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1、金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具JINSHU QIEXIAO YUANLIJINSHU QIEXIAO YUANLIYU DAOJUYU DAOJU王启仲王启仲 主编主编第八章 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具本章应知1.了解扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀 等结构。2.会设计铰刀。1.会扩孔、锪孔操作。2.会依据机床，工件材料、刀材等具体因素的变化来确定铰刀直径的公差。3.会改制铰刀操作。 本章应会第 章第第 节节一、扩孔钻一、扩孔钻扩孔钻扩孔钻在钻孔后使用，修正钻孔中心线位置和降低表面粗在钻孔后使用，修正钻孔中心线位置和降低表面粗的程度值，提高孔质量的刀具。的程度值，提高孔质量的刀具。 1
2、.1.公差等级：公差等级：IT9IT9IT10IT10。表面粗糙度：表面粗糙度：6.3 6.3 3.2 3.2 。扩孔钻和锪钻一图图7-1 7-1 扩孔钻扩孔钻八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节2.2.特点：特点：导向性好；导向性好； 扩孔余量小；扩孔余量小； 无横刃；无横刃； 改善了切削条件；改善了切削条件； 屑槽较浅；屑槽较浅； 钻心较厚；钻心较厚； 强度和刚度较高；强度和刚度较高； 可选择较大切削用量；可选择较大切削用量； 加工质量和生产率均比麻花钻高。加工质量和生产率均比麻花钻高。扩孔钻和锪钻一八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节一一二、锪钻扩
3、孔钻和锪钻图图7-2 7-2 锪钻锪钻八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节镗孔镗孔能纠正孔的直线度误差，是加工大孔的唯一精加工方能纠正孔的直线度误差，是加工大孔的唯一精加工方法。法。一、单刃镗刀一、单刃镗刀优点优点：结构简单、制造方便、通用性好。：结构简单、制造方便、通用性好。 二 镗刀八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 二 镗刀图图7-3 7-3 镗床上用的单刃镗刀镗床上用的单刃镗刀八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 二 镗刀图图7-4 7-4 微调镗刀微调镗刀 1-1-镗刀头镗刀头 2-2-微调螺母微调螺母 3-3-螺钉螺钉
4、4-4-波形垫圈波形垫圈 5- 5-调节螺母调节螺母 6-6-镗杆镗杆 7-7-导航键导航键 8-8-固定座套固定座套 9-9-刀片刀片八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节二、双刃镗刀二、双刃镗刀两个对称方向参加切削的镗刀，背向力互相抵消，不易引起两个对称方向参加切削的镗刀，背向力互相抵消，不易引起震动。震动。常用的有固定式和浮动式镗刀。常用的有固定式和浮动式镗刀。1.1.固定式镗刀固定式镗刀 二 镗刀八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 二 镗刀图图7-57-5固定式镗刀块及其装夹固定式镗刀块及其装夹a)a)用楔夹紧用楔夹紧 b b）用双向倾斜的螺钉夹
5、紧）用双向倾斜的螺钉夹紧八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 二 镗刀2.2.浮动式镗刀浮动式镗刀特点：结构简单；刃磨方便；特点：结构简单；刃磨方便；刀杆方孔制造要求较高。刀杆方孔制造要求较高。 八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具图图7-6 7-6 可调节硬质合金浮动式镗刀可调节硬质合金浮动式镗刀图图7-7 7-7 浮动镗刀安装孔浮动镗刀安装孔第 章第第 节节一、铰刀的种类与用途1.1.手用铰刀：手用铰刀： 非调式；可调式非调式；可调式2.2.机用铰刀：机用铰刀： 高度机用铰刀；高度机用铰刀； 硬质合金机用铰刀。硬质合金机用铰刀。 按精度分三级：按精度分三级： 铰削铰
