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现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2.2孔加工刀具内容提要:2.2.1孔加工刀具的种类及用途2.2.2麻花钻2.2.3铰刀2.2.4孔加工符合刀具现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2.2.1孔加工刀具的种类及用途一、在实体材料上加工孔用刀具1.扁钻:切削部分为铲形,结构简单、制造成本低、切削液易导入孔中,切削和排屑性能差。图2.2.1.1扁钻2.麻花钻:孔加工中最广泛的刀具,特别适合加工直径小于30mm的孔的粗加工。3.中心钻:主要用于加工轴类零件的中心孔,具有无护锥中心钻和带护锥中心钻两种结构。(见课本图7.1)4.深孔钻:用于加工深度与直径之比较大的中心孔,刀具的冷却和散热条件差,刀具耐用度低;刀具细长,刚度差,容易发生引偏和振动。(见课本7.2.4节)现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)1.铰刀孔的精加工和半精加工刀具,多齿刀具,槽底直径大,导向性和刚性好,加工余量小,制造精度高、结构完善,加工精度可达IT6~IT8,表面粗糙度可达Ra6.3~Ra0.2。加工范围一般为中小孔。2.镗刀:镗刀用于较大直径孔的粗精加工,加工精度可达IT6~IT8,粗糙度可达Ra6.3~Ra0.8。根据结构特点和使用方式分为单刃镗刀和双刃镗刀:(1)单刃镗刀:只有一个主切削刃,结构简单、制造方便、通用性强,刚度比车刀差,常选取较大的主偏角和副偏角、较小的刃倾角和刀尖圆弧半径。加工小直径孔的镗刀为整体式,大孔为机夹式或机夹可转位式镗刀。二、对已有孔加工刀具现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)(2)双刃镗刀:是定尺寸的镗孔刀具,通过改变两刀刃之间的距离,实现对不同直径孔的加工;两个刀刃在两个对称位置同时切削,可消除由径向切削力对镗杆的作用而造成的加工误差。有固定式镗刀、可调式和浮动式三种。固定式镗刀镗刀块通过斜楔或者在两个方向倾斜的螺钉夹紧在镗杆上。可调式双刃镗刀采用一定的机械结构可以调整两刀片之间的距离,一把刀具可以加工不同直径的孔,并可以补偿刀具磨损的影响。浮动镗刀镗刀块自由地装入镗杆的方孔中,不需要夹紧,通过作用在两个切削刃方向上的切削力自动平衡其切削位置,因此能自动补偿由刀具安装误差、机床主轴偏差而造成的加工误差,能获得较高的孔的直径尺寸精度,但是不能纠正孔的直线度误差和位置误差,要求预加工孔的直线性好。主要适用于单件、小批量、孔的直径大而深的筒件或管件。主偏角一般为1.5~2.5度;切削速度:5~8m/min,进给量:0.5~1mm/r,背吃刀量:0.03~0.06mm。现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)3.扩孔钻用于铰或磨前的预加工或毛坯孔的扩大,有3到4个刃带,无横刃,前角和后角沿切削刃的变化小,加工时导向效果好,轴向抗力小,切削条件优于钻孔。图2.2.1.3扩孔钻(a)高速钢整体式;(b)镶齿套式;(c)硬质合金可转位式现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)4.锪钻用于在孔的端面加工圆柱形沉头孔、锥形沉头孔和凸台表面,锪钻上的定位导向柱用来保证被锪的孔或端面与原来的孔有一定的同轴度和垂直度。图2.2.1.4锪钻(a)加工圆柱形沉头孔;(b)加工锥形沉头孔;(c)加工凸台表面现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2.2.2麻花钻一、麻花钻的结构和几何参数1.标准麻花钻的结构标准高速钢麻花钻由工作部分、颈部及柄部三部分组成。(1)工作部分——刀体分切削部分和导向部分,两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面、两个主刃、两个副刃、一个横刃,钻芯直径朝柄部方向递增。(2)柄部——夹持部分,有直柄和锥柄。(3)颈部——用于磨柄部时砂轮的退刀。图1-13麻花钻的结构和切削部分现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2.麻花钻的几何参数(1)麻花钻的静止参考系基面:主切削刃上选定点的基面就是过该点并包含钻头轴线的平面。切削平面:过主切削刃上选定点作主切削刃的切线与该点切削速度向量组成的平面。正交平面:过定点同时垂直于切削平面和基面的平面。端剖面:与麻花钻轴线垂直的平面,也是切削刃上任意点的背平面,并垂直与该点的基面。柱剖面:主切削刃上任一点的柱剖面是通过该点,并以该点的回转半径,以麻花钻的轴线为轴心的,他与该点的工作平面相切,并基面在该点垂直。中剖面:通过麻花钻轴线,并与两主切削刃平行的剖面。与外圆车刀相比,麻花钻的切削平面、基面、正交平面的定义相同,但是位置不同。外圆车刀上各点的基面相互平行,麻花钻的主切削刃的的各点的切削速度方向不同,切削平面不同,基面不同,正交平面也不同。rPSPOPtPpPzPcP现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)图2.2.2.1麻花钻的标注参考系现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)a.螺旋角:钻头外螺旋面与螺旋槽的交线上任意一点的切线与钻头轴线之间的夹角。主切削刃上任一点m的螺旋角:zotanPd(5-1)tantanomzmmddPd(5-2)(2)麻花钻的角度11822b.顶角:两主切削刃在与他们平行的平面上投影的夹角。标准麻花钻xtsc.端面刃倾角:主切削刃上选定点,主切削刃在端面上的投影与该点基面之间的夹角。