第7章孔加工刀具.ppt

1,金属切削原理与刀具,主讲教师 张国利 东风汽车公司 工艺研究所,2,第七章 孔加工刀具,主要介绍钻头、扩孔刀具、铰刀、孔加工复合刀具和圆拉刀。孔加工刀具使用广泛，刀具类型很多，各类刀具均有不同的特殊性。应了解不同孔加工刀具的特点，以供对它们选用时参考。本章重点介绍了麻花钻的组成、切削部分几何参数的形成，各种麻花钻刃形的修磨方法及其适用场合。,3,第七章 孔加工刀具,本章还介绍了加工深孔的枪钻切削部分结构,喷吸钻原理；扩孔钻结构特点；镗刀上刀片装夹和调整直径的方法； 根据被加工孔的直径及精度要求来确定铰刀直径及其公差； 圆拉刀是多齿刀具，主要介绍各刀齿上切除加工余量的分配方式，拉刀上各齿直径及其公差的确定原则。,4,第一节 麻花钻,1.1 麻花钻的组成,第七章 孔加工刀具,标准高速钢麻花钻的结构由工作部分、颈部和刀柄三部分组成。工作部分又可分为切削部分和导向部分。,5,第一节 麻花钻,第七章 孔加工刀具,6,1.2 麻花钻的结构参数,第七章 孔加工刀具,麻花钻的结构参数包括：直径d、钻芯直径d0 和螺旋角等。,7,1.2 麻花钻的结构参数,第七章 孔加工刀具,螺旋角：钻头外圆柱面与螺旋槽交线的切线，与钻头轴线的夹角。,8,1.2 麻花钻的结构参数,第七章 孔加工刀具,由于螺旋槽上各点的导程P相等，则在主切削刃上沿半径方向各点的螺旋角x就不相等。 tg2R / P tgx2rx / P(rx / R) tg 当rxR时，x 由此可知，钻头外缘处的螺旋角最大，越靠近钻头中心，螺旋角越小。螺旋角就是钻头的进给前角f。,9,第七章 孔加工刀具,1.3 麻花钻的几何参数,1）麻花钻切削部分的组成,10,第七章 孔加工刀具,麻花钻的切削部分可看成是由两把镗刀所组成，麻花钻有两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面、两个主切削刃、两个副主切削刃和一个横刃。,1.3 麻花钻的几何参数,11,1.3 麻花钻的几何参数,第七章 孔加工刀具,1）麻花钻切削部分的组成,前刀面： 由切削刃形成的螺旋面 后刀面： 麻花钻两个顶端面（刃磨面） 主切削刃：前刀面与后刀面的交线 副切削刃：前刀面与副后刀面的交线 横刃：两个后刀面的交线 刃带：既副后刀面，麻花钻外圆柱上的棱边,12,1.3 麻花钻的几何参数,第七章 孔加工刀具,（1）切削平面,2）麻花钻的几何角度,切削平面是指通过切削刃上选定点与切削速度方向所构成的平面。由于主切削刃上各点的切削速度方向不同，导致各点切削平面的位置也不同。,13,麻花钻的切削部分,第七章 孔加工刀具,14,1.3 麻花钻的几何参数,第七章 孔加工刀具,（2）基面,2）麻花钻的几何角度,基面总是包含钻头轴线的平面，与切削平面垂直。,15,第七章 孔加工刀具,1.3 麻花钻的几何参数,16,第七章 孔加工刀具,（3）顶角2,2）麻花钻的几何角度,麻花钻的顶角2是指两个主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角。标准麻花钻的顶角2为118度。,17,第七章 孔加工刀具,2）麻花钻的几何角度,（4）主偏角r,麻花钻的主偏角r是指主切削刃在基面上投影与进给方向的夹角。由于主切削刃上各点基面位置不同，因此主切削刃上各点的主偏角也是变化的。 麻花钻主切削刃上任意点x的主偏角r x可按下式求得：tgr xtg·costx 越靠近钻头中心，端面刃倾角tx越大，则主偏角rx越小。,18,第七章 孔加工刀具,2）麻花钻的几何角度,（5）前角o,麻花钻主切削刃上任意点x的前角ox是在主剖面内测得的前刀面与基面的夹角。可按下式求得： tgox（tgy/sinr x）+（tgtx·cosr x） 由上式可知，麻花钻主切削刃上各点的前角变化较大，从外缘到钻头中心，前角由300减小到300。,19,第七章 孔加工刀具,2）麻花钻的几何角度,（6）进给后角f,切削刃上任意点x的进给后角fx是在假定工作平面内测量的后刀面与切削平面间的夹角。由于主切削刃在进行切削时作圆周运动，进给后角更能确切地反映钻头后刀面与工件加工表面之间的摩擦状况，同时也便于测量。刃磨钻头后刀面时，应沿主切削刃将后角从外缘到钻心逐渐增大。,20,21,22,第七章 孔加工刀具,2）麻花钻的几何角度,（7）横刃角度,横刃角度是在麻花钻的端平面上所测到的横刃斜角、横刃前角o、横刃后角o。,23,1.4 钻削过程,第七章 孔加工刀具,1）钻削要素,钻削速度、背吃刀量、每齿进给量、钻削宽度、钻削厚度。,24,1.4 钻削过程,第七章 孔加工刀具,2）钻削力,切削力、背向力、进给力、钻削转矩。,25,1.4 钻削过程,第七章 孔加工刀具,3）钻削过程特点,封闭式加工环境，排屑、散热困难；钻头刚性差、导向性差、轴向阻力大；手工刃磨难以控制两切削刃的对称性，钻头引偏与振动；导致加工质量较差，钻头寿命短。