孔加工刀具
镗刀
相关方法
质量分析
设计方法
发展趋势
1、刀具设计思路与特点
机夹可转位车刀是将具有合理几何形状和切削刃的成品可转位刀片通过机械夹固方法装配在刀杆上，当一条 切削刃加工磨损至不能再用时，可通过转位迅速更换新的切削刃。采用机夹可转位车刀进行加工具有以下特点：
刀具几何参数和切削性能稳定，定位精度和重复精度较高，可保证刀尖位置变化在工件精度允许范围内以及 加工精度的一致性。
工作原理
本实用新型属于一种浮动式镗刀，包括镗刀体及压盖，由两块刀片组成的用压盖扣压并保持浮动在镗刀体上 的镗刀片，进给量微调机构，其特征是：进给量微调机构有机地构成于镗刀体和镗刀片之中，刀片的刀刃连线恒 正交于机床主轴线。因而它比较现有浮动式镗刀有两方面优点：①进给量可直接微调，无须拆卸刀片；②工作时， 刀刃恒以主轴为轴心旋转，故而镗孔精度更高。
刀具安装后进行动态跳动检查。动态跳动检查是一个综合指标，它反映机床主轴精度、刀具精度以及刀具与 机床的连接精度。这个精度如果超过被加工孔要求的精度的1/2或2/3就不能进行加工，需找出原因并消除后，才 能进行。这一点操作者必须牢记，并严格执行。否则加工出来的孔就不能符合要求。
应通过统计或检测的方法，确定刀具各部分的寿命，以保证加工精度的可靠性。对于单刃镗刀来讲，这个要 求可低一些，但对多刃镗刀来讲，这一点特别重要。可转位镗刀的加工特点是：预先调刀，一次加工达到要求， 必须保证刀具不损坏，否则会造成不必要的事故。
尽管这种自动化系统的费用较高，但其投资能够很快得到回报，特别是在大批量生产过程中。比如在汽车工 业中，MO42镗刀头可根据仪表测量值对连杆的每一次切削进行自动调节。再比如，一个U轴镗削系统在镗削时， 可使一台加工中心的加工能力在某种意义上像车床那样，能够切削凹面和进行倒角，有效地增加了一个加工轴。 同时，一台加工中心可以镗削一个在高速情况下难以在卡盘上装夹的零件。因为此时旋转的只是镗刀，而工件是 不旋转的，因此加工中心可以用这种刀具在很短的时间内进行加工生产，以达到所要求的表面光洁度。
点位加工的刀具种类及操作子类型4
点位加工的刀具种类及操作子类型一、点位加工的刀具种类及使用场合刀具类型：Drill（孔加工刀具）（共9种）⑴SPOTFACING_TOOL（键槽铣刀）点-面刀具（键槽铣刀）：用于在斜面或曲面上孔口的加工⑵SPOTDRILLING_TOOL（中心钻）中心钻：对于孔位置精度要求高的孔加工，用于钻预钻孔。
⑶DRILLING_TOOL（麻花钻）麻花钻：孔精度要求不高的孔加工，或粗加工孔。
⑷BORING_BAR（镗刀）镗刀：对于直径较大的孔，通常用镗刀对孔进行精加工。
⑸REAMER（铰刀）铰刀：对于直径较小的孔，通常用铰刀对孔进行精加工。
⑹COUNTERBORING_TOOL（沉头孔刀具）沉头孔刀具：用于加工沉头孔（圆柱内六角螺钉安装孔）⑺COUNTERSINKING_TOOL（锪孔钻）锪孔钻：用于孔口锪孔（平肩埋头孔）⑻TAP（攻丝用丝锥）丝锥：用于攻丝（加工内螺纹）⑼THREAD_MILL（螺纹铣刀）螺纹铣刀：用于高速铣螺纹。
二、点位操作子类型⑴SPOT_FACING：（铣孔口平面）。
锪平面，使用键槽铣刀。
⑵SPOT_DRILLING：中心钻，使用中心钻头钻导向位置。
⑶DRILLING：钻孔。
使用麻花钻钻孔。
⑷PECK_DRILLING：（啄孔）深孔钻削。
刀具回退到最小安全平面。
⑸BREAKCHIP_DRILLING： 断削钻。
刀具回退较小的距离。
⑹BORING ：镗孔。
使用镗刀镗孔。
⑺REAMING：铰孔。
使用铰刀铰孔。
⑻COUNTERBORING：钻沉头孔。
圆柱（内六角）沉头螺孔。
⑼COUNTERSINKING：锪孔。
平肩沉头孔⑽TAPPING ：攻丝。
使用丝攻加工螺纹孔。
⑾THREAD_MILLING ：铣螺纹孔。
