孔加工工艺方案及复合刀具(精选)
孔加工工艺
结论 ： 应用定径销孔钻头加工零件销孔可实现以 下四方面的作用。
1.效率提高节约加工费用，降低生产成本。 通过试验可以看出，使用定径销孔钻头后加
工效率提高，零件加工时间大大缩短,可节省人
工费、设备占用费、综合管理费等，即工缴费用。
按月产细纱机100台,全年降低零件加工费60万元。
2.减少数控设备占用时间，提升企业生产能力。 按每件龙筋节约实际加工时间300秒计算，
采用定径销孔钻头仅加工头尾段龙筋，按月产
100台，每年可减少数控设备占用时间2950小时
约合368.8天(即节省一台数控设备）。
3.提高零件加工质量水平
定径销孔钻头加工出的孔一致性很好，目前
我们试验检测出的孔径相差均在0.004－0.005，
因此可以很大程度的提高工序能力和产品质量水
平。
4.降低工具费用 定径销孔钻头由于本身材料及涂层的原因，其
1、起钻
预钻锥形定心孔，即先用小顶角起钻或中心钻，钻一个锥 形浅坑，作为钻孔的定位孔，再用所需尺寸的钻头钻孔。由于 横刃未参加工作，因而钻头不会出现由此引起的弯曲。
2、钻
钻削是使用钻头在实体材料上加工孔的
最常用的方法，其加工精度可达IT12～IT11 表面粗糙度Ra可达12.5～6.3μm，可作为攻 丝、扩孔、铰孔和镗孔的预备加工。
• 零件：
孔数：
落纱传动管
2
零件材料： 20#冷拉钢管
使用设备： 辛辛那提加工中心
原工艺 工序 起钻－钻－扩－铰
新工艺 钻（1道工序）
刀具
中心钻,钻头,扩孔钻,铰刀 合金钻头Φ11H9 V：55-90mm/min F：0.2mm/r 孔一致性：0.002-0.003 圆度： 0.004 轴对称度：0.03
大余量孔的强力切削精加工工艺
这种主偏角适于大进给，阶梯面铸铁的精加工。锪钻端 面刃加工表面粗糙度要求较低的平面时，一般副偏角取
＝
０。前角 ７ 取 ０，有利于断屑排屑 ， 。 。 。 还有助于增
强切削刃刚性和抗热性能 ， 能显著提高刀具的寿命 。后
角 ａ 取 ７，主要是为 了减小后刀 面与切 削表面 的摩擦 ， 。
锥，倒锥取直径差 ００ ｍ 。这样，就可减免切削后孔 ．５ ｍ 壁与刀具的非正常刮削或摩擦。修光刃起刮削作用， 用 以切去切削刀齿留下的凸脊，经修光刃刮削后的 灰铸铁， 表面粗糙度值 Ｒ ＝ ． ｍ左右。 ０８ 由于被加工工件孔的精度要求较高，齿数 ｚ
取６ 刃。多刃 刀具 是大 余 量强 力切 削 的有效 保
左右，如何使加工的孔通过机床一次走刀即可完成孔的 粗、精￣ －Ｔ序，这在以前根本无法达到的事情，现在 ｊｒ ｎ 我们通过先进复合刀具就可达到。 （）夹具的设计 夹具的设计主要是对钻模板的设 １
左右，镗孔深度不合工艺要求是常有 的事。加工状态
图
２
计，如图 ３ ，在钻模板上把刀具导向部分搞成扶架形式，
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主要起导向和支撑悬伸过长的刀具接杆作用，它由轴 承、轴承座和键槽螺钉等组成。当刀具旋转进入轴承座 时， 轴承座内的键槽螺钉便滑入接杆键槽中，使刀具接 杆与轴承座一起转动， 键槽螺钉起着带动刀具接杆与轴 承座一起转动作用， 这样就避免了刀具接杆与轴承座相 对运动产生摩擦，长此下去 ， 二者配合问隙加大，使刀 具振动大，孔的加工尺寸精度无法保证。我们把刀具接 杆外径与轴承套内径配合间隙控制在 ００ｍ ． ｍ以内，这 ２ 样就使加工孔的尺寸 ｛０ ｏ ｍ Ｉ ５ ｍ精度得以保证。夹具 ３ ２ 的压紧装置设计为用气缸从上往下压，原则上要求支承 点与夹紧点重合，以减小工件变形，在压紧前各支点要
钻铰复合刀具设计
应用程序直接相连 ，从 而使 用 户可 以随 时随地 、 自由
灵 活地 与 他 人 共 享 设 计 并 开 展 协 作 。
参 釉 露
轰
内孔半精 扩 孑 是 最 为关 键 的一 道 Ｔ 序 。半 精 扩 Ｌ 孔结 束后 改换 钻 夹 头 修球 面 ，球 商 的加 工最 关 键 的 是刀具 刃 磨 ，刀 片 要 正 确 刃磨 ，刀 片 Ｒ 弧形 正 确 ， 切 削省力 ，抛 光 内孔 时 球 面容 易 抛 全 。当 Ｒ刀 刃磨 得 好 ，加 工 出的球 面非常光 滑 ， 自然水 到渠 成 。 （ ）球 面加 完 后 再 换 光孔 镗 头 进行 精 孔 ，高 ５ 速 钢光刀 调尺 寸 ６ ４ ９ ｒ （ 出内孔 扩涨量 ） 完成 ８．５ ｍ 留 ａ 光 孔 ，光 刀刃 磨 时需 注意 刀 具 中 心不 能 低 于 丁件 中 心 ，断屑槽 圆弧要 合理 。 （ ）一端 ４ ５ ６ ９ ｍｍ加 工好 后 ，可将该 件 调个加 工 ８