,26,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,27,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,28,第七章 孔加工刀具,29,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,基本型群钻几何形状,30,各种刃形麻花钻的实物照片,31,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,油孔钻,32,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,蜗杆形麻花钻,33,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,蜗杆形麻花钻,34,硬质合金钻,35,1.5 麻花钻的改进与修磨,第七章 孔加工刀具,可转位浅孔钻,36,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，也包括介于两者之间的中深孔加工。 一般规定孔深L与孔径do之比大于520，即Ldo520的孔称为深孔；Ldo5的孔称为浅孔。,深孔加工按排屑方法分类 外排屑：切屑从刀杆外部排出。 内排屑：切屑从刀杆内部排出。 深孔加工按加工系统(冷却、排屑系统)分类 枪钻系统；喷吸钻系统；BTA系统；DF系统。,37,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,深孔加工的特点,(1)不能直接观察到刀具的切削情况。只能凭经验，通过听声音、看切屑、观察机床负荷及压力表等外观现象来判断切削过程是否正常。 (2)切削热不易传散。一般深孔钻削只有40切削热被切屑带走，刀具占切削热的比例较大，扩散迟、易过热，刃口的切削温度可达600，必须采用强制有效的冷却方式。,38,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,深孔加工的特点,(3)切屑不易排出。由于孔深，切屑经过的路线长，容易发生阻塞，造成钻头崩刃。因此，切屑的长短和形状要加以控制，并要进行强制性排屑。 (4)工艺系统刚性差。因受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长，刚性差，易产生振动，钻孔易走偏，因而支承导向极为重要。,39,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,1860年美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。但用麻花钻钻深孔时，不便于冷却与排屑，生产效率很低。随着枪炮生产的迅速发展，在20世纪初期，德、英、美等国家先后发明了单刃钻孔工具，因用于加工枪孔而得名枪钻。枪钻也称为月牙钻、单刃钻及外排屑深孔钻。枪钻钻杆为非对称形，故扭转强度差，只能传递有限扭矩，适用于小孔零件加工生产，效率较低。,40,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,枪钻是一种单刃外排屑小深孔钻，因最早用于钻枪孔而得名。它主要用来加工直径约135mm的小深孔。枪钻工作部分采用高速钢或硬质合金与用无缝钢管压制成形的钻杆对焊而成。钻杆滚压出120°排屑槽，钻头中心制有120°凹槽，外径有11000倒锥。工作时工件旋转，钻头进给，同时高压切削液由钻杆尾部注入，冷却切削区后沿钻杆外部凹槽将切屑冲刷出来呈外排屑。,2.1 枪钻,41,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,枪钻切削部分主要特点是：仅在轴线一侧有切削刃，没有横刃。将切削刃分成外刃和内刃。钻尖偏心距为e，此外，切削刃的前面偏离钻头中心一个距离h。由于枪钻外刃所受径向力略大于内刃的径向力。这样使钻头的支撑面始终紧贴于孔壁，从而保证了钻削时具有良好的导向性，并可防止孔径扩大。,2.1 枪钻,42,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,此外，由于钻头前面及切削刃不通过中心，避免了切削速度为零的不利情况，并在孔底形成一直径为2h的芯柱，此芯柱在切削过程中具有阻抗径向振动的作用。在切削力的作用下，小芯柱达到一定长度后会自行折断。