金属切削原理与刀具第6章课件.ppt

1、6.1 概述概述 6.1.1 孔加工方法及其特点孔加工方法及其特点（1）孔加工所用的刀具的刚性差，容易产生弯曲变形及）孔加工所用的刀具的刚性差，容易产生弯曲变形及振动。振动。（2）刀具的制造误差及磨损将直接影响孔的加工精度。）刀具的制造误差及磨损将直接影响孔的加工精度。（3）孔的加工精度和表面质量都不容易控制。）孔的加工精度和表面质量都不容易控制。因此，在一般情况下，加工孔比加工同样尺寸、精因此，在一般情况下，加工孔比加工同样尺寸、精度的外圆表面要困难些。当一个零件要求孔与外圆表面度的外圆表面要困难些。当一个零件要求孔与外圆表面必须保持某种确定关系时，一般总是先加工孔，然后再必须保持某种确定关

2、系时，一般总是先加工孔，然后再以孔定位加工外圆表面，这样，就容易达到加工要求。以孔定位加工外圆表面，这样，就容易达到加工要求。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.1.2 孔加工刀具的种类与用途孔加工刀具的种类与用途1在实体材料上加工孔用刀具在实体材料上加工孔用刀具（1）扁钻。如图）扁钻。如图6.1所示，扁钻是使用最早的孔加工刀所示，扁钻是使用最早的孔加工刀具，它有整体式和装配式两种类型。其主要特点是制造具，它有整体式和装配式两种类型。其主要特点是制造简单、刚性好、成本低、易刃磨。但生产效率较低。简单、刚性好、成本低、易刃磨。但生产效率较低。（2）中心钻。如

3、图）中心钻。如图6.2所示，主要用于加工轴类零件的所示，主要用于加工轴类零件的中心孔，可分为无护锥中心钻和带护锥中心钻两种。中心孔，可分为无护锥中心钻和带护锥中心钻两种。（3）麻花钻）麻花钻 是孔加工刀具中应用最为广泛的刀具，是孔加工刀具中应用最为广泛的刀具，特别适合于直径小于特别适合于直径小于30mm的孔的粗加工，生产中也有的孔的粗加工，生产中也有将麻花钻作为扩孔钻使用的。麻花钻可分为高速钢和硬将麻花钻作为扩孔钻使用的。麻花钻可分为高速钢和硬质合金麻花钻。而在钻孔中以高速钢麻花钻为主。质合金麻花钻。而在钻孔中以高速钢麻花钻为主。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.1 扁钻的类型 图6.2

4、 中心钻的类型第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（4）深孔钻）深孔钻 用来加工深度与直径之比大于用来加工深度与直径之比大于5的孔。刀具的孔。刀具的冷却散热条件差，切削温度高，刀具耐用度较低，刚的冷却散热条件差，切削温度高，刀具耐用度较低，刚度较差，钻孔时容易发生引偏和振动。因此深孔钻在结度较差，钻孔时容易发生引偏和振动。因此深孔钻在结构上必须解决断屑排屑、冷却和导向构上必须解决断屑排屑、冷却和导向3个问题。个问题。2对已有孔加工用刀具对已有孔加工用刀具（1）铰刀）铰刀 是孔的精加工刀具，也可用于半精加工。因是孔的精加工刀具，也可用于半精加工。因铰刀的制造精度高，齿数多，导向性及刚度好，加工余铰

5、刀的制造精度高，齿数多，导向性及刚度好，加工余量小，因此，铰削可获得量小，因此，铰削可获得IT6IT8精度和精度和Ra为为1.60.4的孔。其加工范围一般为中小尺寸未淬硬孔的精加工。的孔。其加工范围一般为中小尺寸未淬硬孔的精加工。（2）镗刀）镗刀 是应用广泛的孔加工刀具。镗孔的加工精度是应用广泛的孔加工刀具。镗孔的加工精度可达可达IT6IT8，Ra可达可达6.30.8 m，它特别适用于分布，它特别适用于分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔系加工。在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔系加工。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀

6、。单刃镗刀单刃镗刀 其刀头结构与车刀相似，只有一个主切削其刀头结构与车刀相似，只有一个主切削刃，其结构简单、制造方便、通用性强，但刚度比车刀差刃，其结构简单、制造方便、通用性强，但刚度比车刀差得多。因此，单刃镗刀通常选取较大的主偏角，较小的刀得多。因此，单刃镗刀通常选取较大的主偏角，较小的刀尖圆弧半径，以减少切削时影响工件刚性的径向力。尖圆弧半径，以减少切削时影响工件刚性的径向力。如图如图6.3所示为不同结构的单刃镗刀。加工小直径孔所示为不同结构的单刃镗刀。加工小直径孔的镗刀通常做成整体式，加工大直径孔的镗刀可做成机夹的镗刀通常做成整体式，加工大直径孔的镗刀可做成机夹式或机夹可转位式。如图式或

