深孔车削加工刀具的设计
对深孔镗加工原理和工艺分析及刀具应用
冷加工
C刀 具
utting Tools
斜孔加工的夹具设计
汉川数控机床股份公司 （陕西汉中 723003） 张雎军
平面上的斜孔有两种情况：①在斜面上钻孔。 ②在平面上钻斜孔。它们有一个共同的特点，即孔 的中心与钻孔端面不垂直。这在没有工装保证的情 况下，就成了较困难的问题。
目前国内生产深孔镗床的厂家一般都不生产深 孔镗刀，而且生产深孔镗刀的厂家也往往不生产深 孔镗床。深孔镗刀的具体形式各有不同，但原理
R a>0.4μm，产生这种现象的原因有如下几点：①
深孔镗切削液防锈作用差，或者是加工后切削液 不清理或者清理不干净，导致加工面锈蚀，严重
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2013年 第6期
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C刀 具
utting Tools
（1）对深孔镗床的介绍 深孔镗床主要由床 身、床头箱和卡盘、托板（包括镗杆固定架）、进 给箱、中心架、授油器、镗杆支架、马达装置、冷 却系统及液压系统等部分组成，如图2所示。
都是能实现金属切削和滚压作用的组合体（见图 4）。
（a）深孔镗刀滚柱
（b）深孔镗加工示意
深孔镗床是加工圆柱形零件的专用机床，它可 以镗削通孔、阶梯孔，也可以进行光整滚压加工， 镗削方式为推镗，排屑方式采用向前排屑，在生 产中适用于大批量生产，也适用于小批量生产。 以T2235为例，其镗孔最大直径为350mm，根据床 身导轨长度及定制刀杆的长度，加工深度可达2～ 10m，加工表面粗糙度值达到R a≤0.4μm。 （2）深孔镗刀的加工原理 深孔镗的液压缸筒 内孔成形原理是由缸筒毛坯料经粗镗刀头粗镗完内 孔之后，再由深孔镗刀上的滚压体通过和缸筒高速 旋转相对运动光整成形。深孔镗滚压刀头的前部是 镗刀（也就是成形刀），它采用的是硬质合金涂层 机夹刀片，后部是采用和轴承钢类似具有高强高硬 度的多个滚柱。由于滚柱具有高强和高硬度，经过 滚压的缸筒内孔会产生冷作硬化，表面生成光滑如 镜的表面硬化层，经粗糙度仪检测，其表面粗糙度 值可达到R a＝0.1～0.08μm。而且缸筒内壁的硬化 层使得缸筒不磨损。深孔镗镗刀如图3所示。
深孔镗铰复合刀具设计开题报告
深孔镗铰复合刀具设计开题报告毕业设计开题报告学生姓名: 学号: 学院、系:专业: 机械设计制造及其自动化设计题目: 深孔镗铰复合刀具设计指导教师:2012年3月13日毕业设计开题报告1(结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述:文献综述一(深孔加工技术在制造业中的地位及作用深孔加工技术一般是指加工长径比(即孔全长与孔径之比)很大，因而为通用工具、机床所不能胜任而必须采用的特殊工艺、工具及设备.在机械制造领域中，深孔加工、齿轮加工等都是制造业的重要分支领域，与一般制造工艺技术相辅相成，在机械制造领域中具有举足轻重的地位.近代深孔加工技术是因枪、炮管制造的需要而发展起来的.直到第二次世界大战时期，深孔加工工具与设备90%以上用于兵器制造.外排屑式的枪钻和单刃平头炮钻曾经是有效的深孔刀具.40年代出现了镶硬质合金枪钻和BTA(内排屑)钻头，使深孔加工的效率提高10倍以上，加工质量相应地大幅度提高，为深孔加工技术在煤炭、石油机具制造中的应用，重型机器、冶金机械、电力设备、液压件制造、航天工业等行业的大量应用开阔了道路.到了80年代，深孔加工技术已成为几乎所有制造行业不可缺少的关键工艺技术.在现代机械产品中，深孔零件常常成为决定产品质量水平和效益的关键件.在我国数百家以深孔零件为主要加工对象的大中型企业中，深孔加工技术已是对企业产品质量和效益起决定作用的技术.即在一般制造业中，深孔加工也常常成为“卡脖子”技术. 二(我国深孔加工技术的现状我国深孔加工技术的总体水平比一般制造工艺水平还要落后，约与先进工业国60年代的水平相当.以枪炮制造业为例，60、70年代已在国际上普及的“高压”排屑型硬质合金深孔钻(包括单管内排屑(STS或BTA)镶硬质合金深孔钻及深孔镗头，焊接式及整体式硬质合金枪钻、枪铰刀，机夹式多刃及单刃钻头)，虽然在80年代已为少数民用企业引进或仿制，但兵器工业依然沿用高速钢深孔刀具，更谈不上DF深孔钻的应用.深孔加工机床多为自制或仿制西方40年代的机型，已不适用于采用新技术.在民用制造业中，80年代仅有屈指可数的厂家引进国外深孔加工设备，象硬质合金枪钻、镶齿喷吸钻这样的普通刀具还需仰赖进口.少数工具厂有BTA钻和整体硬质合金枪钻、枪铰刀的生产，但品种有限，远远不能满足需求.例如Φ5mm以下的和加工500mm以上深度的硬质合金枪钻，无厂家供货;加工高强度、超硬超深材料的BT且钻头、撞头无供应渠道，兼具高效、精密加工双重功能的深孔刀具几乎完全不见.