,2.1 枪钻,43,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,2.1 枪钻,44,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,2.1 枪钻,45,2.1 枪钻,第七章 孔加工刀具,46,2.1 枪钻,第七章 孔加工刀具,47,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,在第二次世界大战前和战争期间，由于战争的需要，枪钻已不能满足高生产效率的要求，在1943年，德国海勒公司研制出毕斯涅耳加工系统（我国常称的内排屑深孔钻削系统）。战后，英国的维克曼公司、瑞典的卡尔斯德特公司、德国的海勒公司、美国的孔加工协会、法国的现代设备商会等联合组成了深孔加工国际孔加工协会，简称BTA协会。经过他们的努力，这种特殊的加工方法又有了新的发展，并被定名为BTA法。,48,2.2 BAT深孔钻,第七章 孔加工刀具,49,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,BTA法存在着切削液压力较高，密封困难等缺点，为克服这些不足，1963年山特维克公司发明了喷吸钻法。这是一种巧妙应用喷吸效应的方法，可以采用较低的切削液压力，使切屑在推、吸效应下容易排出，有利于系统的密封。,2.3 喷吸钻,50,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,喷吸钻是一种新型内排屑深孔钻，适用于加工直径为2065mm的深孔。它的切削部分与BTA深孔钻相同。喷吸钻的钻杆由内钻管和外钻管组成，二钻管之间留有环形空隙。工作时，高压切削液从进液口进入连接套，其中13从内钻管四周月牙形喷嘴喷入内管。,2.3 喷吸钻,51,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,由于月牙槽隙缝很窄，切削液喷出时产生喷射效应，使内管里被抽吸形成负压区。另外23的切削液经内、外管壁间进入切削区，汇同切屑被吸入内管，并迅速向后排出。这种喷吸效应有效地改善了排屑条件。普通喷吸钻由于采用双钻管结构，故加工直径较小时排屑空间受到限制。近年来出现的DF深孔钻采用单钻管双加油器实现喷吸效应，较好地解决了这一问题。,2.3 喷吸钻,52,第二节 深孔钻,第七章 孔加工刀具,但是喷吸钻法本身也有缺点，它使用两根钻管，使排屑空间受到限制，加工孔径一般不能小于18mm。由于特殊的切削液供给方式，缺乏了BTA法中切削液对钻杆振动的抑制作用，刀杆易擦伤，其系统刚性和加工精度要略低于BTA法。,2.3 喷吸钻,53,2.3 喷吸钻,第七章 孔加工刀具,54,2.3 喷吸钻,第七章 孔加工刀具,55,2.3 喷吸钻,第七章 孔加工刀具,56,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,扩孔钻是用来扩大孔径、提高孔的加工精度的刀具。它用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。扩孔钻与麻花钻相似，但直齿数较多，一般有34齿,导向性好。主切削刃不通过中心，无横刃切削条件好，钻心直径较大，因此扩孔钻的强度和刚性均比麻花钻好，又有扩孔余量较麻花钻小，可获得较高的加工质量及生产效率。,3.1 扩孔钻,57,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,3.1 扩孔钻,58,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,锪钻是对工件上已有孔进行加工的一种刀具，它可刮平端面或切出锥形、圆柱形凹坑。它常用于加工各种沉头孔、孔端锥面、凸凹面等。 带导柱平底锪钻，它适于加工六角头螺栓、带垫圈的六角螺母、圆柱头螺钉的沉头孔。这种锪钻在端面和圆周上都有刀齿，并且有一个导向柱，以保证沉头座和孔保持同轴。,3.2 锪钻,59,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,锥面锪钻，适于加工锥角为60°、90°、120°的沉头螺钉的沉头座。 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。标准锪钻可查阅GB42584266-84。单件或小批生产时，常把麻花钻修磨成锪钻使用。,3.2 锪钻,60,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,3.2 锪钻,61,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,3.2 锪钻,带导柱平底锪钻,62,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,3.2 锪钻,不带导柱锥面锪钻,63,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,镗刀是在车床、镗床、转塔车床、自动机床以及组合机床上使用的孔加工刀具。