zcstxsindd(5-3)现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)图2.2.2.2麻花钻的几何角度现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)rxrxd.主偏角:主切削刃上选定点,主切削刃在基面上的投影与钻头进给方向之间的夹角。主切削刃上任一点的主偏角:stxrxcostantan(5-4)rxstxrxxoxcostantantan(5-5)e.前角:过主切削刃上选定点的正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。oxf.后角:过主切削刃上选定点的圆柱剖面内(实际上相当于背平面)测量的后刀面与切削平面的夹角。这样定义的原因:与前角的变化相适应,使切削刃上各点的楔角不致相差太大;考虑进给运动的影响;中心处的后角加大后,可以增加横刃的前角和后角,改善横刃的切削条件。fxg.横刃角度:(1)横刃斜角——在端面投影上,横刃与主切削刃之间的夹角;(2)横刃前角;(3)横刃后角。现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)二、麻花钻的结构缺陷与刃磨1.麻花钻结构的缺陷①切削刃上各点前角和后角各不相同,切削能力悬殊;②刃倾角和切削速度方向不一致,因而各点的切屑流出方向不同,不利于卷屑。③主切削刃全部参与切削,切削宽度大,刀刃上各点切削不等,易形成螺旋形切屑,排屑困难。④钻头刚度低、孔的轴线易偏斜、易摆动,形位公差大。⑤刀尖处摩擦大,发热量大,散热条件差,磨损快。2.麻花钻的刃磨①刃磨过渡刃:将主副切削刃的交界处磨成双重顶角或多重顶角。②修磨横刃:将横刃修短,并修处前角。③修磨前刀面:④修磨分屑槽:⑤修磨刃带:现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)图2.2.2.5修磨横刃现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)图2.2.2.6修磨主刃现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)三、特种钻头1.群钻把主切削刃修磨成折线刃或圆弧刃,增大刀尖角,改善散热条件;把横刃修磨短,减小轴向力,增大横刃前角;修磨前刀面,增大钻心出的前角;修磨后刀面,减小其与已加工孔壁的摩擦;在切削刃上开分屑槽,方便排屑。图5.2.3标准群钻的结构现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2.可转位浅孔钻适合在数控车床上加工D=17.5~80mm的浅孔,大于D=60~110的钱孔,可用硬质合金可转位套料浅孔钻。3.深孔钻1)枪钻(单刃外排屑深孔钻):多用于加工直径较小(3mm~13mm)、长径较大(100~250mm)的深孔。枪钻的结构:钻头、钻杆、钻柄。无横刃,钻尖相对于钻头轴线偏心e,形成外刃和内刃。枪钻的工作原理:工作时高压切削液从钻柄后部注入,经过钻杆由钻头前面的口喷向切削区。切削液对切削区实现冷却润滑作用,同时以高压力经钻头的V型槽强制排除。枪钻的特点:(1)导向好,消振好;(2)冷却润滑好;(3)排屑性能好。现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2)错齿内排屑深孔钻用于加工直径较大的深孔,切削用量大。结构图:硬质合金镶条实现导向。工作原理浅牙矩形螺纹与钻杆连接,通过刀架带动钻入工件;通过刀齿的交错排列实现分屑;通过工件与钻杆之间的间隙加切削液,利用高压切削液将切屑从钻头的内孔冲出。现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)3)喷吸钻结构特点:工作原理:现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)2.2.3铰刀一、铰刀的种类和用途(一)铰刀的种类1.手用铰刀(整体式和外径可调式)和机用铰刀(带柄铰刀和套式铰刀);2.圆形铰刀和锥度铰刀;3.高速钢铰刀和硬质合金铰刀;4.装配式铰刀和可调式铰刀。(二)铰刀的用途1.铰刀适用于孔的精加工和半精加工,也可磨孔或研孔前的预加工;2.铰刀是定尺寸刀具,适合于小直径孔的精加工和半精加工。a)b)c)d)e)现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)二、铰刀的结构与几何参数(一)铰刀的结构铰刀由工作部分(切削部分——切削以及修光刃——校准、修光和导向)、颈部和柄部组成。(二)铰刀的结构参数1.直径及其公差G铰刀的公称直径d0是指校准部分中圆柱部分的尺寸,等于被加工孔的基本尺寸dww,公差与被铰削的孔的公差、铰刀的制造公差、铰刀的安装偏差、铰刀的磨损储备量H和铰削过程中孔的变化性质有关。现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)根据加工中孔径的变化性质不同,铰刀的直径这样确定:(1)加工后孔径扩大:(2)加工后孔径缩小:。铰孔时孔的最大扩张量—铰刀的最小极限尺寸;—铰刀的最大极限尺寸;—maxmin0max0maxmaxmin0maxmaxmax0PddG-P-ddP-dd。铰孔时孔的最大收缩量—minmaxmaxmin0minmaxmax0PG-PddPdd2.齿数z及齿槽形(1)齿数:1~12个(2)铰刀的齿槽形式直线形齿槽:形状简单、用单角铣刀一次性铣出,直径为1~20mm;圆弧形齿槽:具有较大的容屑空间和较好的刀齿强度,直径大于20mm;折线形齿槽:用于硬质合金铰刀。现代切削加工技术机械工程学院(Schoolofmechanicalengineering)3.铰刀的几何角度(1)前角:铰孔余量小,切屑薄,刀屑接触长度短,前角不起主要作用。一般为零,工件塑性较大时,高速钢铰刀5~10度,硬质合金0~5度。(2)后角:较小后角,校准部分
本文标题:2.2+孔加工刀具
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