6、削H7H7、H8H8、H9H9级的孔。级的孔。 三 铰刀八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 三 铰刀图图7-8 7-8 铰刀结构铰刀结构八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 三 铰刀图图7-9 7-9 铰刀基本类型铰刀基本类型a)a)直柄机用铰刀直柄机用铰刀 b b）锥柄机用铰刀）锥柄机用铰刀 c c）硬质合金锥柄机用铰刀）硬质合金锥柄机用铰刀 d d）手用铰刀）手用铰刀e e）可调节手用铰刀）可调节手用铰刀 f f）套式机用铰刀）套式机用铰刀 g g）直柄莫式锥度铰刀）直柄莫式锥度铰刀 h h）手用）手用1 1：5050锥度销子铰刀锥度销子铰刀八 扩
7、孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节二、圆柱机用铰刀设计二、圆柱机用铰刀设计1.1.铰刀直径及其公差铰刀直径及其公差 （1 1）铰刀公称直径：被加工孔的直径）铰刀公称直径：被加工孔的直径 （2 2）铰刀直径公差）铰刀直径公差介绍两种确定公差直径的经验法：介绍两种确定公差直径的经验法：1 1）高速钢铰刀：把工件上将被铰孔的直径公差分成三等）高速钢铰刀：把工件上将被铰孔的直径公差分成三等份，剩余份，剩余1/31/3作为铰刀制造公差，即工件被铰孔公差的作为铰刀制造公差，即工件被铰孔公差的1/3-1/3-2/32/3为铰刀的制造偏差。为铰刀的制造偏差。 八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合
8、孔刀具 三 铰刀第 章第第 节节2 2）硬质合金铰刀：铰孔的直径公差值分成四等份，取孔公）硬质合金铰刀：铰孔的直径公差值分成四等份，取孔公差差1/41/4作为铰刀直径的制造上偏差，孔公差的作为铰刀直径的制造上偏差，孔公差的1/21/2作为铰刀直作为铰刀直径制造下的偏差。径制造下的偏差。八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 三 铰刀第 章第第 节节 三 铰刀2.2.齿数与槽数齿数与槽数多铰刀齿数，使切削厚度减薄，铰刀导向性好，多铰刀齿数，使切削厚度减薄，铰刀导向性好，提高孔的加工质量，齿容屑空间减小。提高孔的加工质量，齿容屑空间减小。八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具高速钢直径d/mm
9、13.5413142830485055机用铰刀齿数4681012硬质合金直径d/mm66181934354040机用铰刀齿数346810表表7-17-1根据铰刀直径确定齿数根据铰刀直径确定齿数第 章第第 节节等齿距等齿距：制造容易：制造容易不等齿距不等齿距：避免铰刀震动：避免铰刀震动八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 三 铰刀图图7-11 7-11 刀齿分布形式刀齿分布形式a)a)等齿距分布等齿距分布 b b）不等齿距分布）不等齿距分布第 章第第 节节铰刀常用的齿槽形状铰刀常用的齿槽形状八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具图图7-12 7-12 铰刀齿槽形状铰刀齿槽形状a a）直线齿
10、背）直线齿背b)b)圆弧齿背圆弧齿背c)c)圆弧直线齿背圆弧直线齿背 三 铰刀第 章第第 节节 三 铰刀3.铰刀几何度（1）前角 p：影响不显著，通常高速钢铰刀在精铰时 p=0， 粗铰韧性材料时取 p510； 硬质合金铰刀一般取 p05。（2）后角 p：通常选择较大后角。（3）刃倾角 s（4）主偏角Kr八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第 章第第 节节 三 铰刀4.4.铰刀工作部分尺寸铰刀工作部分尺寸 （1 1）前导锥）前导锥 （2 2）切削部分长度）切削部分长度 （3 3）校准部分）校准部分5.5.铰刀非工作部分结构尺寸铰刀非工作部分结构尺寸八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具第
11、章第第 节节三、先进铰刀三、先进铰刀1.1.大螺旋角推铰刀大螺旋角推铰刀八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 三 铰刀图图7-14 7-14 大螺旋角推铰刀大螺旋角推铰刀第 章第第 节节2.2.金刚石或立方氮化硼铰刀金刚石或立方氮化硼铰刀八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具图图7-15 7-15 金刚石或立方氮化硼铰刀金刚石或立方氮化硼铰刀a)a)固定式固定式 b)b)可调整式可调整式 三 铰刀第 章第第 节节四、铰刀的合理使用四、铰刀的合理使用1.1.铰刀的重磨与研磨铰刀的重磨与研磨2.2.合理选择切削用量合理选择切削用量 余量：粗铰余量：粗铰0.150.150.5mm0.5mm；精