三、相关参数的设置1、刀具与刀轴设置2、刀轨设置⑴Avoid避让允许你规定部件内夹具或障碍之上的刀具间隙。
⑵切削与速度四、举例工艺流程：⑴钻定位孔（中心孔）⑵钻螺纹底孔φ8.5及攻丝M10⑶钻埋头孔(φ8、φ14)⑷加工φ25孔（钻φ8、扩φ24.5、镗φ25）作业：1、点位加工使用刀具类型有哪些？2、点位操作子类型有哪些？。
麻花钻
一、麻花钻结构特点麻花钻是最常用的孔加工刀具，此类钻头的直线型主切削刃较长，两主切削刃由横刃连接，容屑槽为螺旋形（便于排屑），螺旋槽的一部分构成前刀面，前刀面及顶角（2Ø）决定了前角g的大小，因此钻尖前角不仅与螺旋角密切相关，而且受到刃倾角的影响。
麻花钻的结构及几何参数见图1。
D：直径 y：横刃斜角 a：后角 b：螺旋角Ø：顶角 d：钻芯直径 L：工作部分长度图1 麻花钻结构及切削部分示意图横刃斜角y是在端面投影中横刃与主切削刃之间的夹角，y的大小及横刃的长短取决于靠钻芯处的后角和顶角的大小。
当顶角一定时，后角越大，则y越小，横刃越长（一般将y控制在50°～55°范围内）。
二、麻花钻受力分析麻花钻钻削时的受力情况较复杂，主要有工件材料的变形抗力、麻花钻与孔壁和切屑间的摩擦力等。
钻头每个切削刃上都将受到Fx、Fy、Fz三个分力的作用。
图2 麻花钻切削时的受力分析如图2所示，在理想情况下，切削刃受力基本上互相平衡。
其余的力为轴向力和圆周力，圆周力构成扭矩，加工时消耗主要功率。
麻花钻在切削力作用下产生横向弯曲、纵向弯曲及扭转变形，其中扭转变形最为显著。
扭矩主要由主切削刃上的切削力产生。
经有限元分析计算可知，普通钻尖切削刃上的扭矩约占总扭矩的80％，横刃产生的扭矩约占10％。
轴向力主要由横刃产生，普通钻尖横刃上产生的轴向力约占50％～60％，主切削刃上的轴向力约占40％。
图3 钻芯直径d-刚度Do关系曲线以直径D=20mm麻花钻为例，在其它参数不变情况下改变钻芯厚度，从其刚度变化曲线（见图3）可以看出，随着钻芯直径d增加，刚度Do增大，变形量减小。
由此可见，钻芯厚度增加明显增加了麻花钻工作时的轴向力，直接影响刀具切削性能，且刀具刚度的大小对加工几何精度也有影响。
由于普通麻花钻的横刃为大负前角切削，钻削时会发生严重挤压，不仅要产生较大轴向抗力，而且要产生较大扭矩。
对于一些厚钻芯钻头，如抛物线钻头（G钻头）和部分硬质合金钻头（其特点之一是将钻芯厚度由普通麻花钻直径的11％～15％加大到25％～60％）等，其刚性较好，钻孔直线度好，孔径精确，进给量可加大20％。
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。
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。
孔加工刀具及方法
孔加工刀具及方法一、孔加工刀具的分类1.钻头：用于钻孔，可以分为普通钻头、中心钻头等。
普通钻头主要用于中、小孔径的钻孔，而中心钻头主要用于钻孔前的中心定位。
2.镗刀：用于对孔进行镗削，适用于孔径较大且精度要求较高的加工。
根据镗削的方式，可以分为手工镗刀和机动镗刀。
3.切削刀具：包括铰刀、滚刀等，用于在工件上切削出所需的孔形。
4.攻丝刀：用于在孔内加工螺纹，主要包括手攻刀和机动攻丝刀。
二、孔加工的常用方法1.钻孔法：利用钻头在工件上旋转切削，形成圆形的孔。
2.镗削法：利用镗刀在工件上旋转切削，形成较大孔径和高精度的圆形孔。
3.铰孔法：利用铰刀在工件上切削，形成倒角的肩部和圆形的底面孔。
4.拉床法：利用拉床将工件拉动，完成孔的切削。
5.铣削法：利用铣刀在工件上旋转切削，形成不同形状的孔。
6.手工孔：通过手工工具（如手电钻、手持镗刀等）完成孔的加工。
三、孔加工的注意事项1.材料选择：根据工件材料的不同，选择适合材料的刀具，以及合适的切削速度、进给速度等参数。
2.刀具保养：加工过程中，要定期检查并清洁刀具，保持刀具的尖端锐利，以保证加工质量和效率。