一般镗孔的加工精度可达IT7级，表面粗糙度值可达Ra0.8m。若在高精度镗床上进行高速精镗，可以获得更高的加工精度。镗孔尤其适用于箱体孔系及大直径孔的加工。镗刀种类很多，按切削刃刃数可分为单刃镗刀和双刃镗刀。,64,第三节 扩孔钻和锪钻,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,单刃镗刀,65,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,微调镗刀 1-镗刀头 2-微调螺母 3-螺钉 4-波形垫圈 5-调节螺母 6-导向键 7-固定座套,66,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,微调镗刀,67,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,双刃镗刀是一种定尺寸刀具，两个对称的切削刃，分布在镗杆轴线的两侧，可相互抵消切深抗力Fp，镗杆不受弯曲变形。常用的有固定式镗刀和浮动镗刀。固定式双刃镗刀，该镗刀刚性好，不易引起振动，又因容屑空间大，生产效率较高，适用于粗镗和半精镗，还可用于锪沉头孔及端面的加工。,68,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,浮动镗刀，它是一种尺寸可调，并可自动定心的双刃镗刀。镗刀片与镗杆浮动连接，通过切削时作用在两刃的切削力实现刀片的自动定心，以自动补偿由于刀具安装误差、机床主轴偏差造成的加工误差。该刀具使用方便，常用在镗床或钻床上进行孔的终加工。,69,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,可调节式硬质合金浮动镗刀 a）AC型加工通孔 b）BC型加工盲孔 1-上刀体 2-下刀体 3-紧固螺钉 4-调节螺钉,70,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,双刃镗刀工作示意图,71,第七章 孔加工刀具,3.3 镗刀,可调节式硬质合金浮动镗刀,72,73,74,75,Romicron Vs. Conventional Adjustment Systems,Other,76,第七章 孔加工刀具,第四节 铰刀,铰刀是对预制孔进行半精加工或精加工的多刃刀具。铰孔是一种操作方便、生产率高、能够获得高质量孔的切削方式，故在生产中应用极为广泛。铰刀的加工余量小，齿数多(4-16个)，刚性和导向性好，所以加工孔的精度可达IT7-IT6，表面粗造度为Ra1.6-0.2,77,Werkzeugkonzepte für Ventilsitz und -führung,78,第七章 孔加工刀具,第四节 铰刀,4.1 铰刀的分类及特点,根据使用方法铰刀可分为手用和机用两大类。手用铰刀工作部分较长，齿数较多；机用铰刀工作部分较短。按铰刀结构有整体式(锥柄和直柄)和套装式。 选用铰刀时，要根据生产条件及加工要求而定。单件或小批量生产时，选用手用铰刀；成批大量生产时，采用机用铰刀。,79,第七章 孔加工刀具,第四节 铰刀,4.1 铰刀的分类及特点,铰刀的精度等级分为H7、H8、H9三级，其公差由铰刀专用公差确定，分别适于铰削H7、H8、H9公差等级的孔。 每一类铰刀又可分为A、B两种类型，A型为直槽铰刀，B型为螺旋槽铰刀。螺旋槽铰刀切削过程稳定，故适于加工断续表面。,80,第七章 孔加工刀具,第四节 铰刀,4.2 铰刀的结构及参数,铰刀的结构一般由工作部分、颈部及柄部组成。工作部分包括引导锥、切削部、校准部，其中校准部由圆柱与倒锥两部分组成。为了使铰刀易于切入预制孔，在铰刀前端制出引导锥。圆柱部分用来校准孔的直径尺寸并提高孔的表面质量，以及切削时增强导向作用。倒锥用以减少摩擦。,81,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,82,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,铰刀直径公差对被加工孔的尺寸精度、铰刀制造成本和铰刀的使用寿命有直接影响。铰孔时，由于铰刀径向跳动等原因的影响，会使孔径出现“扩张”现象；而另一方面由于已加工表面的弹性变形恢复和热变形恢复等原因的影响，会使孔径出现“收缩”现象。铰孔后是扩张还是收缩由实验或凭经验确定。,83,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,经验表明，用高速钢铰刀铰孔一般会发生扩张，用硬质合金铰刀铰孔一般会发生收缩。铰刀直径的基本尺寸等于孔的直径基本尺寸。