孔加工刀具及选用
机加工第四章孔加工
六、拉削（P73）
拉削是一种高生产率的加工方法。加工精度可达IT7， Ra值可达0.8～0.4mm。 拉刀是一种多齿刀具。拉削时，由于后一个刀齿直径 大于前一个刀齿直径，从而能够一层层从工件上切出 金属。拉削过程如P74图4-19所示。 拉削视频 外拉削视频
圆孔拉刀的组成部分及作用（P73）
头部L1：用来将拉刀夹持在机床上并传递动力； 颈部L2：直径最小，拉力过大时在此部位发生断裂； 过渡锥L3：使拉刀容易进入工件的孔中； 前导部分L4：起引导作用，使工件轴线和拉孔轴线重 合； 切削部分L5：承担主要的切削任务； 校准部分L6：没有齿升量，起刮光孔壁和校正孔径作 用； 后导部分L7：保证拉刀最后一齿与工件间的正确位置。 拉孔刀视频
确定孔的加工方案的原则：首选满足技术要求，同时 考虑经济性和生产率等方面的因素。 拟定孔的加工方案比外圆表面复杂，这是因为： 1)孔的类型很多，功用不同，孔径和孔径比及技术要 求相关甚远； 2)孔的加工方法很多，且每一种加工都有一定的局限 性； 3)带孔零件的结构和尺寸多种多样。
一、机床的选用(P77)
铰削加工视频
2、铰削的特点（P70）
1)较高的精度和较低的Ra值：主要是刀具、加余量及切 削条件所致。 2)铰孔纠正位置误差的能力很差； 3)适应小孔和深孔的加工，Φ80mm以上的孔径不宜铰削 加工； 4)铰削的适应性较差：不能加工阶梯孔、短孔，且是定 径刀具。 5)可加工钢、铸铁和有色金属件，但不宜加工淬火件和 硬度较高的材料 。
二、孔的分类（P65）
根据孔的结构和用途，可分为以下几种类型：（如 P65图4－1和图4－2所示） 1、紧固孔和辅助孔：IT12～IT11；Ra值12.5～6.3um。 2、回转体零件的轴心孔：一般是与轴类零件相配合的表 面或是其它表面的基准面。对精度要求很高。 3、箱体支架类零件的轴承孔：孔本身尺寸精度及Ra值均 要求很高；孔与孔、孔与基准面之间也有很高的位置 精度要求。
孔加工刀具及方法
孔加工刀具及方法一、孔加工刀具的分类1.钻头：用于钻孔，可以分为普通钻头、中心钻头等。
普通钻头主要用于中、小孔径的钻孔，而中心钻头主要用于钻孔前的中心定位。
2.镗刀：用于对孔进行镗削，适用于孔径较大且精度要求较高的加工。
根据镗削的方式，可以分为手工镗刀和机动镗刀。
3.切削刀具：包括铰刀、滚刀等，用于在工件上切削出所需的孔形。
4.攻丝刀：用于在孔内加工螺纹，主要包括手攻刀和机动攻丝刀。
二、孔加工的常用方法1.钻孔法：利用钻头在工件上旋转切削，形成圆形的孔。
2.镗削法：利用镗刀在工件上旋转切削，形成较大孔径和高精度的圆形孔。
3.铰孔法：利用铰刀在工件上切削，形成倒角的肩部和圆形的底面孔。
4.拉床法：利用拉床将工件拉动，完成孔的切削。
5.铣削法：利用铣刀在工件上旋转切削，形成不同形状的孔。
6.手工孔：通过手工工具（如手电钻、手持镗刀等）完成孔的加工。
三、孔加工的注意事项1.材料选择：根据工件材料的不同，选择适合材料的刀具，以及合适的切削速度、进给速度等参数。
2.刀具保养：加工过程中，要定期检查并清洁刀具，保持刀具的尖端锐利，以保证加工质量和效率。
3.加工前的准备工作：加工前需进行合适的夹紧与定位，确保工件的稳定性和精度。
4.加工润滑：加工过程中需要使用润滑剂，减少摩擦和热量的产生，提高刀具寿命和加工质量。
5.审核尺寸：加工后要对孔的尺寸进行检测，以确保加工结果的准确性和合格率。
总之，孔加工是一项常见且重要的加工工艺。
合理选择孔加工刀具和方法，严格执行加工工艺要求，可以达到较高的加工精度和质量要求。