12、铰；精铰0.050.050.2mm0.2mm。 进给量：一般粗铰可采用的进给量为进给量：一般粗铰可采用的进给量为0.80.81.2mm/r1.2mm/r； 精铰时为精铰时为0.70.71.0mm/r1.0mm/r； 铰制铸铁时为铰制铸铁时为0.80.81.6mm/r1.6mm/r。八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 三 铰刀第 章第第 节节粗铰钢件：切削速度为粗铰钢件：切削速度为6 614mm/min;14mm/min; 精铰时为精铰时为2 24m/min;4m/min; 加工铸铁时为加工铸铁时为121220m/min.20m/min.3.3.正确选择切削液正确选择切削液八 扩孔钻、锪钻
13、、镗刀、铰刀及复合孔刀具 三 铰刀第 章第第 节节一、正确选择复合程度和形式一、正确选择复合程度和形式 同类工艺复合孔加工刀（如图同类工艺复合孔加工刀（如图7-187-18所示）所示）八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 四 复合孔加工刀具图图7-18 7-18 同类工艺复合孔加工刀具同类工艺复合孔加工刀具a)a)复合钻复合钻b b）符合扩孔钻）符合扩孔钻c c）符合钻刀）符合钻刀d d）符合镗刀）符合镗刀第 章第第 节节 不同类工艺复合孔加工刀具不同类工艺复合孔加工刀具（如图（如图7-197-19所示）所示）八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 四 复合孔加工刀具图图7-19 7-1
14、9 不同类工艺复合孔加工刀具不同类工艺复合孔加工刀具a a）钻）钻- -扩扩 b b）扩）扩- -铰铰 c c）钻）钻- -铰铰第 章第第 节节二、复合孔加工刀具的结构形式整体式整体式：高的同轴度、垂直度。：高的同轴度、垂直度。八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 四 复合孔加工刀具图图7-20 7-20 孔加工刀具复合整体式孔加工刀具复合整体式a a）钻）钻- -扩扩- -铰铰 b)b)钻钻- -铰铰- -铰铰 c)c)扁钻扁钻- -镗镗第 章第第 节节八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具镶装可调式镶装可调式：结：结构简单、刀片转构简单、刀片转位迅速，节省了位迅速，节省了刀具重磨、调
15、刀刀具重磨、调刀时间。时间。图图7-217-21孔加工刀具复合镶装式孔加工刀具复合镶装式a)a)钻钻- -扩镶可调整的复合刀具扩镶可调整的复合刀具 b)b)可转位复合扩孔钻可转位复合扩孔钻 c)c)镶装可转位复合镗刀镶装可转位复合镗刀 四 复合孔加工刀具第 章第第 节节三、强度和刚性三、强度和刚性四、排屑、分屑和断屑四、排屑、分屑和断屑五、切削用量的合理选择五、切削用量的合理选择背吃刀量由相邻刀的直径差来决定。背吃刀量由相邻刀的直径差来决定。进给量按最小尺寸的单刀来决定。进给量按最小尺寸的单刀来决定。后切刀的复合刀具，依次相应的改变进给量以适应各单刀的后切刀的复合刀具，依次相应的改变进给量以适
16、应各单刀的加工需要。加工需要。 切削速度按最大直径刀具来确定。切削速度按最大直径刀具来确定。八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具 四 复合孔加工刀具第 章复 习 思 考 题1.单刃镗刀和浮动镗刀加工孔时有何特点？ 这类刀具工作时需要考虑什么问题？2.基本型群钻的集合参数有哪些特征？3.深孔钻有哪几种类型？它们在结构与应用方面有何特点？4.试分析枪钻、内排屑深孔钻的结构特点与应用范围。5.铰削过程的特点是什么?铰刀设计有哪些要点？6.铰刀直径公差如何确定？7.孔加工复合刀具有哪些问题？它们的设计要点是什么？8.试述群钻的结构特点？ 分析群钻为什么会降低切削力、提高生产效率？9.内排屑探孔钻和喷吸钻的工作原理各是什么？ 结构上有什么不同？八 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀及复合孔刀具