事实证明，即使引进现成的技术和设备，也不可能一劳永逸地解决不同行业中提出的特定工艺问题(如兵器工业中的深孔加工特殊工艺技术和设备、深孔工具和装备生产的专业化，各种难加工材料的特需刀具和工具研制等)，这就决定了我国的深孔加工技术发展道路必须从开展设计研制工作入手.我们的研究工作，首先从国内(调查研究军民用企业的技术观状和紧迫问题)国外(全面收集国外技术情报，对先进工业国深孔加工技术发展状况和工具设备制造业进行重点考察并了解其发展趋势)调研入手，将移植推广与创新相结合;使设计研制试验面向生产中具有普遍性和紧迫性的实际课题;注意立足于已有旧设备的改造利用，并在此基础上提出创新性的工具、设备、新设计方案;充分考虑成果的多用性(军民生产两用，深孔行业与非深孔行业兼用〕;将CAD，CAM，GT，NC等新技术移植于深孔加加工领域;逐步增加预研成果储备，使先进技术配套和系列化.因此，推出中国自己的原创性深孔加工技术，建立专业化，现代化的配套深孔加工装备产业，引进国外先进深孔加工装备设计生产体系并实现国产化，创建以先进技术武装的深[7]孔零件制造行业，以满足广大中小企业开发新装备的迫切需求。
典型专用金属切削刀具设计实例精选
典型专用金属切削刀具设计实例精选典型专用金属切削刀具设计实例精选在金属加工行业中，切削工具是至关重要的设备之一。
合理的切削工具设计可以大大提高加工效率和成品质量。
本文将选取几个典型的专用金属切削刀具设计实例，分别进行深入分析和评估。
一、CVD涂层硬质合金铣刀设计实例1. 简介CVD涂层硬质合金铣刀是一种常见的切削工具，在高速铣削加工中具有很好的耐磨性和热稳定性。
它的设计需要考虑到刀具的刃角、刃长、刃数、刃型等参数，以及CVD涂层的厚度和成分等因素。
2. 深度评估在设计CVD涂层硬质合金铣刀时，需要综合考虑切削材料的硬度、塑性、热导率等因素，以及工件的材质、形状、精度要求等因素。
通过优化刃形和涂层工艺，可以提高刀具的使用寿命和切削性能。
3. 总结回顾CVD涂层硬质合金铣刀的设计需要充分考虑工艺参数和工件要求，以实现最佳的加工效果。
合理的刀具设计可以有效降低加工成本，提高加工效率。
个人观点：CVD涂层硬质合金铣刀设计是一个综合性很强的工程项目，需要结合材料科学、机械设计等多个领域的知识进行综合设计。
切削工具的性能直接影响到加工效率和成品质量，因此在设计过程中需要注重细节和全面性。
二、PCD刀具设计实例1. 简介PCD刀具是一种多晶立方体结构的超硬材料切削工具，具有优异的耐磨性和切削性能。
它的设计需要考虑到刃角、刃型、刃长、刃数等参数，以及PDC刀具的制作工艺和修磨工艺等因素。
2. 深度评估在设计PCD刀具时，需要考虑工件材料的硬度、脆性，以及切削条件（速度、进给、切削深度）等因素。
通过合理设计刀具几何形状和选择合适的PDC颗粒尺寸和分布，可以提高刀具的切削效率和使用寿命。
3. 总结回顾PCD刀具设计需要充分考虑工件材料和切削条件，合理选择刀具几何形状和PDC颗粒尺寸，以实现最佳的切削效果。
优秀的PCD刀具设计可以大大提高加工效率和降低加工成本。
个人观点：PCD刀具设计是一门具有挑战性的工程学科，需要综合考虑材料科学、机械工程学等多个领域的知识。
深孔加工及刀具设计与应用
四、内排屑深孔钻
(十一)切削参数的选用 (十二)压力和流量 (十三)深孔加工常出的问题、原因和改进措施 (十四)操作者操作中注意事项 (十五)套料钻
(一)内排屑深孔钻总体结构分析介绍
1.总体结构分析 （1）小直径焊接式刀片（见图 8）：一般在 φ 12~φ 30~φ 65， 优点： a.适用小孔径φ 30以下 b.制造精度高，刀头外径控制 在h7 c.制造简单 缺点： a.刀片直径不能调整 SANDVIK从φ 12.6~φ 65
钻套与机床主轴及工件的中心应对中，并应有严格 要求其跳动量不应大于0.02mm，如下图：
新的导套孔最好控制在比钻头大于0.005最佳，如果 旧导套孔大于钻头0.02时，则应更换导套孔，这样才能 获得最佳的加工效果。
（十）机床和刀具旋转的选用
最佳选择是钻头和工件为相反进行旋转，如以下各图：
a.最佳的直线度是有相 对旋转得到的，如钻 头和工件以相反的方 向进行旋转。
(六)材质的选用
a.一般钢材常选用：国际标准P类：P10-P20即YT15、 YT14等 b.不锈钢常选M类M15，即YW2A和K类YG813
C.钛合金常选K类
d.可转位刀片一般按样本YG8推荐材料选用
(七)内排屑深孔钻与钻杆外径及内孔之间的关系
深孔钻杆承受较大的切削力和压力，应选用强度较 好的含合金钢或结构钢，热处理后硬度为38~45HRC或 48~52HRC以提高强度与抗振性。在设计条件允许时应尽 量加大钻杆外径尺寸和减小内径尺寸，这时可提高钻尖 的强度与耐磨性，以适应高速、大进给钻削。 如钻头直径为D时，钻杆外径Ds=（0.9~0.95）D, 钻杆内径ds=（0.6~0.7）D; Ds/ds=1.4~1.9