铰刀直径的上下偏差应根据被加工孔的公差、铰孔时产生的扩张量或收缩量、铰刀的制造公差和磨损公差来决定。,84,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,铰孔后发生扩张现象时，设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为： 铰孔后发生收缩现象时，设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为,85,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,国家标准规定：铰刀制造公差G=0.35IT。通常情况下，高速钢铰刀最大扩张量Pmax可取0.15IT；硬质合金铰刀最小收缩量Pamin常取0或0.1IT。Pmax和Pamin的可靠确定办法是通过实验测定。,86,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,铰刀直径及其公差 a)孔径扩大时 b）孔径缩小时 c）公差分配图,87,第七章 孔加工刀具,4.3 铰刀的几何角度,1.主偏角Kr 主偏角愈小，铰刀受到的轴向力愈小，导向性愈好。Kr过小时，铰削时挤压摩擦较大，铰刀耐用度低，切入、切出时间长。手用铰刀选择较小的主偏角，以减轻劳动强度和获得良好导向性，而机用铰刀选择较大的主偏角，以减少切削刃长度和机动时间。加工铸铁取Kr=3°5°；加工钢料取Kr=12°15°；加工盲孔取Kr =45°,88,第七章 孔加工刀具,4.3 铰刀的几何角度,2.前角 铰刀的前角规定在切深剖面（即铰刀的端剖面）内表示。铰削时，由于切屑与前面在切削刃附近处接触，切削厚度较小，故前角对切削变形的影响并不显著。便于制造，通常高速钢铰刀在精加工时取= 0°；粗铰塑性材料时取= 5°10°。硬质合金铰刀一般取= 0°5°。,89,第七章 孔加工刀具,4.3 铰刀的几何角度,3.后角p 校准刃后角p在切深剖面内表示；切削刃后角o在主剖面中表示。由于铰削时切削厚度小，磨损主要发生在后面上，因此后角应该选得稍大些。 铰刀是定尺寸刀具，后角过大在铰刀重磨后会使其直径减小得快而降低铰刀的使用寿命，故铰刀后角不能选得过大。通常硬质合金铰刀校准刃后角p =10°15°，切削刃后角o =6°10°。刃带b=0.10.5mm。,90,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,高速钢机铰刀的组成及结构 l1切削部分 l2校准部分 l4柄部 l工作部分,91,第七章 孔加工刀具,4.2 铰刀的结构及参数,硬质合金铰刀的组成及结构 l1切削部分 l2校准部分 l4柄部 l工作部分,92,第七章 孔加工刀具,4.4 铰刀的齿数与齿槽,铰刀齿数影响铰孔精度、表面粗糙度、容屑空间及刀齿强度。其值按铰刀直径或工件材料确定。加工塑性材料时，齿数应取小值；加工脆性材料时，齿数可取大值。常用直径do =155mm范围内，取齿数Z=412。为便于测量铰刀直径，齿数一般取偶数。,93,第七章 孔加工刀具,4.4 铰刀的齿数与齿槽,铰刀刀齿沿圆周可以等齿距分布或不等齿距分布。等齿距分布制造简单，应用广泛。不等齿距分布切削时可减少周期性振动。为便于制造，铰刀一般取等齿距分布。另外，铰刀直径小于20mm时，采用直线齿背；铰刀直径大于20mm时，采用圆弧齿背。,94,第七章 孔加工刀具,4.4 铰刀的齿数与齿槽,铰刀的齿槽可作成直槽和螺旋槽。直槽制造，刃磨和检验方便，槽形如同尖齿铣刀容屑槽的形状，用单面角度铣刀铣削而成。螺旋槽切削较平稳，主要用于铰削深孔或带断续表面的孔。为改善排屑条件，提高铰孔质量，铰通孔时选用左旋铰刀，可使铰刀装卡牢固，螺旋角取3°5°。铰盲孔时则选用右旋铰刀，但工作时进给力和进给方向一致，容易发生“自动进刀”现象。,95,第七章 孔加工刀具,4.4 铰刀的齿数与齿槽,96,第七章 孔加工刀具,4.4 铰刀的齿数与齿槽,硬质合金单刃铰刀,97,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,孔加工复合刀具是由两把或两把以上单个孔加工刀具组合成一体的刀具。这种刀具目前在组合机床及其自动线上获得广泛使用。 复合刀具种类繁多，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。,98,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,同类工艺复合刀具如复合铰刀、复合镗刀、复合钻头、复合扩孔钻、复合丝锥等。 不同类工艺复合刀具如钻-镗复合刀具、钻-扩-铰复合刀具，钻-扩、钻-铰、钻-攻螺纹、镗-锪、钻-扩-锪等复合刀具。