（ 稿 日期 ：２ １０ １ ） 收 ０ １１７
４ ８
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准部 分 、颈 部 以及 柄部 组成 。
分 可 减 小 摩 擦 ， 防 止 产 生 喇 叭 形 孔 和 孔 径 扩 大 等 毛 病。 铰 刀 前 角 为 ５ 、 后 角 为 ｌ。 刃 宽 为 Ｆ ＝ 。 ０、
棱 边 与 孔 壁 的 摩 擦 。 倒 锥 量 是 每 １０ ０ ｍｍ 长 度 上 减 小 ００ ． ３～０ １ｒｍ， 大 直 径 钻 头 取 大 值 。 ．２ ａ 钻头 沟 形 如 图 ２ 所 示 ｄ ，一 ｄ 的 倒 锥 量 为
５ ．结 语
这种 钻铰 复 合 刀 具 ，可 大批 量 生 产 ，适 合 加 工 对孔 径要 求 极 高 的 零 部 件 产 品 ，能 降 低 劳 动 强 度 ，
孔加工常用工艺装备
孔加工常用工艺装备(1)一、孔加工用刀具在金属切削中，孔加工占很大比重。
孔加工的刀具种类很多，按其用途可分为两类：一类是在实心材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、深孔钻等；另一类是对工件已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、铰刀、镗刀等。
本节介绍常用的几种孔加工刀具。
（一）麻花钻1．麻花钻的结构要素图7－32为麻花钻的结构图。
它由工作部分、柄部和颈部组成。
[快车下载]unti t led1.bmp：（1）工作部分麻花钻的工作部分分为切削部分和导向部分。
①切削部分麻花钻可看成为两把内孔车刀组成的组合体。
如图7－33所示。
而这两把内孔车刀必须有一实心部分——钻心将两者联成一个整体。
钻心使两条主切削刃不能直接相交于轴心处，而相互错开，使钻心形成了独立的切削刃——横刃。
因此麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃（如图7－32b所示）。
麻花钻的钻心直径取为(0.125~0.15)do（do为钻头直径）。
为了提高钻头的强度和刚度，把钻心做成正锥体，钻心从切削部分向尾部逐渐增大，其增大量每100mm长度上为1.4~2.0mm。
[快车下载]unti t led2.bmp：两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为锋角2Φ，如图7－34所示。
标准麻花钻的锋角2Φ＝118°，此时两条主切削刃呈直线；若磨出的锋角2Φ＞118°,则主切削刃呈凹形；若2Φ＜118°，则主切削刃呈凸形。
②导向部分导向部分在钻孔时起引导作用，也是切削部分的后备部分。
导向部分的两条螺旋槽形成钻头的前刀面，也是排屑、容屑和切削液流入的空间。
螺旋槽的螺旋角β是指螺旋槽最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角，如图7－34所示。
愈靠近钻头中心螺旋角愈小。
螺旋角β增大，可获得较大前角，因而切削轻快，易于排屑，但会削弱切削刃的强度和钻头的刚性。
导向部分的棱边即为钻头的副切削刃，其后刀面呈狭窄的圆柱面。
复合刀体结构原理设计及制造工艺分析
０机械 与电子 Ｏ
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＩ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ０ １ ３ 年
第２ １ 期
复合刀体结构原理设计及制造工艺分析
王 凌 （ 江宁区职工培训 中心 ， 江苏 南京 ２ １ １ １ ０ ０ ）
【 摘 要ｌ 复合刀具 ， 制造工艺比焊接 式、 机 夹式刀具简单， 制造 十分 方便 。 可以减 少换 刀和对刀及磨刀等辅助加工时间， 节省机动和辅助工
时， 提 高生产效率 。
【 关键词】 复合刀具 ； 钻铰 ； 倒角 ； 制造