(四)导条的形状
车床刀具设计
切削液的选择
性分子形成于工件、切削与刀具界面之间，适用于低 速精加工切削，在高速高压下，润滑膜将被破坏。二 是在切削液中加入极性很高的硫、氯和磷等极压添加 剂后，在高温、高压下切削液进入切削区，与金属发 生化学反应所生成的氯化铁、硫化铁等化学吸附膜， 它具有吸附牢固，剪切强度低、摩擦系数小、耐高温 高压的良好润滑效果。根据40Cr的性质 ： 粗加工时切削用量大，生成的热量多，选用冷却性 能好的切削液，用离子型切削液或3%-5%乳化液 。
刀具参数选择
粗加工：粗加工时不必太注重加工精度，所以前后角取小一些，
保证刀具韧性，提高效率。 1.前角用r0=15°，实际切削前角由圆弧产生为r0=10°～20°。 这样使刀具强度增加，切削变形小，刀口锋利，减小切削力， 提高加工效率。 2.采用后角，范围a0=5°～7°，取用a0=6°，a0= a0′提高刃磨 质量，提高刃口强度，便于下次在刀具磨损后磨刀具，提高加 工效率。 3.主偏角采用Kr=90°，主要原因是本次加工的零件为一台阶 轴，同时可使切削深抗力Fp减小几乎为零，在较大的切削深度 和进给量下，不至于引起较大震动。副偏角采用Kr′=6°～10°， 使刀尖强度提高，改善散热条件，提高刀具耐用度，减小加工 面粗糙度，提高加工表面质量。
加工40Cr的刀材选择
所以，综上40Cr的性能和刀材的特点，应该选用硬质合金刀 具加工。常用的硬质合金刀具有YG、YT、YW。但YG不能加工 钢，主要用于加工铸铁、有色金属等脆性材料和非金属材料。 YT30适合对材料的精加工和连续切削，YT15适合半精加工， 耐磨性好于YT30。YW1和YW2硬质合金的硬度、耐磨性、耐热 温度、抗弯强度和冲击韧性均比YT类高，可用于加工钢和铸铁， 适用于粗加工和半精加工。但是考虑到我国钽，铌的储备量和成 本等一些综合因素，故最好选用YT类。由于只要求半精加工和 粗加工，所以最优选择的刀具材料为YT15，YT15含钛量为15%， 是硬质合金中含钛较高的，850℃下硬度为620HV。
深孔梯形内螺纹刀具设计及车削工艺改进
扭 曲 、畸 变 ，晶 粒 产 生 剪 切 、滑
移 ，晶粒拉长 。 豪 克能技 术是一 门全新 的应
用技 术 ，要 全 面 应 用 推 广 ，还 需 进 一 步 深 入 研 究 其 表 层的 物 理 、 力学 性 能变 化 。
刀
具
ＣＵＴ Ｔｌ ＮＧ Ｔ Ｏ ＯＬＳ
深孔梯形内螺纹刀具设计 及车削工艺改进
蚤 河 北太行 机械工业 有 限公 司 （ 石 家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ０ ） 靳 小海
摘 要 ：车 床 车 削加 工 是 中 小批 量 梯形 内螺 纹加 工 的 通 用工 艺 方 案 。 当加 工螺 距较 大的 梯 形 内螺 纹 时 ，普 通 刀杆 由于 刚性 因素 限制 ，通 常 只能 加工 悬 仲比 小 于４ 倍 径深度 的螺 纹 。 本 文重点 介 绍一 种 刀具 设 计方 法 ，通过 最 大限度 地增 加 刀杆 横 截 面 积增 强 刀杆 强度 ． 同时 配合 数控 宏程 序 ，完 成相 当于普 通 刀具 悬 伸比 达 ｌ： ９ 的 深孔 螺 纹加 工 。
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能ｆ ｝ ｉ Ｅ ， ｛ 』 ‘ ： ｊ 韭度 。 因此 ，
区域 会导 致 应 力集 中 。
参考文献 ：
【 ｌ 】陆剑 中 ，孙 家宁．金属切 削原理 与 刀具 【 Ｍ】 ． 北 京 ：机械 工业 出 版社 ，２ ０ ｌ １ ．
毕业论文-焊接内孔车刀的设计
德州职业技术学院焊接内孔车刀的设计高职专业毕业论文论文题目：焊接内孔车刀的设计系部：专业：姓名：学号：指导教师：年月日德州职业技术学院毕业设计论文摘要刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。
广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。
车孔是常用的加工方法，精度等级可达IT7～IT8，表面粗糙度R 6.3～0.8μm。
刀具的分类有多种，如车刀、刨刀、镗刀、铣刀、拉刀、a铰刀等。
车孔刀的种类很多，按孔的结构，可分为通孔车刀和盲孔车刀；焊接内孔车刀是孔加工中不可缺少的重要刀具，在实际生产中得到广泛应用。
数控刀具的分类有多种方法。
根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石结合各方面的因素如：刀头的设计、刀杆的设计与计算及刀杆、刀片材料的选择等使所设计的焊接内孔车刀达到设计要求，保证其所加工的零件达到精度要求，并提高刀具的加工效率是本次设计的主要内容。