3.加工前的准备工作：加工前需进行合适的夹紧与定位，确保工件的稳定性和精度。
4.加工润滑：加工过程中需要使用润滑剂，减少摩擦和热量的产生，提高刀具寿命和加工质量。
5.审核尺寸：加工后要对孔的尺寸进行检测，以确保加工结果的准确性和合格率。
总之，孔加工是一项常见且重要的加工工艺。
合理选择孔加工刀具和方法，严格执行加工工艺要求，可以达到较高的加工精度和质量要求。
在实际应用中，根据工件的具体要求和加工条件，选择合适的孔加工刀具和方法，可以提高生产效率，降低生产成本。
CNC数控刀具的分类和用途【必读】
（一）刀具分类刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和铰刀等几大类型。
刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。
（二）常用刀具简介1车刀车刀是金属切削不使用签名加工中应用最广的一种刀具。
它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。
车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。
机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。
机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。
2孔加工刀具孔加工刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。
3铣刀铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具，其种类很多。
按用途分有：1）加工平面用的，如圆柱平面铣刀、端铣刀等；2）加工沟槽用的，如立铣刀、T形刀和角度铣刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其它复杂成形表面用的铣刀。
铣削的生产率一般较高，加工表面粗糙度值较大。
4拉刀拉刀是一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具，广泛应用于大批量生产中，可加工各种内、外表面。
拉刀按所加工工件表面的不同，可分为各种内拉刀和外拉刀两类。
使用拉刀加工时，除了要根据工件材料选择刀齿的前角、后角，根据工件加工表面的尺寸（如圆孔直径）确定拉刀尺寸外，还需要确定两个参数：（1）齿升角af[即前后两刀齿（或齿组）的半径或高度之差]；（2）齿距p[即相邻两刀齿之间的轴向距离]。
5螺纹刀具螺纹可用切削法和滚压法进行加工。
6齿轮刀具齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。
按刀具的工作原理，齿轮分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。
第八章扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具
铰刀
铰刀的种类：
二、铰削过程特点 铰削过程是个非常复杂的切削、挤压 和摩擦过程。
三、铰刀结构改进 （一）大螺旋角推铰刀 要特点是具有很小主偏角和很大螺旋角
（二）可转位单刃铰刀
（三）金刚石或立方氮化硼铰刀
第三节 复合孔加工刀具 是由两把或两把以上同类或不同类孔 加工刀具组合而成的刀具
1．正确选择复合程度和形式
2．刀具结构形式
3．强度和刚性
4．排屑、分屑和断屑 5．合理地选择切削用量
（一）单刃镗刀 1．机夹式单刃镗刀
2．微调镗刀
（二）双刃镗刀 双刃镗刀有两个切削刃参加切削，背向 力互相抵消，不易引起振动。 1．固定式镗刀块
2．滑槽式双刃镗刀
3．浮动镗刀（浮动铰刀）