随着机械 工业 的迅速 发展 ， 机械 加工难度愈来愈 大 ， 加工精 度要 ３ 刀具切削部分参数设 定 求越来越高 ， 在 自动线上的复合刀具 ， 既要满足生产节拍要求 ， 又要 具 刀具切削部分 的参数对刀具的使用寿命 、 加工的难易程度及加工 有可靠性 和高寿命 ， 要适应 发展 的需 要 ， 就要对传 统的老式 的复合刀 也直接影响到加工 成本、 加工效率 ， 所 具进行改革创 新 ， 就需要应 用新技术 、 新 材料来提 高复合加工刀 具的 的精度都起着至关重要的作用 ， 以刀具每部分的切削参数应合理选择 使用性能。 ３ ． １ 钻孔部分 １ 复 合 刀 具 的 类型 及 特 点 为了保证钻头的钻心强度 ， 锋角取 １ １ ８ ￣ 一般取前扩大 容纳 切屑的空间 ． 减 少钻头与孔壁 的摩擦 ． 复合刀 具是将两把 或两把 以上 的同类或不 同类 的孔加工刀具 组 同时又要保证副切削刃的强度 合成 一体 的专 用刀具 ， 它能在 一次加 工的过程 中， 完成 钻孔 、 扩孔 、 铰 ３ ． ２ 铰孔部分 孔、 锪孔 和镗孔等多 工序不 同的工 艺复合， 具 有高效 率 、 高精 度 、 高可 由于铰削余量很小 ， 切屑很 薄， 切屑 与前刀 面接触很 短 。 前角作用 靠性的成形加工特点。复合刀具 的结构形式 有 ： 整体式 、 装配式 、 可转 不大 ， 为制 造方便 ， 前 角取 ０ 。 一 ５ ｏ 。 后角取 ６ ａ 一 ８ 。 ． 切 削刃 带宽为 Ｏ ． ２ — 位式 、 组合式 ； 组合 类型有 ： 复合钻 、 复合铰 、 复合扩 、 复合 镗 、 复合锪 ； ０ ． ３ ｍ ｍ 。 铰刀为 四个刀齿 ． 切削刃为右旋螺旋 刃。 为使铰刀工作平稳 ． 提 钻锪 、 钻扩 、 钻倒 角、 扩镗 、 钻扩铰 、 扩铰 、 扩锪 、 钻镗 、 钻扩 锪 、 钻铰铰 、 高加工表面质量 ， 切削时切屑顺利 从铰刀前方排 出 ． 可避免切屑划 伤 镗铰等。 孔壁 ． 并 且减少孔 的扩 张量 复合刀具有 以下特征 ： 可 同时或顺序加 工几个表面 ． 减少机动 和 辅助 时间 ， 提高生产率 ； 可减少工件 的安装次数 或夹具的转位次数 ， 以 ４ 刀具切 削部分材料的选择 减小 和降低定 位误差 ； 降低对机床 的复杂性要求 ． 减少机床 台数 ， 节 约 刀具的结构采用 为整体式 ， 因此需要根据加工材 料的性质 、 生产 费用 ， 降低制造成本 ： 可保证加工表面间的相互位置精度 ． 加工质量高 。 特点、 切 削特点选择合适 的刀具材料 。 钻孔部分主要完成粗加工 ， 切削 ２ 刀体结构原理设计 深度较 大 ， 刀具承受 的切削力较大 ， 切削速度较低 ， 因此宜选用强度较 高， 抗 冲击性和抗振性 能及 耐磨性较好 的刀具材料 ： 铰孔 部分主要完 该 刀具 设计 的 目的在于提供一种 生产效率 高、 加工精度 高 、 生产 成精加 工 ． 是稳定 尺寸部分 ． 刀刃处的切削速度相对钻削更高 ， 切削深 成本低 的将钻 头、 铰刀 和倒角刀复合在一起 的刀具 。该刀具包括刀头 度较小 。 因此宜选用耐磨性和耐热性较好的刀具材料 。 和刀柄两部分 ， 刀头 由麻花钻钻头 、 铰刀和倒角部 分复合而成 ， 铰刀刀 基 于以上原 因．刀柄材料与刀具切 削部分 都采用 Ｗ１ ８ Ｃ ｒ ４ Ｖ高速 齿为 四齿螺旋刃 ， 刀柄为直柄 ， 整个刀具结构为整体式刀具。 钢。 该材料是一种具有高硬度 、 高 耐磨性 和高耐热性的工具钢。 其工艺 ２ ． １ 钻孔部分 性能好 ， 强度和韧性配合好 ． 主要用来制 造复杂的薄刃和耐 冲击 的金 根据钻头加工 内孔钻削效率高的特点 ． 该刀具 的钻孔部 分仍 然采 属切削刀具 ． 也可制造高温轴承和冷挤压模 具等。 用传统麻花钻 的结构 ，刀体螺旋槽部分的螺旋角为 ３ ０ ￣ 。侧刃应磨 出 Ｏ ． ０ ２ — ０ ． ０ ４ ａ ｒ ｍ倒锥 以减小摩擦 ． 其 刃部加工 出的切屑可顺利地 导向螺 ５ 刀具的制造 旋槽排 出 该部分完成孔的粗加工工序 ． 加工 出的孔表 面粗糙度 和孔 复合刀 具的精度直 接影响加 工孔 的质量 ｆ 形位精 度和表 面粗 糙 径直线度都较差 ， 尺寸精度不高 ， 为后续的铰孔工序做好准备工作 。 度） 。为充 分发挥复合刀具的效能 ， 就必须保证刀具本 身的精度 。 因而 ２ ． ２ 铰孔部分 必须对刀具本身拟定切实可行的加工工 艺 根据刀体要获得 良好的综 采用 四齿双刃外排屑式铰刀 ． 每个切削刃都 由一个精密 的主切削 合机械性能（ 足够 的强度和高韧性相配合） ， 确保刀体尺寸稳定 ， 大体上 刃和一个副切削刃组成。 工作时 ． 主切削刃起主要的切削作用 ， 副切削 加工工艺为 ： 粗车刀体一刀体进 行调质处理一精 车刀体一 铣削钻头螺 刃起修光作用 。铰孔部分放在钻孔后来完成孔的精加工 ， 保证孔 的精 旋槽部 分一 铣削铰刀切 削部分一淬火＋ 回火ｆ 硬度为 ６ ２ — ６ ６ Ｈ Ｒ Ｃ ） － － ＊ ￣ 度ｆ 孔 的形位精度和表面粗糙度） 。 