车内孔时为达到精度要求应用两把车刀：粗车刀和精车刀。
通过设计这两把刀来达到所车孔的要求。
关键词：刀头材料刀头角度刀杆长度焊接内孔车刀的设计目录绪论 (3)第一章焊接内孔车刀的整体布局 (6)§1.1 概述 (6)§1.2零件图分析 (6)§1.3刀头的设计 (8)§1.3.1 刀头的结构 (8)§1.3.2 刀头的角度调整 (9)§1.4 刀杆的设计与计算 (9)§1.4.1 刀杆的设计 (9)§1.4.2 刀杆的计算 (10)第二章刀具的材料与安装 (13)§2.1 刀具材料 (13)§2.1.1 刀具材料应具备的性能 (13)§2.1.2 常用的刀具材料 (14)§ 2.2 刀片的选择 (17)§2.2.1刀片形状 (17)§2.2.2 刀具几何角度 (18)§2.3 刀具的安装与夹紧 (20)§2.4 刀具使用时的注意事项 (21)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)德州职业技术学院毕业设计论文绪论刀具是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床，还是先进的数控机床(NC)、加工中心(MC)和柔性制造系统(FMC)，都必须依靠刀具才能完成切削加工。
车床刀具设计PPT课件
、大机遇：关于新兴领域--微动力学 的报告" 的国家 建议书 ，声称" 由于微 动力学 (微系 统)在美 国的紧 迫性， 应在这 样一个 新的重
要技术领域与其他国家的竞争中走在 前面"， 建议中 央财政 预支费 用为五 年5000万美元 ，得到 美国领 导机构 重视， 连续大 力投资
，并把航空航天、信息和MEMS作为 科技发 展的三 大重点 。美国 宇航局 投资1亿 美元着 手研制 "发现 号微型 卫星"， 美国国 家科学 基
CFC=270 XFC=1 YFC=0.75 NFC=-0.15 CFP=199 XFP=0.9 YFP=0.6 NFP=-0.3 CFf=294 XFf=1.0 YFf=0.5 NFf=-0.4 Vt=CvKv/603X0.80.2X30.15=70m/min P=FcVcX10-3
本组人员名单
扫描隧道显微镜、微型传感器方面取 得成功 。1987年美国 加州大 学伯克 利分校 研制出 转子直 径为60～12μ m的利用 硅微型 静电机
，显示出利用硅微加工工艺制造小可 动结构 并与集 成电路 兼容以 制造微 小系统 的潜力 。
微型机械在国外已受到政府部门、
企业界、高等学校与研究机构的高度 重视。 美国MIT、Ber keley、 Stanfor d\AT&T的15名科学 家在上 世纪八 十年代 末提出" 小机器
一般在常温下加工，并且不引起工件 的化学 或物相 变化﹐ 称冷加 工。一 般在高 于或低 于常温 状态的 加工﹐ 会引起 工件的 化学或 物
相变化﹐称热加工。冷加工按加工方 式的差 别可分 为切削 加工和 压力加 工。热 加工常 见有热 处理﹐ 煅造﹐ 铸造和 焊接。
硬质合金可转位车刀设计（待修改）
硬质合金可转位车刀设计（待修改）四、硬质合金可转位车刀设计［原始条件］加工连杆体工序7中车大头孔，工件材料为QT450-10，铸件。
表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车，使用机床为CA6140普通车床。
试设计一把硬质合金可转位外圆车刀。
设计步骤为：（1）选择刀片夹固结构。
考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，参照表2.1典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。
（2）选择刀片材料（硬质合金牌号）。
由原始条件给定：被加工工件材料为QT450-10，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YG8。
（3）选择车刀合理角度。
根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角γo = 15°；②后角αo = 5°；③主偏角k r = 75°；④刃倾角λs = -6°。
后角αo 的实际数值以及副后角α'o 和副偏角k 'rg 在计算刀槽角度时，经校验后确定。
（4）选择切削用量。
根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。
粗车时：切削深度a p =2mm ，进给量f= 0.5mm/r ，切削速度v = 128m/min ；（5）选择刀片型号和尺寸：①选择刀片有无中心固定孔。
由于刀片夹具结构已选定为偏心式，因此应选用中心有固定孔的刀片。
②选择刀片形状。
按选定的主偏角k r = 75°，参照文献5中2.4.4.2节刀片形状的选择原则，选用正方形刀片。