第二节 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、生产效率高、能 够获得高质量孔的切削方式，故在生产应用中应 用广泛。 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。
第八章
扩孔钻、锪钻、镗刀、 铰刀和复合孔加工刀 具
第八章 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具 第一节 扩孔钻、锪钻和镗刀 一、扩孔钻 是用于扩大孔径、提高加工孔质量的刀具。
二、锪钻
Байду номын сангаас 锪钻
三、镗刀 镗刀是在车床、镗床、转塔车床、自动 车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Ra0.8μm。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。
数控刀具之孔加工刀具
被切屑材料过软切削外排性不好 改换钻头或加工方法
钻柄部有损伤或缺陷引起打滑 消除损伤或缺陷
扁尾折断 过度套有磨损或损伤
更换或修复过渡套
刃磨精度不好（切削阻力大） 重新刃磨校正
发生振动音
后角大 钻头刚性不足
重新刃磨校正 提高钻头刚性
切屑缠绕 切屑过长，切削滞留
重新考虑加工方法，切削条件及钻头选型
顶尖与轴心不重合（车床 ） 钻头单侧磨损
等因素进行研究，根据其各自的切削环
境制作不同形状和材质的刀片，结果大
大提升了快速钻的实际切削性能，而且
与以往的一些快速钻产品相比，可以有
效的提高孔的加工精度。
可转位刀片钻头的选择：确定孔的直径、深度和质量要求——选择钻头类型——选择刀片的牌号
——选择刀片的槽型——选择钻头柄的类型
使用块速钻头尽量使用高压中心出水，以增加刀片寿命及排屑的良好 注 使用 CNC 车床时刀具中心点和机床中心点尽量平行；
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制成 60°锥度，保护锥制成 120°锥度。
复合中心钻工作部分的外圆须经斜向铲磨，才能保证锪孔部与钻孔 部的过渡部分具有后角。
（2）定心钻
定心钻（见图 4.2.2b）主要用于进行钻孔前的中心定位和孔口倒角加
工。中心定位加工可提高孔的位置精度，倒角加工可防止攻丝时的在端面
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后角过大
重新刃磨校正
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钻头材质不合适
改换钻头材质
已超过重磨期
及时刃磨，缩短刃磨周期
顶尖与轴心不重合（车床 ）
加工前仔细调整
刃口肩部异常 切削速度过高
内孔
右端程序 O0003; T0101 G99; G00 X100.0 Z100.0; M03 S800; G00 X28.0 Z2.0; G71 U1.0 R0.3; G71 P100 Q200 U-0.5 W0.0 F0.2 N100 G00 X40.0 G03 X32.0 Z-20.0 R20; N200 X30.0; G00 Z2.0; G00 Z100.0 Z100.0; M00; M05; M03 S1200; G00 X28.0 Z2.0; G70 P100 Q200 F0.08; G00 X100.0 Z100.0; M05; M30;
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