在实际应用中，根据工件的具体要求和加工条件，选择合适的孔加工刀具和方法，可以提高生产效率，降低生产成本。
深孔加工及刀具设计与应用
四、内排屑深孔钻
(十一)切削参数的选用 (十二)压力和流量 (十三)深孔加工常出的问题、原因和改进措施 (十四)操作者操作中注意事项 (十五)套料钻
(一)内排屑深孔钻总体结构分析介绍
1.总体结构分析 （1）小直径焊接式刀片（见图 8）：一般在 φ 12~φ 30~φ 65， 优点： a.适用小孔径φ 30以下 b.制造精度高，刀头外径控制 在h7 c.制造简单 缺点： a.刀片直径不能调整 SANDVIK从φ 12.6~φ 65
钻套与机床主轴及工件的中心应对中，并应有严格 要求其跳动量不应大于0.02mm，如下图：
新的导套孔最好控制在比钻头大于0.005最佳，如果 旧导套孔大于钻头0.02时，则应更换导套孔，这样才能 获得最佳的加工效果。
（十）机床和刀具旋转的选用
最佳选择是钻头和工件为相反进行旋转，如以下各图：
a.最佳的直线度是有相 对旋转得到的，如钻 头和工件以相反的方 向进行旋转。
(六)材质的选用
a.一般钢材常选用：国际标准P类：P10-P20即YT15、 YT14等 b.不锈钢常选M类M15，即YW2A和K类YG813
C.钛合金常选K类
d.可转位刀片一般按样本YG8推荐材料选用
(七)内排屑深孔钻与钻杆外径及内孔之间的关系
深孔钻杆承受较大的切削力和压力，应选用强度较 好的含合金钢或结构钢，热处理后硬度为38~45HRC或 48~52HRC以提高强度与抗振性。在设计条件允许时应尽 量加大钻杆外径尺寸和减小内径尺寸，这时可提高钻尖 的强度与耐磨性，以适应高速、大进给钻削。 如钻头直径为D时，钻杆外径Ds=（0.9~0.95）D, 钻杆内径ds=（0.6~0.7）D; Ds/ds=1.4~1.9
(四)导条的形状
孔加工的操作要点及要求
孔加工的操作要点及要求一、前言孔加工是机械加工中常见的一种工艺，其应用范围广泛，包括汽车、航空、船舶等各个领域。
然而，孔加工的质量和效率直接影响着产品的质量和生产成本。
因此，正确掌握孔加工的操作要点及要求对于提高产品质量和生产效率至关重要。
二、孔加工的操作要点1. 选择合适的刀具在进行孔加工之前，首先需要根据被加工材料的性质选择合适的刀具。
常见的刀具有钻头、铰刀、镗刀等。
钻头适用于小直径孔的加工；铰刀适用于大直径孔和螺纹孔的加工；镗刀则适用于精密孔和大深度孔的加工。
2. 确定合适的进给速度进给速度是指每分钟进给长度。
进给速度过快会导致卡刀或烧焦等问题，而过慢则会影响生产效率。
因此，在进行孔加工时需要根据被加工材料和刀具选择合适的进给速度。
3. 控制冷却液的使用在孔加工过程中，冷却液的使用对于降低温度、延长刀具寿命和提高加工质量都有重要作用。
然而，过多或过少的冷却液都会影响加工效果。
因此，需要根据被加工材料和刀具选择合适的冷却液，严格控制其使用量。
4. 控制切削深度切削深度是指每次切削时所去除的材料厚度。
在进行孔加工时，需要根据被加工材料和刀具选择合适的切削深度。
过大的切削深度会导致刀具磨损和断裂等问题，而过小则会影响生产效率。
5. 确保夹紧牢固在进行孔加工时，需要确保被加工材料夹紧牢固。
夹紧不牢固会导致误差、振动等问题，影响加工质量和生产效率。
三、孔加工的要求1. 加强安全防护孔加工是一项高风险作业，必须严格遵守安全操作规程。
操作人员应穿戴防护装备，并确保机器设备的安全性能良好。
2. 保持加工环境整洁孔加工过程中会产生大量的切屑和废料，容易造成环境污染和安全隐患。
因此，需要及时清理加工现场，保持环境整洁。
3. 加强维护保养机器设备的维护保养是确保孔加工质量和生产效率的关键。