③选择刀片精度等级。
参照文献5中2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则，选用U 级。
④选择刀片内切圆直径d （或刀片边长L ）。
根据已确定的a p =2.0mm ，k r = 75°和λs = -6°，将a p 、k r 和λs 代入文献5公式（2.5），可求出刀刃的实际参加工作长度L se 为L se =s r pk a λcos sin =)6cos(75sin 2?-?k =2.082mm则所选用的刀片边长L 应为L ＞1.5 L se =1.5×2.082=3.123mm因为是正方形刀片，所以 L=d ＞3.123mm⑤选择刀片厚度s 。
深孔加工刀具的设计_装配式深孔钻头
深孔加工刀具的设计———装配式深孔钻头大连铁道学院 尹志华 程良龙摘 要 深孔加工一直是孔加工中的一道难题,普遍存在排屑冷却难、加工质量差、生产效率低、成本高等一系列问题。
针对上述情况,根据深孔加工的特性,设计出一种经济型加工刀具—装配式深孔钻头,进而分析了其刀片的角度、受力情况、切削用量等因素,为深孔加工找到了一条捷径。
主题词 深孔加工 钻头设计 一、前言随着高新技术的日益发展,新材料、新工艺的不断出现,深孔加工一直是孔加工的一道难题,突出的问题表现在排屑、冷却、孔的加工质量、加工效率以及经济效益等方面。
迄今为止,加工微小深孔和小直径(通常小于<10mm)深孔时有许多先进的加工方法,如:振动钻孔、激光钻孔、电火花(EDM)加工等等。
对于孔径D>20mm的深孔加工时,现场采用最多的还是机械钻孔。
机械钻孔所采用的刀具通常为单刃外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、硬质合金喷吸钻等,在深孔加工中,这些刀具很难解决上述问题。
装配式深孔钻头是在传统的深孔加工刀具的基础上加以改进和重新设计,使之具备系统刚性强、导向性能好、易排屑冷却、切削平稳、加工质量高,其稳定、刀具耐用度高等优点,适合于孔径D≥30mm的深孔加工,孔深与孔径的最大之比可达200∶1。
二、装配式深孔钻头的整体设计设计的装配式深孔钻头,如图1所示。
该钻头带有硬质合金中心钻1(为钻孔定心用的中心钻),中心钻具有主切削刃,用来进行塑性切削,分担部分切削力,同时用来提高定位精度,增强导向性能。
用中心钻头代替横刃,大大提高了深孔钻削条件,形成复合钻削,减小了切削力。
紧固螺钉3将刀片2固定在刀体5上,通过调整垫片4来调整安装刀片,并行成顶角,刀片上拥有断屑槽和分屑槽,二个刀片对称装配,其顶角为150°,因而切削刃增长,为此每个刀片的钻削面积A=df/4也随之增大,大钻削过程中,使切削力F无大的波动,切削平稳,提高了刀片的耐用度。
在刀体5上,设计了二个特殊形状的容屑排屑槽,以保持深孔加工排屑通畅和达到理想的润滑冷却效果。
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
- 6 90
10
硬质合金/ 涂层刀具 10
11 - 3 90
8
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。
实例分析数控车床钻孔刀夹的设计
实例分析数控车床钻孔刀夹的设计通常来说，在加工套类零件的过程中，车床上都会根据需求钻孔，而以往钻孔采用的一般方法都是将钻头直接套在尾座的套筒上或采用钻夹头、附加变径套等，这种传统的做法往往需要消耗很大的劳动强度，且生产效率不高。
近几年，随着科技的发展，数控车床逐渐被应用到机械制造等多个领域中，但是大部分数控车床的尾座并不能自行控制运动，其钻孔、铰孔及扩孔等操作往往采用普通车床的方法。
这样一来生产中、小批量的套类零件过程，不仅需要消耗很大的劳动强度，还会降低零件生产的效率，影响其质量。
由此可见，数控车床的钻孔刀夹设计就显得尤为重要。
1 夹具的设计构思目前，零件的加工一般都是在数控车床上进行，数控车床会根据所加工的零件的实际需求及其轮廓轨迹，并通过严谨科学的数据编程，实现对刀架动作的自动控制。
对此，夹具的设计就相对简化了，即只要能设计制造出一种专用夹具，保证将钻头等刀具顺利安置在数控车床的刀架上。
2 夹具结构设计方案2.1 钻头等刀具的定位方案、定位元件和定位方法在进行夹具设计时，需要事先按照钻头的尺寸、形状及其结构，制定严格的标准，保证零件生产的系统化和专业化。
为了保证刀具在安装和使用的过程中更加的方便，通常会将直径较小的钻头（不大于16mm）设计成直柄，对于直径大于16mm的钻头一般设计成锥柄。
其中直柄的钻头通常情况下的定位基准是外圆柱表面，而其定位元件一般也会选择定心夹紧装置。
2.2 钻头等刀具的夹紧方案、夹紧装置及夹紧方法在确定钻头的轴线时，要充分分析钻头的作用和使用特点，保证钻头的轴线和需要加工的孔的旋转轴线一致。