磨钻头外径一刃磨铰刀切削刃一 刃磨 ４ ５ ｏ 倒角刃一刃磨刀柄一 切除假 ２ － ３ 倒角部分 顶尖 ． 手工磨 １ １ ８ ￣ 锋角 孔 的精加工完成之后 。 继续使用倒角刀对孔进行倒角 。倒角 宜采 钻头螺旋槽 部分和铰刀切 削部分 ． 由于结构 比较复杂 ． 加工 刀具 用手工操作控制进行 轮廓 曲线有一定难 度 。 选用传 统机床加工存在一 定困难 。 因此可 以采 由于该复合刀具一般用 于加工孔 径比较小的孔 ． 故刀具夹持部 分 用先进的数控铣床或加工 中心来进行加工 选择 自动编程方法对刀具 ｆ 即刀柄１ 带 ０ 成直柄 。 为了便 于排 屑避免刀具各部分 同时参与切削（ 减小 进行三维实体建模 ， 效果 如图 ２ 所示 。 对模 型进行后期处理 ． 生成 自动 切削力） ， 每一 刀具的切削部分 的起始 点在轴 向具有一定的间隔 ． 同时 编程的加工程序 ． 并在数 控铣床 或加工 中心上完成加工 。刀具其余 的 也增大 了容屑 空间 ． 使排 屑顺 畅 ． 避免前后 刀面切下 的切屑互相干 扰 加工工艺步骤 ， 如刃磨 刀具外径 、 刃磨铰刀切削刃 、 倒 角刃 、 刀柄 、 锋角 和阻塞。 另外 。 需考虑在刀具制造过程 中为砂轮 留出合适的越程槽。 刀 等． 与传 统加工方 法类似 具尺寸需根据 孔的具体尺 寸来确定 实例刀具 以加 工 ｑ ￣ １ ６ ＋ ０ ． ０ ４ ０ ａ ｒ ｍ 的孔为例 ． 刀具设计 如图 １ 所示 。
孔加工常用工艺装备
孔加工常用工艺装备(1)一、孔加工用刀具在金属切削中，孔加工占很大比重。
孔加工的刀具种类很多，按其用途可分为两类：一类是在实心材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、深孔钻等；另一类是对工件已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、铰刀、镗刀等。
本节介绍常用的几种孔加工刀具。
（一）麻花钻1．麻花钻的结构要素图7－32为麻花钻的结构图。
它由工作部分、柄部和颈部组成。
（1）工作部分麻花钻的工作部分分为切削部分和导向部分。
①切削部分麻花钻可看成为两把内孔车刀组成的组合体。
如图7－33所示。
而这两把内孔车刀必须有一实心部分——钻心将两者联成一个整体。
钻心使两条主切削刃不能直接相交于轴心处，而相互错开，使钻心形成了独立的切削刃——横刃。
因此麻花钻的切削部分有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃（如图7－32b所示）。
麻花钻的钻心直径取为(0.125~0.15)do（do为钻头直径）。
为了提高钻头的强度和刚度，把钻心做成正锥体，钻心从切削部分向尾部逐渐增大，其增大量每100mm长度上为1.4~2.0mm。
两条主切削刃在与它们平行的平面上投影的夹角称为锋角2Φ，如图7－34所示。
标准麻花钻的锋角2Φ＝118°，此时两条主切削刃呈直线；若磨出的锋角2Φ＞118°,则主切削刃呈凹形；若2Φ＜118°，则主切削刃呈凸形。
②导向部分导向部分在钻孔时起引导作用，也是切削部分的后备部分。
导向部分的两条螺旋槽形成钻头的前刀面，也是排屑、容屑和切削液流入的空间。
螺旋槽的螺旋角β是指螺旋槽最外缘的螺旋线展开成直线后与钻头轴线之间的夹角，如图7－34所示。
愈靠近钻头中心螺旋角愈小。
螺旋角β增大，可获得较大前角，因而切削轻快，易于排屑，但会削弱切削刃的强度和钻头的刚性。
导向部分的棱边即为钻头的副切削刃，其后刀面呈狭窄的圆柱面。
标准麻花钻导向部分直径向柄部方向逐渐减小，其减小量每100mm长度上为0.03~0.12mm，螺旋角β可减小棱边与工件孔壁的摩擦，也形成了副偏角.（2）柄部柄部用来装夹钻头和传递扭矩。
镗刀、铰刀和复合刀具
3.3.3高强度低温钎焊技术在复合刀具上的应用
刀片钎焊式复合加工刀具或带导向结构型复合刀具用一般钎焊技术易 产生刀片裂纹和导向部分退严重影响刀具寿命。由于硬质合金具有高 冷硬(HRC74~ 87)和高热硬性(可耐850~ 1400 ℃) , 但导性差, 焊接性能 不好的特点, 加以刀片与刀体材料同,在高温钎焊结合时,产生较大的应 力, 易产生刀裂纹,一般高温钎焊又易造成带导向结构的复合刀导向部 分退火, 硬度降低,从而降低了刀具寿命和加精度。采用高强度低温钎 焊技术, 既保证了钎焊质又有效减少了钎焊时所产生的内应力, 为提高 复合具的寿命创造了有利条件。
带挤压与磨擦.
