《刀具》第八章-娄

第八章扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具一、扩孔钻扩孔钻是用于扩大孔径、提高加工孔质量的刀具。用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。加工精度IT10~IT9Ra6.3~3.2特点：（1）齿数多，3~4齿，导向性好。（2）无横刃，改善切削条件。（3）容屑槽浅，钻芯厚，强度、刚度高，切削用量大。高速钢扩孔钻φ3~19.7mm作成直柄，φ7.8~50mm作成锥柄，φ25~100mm作成套式。第一节、扩孔钻、锪钻和镗刀二、锪钻加工各种埋头螺钉沉孔、锥孔和凸台面。a）带导柱平底锪钻。b）带导柱90°锥面锪钻。c）不带导柱锥面锪钻。d）端面锪钻。三、镗削1、分类：（1）粗镗（车）：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm（2）半精镗（车）：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm（3）精镗（车）：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm2、刀具：镗刀3、设备：镗床、车床、铣床、钻床4、镗削特点（1）镗削的适应性较强（大直径孔）；（2）镗削可有效校正原孔的轴线偏斜与位置误差；（3）镗削的生产率低；（4）镗刀的制造和刃磨简单，费用低；（5）不适宜进行细长孔的加工。（1）机夹式单刃镗刀（圆形、方形）特点：结构简单，制造方便，通用性好。镗盲孔或阶梯孔，镗刀头安装倾斜角δ=10~45°，且压紧螺钉不影响镗刀切削。镗通孔时倾斜角0°。镗杆上装刀孔对称于镗杆轴线镗刀装入孔后，刀尖高于工件中心工作前角减小、后角增大选择镗刀时，增大前角，减小后角。2.1单刃镗刀（2）微调镗刀用于坐标镗床和数控机床上。特点：调节尺寸容易，调节精度高，主要用于精加工。如图：调节螺母固定微调螺母和镗刀头在固定座套上，并且产生预紧力和消除螺纹副的轴向间隙。径向移动量：mmmmR005.0853sin80/5.02.2双刃镗刀有两个切削刃参加切削，背向力相互抵消，不易振动。（1）固定式镗刀块焊接式或可转位式，用于粗镗、半精镗d40mm孔。镗刀块与镗杆上方孔的配合要求高（H7/h6），方孔对轴线的垂直度、平行度、对称度误差不大于0.01mm。镗刀块刚性好、容屑大、效率高。可连续更换镗刀块粗镗、半精镗、锪沉孔或锪端面。a）锲夹紧b）双向倾斜螺钉夹紧（2）滑槽式双刃镗刀如图，可通过调整螺钉5，通过镗刀头上销子6使镗刀头3沿槽滑动来调整镗孔大小。镗孔范围：φ25~250mm。广泛应用于数控机床。（3）浮动镗刀（浮动铰刀）松开紧固螺钉2，转动调节螺钉3推动刀体。镗孔范围：φ20~330mm调节量：2~30mm镗孔时，浮动镗刀装入镗杆方孔中，不夹紧，两切削刃上切削力自动定心。特点：补偿刀具安装误差和机床主轴偏差造成加工误差，加工精度IT7~IT6，表面粗糙度Ra1.6~0.2μm。注：无法纠正孔直线度误差和位置误差。用于单件、小批生产中精加工直径较大的孔。用于中、小直径未淬硬孔的半精加工和精加工。加工余量小，齿数多，刚性导向好。加工精度——粗铰：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm；精铰：IT7～IT6，Ra：0.8～0.4μm。第二节、铰刀一、铰削工艺特点（1）精度高，表面粗糙度小，适于细长孔的精加工。（2）铰孔不能纠正原孔轴线的偏斜和位置误差，需由前道工序保证。（3）铰刀是定径刀具，易保证铰孔质量，适于成批大量生产。（4）铰削的适应性差，定尺寸、公差，不宜加工非标准孔、盲孔、断续孔和台阶孔。（5）铰削可加工钢、铸铁和有色金属零件，不能加工淬火或硬度过高的工件。