同时综合考虑数控机床的特点和其对夹具的需求，保证夹具的夹紧力强，刚性可靠，提高定位能力，保证精度，夹具的结构要尽可能的简化，以保证在进行安装及装卸时简单方便。
实行过程中，为了能够适应不同尺寸规格的直柄钻头的夹具（刀夹）设计要求，可以选择普通铣床上的铣刀弹簧夹筒等已标准化的弹簧夹筒，利用弹簧夹筒所具有的弹性变形力实现钻头定心，提高钻头的夹紧力。
第五章 专用刀具设计(1)
制造时将前刀面 和后刀面的夹角磨 成90-(γf+αf)角。安 装时，将刀体倾斜 αf角，形成所需的 前角和后角。
2.圆体成形车刀前角和后角 制造时将前刀 面作成距其中 心为h 距离。 安装时将刀具 中心O2比工件 中心装高H 距 离，形成所需 的前角和后角。
h R sin f f H R sin f
(1)刀体总宽度L0
L0=LC（切削刃总宽度+附加刀刃宽度）
LC为刀刃的总宽度
（2）刀体高度H
与机床横刀架距离主轴中心高度有关。 推荐H=55-100mm。
（3）刀体厚度B 应保证刀体有足够的强度、易于装入刀夹、排屑 方便、切削顺利。
B E Amax (0.25 0.5) L0
(4)燕尾测量尺寸M 燕尾测量尺寸M应与切削刃总宽度Lc和测量滚柱直径 相适应,可查表（5-1）确定。
一、概述
1.成形车刀及其特点 成形车刀(又称样板车刀)是专用刀具，根据工 件的廓形进行专门设计切削刃的车刀。
特点：
1.效率高， 能一次切出成形表面
2.加工质量稳定，加工精度可达IT10-IT8，表面粗糙 度Ra6.3-3.2 3.刃磨方便、寿命长、可重磨次数多 4.操作简单、对工人要求不高
2.成形车刀的类型
只有当 γf=0°，αf =0 °时，成形车刀的截形与工件的廓形 才能完全相同。当成形车刀的前角γf≥0 ° 、后角αf >0 ° 时成形车刀的截形与工件廓形不相等。具体说，刀具截形 深度P小于相应的工件廓形深度ap；而刀具截形宽度与工件 廓形宽度相等。
2. 截形修正计算方法
(1)确定工件成形表面的组成点和基点 为减少计算工作量，一般只选择工件廓形上的转折点及其他 特殊点(作为廓形组成点)进行计算。 以工件廓形半径最小点作为 计算基准点（基点）1，然后依次对各组成点编号，并在工件廓形 图上标出各组成点的轴向尺寸和径向尺寸。
车床刀具设计2组
刀材的选取
• 刀材： • 粗加工：YT5 精加工：YT15因为工件属于高强 度钢，强度、硬度都很高，同时又具有很好的韧 性和塑性。低合金和中合金高强度钢的半精加工、 精加工和部分粗加工大都是在调质处理获得所须 高强度和硬度后进行的。调质后，硬度可达40～ 58HRC，抗拉强度可达1.2Gpa以上。因此，高强 度的特点是强度、硬度高，切削力大、切削温度 高、刀具磨损快。鉴于冲击韧性和加工成本，故 选用高速钢做刀材。
本组演示到此结束，谢谢欣赏
本组成员： 罗顺（组长）————刀材的选用兼资 料整理 PPT制作 严成、熊朗————工材 龚景、周帅————刀材 黄雅军————刀参 叶昊天、杨长米————刀具图 罗小维————切削用量 陶九江————切削液选择
车床刀具设计
12CrNi4A工件材料
第 二 组
目录
工件材料的性能分析
刀材的选取 刀具参数选择 切削用量的选择 切削液的选取 参与人员
1 2 3
4
5
6
工件材料的性能分析
12CrNi4A的组成分析
• • 该材料为高合金渗碳刚 1.化学成分： 12CrNi4A钢是传统的中淬透性合金渗碳钢，该钢含碳量较低，加入镍、铬合金元素，以 提高钢的淬透性和渗碳层的强韧性，尤其是镍，在产生固溶强化的同时，明显增加钢的 塑韧性。与其它冷成形塑料模具钢相比，该钢的冷成形性属于中等。 12CrNi4A钢的化学成分 （质量分数）（%） C：0.09~0.16 Si: C Si Mn Cr Ni P、S 0.09～0.16 0.17～0.37 0.30～0.60 0.60～0.90 2.75～3.25 ≤0.025 2.工艺性能： BS，适于冷挤压成形。 正火工艺：870～900℃加热并保温3～4ｈ后空冷，正火后硬度≤229HBS，切削加工性良 好。 12CrNi3A钢采用气体渗碳工艺时，加热温度为900～920℃保温6～7ｈ，可获得0.9～1.0ｍ ｍ的渗碳层，渗碳后预冷至800～850℃直接油淬或空冷，淬火后表层硬度可达56～ 62HRC，心部硬度为250～380HBS，变形微小。 3. 实际应用： 12CrNi3A钢主要用于冷挤压成形的形状复杂的浅型腔塑料模具。也可用来 制造大、中型切削加工成形的塑料模具，为了改善切削加工性，模坯须经正火处
DF系统
DF系统与枪钻加工技术的对比有哪些特点？（1）在所用机床设备方面，DF系统比BTA适应性更大。
所有BTA钻床只需增加一台抽屑装置并对油路进行简单改造，均可用于DF系统加工。
已有的枪钻机床、普通车床等，都可以改造为DF深孔钻床。