2.3圆柱机用铰刀设计 2.3.1铰刀直径及其公差
两种确定公差直径的经验法： 1）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1/3作为铰刀制造公 差，即工件被铰孔公差的1/3 -2/3为铰刀的制造偏差。 2）硬质合金铰刀：铰孔的直 径公差值分成四等份，取孔 公差1/4作为铰刀直径的制造 上偏差，孔公差的1/2作为铰 刀直径制造下的偏差。
Ra达1.6～0.8μm,主要特点是有很小主偏角和很大螺旋角,但制造较困难
2.4.2可转位单刃铰刀
1双头螺栓 2导向块 3刀片 4压板 5刀体 6调节螺钉 7顶销 8限位销
3 复合刀具
整体式
复合刀具是将两把或两把以上的同 类或不同类的孔加工刀具组合成一 体的专用刀具, 它能在一次加工的 过程中,完成钻孔、 扩孔、 铰孔、 锪孔和镗孔多工序不同的工艺复合, 具有高效率、高精度、高可靠性的 成形加工等优点。缺点：制造、刃 磨和尺寸调整较为困难。
2.3.5工作部分尺寸
（1）前导锥 l3 在切削部分前端作出1～2 mm×45°前导锥，对切削 刃起保护作用。 （2）切削部分长度 l1 l1=（1.3～1.4）tan Kr （3）校准部分 校准部分倒锥量为0.005,后锥角3°～5°,后锥角长度为3～
复合刀具
一、复合刀具的类型、特点和适合范围复合刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的孔加工刀具组合成一体的专用刀具，它能在一次加工的过程中，完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合，具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。
复合刀具的结构形式有：整体式、装配式、可转位式、组合式；组合类型有：复合钻、复合铰、复合扩、复合镗、复合锪；钻锪、钻扩、钻倒角、扩镗、钻扩铰、扩铰、扩锪、钻镗、钻扩锪关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量一、复合刀具的类型、特点和适合范围复合刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的孔加工刀具组合成一体的专用刀具，它能在一次加工的过程中，完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合，具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。
复合刀具的结构形式有：整体式、装配式、可转位式、组合式；组合类型有：复合钻、复合铰、复合扩、复合镗、复合锪；钻锪、钻扩、钻倒角、扩镗、钻扩铰、扩铰、扩锪、钻镗、钻扩锪、钻铰铰、镗铰等。
复合刀具有以下特征：1)可同时或顺序加工几个表面，减少机动和辅助时间，提高生产率；2)可减少工件的安装次数或夹具的转位次数，以减小和降低定位误差；3)降低对机床的复杂性要求，减少机床台数，节约费用，降低制造成本；4)可保证加工表面间的相互位置精度，加工质量高。
复合刀具在组合机床、自动线和专用机床上应用相当广泛，较多地用以加工汽车发动机、摩托车、农用柴油机、箱体等机械零部件。
二、复合刀具的创新与发展随着机械工业的迅速发展，机械加工难度愈来愈大，加工精度要求越来越高，在自动线上的复合刀具，既要满足生产节拍要求，又要具有可靠性和高寿命，要适应发展的需要，就要对传统的老式的复合刀具进行改革创新，就需要应用新技术、新材料来提高复合加工刀具的使用性能。
新材料在复合刀具上的应用传统的复合刀具一般采用的刀具材料为普通高速钢和硬质合金，而新型的复合刀具则采用钛基硬质合金(金属陶瓷)、高性能高速钢(含Co高速钢、粉末高速钢、含Al高速钢)、复合陶瓷、CBN、,PCD等新材料，对复合刀具实施不同材料的组合：高性能高速钢与硬质合金的组合、通用高速钢与钛基硬质合金的组合、高性能高速钢与CBN刀片组合、硬质合金与P CD刀片组合、硬质合金与陶瓷刀片的组合，可使复合刀具在同一转速状态下，实现钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、镗孔不同工艺对可靠性的要求，如我厂曾为天津某企业设计制造了高性能高速钢材料的钻铰复合刀具，其价格为普通高速钢刀具的5倍，但其使用性能比普通高速钢刀具提高了10倍以上，虽然单个刀具成本提高了，但其性能价格比优势得到体现。
《简单孔加工用刀具及工艺介绍》课件
简单孔加工用刀具及工艺介绍
2、各种孔加工用刀具及切削用量 2.4 锪钻（特殊孔加工）n=500r/min F=100～300mm/min