操作人员应定期检查设备的各项性能，并及时进行维修和更换。
4. 提高加工精度孔加工的精度直接影响着产品质量。
因此，在进行孔加工时需要严格控制各项参数，提高加工精度。
铣孔刀具直径的选用规则
铣孔刀具直径的选用规则
1. 要考虑孔的大小呀！就好比钥匙和锁，得选合适的才行。
你说要是孔很小，却用个很大直径的刀具，能成吗？比如说要铣一个 10 毫米的孔，总不能用个 20 毫米直径的刀具吧。
2. 得看加工材料的性质咧！不同材料可不一样哦！就像面对不同脾气的人得有不同策略。
比如加工硬度高的材料，就不能用直径太小的刀具，不然根本铣不动啊！像加工钢件的时候。
3. 还得想想加工精度要求呢！这可不能马虎。
这不就像你做一件精细的手工，工具不合适怎么行。
要是要求高精度的孔，刀具直径就得选准咯，比如加工精密仪器上的孔。
4. 刀具的耐用度也得考虑呀！谁也不想老是换刀具吧，多麻烦。
这不就像你有一把不耐用的剪刀，用几下就不行了。
比如长时间加工，就得选个耐用的直径合适的刀具。
5. 与加工机床也有关系哟！机床性能得匹配上。
就好像好马得配好鞍。
要是机床功率小，就别用太大直径的刀具啦，不然带不动呀！比如小型机床。
6. 听听师傅的建议准没错！师傅经验多呀。
这就跟听长辈的话一个道理。
师傅说用啥直径，咱就好好参考，比如经验丰富的老工人说的。
7. 别忘了成本呀！咱不能只追求效果不管钱吧。
就像过日子得算计着来。
选个合适直径的刀具，既能保证质量又能控制成本，多好，比如在预算有限的时候。
8. 多试试不同直径的刀具呀！实践出真知嘛。
这跟不断尝试新事物似的。
有时候不试一下，咋知道哪个最合适呢，像在试验各种方案的时候。
我觉得呀，铣孔刀具直径的选用真的太重要了，得综合考虑各方面因素，才能选到最合适的刀具，把活儿干好！。
7.3-7.5孔加工刀具(2)
了便于制造，铰刀一般按等齿距分布。
7.4.2 铰刀的齿数及齿槽
• 铰刀的齿槽形状一般有直线齿背（图a）折线齿背（图 b）圆弧齿背（c），硬质合金铰刀一般采用折线齿背。
7.4.2 铰刀的齿数及齿槽
• 铰刀齿槽方向有直槽和螺旋槽两种，如图7－45所示。为 了便于制造，常采用直槽。为改善排屑条件，提高铰孔质 量，硬质合金铰刀常做成左螺旋槽，螺旋角取3°~5°。 盲孔用右旋，切屑向后排，但易发生自动进刀。
复合刀具中各单个刀具的直径往往差别很大，选择切削用量时 需考虑主要矛盾。 背吃刀量取决于半径差 如最小直径刀具的强度最弱，应按最小直径刀具选择进给量； 如最大直径刀具的切削速度最高，磨损最快，故应按最大直径 刀具确定切削速度。 各单个刀具所进行的加工工艺不同时，需兼顾其不同点。如采 用钻－铰复合刀具加工孔，采用的切削速度比一般钻削低一些， 而比一般铰削速度高一些。
•
铰刀的齿槽通常为直槽，当加工长度方向 上孔壁不连续的或有纵向槽的孔时，螺 旋槽铰刀工作稳定、排屑好。铰刀的工 作部分可用高速钢或硬质合金制造。
7.4.1 铰刀种类与用途
7.4.1 铰削特点
说因 • 余量小 • 主偏角小于15° • 前角常为负值，存在刃钝圆半径 • 速度低 道果 • 铰削过程特点：切削 挤压 摩擦 • 容易形成积屑瘤 应用 • 为避免颤振，速度小于10 m/min • 采用浮动联结 • 对预制孔直线度精度高 预制孔直线度精度高
图7-24(a)复合钻实物照片
图7-24(c)复合镗刀实物照片
图7-24 (d) 阶梯钻实物照片
7.5 孔加工复合刀具
复合刀具的特点 • 能减少机床台数或工位数，工序集中，节省机动和辅 助时间，因而可以提高生产率，降低成本。 • 减少工件安装次数，容易保证各加工表面间的位置精 度。 • 复合刀具结构复杂，在制造、刃磨和使用中都可能会 出现问题。例如各单个刀具的直径、切削时间和切削 条件悬殊较大，切屑的排出和切削液的输入不够畅快 等。