二、铰刀的结构工作部分切削部分校准部分{圆柱部分倒锥部分颈部柄部结构参数直径d、齿数z、主偏角κr、背前角γp、后角αo和槽形角θ。前导锥C×45°按使用方式分：手用铰刀和机用铰刀手用铰刀：主偏角Kr小（0°30′～1°30′），工作部分长，直径1~71mm（d、e）。用于单件小批生产或装配中铰削圆柱、锥孔。机用铰刀：高速钢和硬质合金机用铰刀。加工钢时Kr=12°～15°，加工铸铁时Kr=3°～5°，加工不通孔时Kr=45°高速钢机用铰刀：直径d=1~20mm作成直柄（a）；直径d=5.5~50mm作成锥柄（b）；直径d=25~100mm作成套式（f）。成批生产时在机床上低速铰削孔。三、铰刀种类硬质合金机用铰刀：d=6~20mm作成直柄；d=8~40mm作成锥柄（c）用于成批生产时在机床上铰削普通材料、难加工材料的孔。图（g）：莫氏锥度铰刀。加工余量大，有分屑槽的为粗铰刀。图（h）：1：50锥度销子铰刀，常用φ0.6~50mm，用于铰削1：50圆锥孔。四、铰削过程特点1、余量小，0.05~0.25mm（孔径D≤18mm，(D-d)≤0.15mm；D=18～50mm时，(D-d)≤0.25mm)。主偏角κr15°，切削厚度hD很薄。经常hDrn，切削前角为负，对加工表面产生挤刮作用，弹性恢复后，受校准部分后角0°的刃带挤压与摩擦，所以铰削=切削+挤压+摩擦。2、与钻削相比，铰削的特点是“低速大进给”。低速是为了避免积屑瘤，进给量较大是由于铰刀齿数多，主偏角小。若进给量小会造成切削厚度过小，切屑不易形成，啃刮现象严重，刀具磨损反而加剧。一般用高速钢铰刀铰削钢材时，vc=1.5～5m/min，f=0.3～2mm/r；铰削铸铁件时，vc=8～10m/min，f=0.5～3mm/r。3、为提高铰孔质量，需施加润滑效果好的切削液，不宜干切，铰钢件时以浓度较高的乳化液或硫化油为好；铰铸铁件时，可以干铰削，以煤油为好，但注意，煤油会引起孔径收缩，最大收缩量可达0.02～0.04mm。pr观看电教片：钻床及其加工范围第三节、复合孔加工刀具由两把或两把以上同类或不同类孔加工刀具组合而成。优点：生产率高；保证加工表面间位置精度；工序集中，减少机床。缺点：制造复杂，重磨和尺寸调整困难。按零件工艺类型分类：同类工艺复合孔加工刀具。如右图a、复合钻；b、复合扩孔钻；c、复合铰刀；d、复合镗刀第三节、复合孔加工刀具不同类工艺复合孔加工刀具。如右图a、钻——扩；b、扩——铰；c、钻——铰；按结构可分：整体式；焊接式；镶装式设计复合刀具时应注意的问题：1、正确选择复合程度和形式如实心材料上加工IT8~IT7，Ra3.2~1.6μm孔（1）孔尺寸较小时采用a图，钻—扩——铰顺序加工刀具（2）钻孔精度较高时采用b图，钻—铰——铰复合刀具（3）孔尺寸较大时采用c图，扁钻—镗复合刀具2、刀具结构形式整体式复合孔加工刀具：刚性好，同轴度、垂直度精度高；重磨后尺寸不可调，利用率低，用于小尺寸。a）图钻——扩镶装可调的复合刀具螺钉调节钻头伸出长度。b）图可转位复合扩孔钻：结构简单，转位迅速，节省刀具重磨、调刀时间。c）图镶装可转位复合镗刀：加工摩托车零件。3、强度和刚度要求刀体强度高、联结牢固、刚性足够、各刀受力平衡。孔同轴度要求高而刚性差，作出导向部。导向部可安置在复合刀具的前端、后端、中间或前、后端位置。a)——中间导向b)——前、后导向4、排屑、分屑和断屑a)图：容屑槽交错分布的复合刀具b)图：有切削液通道的复合刀具，切削刃上磨出分屑槽，减少切屑宽度。注：合理选择可转位刀片断屑槽。5、合理选择切削用量为确保刀具寿命≥4h，选择较小切削用量。ap：相邻单刀直径差决定，不易过大。f：各刀共有的，按最小尺寸单刀选定。对于先后切削的复合刀具应依次改变进给量，适应各种加工需要。vc：按最大直径刀具确定切削速度。注：不同加工工艺应兼顾不同工艺特点。如钻——铰，铰削Vc切削速度Vc钻削Vc