a）平底锪钻 b）带导向倒角锪钻 c）倒角锪钻 d）特殊锪钻 e）带导向平底锪钻
简单孔加工用刀具及工艺介绍
简单孔加工用刀具及工艺介绍
常见孔的结构及加工方法 孔加工用刀具及切削用量
孔加工路线及余量的确定
简单孔加工用刀具及工艺介绍
孔时机械零件中常见的结构之一， 本节课我们将给大家详细讲解数控铣床 加工孔类零件时的刀具及工艺。
简单孔加工用刀具及工艺介绍
1、常见孔的结构及加工方法
2、各种孔加工用刀具及切削用量 2.1中心钻 （定位） n=1500r/min F=30～50mm/min
（a）中心钻立体图 （b）A型 （c）B型 （d）C型 （e）R型
中心钻可以分为ABCR四种，其中常用的有A型、B型。
Hale Waihona Puke 简单孔加工用刀具及工艺介绍
2、各种孔加工用刀具及切削用量 2.2 麻花钻（粗加工）n=500r/min F=50～100mm/min
8～9
6～7
表面粗糙度Ra 50～12.5 3.2～1.6 1.6～0.8 6.3～3.2 1.6～0.8 0.8～0.4 6.3～3.2
适用范围
加工未淬火钢及铸铁的实心 毛坯，也可用于加工有色金 属（但粗糙度较差），孔径 ＜15mm～20mm
同上，但孔径＞15mm～20mm
3.2～1.6 1.6～0.8
简单孔加工用刀具及工艺介绍
3 、孔加工路线及余量的确定 3.2 孔加工时各工序间余量确定
孔加工(钻、镗、铰孔)复合刀具
孔加工（钻、镗、铰孔）复合刀具来源：机电在线发布时间：2008-5-20 10:00:59摘要：本文介绍了运用钻头、镗刀和铰刀的特点设计成复合刀具，在Z525型钻床上加工出精度要求高、直径为Φ40毫米的孔，提高了效率，降低了成本，创造了效益。
要害词：设计；孔加工；刀具前言对零件的内孔进行加工的工作，在机械厂、金工车间（非凡是钳工和车工工种）是家常便饭，也是不可或缺的事情，而不同零件的结构特点和加工要求性质以及现有设备的限制，那么所采取的工艺方法，所选择的工种工人及其技能水平和刀具特点效能的发挥作用，都直接影响到零件的加工质量（加工精度）和生产的成本（生产效益）。
钳工工种进行孔加工的过程简单，可达较高的加工精度，但是要使加工出来的孔其形位精度和表面粗糙度均较高时，体现出钳工加工孔的难度和成效性就很明显，若有精良的设备、刀具和技艺精湛的操作工人那是不费吹灰之力，轻而易举就能满足加工要求（确保高精度孔加工的要求），但是在通常的加工环境（条件），是不可能十全十美、应有尽有（包括设备、刀具和技艺精湛的操作工人），如标准刀具尺寸不符，设备技术参数规格不符合等，给加工带来的困难，用常用的方法就难于完成零件内孔的加工（勉为其难），但是就有限的资源（条件），也要完成产品的加工且要确保其加工质量，那么只有针对现状，考虑经济性改进不符的因素来满足加工的条件（要求），才能使困难迎刃而解。
我加工了一批箱体（WS120型蜗杆减速器）的内孔，该孔的精度要求较高，，Ra=1.6μm，由于此孔的孔径和精度要求校高，通常用的加工手段有两种方法：方法一，先用钻头钻出孔（粗加工）后，留出精加工余量，再由技术水平较高的工人师傅直接镗出内孔达到精度要求；方法二，先对工件钻孔→扩孔→粗铰（留0.1～0.2m m的铰削余量）→精铰，来保证孔的质量。
两种方法的优劣势各有不同，方法一中，其操作过程简单，加工出的孔，其直线度较好，刀具消耗低，但是对镗孔工序的工人技能要求较高（在普通机床上加工并非数控机床设备上加工时），而且较轻易产生废品，工作效率也低；而方法二加工出来的孔径取决于铰刀的精度、尺寸相对稳定，对操作工人的技能水平要求也相对不很高，但是加工出来的孔其表面粗糙度低，孔的直线度较差，铰刀的消耗也很大，效率非常低，只适宜单件生产，不适合批量生产，若能综合两种加工方法的优点，既保证零件的加工精度，工人技能要求也不需很高，且又能降低生产成本,提高效率的加工方法（措施）。
(工艺技术)加工工艺规范
上海凯士比泵有限公司加工工艺规范该工艺规范适用于本公司普通车床、数控机床、钻床、磨床、刨床、铣床等。
§概述一．机械加工工艺过程的组成1.工序——工人，在工作地对工件所连续完成的工艺过程。
2．安装——经一次装夹后所完成的工序内容装夹——定位——加工前工件在机床或夹具上占据一正确的位置夹紧——使正确位置不发生变化增加安装误差增加装夹时间——应尽量减少安装次数3．工位——工件与工装可动部分相对工装固定部分所占的位置多工位加工——提高生产率、保证加工面间的相互位置精度4．工步——加工表面和加工工具不变条件下所完成的工艺过程一次安装中连续进行的若干相同的工步→1个工步用几把不同刀具或复合刀具加工→复合工步5．走刀——每进行一次切削——1次走刀二．工艺规程1．工艺规程的作用——①指导生产②组织生产和管理生产③新建、扩建或改建工厂及车间2．工艺规程的设计原则——①技术上的先进性②经济上的合理性③良好的劳动条件§机械加工工艺规程设计一．零件的工艺分析1．零件技术要求分析①加工表面的尺寸精度②主要加工表面的形状精度③主要加工表面之间的相互位置精度④各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求⑤热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）。