参考程序： T0101 G99 G00 X100.0 Z100.0 M03 S800 G00 X32.0 Z2.0 G71 U1.0 R0.5 G71 P100 Q200 U-0.5 W0 N100 G00 X40.0 G01 Z-20.0 X35.0 Z-50.0 N200 X30.0 G00 Z2.0 X100.0 Z100.0 M05; M00; M03 S1200; G00 X32.0 Z2.0 G70 P100 Q200 F0.08 G00 X100.0 Z100.0 M30
注意车削总长时，可 稍微车多一点，保证 内孔光滑。
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
左端程序： O0002; T0101 G99; G00 X100.0 Z100.0; M03 S800; G00 X28.0 Z2.0; G90 X32.0 Z-52.0 F0.2; G71 U1.0 R0.3; G71 P100 Q200 U0.5 W0.0 N100 G00 X40.0 G01 X32.0 Z-20.0; N200 X30.0; G00 Z2.0; G00 Z100.0 Z100.0; M00; M05; M03 S1200; G00 X28.0 Z2.0; G70 P100 Q200 F0.08; G00 X100.0 Z100.0; M05; M30;
孔加工刀具专项介绍
孔加工刀具专项介绍钻孔刀具是用于加工圆孔的工具。
它通常由刀柄和刀片两部分组成。
刀片上具有多个刃部，通过旋转切削材料来形成圆孔。
钻孔刀具广泛应用于汽车制造、航空航天、机床制造等行业。
常见的钻孔刀具有钻头、中心钻和孔锥。
钻头是一种常用的钻孔刀具，它具有锥形刀片和圆柱形刀杆。
钻头常用于加工金属材料，可以通过手动或机械加工的方式来完成。
钻头具有高硬度、高耐磨性和良好的冷却性能，能够快速切削材料并保持刀具的稳定性。
中心钻是一种用于加工工件中心孔的刀具。
它比较短而坚固，并具有尖头。
中心钻用于制作圆孔之前的定位孔，可以使后续钻孔更加准确。
中心钻通常以90度角在工件上划出中心点，然后再使用钻头将孔扩大。
孔锥是一种用于加工锥形孔的刀具。
它具有一个锥形的刀片和一个刀杆。
孔锥常用于加工机械零件或工件上的槽孔。
它通过旋转和进给刀具，将刀片逐渐插入工件中，形成锥形孔。
铰孔刀具是一种用于加工孔洞的旋转刀具。
它通常由刀柄、刀片和夹持装置组成。
铰孔刀具可以在较大直径范围内加工孔洞，具有高精度、高刚性和高效率的特点。
铰孔刀具广泛应用于汽车制造、航空航天、模具制造等行业。
常见的铰孔刀具有倒锥铰刀、直柄细牙铰刀和锥度铰刀。
倒锥铰刀是一种具有对称刃部的铰孔刀具。
它的刀片形状像一个倒置的锥形，具有呈180度的角度。
倒锥铰刀主要用于加工壳体孔，具有加工速度快、加工质量高的优点。
直柄细牙铰刀是一种具有直柄和细牙的铰孔刀具。
它具有较小的刃部，适用于细小孔洞的加工。
直柄细牙铰刀通常用于加工高硬度材料或薄壁管道。
锥度铰刀是一种具有锥形刀片和夹持装置的铰孔刀具。
它的刀片具有锥度，可以加工出不同直径的孔洞。
锥度铰刀常用于加工锥形孔或螺纹孔，具有高精度和高可靠性的特点。
总之，孔加工刀具是一种用于在材料中加工孔洞的工具。
钻孔刀具主要用于加工圆孔，而铰孔刀具主要用于加工孔洞的旋转刀具。
不同类型的孔加工刀具具有不同的特点和适用范围，需要根据具体需求选择合适的刀具。
孔加工刀具的发展
生摩擦 ， 加快磨损等 ． 其主要改进 方法有 ： 加大螺 旋角 ， ①
从而增大了钻头前角 ， 使其切削刃锋 利； 增大容 屑空间 ， 使
・
收 稿 日期 －０８ ７ ０ ， ０ —０ — １ ２ 作者简介 ： 国刚 （９５ ）男 ， 周 １６一 ， 四川威远人 ， 副教授 ， 主要从事切削技术 、 机电一体化技术研究
刀刃上无崩刃和明显 的磨损 ， 螺旋 槽中心钻的耐用度 比直
槽 中 心钻 提 高 了 ４倍 之 多 ． 球 形 部 中心 钻 头 部 由 圆柱 形 带 钻 孔部 、 球形 部 与 锥 部 等 ３部 分组 成 ， 有 较 高 的强 度 与 刚 具