数控刀具之孔加工刀具
被切屑材料过软切削外排性不好 改换钻头或加工方法
钻柄部有损伤或缺陷引起打滑 消除损伤或缺陷
扁尾折断 过度套有磨损或损伤
更换或修复过渡套
刃磨精度不好（切削阻力大） 重新刃磨校正
发生振动音
后角大 钻头刚性不足
重新刃磨校正 提高钻头刚性
切屑缠绕 切屑过长，切削滞留
重新考虑加工方法，切削条件及钻头选型
顶尖与轴心不重合（车床 ） 钻头单侧磨损
等因素进行研究，根据其各自的切削环
境制作不同形状和材质的刀片，结果大
大提升了快速钻的实际切削性能，而且
与以往的一些快速钻产品相比，可以有
效的提高孔的加工精度。
可转位刀片钻头的选择：确定孔的直径、深度和质量要求——选择钻头类型——选择刀片的牌号
——选择刀片的槽型——选择钻头柄的类型
使用块速钻头尽量使用高压中心出水，以增加刀片寿命及排屑的良好 注 使用 CNC 车床时刀具中心点和机床中心点尽量平行；
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制成 60°锥度，保护锥制成 120°锥度。
复合中心钻工作部分的外圆须经斜向铲磨，才能保证锪孔部与钻孔 部的过渡部分具有后角。
（2）定心钻
定心钻（见图 4.2.2b）主要用于进行钻孔前的中心定位和孔口倒角加
工。中心定位加工可提高孔的位置精度，倒角加工可防止攻丝时的在端面
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后角过大
重新刃磨校正
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钻头材质不合适
改换钻头材质
已超过重磨期
及时刃磨，缩短刃磨周期
顶尖与轴心不重合（车床 ）
加工前仔细调整
刃口肩部异常 切削速度过高
钻床夹具设计实例孔加工常用工艺装备
钻床夹具设计实例孔加工常用工艺装备3(铰刀的几何角度?主偏角前角 ?铰孔时一般余量很小，切屑很薄，切屑与前刀面接触长度很短，故前角的影响不显著。
为了制造方便，一般取均,0?。
加工韧性材料时，为减小切屑变形，可取,5?~10?。
钻床夹具设计实例孔加工常用工艺装备(3，?后角铰刀系精加工刀具，为使其重磨后径向尺寸不致变化太大，一般铰刀后角取,6?~8?。
?刃倾角一般铰刀的刃倾角,0?。
但刃倾角能使切削过程平稳，提高铰孔质量。
在铰削韧性较大的材料时，可在铰刀的切削部分磨出,15?~20?刃倾角，如图7,46a所示，这样可使铰削时切屑向前排出，不致于划伤已加工表面(见图7,46b)。
在加工盲孔时，可在这种带刃倾角的铰刀前端开出一较大的凹坑，以容纳切屑(见图7,46c)。
(四)孔加工复合刀具孔加工复合刀具是由两把或两把以上同类或不同类的孔加工刀具组合成一体，同时或按先后顺序完成不同工步加工的刀具。
1(复合刀具的种类复合刀具的种类较多，按工艺类型可分为同类工艺复合刀具和不同类工艺复合刀具两种。
同类工艺复合刀具如图7,47所示。
不同类工艺复合刀具如图7,48所示。
2.复合刀具的特点(1)能减少机床台数或工位数，工序集中，节省机动和辅助时间，因而可以提高生产率，降低成本。
(2)减少工件安装次数，容易各加工表面间的精度。
(3)复合刀具结构复杂，在制造、刃磨和使用中都可能会出现问题。
例如各单个刀具的直径、切削时间和切削条件悬殊较大，切屑的排出和切削液的输入不够畅快等。
3(复合刀具的合理使用由于复合刀具的结构特点及特殊的工作条件，在使用复合刀具时需注意几点特殊要求:(1)由于复合刀具刃磨困难，刀具安装、调整麻烦，故应制订较高的刀具耐用度，选择较低的切削速度。