1）零件的视图、技术要求是否齐全——主要技术要求和加工关键2）零件图所规定的加工要求是否合理3）零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理2．零件结构及其工艺性分析①结构组成——内外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿形面、成形面②结构组合——轴类、套筒类、盘环类、叉架类、箱体类★分析刚度及其方向③结构工艺性——保证使用要求的前提下，能否以高生产率和低成本制造二．毛坯的选择1．毛坯种类的选择铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件2．确定毛坯的形状和尺寸——尽量与零件接近毛坯加工余量——毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值——加工总余量毛坯公差——毛坯制造尺寸的公差①为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台②为加工方便，一些零件作整体毛坯——半圆形零件→合成整圆小零件（垫圈）→合成1件3．选择毛坯时应考虑的问题①零件的材料及力学性能要求——铸铁、有色金属→铸重要件→锻②零件的结构形状与尺寸——复杂件→铸小台阶轴→棒料，大台阶轴→锻③生产纲领的大小——大批量→先进方法④现有生产条件⑤采用新工艺、新技术、新材料三．定位基准选择1．基准的概念——确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面(1)设计基准——零件图上的基准——尺寸→尺寸线的起点相互位置→基准符号(2)工艺基准——工艺中用的基准——①工序基准②定位基准③测量基准④装配基准2.定位基准的选择——毛坯面定位→粗基准已加工面定位→精基准(1)精基准的选择——可靠保证主要加工表面间的相互位置精度1）基准重合原则——选设计基准为定位基准2）基准统一原则——尽可能在多数工序中用一组精基准定位3）定位稳定准确，简单方便的原则——选面大、精度高的面为精基准4）互为基准原则——为加工余量均匀，位置精度高——反复加工5）自为基准原则——要求余量小而均匀——选加工面本身为精基准 ●辅助基准——人为制造的基准——工艺需要而作的工艺凸台、中心孔提高精度——一面两孔定位(2)粗基准选择——可靠方便地加工精基准1）保证不加工面与加工面间的位置关系——选择不加工面作粗基准2）定位稳定可靠，简单方便——选大面、平整面，无缺陷3）合理分配各面加工余量——①应保证各加工面有足够的余量②某些重要面使其加工余量均匀4）同一方向上的粗基准原则上只允许使用一次●基准选择——具体情况具体分析，综合考虑，灵活运用，正确选择【例】选择支架零件的精基准和粗基准◆零件分析——加工面——底面、顶面、φ16H7孔、2-φ10孔、直槽、圆弧槽主要加工要求——φ16H7、对称度0.1、32±0.1、28±0.1◆基准分析——底面——顶面、φ16H7孔高度方向的设计基准φ16H7孔轴线——直槽、圆弧槽、2-φ10孔的设计基准。
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。
精密深孔复合刀具设计及加工技术
表 1 所选刀具切削角度
刀具角度
刀具材料
前角 后角 刃倾角 主偏角 副偏角
0
0
srr来自陶瓷刀具-66
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硬质合金/ 涂层刀具 10
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根据正交试验原理, 以切削深度、切削速度以及 进给 速度 为 三因 素, 每个 因素 取 三个 水平 ( ap = 0 08、0 12、0 16mm, f = 0 06、0 09、0 12mm/ r, v = 160、140、120m/ min) 进行试验。取 VB = 0 2mm 为刀 具后刀面磨钝标准。在不同切削条件下所选刀具的 磨损曲线如图 3 所示。
强度和孔加工表面质量, 主切削刃制成双重角度, 即