③ 绞刀 ， 分为整体 式、 套装 式 ； 镗刀 ， ④ 分为单 刃镗 刀、 双
刃镗 刀 ．
３ 孔加工复合刀具… ． ）
性， 改善了中心孔 的接触 状况 ， 有利 于提高轴类 零件 的加
工 精度 ． ３ ）高 速钢 铰 刀 ． 速 钢 铰 刀 的主 要 问 题 是 在 铰 孔 过 程 高 中往往 会 产 生 尺 寸 与形 位 方 面 的误 差 ， 出 的孔 会 有 扩 张 铰 或 收 缩 现 象 ， 在 喇 叭 口 、 棱 形 孔 ， 工 表 面粗 糙 度 大 ， 存 多 加 有 波 度 等 ． 钢 铰 刀 主 要改 进 措 施 ： 增 大容 屑 空 间 ． 高速 ① 可
适当减小铰削余 量， 当增大容 屑槽深 度， 用折线形 或 适 采
曲线形齿背 ， 当减少铰刀的齿数 ． 采用不等齿距 ． 适 ② 等齿
距分布制造简单 ， 在铰孔 时刀齿如遇到加工材料 中硬的质
点 ， 刀 会失 去 平 衡 而 发 生 振 动 ， 孔 壁 上 压 出纵 向 凹 痕 ， 铰 在
第14章 孔加工刀具
Ⅰ.横刃前角γoψ和后角αoψ。横刃的前角和后角均 在横刃正交平面Poψ内测量的。由于横刃通过钻头中 心且在端面投影图中为直线，故横刃上各点的基面 相同，记为Prψ 。从横刃正交平面图中可以看出，横 刃处前刀面已位于基面之前，故横刃前角γoψ为负值 (γoψ < 0 ° )，横刃后角αoψ ≈90 °-∣γoψ∣ 。 一般 γoψ =-(54 °~60 °)， αoψ =36 °~30 °,可见横刃处的 切削条件极差。由于γoψ是很大负值，
（绝对值最大）。选定点的端面刃倾角λtx可按式 （14.3）近似计
（14.3）
式中 dc——钻心直径。 主切削刃上选定点的端面刃倾角与刃倾角 有式（14.4）之关系
（14.4）
③顶（锋）角与主偏角。
钻头顶角是在与两条主切削刃平行的平面内 测量的两条主切削刃在该平面内投影间的夹角， 记为2φ。它是设计、制造、刃磨时的测量角度。 标准麻花钻的2φ =120 ° 。主切削刃上各点顶角 是相同的，与基面无关。可依被加工材料的不 同，经修磨改变顶角。顶角的大小将影响主切削 刃的长度、刀尖角εr的大小、钻削轴向力与扭矩 的大小及钻头的使用寿命。
由于主切削刃上各点的半径不同，而同一条 螺旋线上各点导程是相同的，故主切削刃上任意点 处的螺旋角βx不同，可写成式（14.2）
(14.2)
式中 rx ——主切削刃上任意点半径。 由式（14.2）可看出，钻头主切削刃上外 缘处的螺旋角最大，越靠近钻头中心处螺旋角 越小。
螺旋角实际上就是钻头在假定工作平面内的 前角γf 。螺旋角越大，前角越大，钻头切削刃越 锋利。但螺旋角过大，会使钻头刃口处强度削 弱，散热条件变差。 标准麻花钻的名义螺旋角一般在18 °~30° 之间，大直径钻头取大值。 从切削原理角度出发，钻不同工件需要不同的 前角，即不同的螺旋角。如：钻青铜与黄铜时， β= 8 °~12°；钻紫铜与铝合金时 β= 35°~40° ；钻高强度钢与铸铁时， β= 10°~15°。
孔加工刀具及选用
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6.2 相关知识
按柄部分类，有直柄和锥柄之分。直柄一般用于小直径钻头; 锥柄一般用于大直径钻头。按长度分类，则有基本型和短、 长、加长、超长等各形钻头。
二、麻花钻的组成
标准麻花钻由柄部、颈部和工作部分构成，如图6-7(a)所示。 1.柄部 柄部是钻头的装夹部分，用于与机床的连接并传递转矩。当
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6.2 相关知识
(2)钻心直径do 是指钻心与两螺旋槽底相切圆的直径。它直接 影响钻头的刚性与容屑空间的大小。一般钻心直径约为0.15 倍的钻头直径。对标准麻花钻而言，为提高钻头的刚性和强 度，钻心直径制成向钻柄方向逐渐增大的正锥，如图6-8所示。 其正锥量一般为(1.4~2)/100 mm