(2)复合刀具中各单个刀具的直径往往差别很大，选择切削用量时需考虑主要矛盾。
如最小直径刀具的强度最弱，应按最小直径刀具选择进给量;又如最大直径刀具的切削速度最高，磨损最快，故应按最大直径刀具确定切削速度。
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图6-6(c)所示为不带导柱的锥面锪钻，是用于加工锥角为 60°,90°,120°的沉头螺钉的沉头孔。
图6-6(d)所示为端面锪钻，这种锪钻只有端面上有切削齿，以 刀杆来导向，保证加工平面与孔垂直，主要用于加工孔的内 端面。
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6.2 相关知识
2.麻花钻 麻花钻是孔加工刀具中应用最为广泛的工具，特别适合直径
小于30mm孔的粗加工。生产中也有把大一点的麻花钻作为 扩孔钻使用的。麻花钻按其制造材料的不同，分为高速钢麻 花钻和硬质合金麻花钻。在钻孔中以高速钢麻花钻为主(详见 6.2.2节)。 3.中心钻 中心钻主要用于加工轴类零件的中心孔，根据其结构特点分 为无护锥中心钻(图6-4(a) )和带护锥中心钻(图6-4(b) )两种。 钻孔前，先扩中心孔，有利于钻头的导向，防止孔的偏斜。
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6.2 相关知识
二、对已有孔加工的刀具
1.扩孔钻 扩孔钻是用来扩大已有孔的孔径或提高孔的加工精度的刀具。
它既可以用作孔的最终加工，也可以作为铰孔和磨孔的预加 工，在成批或大批生产时应用较广;它所达到的精度等级为 IT10~IT9，表面粗糙度值为Ra6.3~3.2μm 扩孔钻外形与麻花钻相似，但齿数较多，通常有3~4齿。切削 刃不通过中心，无横刃，钻心直径较大，故扩孔钻的强度和 刚性均比麻花钻好;加工时导向性好，切削过程平稳，加工质 量和生产效率也比麻花钻高。扩孔钻的直径规格一般为 10~100 mm，直径小于15mm一般不扩孔。
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6.2 相关知识
就其切削部分而言，与外圆车刀没有本质的区别。镗孔的加 工精度可达IT8~IT6，表面粗糙度值为Ra6.3~0.8μm
与其他加工方法相比，镗孔的一个突出优点是可以用一种镗 刀加工一定范围内各种不同直径的孔，尤其是直径很大的孔， 它几乎是可供选择的唯一方法。此外，镗孔可以修正上一工 序所产生的孔的相互位置误差，这一点是其他很多孔加工方 法难以做到的。
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6.2 相关知识
扩孔钻按刀具切削部分材料来分，有高速钢和硬质合金两种。 常见的结构形式有高速钢整体式(图6-5(a) )、镶齿套式(图65(b) )和硬质合金可转位式等。在小批量生产时，常用麻花钻 改制。对于大直径的扩孔钻，常采用机夹可转位式。
2.该包钻 锪钻用于在空的端面上加工的钻孔工具，它的结构简单、刚度好、制造
成本低、刃磨方便、切削液容易导入孔中，但切削和排屑性 能较差。在微孔(<1mm)及较大孔(>38mm)加工中还是比较方 便、经济的。近十几年来经过改进的扁钻，应用还是比较多 的。 扁钻有整体式(图6-3 (a) )和装配式(图6-3(b) )两种。前者常用 于较小直径(<12mm)孔的加工，后者适用于较大直径 (>63.5mm)孔的加工。
6.2.1孔加工刀具的种类及用途
