元。
2.减少数控设备占用时间,提升企业生产能力。 按每件龙筋节约实际加工时间300秒计算,
采用定径销孔钻头仅加工头尾段龙筋,按月产
100台,每年可减少数控设备占用时间2950小时
约合368.8天(即节省一台数控设备)。
3.提高零件加工质量水平
定径销孔钻头加工出的孔一致性很好,目前
我们试验检测出的孔径相差均在0.004-0.005,
因此可以很大程度的提高工序能力和产品质量水
平。
4.降低工具费用 定径销孔钻头由于本身材料及涂层的原因,其
1、起钻
预钻锥形定心孔,即先用小顶角起钻或中心钻,钻一个锥 形浅坑,作为钻孔的定位孔,再用所需尺寸的钻头钻孔。由于 横刃未参加工作,因而钻头不会出现由此引起的弯曲。
2、钻
钻削是使用钻头在实体材料上加工孔的
最常用的方法,其加工精度可达IT12~IT11 表面粗糙度Ra可达12.5~6.3μm,可作为攻 丝、扩孔、铰孔和镗孔的预备加工。
• 零件:
孔数:
落纱传动管
2
零件材料: 20#冷拉钢管
使用设备: 辛辛那提加工中心
原工艺 工序 起钻-钻-扩-铰
新工艺 钻(1道工序)
刀具
中心钻,钻头,扩孔钻,铰刀 合金钻头Φ11H9 V:55-90mm/min F:0.2mm/r 孔一致性:0.002-0.003 圆度: 0.004 轴对称度:0.03
大余量孔的强力切削精加工工艺

这种主偏角适于大进给,阶梯面铸铁的精加工。锪钻端 面刃加工表面粗糙度要求较低的平面时,一般副偏角取
=
0。前角 7 取 0,有利于断屑排屑 , 。 。 。 还有助于增
强切削刃刚性和抗热性能 , 能显著提高刀具的寿命 。后
角 a 取 7,主要是为 了减小后刀 面与切 削表面 的摩擦 , 。
锥,倒锥取直径差 00 m 。这样,就可减免切削后孔 .5 m 壁与刀具的非正常刮削或摩擦。修光刃起刮削作用, 用 以切去切削刀齿留下的凸脊,经修光刃刮削后的 灰铸铁, 表面粗糙度值 R = . m左右。 08 由于被加工工件孔的精度要求较高,齿数 z
取6 刃。多刃 刀具 是大 余 量强 力切 削 的有效 保
左右,如何使加工的孔通过机床一次走刀即可完成孔的 粗、精 ̄ -T序,这在以前根本无法达到的事情,现在 jr n 我们通过先进复合刀具就可达到。 ()夹具的设计 夹具的设计主要是对钻模板的设 1
左右,镗孔深度不合工艺要求是常有 的事。加工状态
图
2
计,如图 3 ,在钻模板上把刀具导向部分搞成扶架形式,
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主要起导向和支撑悬伸过长的刀具接杆作用,它由轴 承、轴承座和键槽螺钉等组成。当刀具旋转进入轴承座 时, 轴承座内的键槽螺钉便滑入接杆键槽中,使刀具接 杆与轴承座一起转动, 键槽螺钉起着带动刀具接杆与轴 承座一起转动作用, 这样就避免了刀具接杆与轴承座相 对运动产生摩擦,长此下去 , 二者配合问隙加大,使刀 具振动大,孔的加工尺寸精度无法保证。我们把刀具接 杆外径与轴承套内径配合间隙控制在 00m . m以内,这 2 样就使加工孔的尺寸 {0 o m I 5 m精度得以保证。夹具 3 2 的压紧装置设计为用气缸从上往下压,原则上要求支承 点与夹紧点重合,以减小工件变形,在压紧前各支点要
钻铰复合刀具设计

应用程序直接相连 ,从 而使 用 户可 以随 时随地 、 自由
灵 活地 与 他 人 共 享 设 计 并 开 展 协 作 。
参 釉 露