,99,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,100,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,101,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,复合钻头,102,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,复合钻头和复合铰刀,103,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,复合镗刀,104,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,阶梯钻头,105,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,106,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,107,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,扩-锪-镗-倒角复合,108,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,复合刀具的特点,(1)工序集中：有利于减少机床台数或工位数，机动和辅助时间少，生产率高，加工成本低。 (2)工件安装次数少：有利于减少工件安装误差，保证工件加工表面之间的位置精度，使用复合刀具有利于提高工件的加工质量。,109,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,(3)刀具结构较复杂 在制造、刃磨及使用过程中都可能出现一些问题。当各单个刀具的直径、切削时间等切削条件悬殊时，应选用不同的刀具材料；根据工件加工质量要求以及刀具的强度、刚度和刃磨工艺等因素，确定适宜的刀具结构形式；根据工艺系统刚性等条件，合理设计导向装置等。,110,第七章 孔加工刀具,第五节 孔加工复合刀具,使用复合刀具时还应注意几点特殊要求：如由于最小直径刀具的强度最弱，故应按最小直径刀具确定进给量；而由于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复合刀具的耐用度。在使用复合刀具时，须按各单个刀具所进行的加工工艺不同，兼顾其不同特点。,111,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,1.拉削特点,拉刀是一种多齿刀具，拉削时由于拉刀的后一个(或一组)刀齿高出前一个(或一组)刀齿，从而能够一层层地从工件上切下金属，以获得较高精度和较好的表面质量。,112,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,113,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,(1)生产率高,由于拉刀是多齿刀具，同时参加工作的刀齿多，切削刃总长度大，一次行程能够完成粗半精精加工，因此生产率很高，尤其是加工形状特殊的内、外表面工件时，效果尤为显著。,(2)拉床结构简单,拉削只有主运动，进给运动靠拉刀切削部分的齿升量来完成，因此拉床结构简单，操作也方便。,114,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,(3)加工精度与表面质量较高,由于拉削速度较低（一般不超过10m/s），拉削平稳，切削厚度薄（一般精切齿的切削厚度为0.005 0.015mm），加工精度为IT7，表面粗糙度为Ra0.8。若拉刀尾部装有浮动挤压环，可达Ra0.4 0.2。,115,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,(4)拉刀耐用度高,(5)应用范围广,拉刀可以加工出各种形状的通孔及没有障碍的外表面有些其他切削加工方法难于完成的加工表面，可以采用拉削加工完成.,由于拉削速度小，切削温度低，刀具磨损慢，因此拉刀的耐用度较高。,116,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,117,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,圆推刀,118,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,119,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,120,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,拉削方式（图形）,拉刀刀齿从工件上把拉削余量切除的顺序，一般都用图形来表示。