DF系统对油泵排油量、油箱容积和机床密封的要求也低于同直径的BTA钻。
（2）凡属大批量生产的深孔零件，均适于采用DF方法加工。
在抽屑装置设计正确的条件下，在孔径、工件材质等条件相同时，采用DF系统加工的工效、加工质量和经济性均高于BTA技术。
（3）孔径由φ15.6mm至φ25mm的深孔零件（特别当生产批量很大时），是BTA 钻最易产生排屑故障的区段；孔径φ15.6mm以下至φ14这一区段，则超出BTA 钻的推荐应用范围。
BTA钻的这一弱势区段，正好被DF系统加以填补。
（4）由于DF系统和双管喷吸钻各有其局限性，所以对于多品种、批量各异、材质各异的深孔零件生产企业而言，BTA加工装备因具有宽广的适用范围而仍能保持其在内排屑深孔加工中的主导地位。
DF系统与BTA技术的对比有哪些特点？（1）在所用机床设备方面，DF系统比BTA适应性更大。
所有BTA钻床只需增加一台抽屑装置并对油路进行简单改造，均可用于DF系统加工。
已有的枪钻机床、普通车床等，都可以改造为DF深孔钻床。
DF系统对油泵排油量、油箱容积和机床密封的要求也低于同直径的BTA钻。
（2）凡属大批量生产的深孔零件，均适于采用DF方法加工。
在抽屑装置设计正确的条件下，在孔径、工件材质等条件相同时，采用DF系统加工的工效、加工质量和经济性均高于BTA技术。
（3）孔径由φ15.6mm至φ25mm的深孔零件（特别当生产批量很大时），是BTA 钻最易产生排屑故障的区段；孔径φ15.6mm以下至φ14这一区段，则超出BTA 钻的推荐应用范围。
BTA钻的这一弱势区段，正好被DF系统加以填补。
（4）由于DF系统和双管喷吸钻各有其局限性，所以对于多品种、批量各异、材质各异的深孔零件生产企业而言，BTA加工装备因具有宽广的适用范围而仍能保持其在内排屑深孔加工中的主导地位。
多用途深孔加工车刀
多用途深孔加工车刀摘要：本次设计是基于一种新型的多用途深孔加工车刀，其本身属于刀具的范围，其主要通过在刀杆上开引流槽、前头增加细小钢球等技术。
解决普通车刀使用寿命短、加工时间长、车刀刃磨时间长、刀具材料成本高、且不能重复使用等问题。
本设计技不仅仅提高了切削用量以及加工质量，同时节约了操作人员更换刀具的时间，提高了生产效率。
关键词:多用途;深孔;加工车刀1引言据有关资料显示，去年我国共进口各类刀具产品两万三千三百六十四件，比上年增加64%；进口刀具购置费高达两亿八千五百壹拾六美元，比上年增加87%。
这还不算我国生产加工的刀具，而且近几年，先进制造业列为我国重点优先领域，高档数控机床与基础制造技术被列入16个重大专项之一，各种政策、措施也着实让人对数控机床产业的发展充满了希望。
然而，建设制造强国，不仅需要数控机床，同样需要先进的刀具，机械加工过程中，真正与被加工对象产生直接作用的是刀具，我国是用刀大国，刀具增长潜力非常看好。
基于此本研究通过对普通车刀的缺点进行改造优化升级，使加工更加方便，节约时间，提高效率，从而增加了经济效益。
2 深孔件加工的特点级关键技术2.1深孔件加工的特点首先，在深孔加工中，钻头钻孔容易偏斜，孔加工容易歪斜。
二是刀杆受内孔限制，一般又细又长，刚性差，强度低，车削容易产生振动和“让刀”现象，使零件容易产生波纹、锥度等缺陷。
第三，当钻孔或扩孔屑不易排出时，冷却润滑油输入困难。
第四，孔的加工过程难以观察，加工质量不易控制。
2.2 深孔加工的关键技术深孔加工的关键技术是确定深孔刀具的几何形状以及切削过程中的冷却和排屑。
在加工过程中可以采取以下措施来保证加工质量:一是分阶段进行粗加工;二是加工刀具的合理选择;三是利用引导和辅助支持;四是冷却液输入装置的配置。
2.3普通车刀简介普通车刀如图一所示，在进行深孔加工时，往往会因为孔深、孔直径小、孔偏等原因，车刀会产生颤动，通车刀使用寿命短、车刀刃磨时间长、刀具材料成本高、且不能重复使用等问题。
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３ 工艺参数的选择 ．
（ ）三个 定心 浮动 支 承几 何尺 寸 和行 位 公 １
差 ，尤其 重 要 的是 长 度方 向尺寸 必 须 选 配一 致 ，误 差 在０ ３ ｍ以 内 ，否 则会 影 响车 削 质量 。 ．ｍ ０ （ ）选 用 加 长 ＣＡ １ ３ 床 刚 性 要 好 ，精 度 ２ ６６车
深孔车削加工刀具的设计
新疆 机 电职业 技术学 院 （ 乌鲁 木齐 ８ ０ １ ） 柳鹏旭 ３ ０ ３
我 们在实 际加 工 中遇 到 了内孔 １０ ２ ｍｍ、长
１ ８ｍｍ 深 孔加 工工 件 ，用 普 通 的 内孔 加 工 刀具 ０ 的 ３
刀具 （ 构 如 图２ 示 ）采 用 车 削加 工 获 得成 功 。 机 所
工件太长超 出一
般 通 用镗 床 的加
图１ 深孔工件
本 刀具工作原理 ：采用旋转长轴杆手轮１ 、带 ３
动 锥体 ４ 向左 做 直线 运 动 ，锥 体 ４ 压 三个 定 心 浮动 挤