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内孔半精 扩 孑 是 最 为关 键 的一 道 T 序 。半 精 扩 L 孔结 束后 改换 钻 夹 头 修球 面 ,球 商 的加 工最 关 键 的 是刀具 刃 磨 ,刀 片 要 正 确 刃磨 ,刀 片 R 弧形 正 确 , 切 削省力 ,抛 光 内孔 时 球 面容 易 抛 全 。当 R刀 刃磨 得 好 ,加 工 出的球 面非常光 滑 , 自然水 到渠 成 。 ( )球 面加 完 后 再 换 光孔 镗 头 进行 精 孔 ,高 5 速 钢光刀 调尺 寸 6 4 9 r ( 出内孔 扩涨量 ) 完成 8.5 m 留 a 光 孔 ,光 刀刃 磨 时需 注意 刀 具 中 心不 能 低 于 丁件 中 心 ,断屑槽 圆弧要 合理 。 ( )一端 4 5 6 9 mm加 工好 后 ,可将该 件 调个加 工 8
( 稿 日期 :2 10 1 ) 收 0 117
4 8
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准部 分 、颈 部 以及 柄部 组成 。
分 可 减 小 摩 擦 , 防 止 产 生 喇 叭 形 孔 和 孔 径 扩 大 等 毛 病。 铰 刀 前 角 为 5 、 后 角 为 l。 刃 宽 为 F = 。 0、
棱 边 与 孔 壁 的 摩 擦 。 倒 锥 量 是 每 10 0 mm 长 度 上 减 小 00 . 3~0 1rm, 大 直 径 钻 头 取 大 值 。 .2 a 钻头 沟 形 如 图 2 所 示 d ,一 d 的 倒 锥 量 为
5 .结 语
这种 钻铰 复 合 刀 具 ,可 大批 量 生 产 ,适 合 加 工 对孔 径要 求 极 高 的 零 部 件 产 品 ,能 降 低 劳 动 强 度 ,
孔加工常用工艺装备

孔加工常用工艺装备(1)一、孔加工用刀具在金属切削中,孔加工占很大比重。
孔加工的刀具种类很多,按其用途可分为两类:一类是在实心材料上加工出孔的刀具,如麻花钻、扁钻、深孔钻等;另一类是对工件已有孔进行再加工的刀具,如扩孔钻、铰刀、镗刀等。
本节介绍常用的几种孔加工刀具。
(一)麻花钻1.麻花钻的结构要素图7-32为麻花钻的结构图。
它由工作部分、柄部和颈部组成。
[快车下载]unti t led1.bmp:(1)工作部分麻花钻的工作部分分为切削部分和导向部分。
①切削部分麻花钻可看成为两把内孔车刀组成的组合体。
如图7-33所示。
而这两把内孔车刀必须有一实心部分——钻心将两者联成一个整体。
钻心使两条主切削刃不能直接相交于轴心处,而相互错开,使钻心形成了独立的切削刃——横刃。
因此麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃(如图7-32b所示)。
麻花钻的钻心直径取为(0.125~0.15)do(do为钻头直径)。
为了提高钻头的强度和刚度,把钻心做成正锥体,钻心从切削部分向尾部逐渐增大,其增大量每100mm长度上为1.4~2.0mm。
[快车下载]unti t led2.bmp:两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为锋角2Φ,如图7-34所示。
标准麻花钻的锋角2Φ=118°,此时两条主切削刃呈直线;若磨出的锋角2Φ>118°,则主切削刃呈凹形;若2Φ<118°,则主切削刃呈凸形。
②导向部分导向部分在钻孔时起引导作用,也是切削部分的后备部分。
导向部分的两条螺旋槽形成钻头的前刀面,也是排屑、容屑和切削液流入的空间。