(2)主偏角κr 任一点的主偏角心是指主切削刃在该点基面(prxprx)内的投影与进给方向的夹角。由于主切削刃上各点的基面 不同，因此主切削刃上各点的基面不同，主切削刃上各点的 主偏角也是变化的，外径处大，钻心处小。
当顶角2φ磨出后，各点主偏角κr也就确定了。顶角2φ与外径 处的主偏角κr的大小较接近，故常用顶角2φ大小来分析对钻 削过程的影响。
6.2.1孔加工刀具的种类及用途
由于孔的形状、规格、精度要求和加工方法各不相同，孔加 工刀具种类有很多，按其用途可分两类:一类是在实体材料上 加工孔的刀具，如麻花钻、中心钻及深孔钻等;另一类是对已 有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻,锪钻、铰刀、镗刀及圆拉 刀等。
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6.2 相关知识
一、在实体材料上加工孔的刀具
(3)螺旋角β 是指钻头刃带棱边螺旋线展开成直线后与钻头轴 线间的夹角，如图6-7(a)所示。螺旋角实际就是钻头的进给前 角。因此螺旋角越大，钻头的进给前角越大，钻头越锋利。 但螺旋角过大，钻头刚性变差，散热条件变坏。麻花钻的不 同直径处的螺旋角不同，外径处螺旋角最大，越接近中心螺 旋角越小。标准麻花钻螺旋角β=18°~30°.螺旋角的方向一 般为右旋。
国内外孔加工刀具发展概况研究
国内外孔加工刀具发展概况研究0。
概述孔加工在金属切削加工中占有重要地位,一般约占机械加工量的1/3。
其中钻孔约占22%~25％，其余孔加工约占11％～13%.我国1990年孔加工刀具的产量约占刀具产品总产量的71.38%，产值约占刀具产品总产值的45.52％。
由于孔加工条件苛刻的缘故,孔加工刀具的技术发展要比车、铣类刀具迟缓一些，许多机械加工部门至今仍采用高速钢麻花钻。
近些年来，随着中、小批量生产越来越要求生产的高效率、自动化以及加工中心的飞跃发展与普及,也促进了孔加工刀具技术有所发展。
'86中国七类刀具内部构成'85日本七类刀具内部构成图1中日七类刀具产值内部构成1.高速钢孔加工刀具高速钢孔加工刀具仍是孔加工刀具中的主要部分。
据原民主德国85年的统计资料，高速钢钻镗削刀具的产值占所有钻镗削刀具产值的79。
8％，而硬质合金钻镗削刀具占20%，陶瓷刀具和超硬材料刀具各占0.1％。
图2日本高速钢刀具产值图示1。
1高速钢麻花钻高速钢麻花钻至今仍是金属切削刀具中使用量最大的刀具之一.例如,在德国机械加工中每年约消耗5000万支麻花钻,这些麻花钻的直径绝大部分为φ6～14mm。
而我国的高速钢麻花钻年产量已达到3亿支,年产值约占刀具产品年总产值的36％。
高速钢麻花钻在生产中已应用了几十年，其基本形状没有改变。
麻花钻在钻削过程中存在的问题是:主切削刃上各点处前角值相差十分悬殊；横刃长，轴向力大；钻头各处切削速度不同;刃带后角为零与孔壁产生摩擦，加快磨损等。
为此，必须针对这些问题改进，但彻底消除是困难的.从目前情况看，主要改进有：1.1。
1加大螺旋角为了能适应被切削材料的特性和高效率生产线的节拍，一些新设计的麻花钻选用较高的切削速度(40~50m/min)。
加大螺旋角的抛物线型麻花钻（美国Bendix称为抛物线钻，英国Dormer称为螺杆式钻头,德国Guehring称为GT钻，我国上海工具厂、江西量具刃具厂等也称为抛物线钻)正是适应了这样的需要.其主要特性是：(1)大螺旋角（通常为35~45°）及大顶角，从而增大了钻头前角，使其切削锋利;（2）大容屑空间，使其出屑流畅；（3)较大的钻头芯厚，使其刚性增强；（4）采用“十”字刃磨法或“S”型刃磨法修磨横刃,使其横刃缩短，定心及钻芯处前角得到改善,切削轻快，轴向力小，可一次进刀加工出相当深度的孔，提高了工作效率，它比传统钻头具有显著的优越性。