由于孔的形状、规格、精度要求和加工方法各不相同，孔加 工刀具种类有很多，按其用途可分两类:一类是在实体材料上 加工孔的刀具，如麻花钻、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,锪钻、铰刀、镗刀及圆拉 刀等。
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6.2 相关知识
一、在实体材料上加工孔的刀具
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6.2 相关知识
4.深孔钻 通常把孔深与直径之比大于5倍的孔称为深孔，加工所用的钻
头称为深孔钻。深孔钻有很多种，常用的有:外排屑深孔钻、 内排屑深孔钻、喷吸钻及套料钻等。 深孔钻由于切削液不易达到切削区域，刀具的冷却散热条件 差，切削温度高，刀具寿命降低;再加上刀具细长，刚度较差， 钻孔时容易发生引偏和振动。因此为保证孔加工质量和深孔 钻的寿命，深孔钻在结构上必须解决断屑排屑、冷却润滑和 导向问题(详见6.2.3节)。
教学单元6 孔加工刀具及选用
6.1 任务引入 6.2 相关知识 6.3 任务实施
6.1 任务引入
如图6-1所示法兰端盖和图6-2所示轴承套，请仔细分析一下 若想完成两个零件的孔加工，需要选择哪些孔加工刀具?又如 何选择这些刀具的结构和参数?
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6.2 相关知识
在工件实体材料上钻孔或扩大已有孔的刀具称为孔加工刀具。 在金属切削中，孔加工刀具应用的十分广泛，一般约占机械 加工总量的1/3，其中钻孔约占25%。这些孔加工刀具有着共 同的特点:刀具均在工件内表面切削，切削情况不易观察，刀 具的结构尺寸受工件孔径尺寸的长度和形状的限制。在设计 和使用时，孔加工刀具的强度、刚性、导向、容屑、排屑和 冷却润滑等都比切削外表面时问题更突出。
由于镗刀和镗杆截面尺寸及长度受到所镗孔径、深度的限制， 所以镗刀和镗杆的刚度比较差，容易产生变形和振动，切削 液的注入和排屑也比较困难，以及观察和测量不便，所以生 产率较低(详见6.2.5节)。
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6.2 相关知识
3.铰刀 铰刀是对中小尺寸的孔进行精加工和半精加工的常用刀具。
由于铰削余量小(一般小于0.1mm)，铰刀齿数较多(4~16个)， 槽底直径大，导向性和刚度好，因此，铰削的加工精度和生 产率都比较高，在生产中得到了广泛的应用。铰孔后的精度 可达IT6~IT5，表面的粗糙值为Ra1.6~0.2μm(详见6.2.4节)。 4.镗刀 镗刀是一种很常见的对工件已有孔进行再加工的刀具。在许 多机床上都可以用镗刀镗孔(如车床、铣床、镗床、数控机床、 加工中心及组合机床等)，可以用于较大直径(孔径大于80mm) 的通孔和不通孔的粗加工、半精加工和精加工。
或凹台表面。锪钻可采用高速钢整体结构或硬质合金镶齿结 构，其中以硬质合金锪钻应用较广。常见的锪钻有三种:圆柱 形沉头孔锪钻、锥形沉头孔锪钻及端面凸台锪钻。单件或小 批生产时，常把麻花钻修磨成锪钻使用。
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6.2 相关知识
图6-6(a)所示为带导柱平底锪钻，是用于加工六角头螺栓、带 垫片的六角螺母、圆柱头螺钉的圆柱形沉头孔。这种锪钻在 端面和圆周上都有刀齿，并且有一个导向柱，以保证沉头孔 及其端面对圆柱孔的同轴度及垂直度。导向柱可以拆卸，以 利于制造和重磨。