螺旋槽的螺旋角β是指螺旋槽最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角,如图7-34所示。
愈靠近钻头中心螺旋角愈小。
螺旋角β增大,可获得较大前角,因而切削轻快,易于排屑,但会削弱切削刃的强度和钻头的刚性。
导向部分的棱边即为钻头的副切削刃,其后刀面呈狭窄的圆柱面。
复合刀体结构原理设计及制造工艺分析

0机械 与电子 O
S C I E N C E&T E C H N O L O G YI N F O R MA T I O N
2 0 1 3 年
第2 1 期
复合刀体结构原理设计及制造工艺分析
王 凌 ( 江宁区职工培训 中心 , 江苏 南京 2 1 1 1 0 0 )
【 摘 要l 复合刀具 , 制造工艺比焊接 式、 机 夹式刀具简单, 制造 十分 方便 。 可以减 少换 刀和对刀及磨刀等辅助加工时间, 节省机动和辅助工
时, 提 高生产效率 。
【 关键词】 复合刀具 ; 钻铰 ; 倒角 ; 制造
随着机械 工业 的迅速 发展 , 机械 加工难度愈来愈 大 , 加工精 度要 3 刀具切削部分参数设 定 求越来越高 , 在 自动线上的复合刀具 , 既要满足生产节拍要求 , 又要 具 刀具切削部分 的参数对刀具的使用寿命 、 加工的难易程度及加工 有可靠性 和高寿命 , 要适应 发展 的需 要 , 就要对传 统的老式 的复合刀 也直接影响到加工 成本、 加工效率 , 所 具进行改革创 新 , 就需要应 用新技术 、 新 材料来提 高复合加工刀 具的 的精度都起着至关重要的作用 , 以刀具每部分的切削参数应合理选择 使用性能。 3 . 1 钻孔部分 1 复 合 刀 具 的 类型 及 特 点 为了保证钻头的钻心强度 , 锋角取 1 1 8  ̄ 一般取前扩大 容纳 切屑的空间 . 减 少钻头与孔壁 的摩擦 . 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 同时又要保证副切削刃的强度 合成 一体 的专 用刀具 , 它能在 一次加 工的过程 中, 完成 钻孔 、 扩孔 、 铰 3 . 2 铰孔部分 孔、 锪孔 和镗孔等多 工序不 同的工 艺复合, 具 有高效 率 、 高精 度 、 高可 由于铰削余量很小 , 切屑很 薄, 切屑 与前刀 面接触很 短 。 前角作用 靠性的成形加工特点。复合刀具 的结构形式 有 : 整体式 、 装配式 、 可转 不大 , 为制 造方便 , 前 角取 0 。 一 5 o 。 后角取 6 a 一 8 。 . 切 削刃 带宽为 O . 2 — 位式 、 组合式 ; 组合 类型有 : 复合钻 、 复合铰 、 复合扩 、 复合 镗 、 复合锪 ; 0 . 3 m m 。 铰刀为 四个刀齿 . 切削刃为右旋螺旋 刃。 为使铰刀工作平稳 . 提 钻锪 、 钻扩 、 钻倒 角、 扩镗 、 钻扩铰 、 扩铰 、 扩锪 、 钻镗 、 钻扩 锪 、 钻铰铰 、 高加工表面质量 , 切削时切屑顺利 从铰刀前方排 出 . 可避免切屑划 伤 镗铰等。 孔壁 . 并 且减少孔 的扩 张量 复合刀具有 以下特征 : 可 同时或顺序加 工几个表面 . 减少机动 和 辅助 时间 , 提高生产率 ; 可减少工件 的安装次数 或夹具的转位次数 , 以 4 刀具切 削部分材料的选择 减小 和降低定 位误差 ; 降低对机床 的复杂性要求 . 减少机床 台数 , 节 约 刀具的结构采用 为整体式 , 因此需要根据加工材 料的性质 、 生产 费用 , 降低制造成本 : 可保证加工表面间的相互位置精度 . 