在主、副切削刃之间增加一段过渡刃; 刀具材料为根 据试验所选用的陶瓷刀具, 刀 具前角为 0 , 主 切削
刃、过渡刃及副切削刃均磨制出双重后角, 一方面减
小可能与孔壁产生的摩擦和干涉, 另一方面加强刃
口的强度以提高刀具的耐用度; 为减小切屑与前刀 面及刀片后刀面与孔加工表面之间的摩擦, 刀片的
( 1)
由经验公式可以看出, 切削速度对所选陶瓷刀
具的耐用度影响最大, 切深和进给速度对其影响不 大且影响程度接近。相关系数 R2 表示了切削力模
型与试验因素的相关程度, R2 越接近 1, 说明残差
越小, 相关程度越高, 可以看出计算出的经验公式的
相关系数 R2 比较大, 说明公式的可靠性 较高。因
由图 11 可以看出, 进给量对导管孔圆度的影响 变化不大, 随着进给量的增大, 圆度误差略有增加, 这是因为进给量增加, 刀具系统承受的切削力增大, 振动也随之增大, 导致加工工件的圆度误差增大。
一次加工多个孔的组合复合加工刀具设计
一次加工多个孔的组合复合加工刀具设计简介喷油泵的功用是定时定量地将柴油喷入燃烧室，并建立高压以保证喷入燃烧室的柴油雾化良好、分布均匀。
喷油泵的泵油过程是通过柱塞在凸轮作用下进行上下往复运动完成的，柱塞每作一次上下往复运动就完成一次输油过程，因此喷油泵最核心的零件是柱塞精密偶件，而最关键的部位就是喷油泵体的柱塞孔系。
柱塞孔系的加工质量直接影响柱塞套和柱塞及凸轮的正确相对位置，是能否确保定时定量供油的关键，为此安装柱塞的多孔系加工质量对于保证柴油机可靠性至关重要。
某型号大功率柴油机喷油泵体属于框架式复杂壳体件，设计要求12 个柱塞孔，每个柱塞孔有φ21.5、φ23、φ23.5、φ27、M30×2-6H 螺纹底孔φ28、φ31.5 及两个45°倒角，孔表面粗糙度 Ra1.6um，孔φ27 与φ23 同轴度φ0.025mm，孔φ31.5 与螺纹孔中径同轴度φ0.03mm。
该喷油泵体的加工工艺方案采用加工设备为卧式加工中心、刀具为各种相应尺寸的单孔镗刀，通过六次更换刀具完成多孔系加工。
该喷油泵体的柱塞孔结构和尺寸设计见图。
根据图 1分析，采用原来工艺方案的主要技术缺陷：(1) 原来采用4 把单刀完成柱塞孔系镗削，每加工一个泵体需要20min，加工效率低，无法满足批生产要求；] (2) 多次更换刀具加工，由于受加工设备精度制约，孔径加工质量稳定性差，影响到偶件安装的配合间隙；(3) 多次单刀镗削易造成孔同轴度超差，技术指标不易保证；(4) 多把刀具的应用，制造成本增加，造成浪费严重；(5) 综合分析，原工艺方案加工的产品不能满足节能降耗和柴油机可靠性要求。
一次加工多孔径的组合复合加工刀具设计刀体 1 和设置在刀体 1 上的刀片 2，刀片 2 沿其长度方向为多段一体复合式结构，包括直径不同的多段分刀片，每段分刀片对应加工复杂孔系中的一种孔，每段分刀片的外径与待加工的复杂孔系中对应孔直径相一致。
精选机加工艺规程
分析原始资料
有关图纸：装配图、零件图、毛坯图生产纲领现场条件：设备规格、负荷、精度、工夹量具国内外先进经验及有关技术手册
确定原始毛坯
型材：棒料、方料、管料、铸坯：复杂的箱体类、曲轴（球墨铸铁）锻坯：综合性能好焊坯：奇异件、尺寸变化较大件
拟定工艺方案（核心内容）
选择定位基准确定定位夹紧方法确定各表面的加工方法确定工序的集中和分散安排加工顺序一般需要提出几个方案进行分析比较，选取最优方案
1
各种生产类型的工艺特征
工艺特征
生产类型
单件小批
中批
大批大量
零件的互换性
用修要求高时，灵活应用分组装配法和调整法，同时还保留某些装配法
具有广泛的互换性。少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。
毛坯的制造方法与加工余料
木模手工造型或自由锻造，毛坯精度低，加工余量大
工艺设备
大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法达到精度要求
广泛采用夹具，部分靠找正装夹达到精度要求。较多采用专用刀具和量具
广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达到精度要求
对工人的技术要求
需技术水平高的工人
需一定技术水平的工人
对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求低
生产纲领：年产量、进度计划生产批量：一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量生产类型：单件小批、成批、大批大量
生产类型和生产纲领等的关系
生产类型
生产纲领/（台·年-1 或件·年-1 ）
工作地每月担负的工序数工序数·月-1
小型机械或轻型零件
中型机械或中型零件
重型机械或重型零件