孔的加工方法
麻花钻
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，提高孔质量的。
公差等级：IT9~IT10。 特点：扩孔余量小；无横刃；屑槽较浅； 表面粗糙度：Ra 6.3-3.2 强度和刚度较高；可选择较大切削用量；
锪钻
镗刀
加工大孔的唯一精加工方法。
一、单刃镗刀
特点：结构简单、制造方便、通用性好。刚度差，单件小批量。
工艺范围：通孔、盲孔、孔口端面
根据孔的直径大小选择加工方法：
d< 15
中心钻-钻-铰
15< d< 20
钻-扩-铰
d >20
钻-扩-镗（磨）
铣刀的几何参数及铣削方式 一、铣刀的几何参数
1.圆柱形铣刀的几何角度
图9-2 圆柱形铣刀的几何角度 a）圆柱形铣刀静止参考系 b）圆柱形铣刀几何角度
铣削加工
机械加工中的孔加工刀具分为两类： 一类是在实体工件上加工出孔的刀具，如扁钻、麻花 钻、中心钻及深孔钻等； 另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，如扩孔 钻、锪钻、铰刀及镗刀等。
孔加工刀具的共同特点：刀具工作部分处于加工表 面包围之中，刀具的强度、刚度及导向、容屑及冷却 润滑等都比切削外表面时问题更突出。
砂轮的自锐性
磨削加工
外圆磨削
外圆磨削
周边磨削：砂轮周边为磨削工作面， 接触面小，发热小，排屑及冷却条件 好，工件受热变形小，砂轮磨损均匀， 加工精度高，生产效率低。
端面磨削：砂轮端面为磨削工作面， 接触面大，发热多，排屑及冷却条件 差，工件受热变形大，砂轮磨损不均 匀，加工精度差，生产效率高。
内孔磨削
刀
复合孔加工刀具
不同类工艺复合孔加工刀具 a）钻-扩 b）扩-铰 c）钻-铰
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孔加工刀具
教案序号
6
教学目标
熟悉孔加工刀具的结构和加工使用方法
教 学
重难点
重点：孔加工刀具的加工类型
课型
新授
教法
讲练法，实验法教具Fra bibliotek多媒体
教学活动过程
（1）钻头及钻孔刀具
1 ．麻花钻
麻花钻是最常用的孔加工刀具，一般用于实体材料上孔的粗加工。钻孔的尺寸精度为 ITI3 ～ ITI1 ，表面粗糙度 Ra 值为 50 ～ 12.5 μ m 。它的结构由柄部、颈部和工作部分组成，柄部是钻头的夹持部分，有锥柄和直柄两种型式，钻头直径大于 12mm 时常做成锥柄，小于 12mm 时做成直柄。锥柄后端的扁尾可插入钻床主轴的长方孔中，以传递较大的扭矩。颈部位于工作部分和柄部的过渡部分，是磨削柄部时砂轮的退刀槽，当柄部和工作部分采用不同材料制造时，颈部就是两部分的对焊处，钻头的标记也常注于此。
3 ．铰刀
铰刀是一种半精加工或精加工孔的常用刀具，铰刀的刀齿数多 (4~12 个齿 ) ，加工余量小，导向性好，刚性大。铰孔后孔的精度可达 IT9~IT7 ，表面粗糙度达 1.6~0.4 μ m ，常见的铰刀结构如图。
4 ．镗刀
镗孔是常用的加工方法，其加工范围很广，既可进行粗加工，也可进行精加工。镗刀的种类很多，根据结构特点及使用方式，可分为单刃镗刀和双刃镗刀等。
课后记：首先利用视频和图片来引入真实的道具，激发学生的学习兴趣；通过动画播放展示孔加工刀具的结构和安装，让学生掌握各种情况下的孔加工刀具的拆卸方法；并以实际加工特征让学生讨论安装和拆卸刀具。
2 ．扩孔钻
扩孔钻是用来对工件上已有孔进行扩大加工的刀具。扩孔后，孔的精度可达到 ITI0 ～ IT9 ，表面粗糙度 Ra 值可达到 6 ． 3 ～ 3 ． 2 μ m 。 扩孔钻没有横刃，加工余量小，刀齿数多（ 3 ～ 4 个齿），刀具的刚性及强度好，切削平稳。扩孔钻的结构型式分为带柄及套式两类。带柄的扩孔钻由工作部分及柄部组成。