加工质量高 。 特点、 切 削特点选择合适 的刀具材料 。 钻孔部分主要完成粗加工 , 切削 2 刀体结构原理设计 深度较 大 , 刀具承受 的切削力较大 , 切削速度较低 , 因此宜选用强度较 高, 抗 冲击性和抗振性 能及 耐磨性较好 的刀具材料 : 铰孔 部分主要完 该 刀具 设计 的 目的在于提供一种 生产效率 高、 加工精度 高 、 生产 成精加 工 . 是稳定 尺寸部分 . 刀刃处的切削速度相对钻削更高 , 切削深 成本低 的将钻 头、 铰刀 和倒角刀复合在一起 的刀具 。该刀具包括刀头 度较小 。 因此宜选用耐磨性和耐热性较好的刀具材料 。 和刀柄两部分 , 刀头 由麻花钻钻头 、 铰刀和倒角部 分复合而成 , 铰刀刀 基 于以上原 因.刀柄材料与刀具切 削部分 都采用 W1 8 C r 4 V高速 齿为 四齿螺旋刃 , 刀柄为直柄 , 整个刀具结构为整体式刀具。 钢。 该材料是一种具有高硬度 、 高 耐磨性 和高耐热性的工具钢。 其工艺 2 . 1 钻孔部分 性能好 , 强度和韧性配合好 . 主要用来制 造复杂的薄刃和耐 冲击 的金 根据钻头加工 内孔钻削效率高的特点 . 该刀具 的钻孔部 分仍 然采 属切削刀具 . 也可制造高温轴承和冷挤压模 具等。 用传统麻花钻 的结构 ,刀体螺旋槽部分的螺旋角为 3 0  ̄ 。侧刃应磨 出 O . 0 2 — 0 . 0 4 a r m倒锥 以减小摩擦 . 其 刃部加工 出的切屑可顺利地 导向螺 5 刀具的制造 旋槽排 出 该部分完成孔的粗加工工序 . 加工 出的孔表 面粗糙度 和孔 复合刀 具的精度直 接影响加 工孔 的质量 f 形位精 度和表 面粗 糙 径直线度都较差 , 尺寸精度不高 , 为后续的铰孔工序做好准备工作 。 度) 。为充 分发挥复合刀具的效能 , 就必须保证刀具本 身的精度 。 因而 2 . 2 铰孔部分 必须对刀具本身拟定切实可行的加工工 艺 根据刀体要获得 良好的综 采用 四齿双刃外排屑式铰刀 . 每个切削刃都 由一个精密 的主切削 合机械性能( 足够 的强度和高韧性相配合) , 确保刀体尺寸稳定 , 大体上 刃和一个副切削刃组成。 工作时 . 主切削刃起主要的切削作用 , 副切削 加工工艺为 : 粗车刀体一刀体进 行调质处理一精 车刀体一 铣削钻头螺 刃起修光作用 。铰孔部分放在钻孔后来完成孔的精加工 , 保证孔 的精 旋槽部 分一 铣削铰刀切 削部分一淬火+ 回火f 硬度为 6 2 — 6 6 H R C ) - - *  ̄ 度f 孔 的形位精度和表面粗糙度) 。 磨钻头外径一刃磨铰刀切削刃一 刃磨 4 5 o 倒角刃一刃磨刀柄一 切除假 2 - 3 倒角部分 顶尖 . 手工磨 1 1 8  ̄ 锋角 孔 的精加工完成之后 。 继续使用倒角刀对孔进行倒角 。倒角 宜采 钻头螺旋槽 部分和铰刀切 削部分 . 由于结构 比较复杂 . 加工 刀具 用手工操作控制进行 轮廓 曲线有一定难 度 。 选用传 统机床加工存在一 定困难 。 因此可 以采 由于该复合刀具一般用 于加工孔 径比较小的孔 . 故刀具夹持部 分 用先进的数控铣床或加工 中心来进行加工 选择 自动编程方法对刀具 f 即刀柄1 带 0 成直柄 。 为了便 于排 屑避免刀具各部分 同时参与切削( 减小 进行三维实体建模 , 效果 如图 2 所示 。 对模 型进行后期处理 . 生成 自动 切削力) , 每一 刀具的切削部分 的起始 点在轴 向具有一定的间隔 . 同时 编程的加工程序 . 