工 行 程 ，故 采 用 设 计带 自动 定 心和 支 撑 的深 孔 加 工
对 凸 圆弧加 工情 况 ，圆弧 Ｊ （ ［ 虚线 ）为 假 想 刀尖 ） 轨 迹 ，Ｄ 点 为 圆心 ，半 径 为 （ ｒ ；凹 圆弧 加 工 Ｒ＋ ）
图８ 刀尖位置
的坐标 由刀具安装的定位点移到刀尖位置。在数控
车 削 编程 中 ，参 与车 削的 每 一把 刀的 刀尖 都是 从 同
一
标 。 假 设 我 们 以 Ｔ 刀 尖 为 基 准 ，将 此 点坐 标 设 为 １
参考点出发的 ，但实际上每一把 刀转到切削位置
（ ． ，００ ），然后使其他各把 刀具 的刀尖都与 ０Ｏ ０ ． ０
ｙ ｙ ｙ
同理 ，Ｔ 刀 尖 转 ２ 到 切 削位 置 的相 对 参 考 点坐标 为
Ｘ２ ＝Ｘ 一 Ｘ ｔ ２
情况 ，圆弧ｃ
（ 虚线 ）为假 想刀尖轨迹 ， 其 圆
心 是 ０ 点 ，半 径 为 （ 一， 。 如 果 按 假 想 刀 尖 轨 ， ） 迹 编 程 ，则 要 以 图 中 所 示 的 圆弧 ＣＪ Ｃ Ｄ （ ， 或 ２ 虚 ［ ） 线 ）有关 参 数 进行 程 序 编制 。
簧、内径和外径Ｏ 形密封 圈、螺纹套管组成。芯子 起 支撑工件管壁作用 ，弹簧使芯子紧贴锥体随它移
动 ，内径 和 外 径０形 密封 圈防止 冷却 水 进 入 刀杆 生
削中要不断的调整刀杆手轮保证三个定心浮动支承
与 工件 内孔 紧密 支 承 ， 当纵 向车 通 时不 能 停车 ，溜
锈 。 锥体 ４ 与长 轴 是 组 装 结 构 ， 目的 是 当锥 体磨 损
４锥 体 ． ５冷却 水 道 ｌ ６ 定 位铜 套 ． 前 ７刀杆 体 ． ８长轴 ，
工 件 材 料
４ ＃厚 壁 无 缝 钢 ５
பைடு நூலகம்
管其 孔 径 与 长 度 比大 干 １ ， 由于 １
９后定位铜套 ．
Ｉ． １ 进水嘴
ｌ． ２锁紧螺母
ｌ． ３ 长轴手轮
１． ４刀具安装平台 ｌ 、１ ． ５ ６内外０形密封圈 １ 甫 定位铜套 ７
端 用 自定 心卡
图４ 长刀杆支承车削示意图
浮 动支承 限位２ ，防止锥体移动超过位 置，使定心
浮 动 支 承 芯 子 脱 离 。定 心 浮 动 支 承 ３ 芯 子 、弹 由
盘 夹 紧 ，远 离 １ ． 、５ 刀头 ２ ． 、４定心浮动支承 ３ ． － 、６ Ｉ￣
主轴 一端 用 中 心 架 支 承 工 件 。 工件 以 １０ ５ ｒ ｎ 转 ，在 车 ０ ～１０ ／ 旋 ｍｉ
无法车 削，针对此工件设计 了带 自动定心和支撑的 深孔加工 刀具 ，经加工后工件 内孔表面粗糙度值达 到了Ｒ ＝ ． ｍ，尺寸和位置精度均达 到了设计 图 ３２
样要求 。
１ 深孑 刀具结构 设计 ． Ｌ
深 孔 工件 如 图１ 所示 。
图２ 深孔刀具结构
１ 刀头压紧螺栓 ２ ． 镗 ． 定心浮动支承限位 ３ ． 定心浮动支承
参 ～ 珈
笳 ５ １
支 承 与 管 壁 接 触 ，在 车 削 中起 刀 杆 定 心 与 支 承 作 用 ，防止 刀杆 刚性 不足 而 无法 车 削 ，为 了防止 定心
削液 ，长刀杆支承车 削如 图４ 所示 ，图中１ 为 同 和５
一
把 刀头 、
浮动支承与管壁摩擦发热而烧损 ，在长 刀杆管壁上
板箱机动退回，卸下工件，即完成深孔加工。
后方便更换 ，起移动三个定心浮动支承的作用。由
于 冷 却 水 道５ 长 刀杆 体 分 为 四 件 ，钻 完 水 道孔 后 较 通 过 定 位 台连 接 后 焊 合 。前 定 位 铜 套６ 刀 杆 的定 起 心 作 用 ，磨 损后 方便 更 换 。 刀杆 体７ 由四 件 组 成 。 长 轴８ 传 递运 动 的作 用 。 后定 位铜 套 ９ 刀杆 的定 起 起 心 作 用 ，磨 损后 方 便 更换 。进水 嘴 １连 接 冷 却水 软 １
开 有 冷 却 水 道 ５ 进 水 嘴 １ ，车 削时 只要 用 一 根软 和 １
２和 ４为 三 个
定心浮动支
承 ３和 ６为 工件 。工件一
Ｋ
管连接机床冷却水管和长 刀杆进水嘴ｌ ，冷却水就 １
可 以直 接 喷洒 在 三个 定 心 浮动 支 承处 。 镗 刀头压紧螺栓１ ，起 压 紧 镗 刀 的 作 用 。定 心
其 对 准 ，则 可 以 求 出 其 他 各 刀 相 对 于 Ｔ 刀在 轴 １
时 刀 尖 不 可 能 都 处 于 同 一 点 上 。 如 图 ８ 示 ，Ｔ 刀 所 １
尖相对于程序设定的参考点坐标为
１ 一 １
和 ｙ 上的坐标差值 ，这个差值就是各把 刀的 刀补 轴
量 。 ＭＷ （ 收稿 日期 ：２ １１０ ） ０ １２ ５
Ｉ ｌ ２ １
Ｙ ＝ 一ｙ＇ ２ ｙ ２
ｌ ４ 、３ 架中 ＼刀 “
Ｚ
５ 刀具位 置尺寸的补偿 ．
刀具 位 置 尺 寸 补 偿 的实 质 是 将 刀具 相 对 于 工 件
依 次 类 推 ，可 分 别 求 到 以 下 各切 削 刀 尖 相 对 参 考 点 的 坐