这种图形即称为拉削图形(或称拉削方式)。 拉削方式关系到拉刀的结构、拉刀长度、拉削力的大小、刀齿负荷的分配、拉刀的磨损和使用寿命，以及拉削表面质量、生产率和制造成本。,121,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,（1）分层式拉削,1）成形式：按成形法原理设计的拉刀。每个刀齿的廓形与被加工表面的最终形状相似。工件上的拉削余量被一层一层地切去，最终由最后一个刀齿切出最终地形状和尺寸。 2）渐成式：按渐成法原理设计的拉刀。刀齿的廓形与被加工表面的最终形状不同。被加工表面的形状和尺寸由各刀齿的副切削刃所形成。渐成式拉刀的刀齿只需制成简单的直线形或圆弧形。,122,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,123,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,124,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,（2）分块式拉削 分块式拉削是指工件上每层金属是由一组尺寸基本相同的刀齿切去，每个刀齿仅切去一层金属的一部分。按分块式拉削方式设计的拉刀称为轮切式拉刀。通常两到四齿为一组。,125,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,126,第七章 孔加工刀具,127,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,（3）组合式拉削,组合式拉削方式是在一把拉刀上 ，粗切齿采用轮切式结构，精切齿采用成形式结构。集中了分块式拉削方式与成形式拉削方式的各自优点。,128,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,2.拉刀的合理使用,拉刀的合理使用对于提高拉削表面质量和拉削效率，乃至延长拉刀使用寿命都具有一定的意义。 拉削表面产生的缺陷形式主要有：环状波纹、鳞刺、断屑沟痕、挤压亮点、局部划伤等。,129,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,1）拉削表面缺陷与消除方法,(1)环状波纹 拉削表面上出现的环状波纹或啃刀现象，主要是拉削力变化较大，拉刀工作不平稳，使刀齿在圆周方向切削不均匀所致。 常采用的措施有，从设计方面主要是检查拉刀的齿升量安排是否合理，拉刀同时工作齿数是否太少，刃带宽度是否太小等。从使用方面主要是所选用的拉削速度不要过高。,130,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,(2)局部划伤 拉削表面的局部划伤，主要是刀齿刃口碰伤，或精切齿上附着切屑，或容屑槽经多次刃磨造成不光滑台阶形，以致划伤拉削表面。对这种缺陷，从使用方面检查，采取相应措施便能得到解决。,(3)鳞刺 鳞刺缺陷主要是由于在拉削过程中，已加工表面上产生较大的塑性变形所致。常采取的消除措施是：合理选择与正确刃磨拉刀的前角，对工件进行适当的热处理，以改善其切削性。,131,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,(4)断屑沟痕 拉削表面出现的断屑沟痕，产生于最后一个切削齿的分屑槽位置处，由于分屑槽处金属未被切除而被校准齿挤压所致。消除措施是适当减小最后一个切削齿的直径。一般减小0.0050.01mm,(5)挤压亮点 是由于刀齿后刀面与拉削表面间产生较剧烈挤压摩擦所致。消除措施是选择合适的后角和齿升量；采用性能良好的切削液；对硬度较高的工件材料通过适当的热处理降低其硬度。,132,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,2）防止拉刀断裂及刀齿损坏,拉削时刀齿受力过大，拉刀强度不够是损坏拉刀和刀齿的主要原因。 影响刀齿受力过大的原因主要有：拉刀的齿升量过大，刀齿径向跳动量过大，拉刀受力弯曲， 工件预制孔直径尺寸过大或过小，工件夹持偏斜， 工件材质不均匀，拉刀刀齿磨损过度， 拉刀容屑空间偏小等。,133,第七章 孔加工刀具,第六节 圆拉刀,2）防止拉刀断裂及刀齿损坏,防止的措施主要有： 提高工件预制孔的精度、表面粗糙度 、垂直度等；严格控制拉刀制造质量；改善工件材料的切削加工性能；合理选择拉削参数；提高拉刀刃磨质量；拉刀使用后的妥善保管等。,134,第七章 孔加工刀具,作 业,P113 7-1、7-2、7-7、7-8 7-10、 7-11、7-13、7-14,