并在数 控铣床 或加工 中心上完成加工 。刀具其余 的 也增大 了容屑 空间 . 使排 屑顺 畅 . 避免前后 刀面切下 的切屑互相干 扰 加工工艺步骤 , 如刃磨 刀具外径 、 刃磨铰刀切削刃 、 倒 角刃 、 刀柄 、 锋角 和阻塞。 另外 。 需考虑在刀具制造过程 中为砂轮 留出合适的越程槽。 刀 等. 与传 统加工方 法类似 具尺寸需根据 孔的具体尺 寸来确定 实例刀具 以加 工 q  ̄ 1 6 + 0 . 0 4 0 a r m 的孔为例 . 刀具设计 如图 1 所示 。
孔加工常用工艺装备

孔加工常用工艺装备(1)一、孔加工用刀具在金属切削中,孔加工占很大比重。
孔加工的刀具种类很多,按其用途可分为两类:一类是在实心材料上加工出孔的刀具,如麻花钻、扁钻、深孔钻等;另一类是对工件已有孔进行再加工的刀具,如扩孔钻、铰刀、镗刀等。
本节介绍常用的几种孔加工刀具。
(一)麻花钻1.麻花钻的结构要素图7-32为麻花钻的结构图。
它由工作部分、柄部和颈部组成。
(1)工作部分麻花钻的工作部分分为切削部分和导向部分。
①切削部分麻花钻可看成为两把内孔车刀组成的组合体。
如图7-33所示。
而这两把内孔车刀必须有一实心部分——钻心将两者联成一个整体。
钻心使两条主切削刃不能直接相交于轴心处,而相互错开,使钻心形成了独立的切削刃——横刃。
因此麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃(如图7-32b所示)。
麻花钻的钻心直径取为(0.125~0.15)do(do为钻头直径)。
为了提高钻头的强度和刚度,把钻心做成正锥体,钻心从切削部分向尾部逐渐增大,其增大量每100mm长度上为1.4~2.0mm。
两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为锋角2Φ,如图7-34所示。
标准麻花钻的锋角2Φ=118°,此时两条主切削刃呈直线;若磨出的锋角2Φ>118°,则主切削刃呈凹形;若2Φ<118°,则主切削刃呈凸形。
②导向部分导向部分在钻孔时起引导作用,也是切削部分的后备部分。
导向部分的两条螺旋槽形成钻头的前刀面,也是排屑、容屑和切削液流入的空间。
螺旋槽的螺旋角β是指螺旋槽最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角,如图7-34所示。
愈靠近钻头中心螺旋角愈小。
螺旋角β增大,可获得较大前角,因而切削轻快,易于排屑,但会削弱切削刃的强度和钻头的刚性。
导向部分的棱边即为钻头的副切削刃,其后刀面呈狭窄的圆柱面。
标准麻花钻导向部分直径向柄部方向逐渐减小,其减小量每100mm长度上为0.03~0.12mm,螺旋角β可减小棱边与工件孔壁的摩擦,也形成了副偏角.(2)柄部柄部用来装夹钻头和传递扭矩。
镗刀、铰刀和复合刀具

3.3.3高强度低温钎焊技术在复合刀具上的应用
刀片钎焊式复合加工刀具或带导向结构型复合刀具用一般钎焊技术易 产生刀片裂纹和导向部分退严重影响刀具寿命。由于硬质合金具有高 冷硬(HRC74~ 87)和高热硬性(可耐850~ 1400 ℃) , 但导性差, 焊接性能 不好的特点, 加以刀片与刀体材料同,在高温钎焊结合时,产生较大的应 力, 易产生刀裂纹,一般高温钎焊又易造成带导向结构的复合刀导向部 分退火, 硬度降低,从而降低了刀具寿命和加精度。采用高强度低温钎 焊技术, 既保证了钎焊质又有效减少了钎焊时所产生的内应力, 为提高 复合具的寿命创造了有利条件。
带挤压与磨擦.
2.3圆柱机用铰刀设计 2.3.1铰刀直径及其公差
两种确定公差直径的经验法: 1)高速钢铰刀:把工件上将 被铰孔的直径公差分成三等 份,剩余1/3作为铰刀制造公 差,即工件被铰孔公差的1/3 -2/3为铰刀的制造偏差。 2)硬质合金铰刀:铰孔的直 径公差值分成四等份,取孔 公差1/4作为铰刀直径的制造 上偏差,孔公差的1/2作为铰 刀直径制造下的偏差。
Ra达1.6~0.8μm,主要特点是有很小主偏角和很大螺旋角,但制造较困难
2.4.2可转位单刃铰刀
1双头螺栓 2导向块 3刀片 4压板 5刀体 6调节螺钉 7顶销 8限位销
3 复合刀具
整体式
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, 它能在一次加工的 过程中,完成钻孔、 扩孔、 铰孔、 锪孔和镗孔多工序不同的工艺复合, 具有高效率、高精度、高可靠性的 成形加工等优点。缺点:制造、刃 磨和尺寸调整较为困难。
2.3.5工作部分尺寸
(1)前导锥 l3 在切削部分前端作出1~2 mm×45°前导锥,对切削 刃起保护作用。 (2)切削部分长度 l1 l1=(1.3~1.4)tan Kr (3)校准部分 校准部分倒锥量为0.005,后锥角3°~5°,后锥角长度为3~
复合刀具

一、复合刀具的类型、特点和适合范围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,它能在一次加工的过程中,完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合,具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。
复合刀具的结构形式有:整体式、装配式、可转位式、组合式;组合类型有:复合钻、复合铰、复合扩、复合镗、复合锪;钻锪、钻扩、钻倒角、扩镗、钻扩铰、扩铰、扩锪、钻镗、钻扩锪关键字:刀具夹具切削铣削车削机床测量一、复合刀具的类型、特点和适合范围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,它能在一次加工的过程中,完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合,具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。
复合刀具的结构形式有:整体式、装配式、可转位式、组合式;组合类型有:复合钻、复合铰、复合扩、复合镗、复合锪;钻锪、钻扩、钻倒角、扩镗、钻扩铰、扩铰、扩锪、钻镗、钻扩锪、钻铰铰、镗铰等。
复合刀具有以下特征:1)可同时或顺序加工几个表面,减少机动和辅助时间,提高生产率;2)可减少工件的安装次数或夹具的转位次数,以减小和降低定位误差;3)降低对机床的复杂性要求,减少机床台数,节约费用,降低制造成本;4)可保证加工表面间的相互位置精度,加工质量高。
复合刀具在组合机床、自动线和专用机床上应用相当广泛,较多地用以加工汽车发动机、摩托车、农用柴油机、箱体等机械零部件。
二、复合刀具的创新与发展随着机械工业的迅速发展,机械加工难度愈来愈大,加工精度要求越来越高,在自动线上的复合刀具,既要满足生产节拍要求,又要具有可靠性和高寿命,要适应发展的需要,就要对传统的老式的复合刀具进行改革创新,就需要应用新技术、新材料来提高复合加工刀具的使用性能。
新材料在复合刀具上的应用传统的复合刀具一般采用的刀具材料为普通高速钢和硬质合金,而新型的复合刀具则采用钛基硬质合金(金属陶瓷)、高性能高速钢(含Co高速钢、粉末高速钢、含Al高速钢)、复合陶瓷、CBN、,PCD等新材料,对复合刀具实施不同材料的组合:高性能高速钢与硬质合金的组合、通用高速钢与钛基硬质合金的组合、高性能高速钢与CBN刀片组合、硬质合金与P CD刀片组合、硬质合金与陶瓷刀片的组合,可使复合刀具在同一转速状态下,实现钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、镗孔不同工艺对可靠性的要求,如我厂曾为天津某企业设计制造了高性能高速钢材料的钻铰复合刀具,其价格为普通高速钢刀具的5倍,但其使用性能比普通高速钢刀具提高了10倍以上,虽然单个刀具成本提高了,但其性能价格比优势得到体现。