7、机夹可转位式。如图6.3（e）所示为微调镗刀，调节）所示为微调镗刀，调节时，先将拉紧螺钉时，先将拉紧螺钉5松开，旋转带刻度的调整螺母松开，旋转带刻度的调整螺母3，使，使镗刀达到要求尺寸，再旋紧拉紧螺钉镗刀达到要求尺寸，再旋紧拉紧螺钉5即可。即可。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.3 单刃镗刀第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 双刃镗刀双刃镗刀 两刀刃在两个对称位置同时切削，可消除两刀刃在两个对称位置同时切削，可消除由背向力对镗杆的作用而造成的加工误差。其结构比单由背向力对镗杆的作用而造成的加工误差。其结构比单刃镗刀复杂，但生产率高。所以，适用于加工精度要求刃镗刀复杂，但生产率高。所以，适

8、用于加工精度要求较高，生产批量大的场合。可分为定装和浮动镗刀两种较高，生产批量大的场合。可分为定装和浮动镗刀两种 整体定装镗刀（见图整体定装镗刀（见图6.4）直径尺寸不能调节，刀片）直径尺寸不能调节，刀片一端有定位凸肩，供刀片装在镗杆中定位使用，刀片用一端有定位凸肩，供刀片装在镗杆中定位使用，刀片用螺钉或楔块紧固在镗杆中。可调浮动镗刀（见图螺钉或楔块紧固在镗杆中。可调浮动镗刀（见图6.5）的）的直径尺寸可在一定的范围内调节，镗孔时，刀片不紧固直径尺寸可在一定的范围内调节，镗孔时，刀片不紧固在刀杆上，可以浮动并自动定心。刀片位置由两切削刃在刀杆上，可以浮动并自动定心。刀片位置由两切削刃上的切削力

9、平衡，故可消除由于镗杆偏摆及刀片安装所上的切削力平衡，故可消除由于镗杆偏摆及刀片安装所造成的误差。但这种镗刀不能校正孔的直线度误差和孔造成的误差。但这种镗刀不能校正孔的直线度误差和孔的位置偏差。的位置偏差。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 图6.4 双刃镗刀 图6.5 浮动镗刀第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（3）扩孔钻。扩孔钻用于扩大工件的孔径，应用于要求）扩孔钻。扩孔钻用于扩大工件的孔径，应用于要求不很高的孔的终加工或铰孔、磨孔前的预加工。不很高的孔的终加工或铰孔、磨孔前的预加工。如图如图6.6所示，扩孔钻的外形与麻花钻类似，但其齿所示，扩孔钻的外形与麻花钻类似，但其齿数较多（常为数较

10、多（常为34个）。主切削刃不通过中心，无横个）。主切削刃不通过中心，无横刃，钻心直径较大，因此扩孔钻的强度和刚性均比麻花钻刃，钻心直径较大，因此扩孔钻的强度和刚性均比麻花钻要好，可以获得较高的加工质量和生产效率。一般加工精要好，可以获得较高的加工质量和生产效率。一般加工精度可达度可达IT10IT11，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值可达值可达6.33.2 m。常见的结构形式有高速钢整体式、镶齿套式和硬质合常见的结构形式有高速钢整体式、镶齿套式和硬质合金可转位式，分别如图金可转位式，分别如图6.6（a）（）（c）所示。）所示。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.6 扩孔钻第六章第六章 孔加工刀具

11、孔加工刀具（4）锪钻。如图）锪钻。如图6.7所示，锪钻用于加工各种沉头孔、孔所示，锪钻用于加工各种沉头孔、孔端锥面、凸台面等。锪钻上的定位导向柱是用来保证被锪端锥面、凸台面等。锪钻上的定位导向柱是用来保证被锪的孔或端面与原来的孔有一定的同轴度和垂直度要求的。的孔或端面与原来的孔有一定的同轴度和垂直度要求的。单件或小批生产时，常把麻花钻修磨成锪钻使用。单件或小批生产时，常把麻花钻修磨成锪钻使用。图6.7 锪钻第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.2 麻花钻麻花钻 6.2.1 标准麻花钻的结构标准麻花钻的结构 标准麻花钻的结构如图标准麻花钻的结构如图6.8（a）、（）、（b）所示。）所示。1工作部

12、分工作部分 工作部分可分为切削部分和导向部分。切削部分担负工作部分可分为切削部分和导向部分。切削部分担负着切削工作，由两个前刀面、主后刀面、副后刀面、主切着切削工作，由两个前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。如图削刃、副切削刃及一个横刃组成。如图6.8（c）所示。）所示。（1）前刀面）前刀面 是指麻花钻螺旋槽的表面。是指麻花钻螺旋槽的表面。（2）主后刀面）主后刀面 是指钻孔时与孔底相对的表面。是指钻孔时与孔底相对的表面。（3）副后刀面）副后刀面 是指钻头的棱边，主要起导向作用。是指钻头的棱边，主要起导向作用。（4）主切削刃）主切削刃 是指前刀面与后刀面的交线。是指前刀

13、面与后刀面的交线。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（5）副切削刃）副切削刃 是指前刀面与后刀面相交的锋刃，用以是指前刀面与后刀面相交的锋刃，用以最终形成孔的表面并起修光作用。最终形成孔的表面并起修光作用。（6）横刃）横刃 是指切削部分的两个后刀面相交形成的交是指切削部分的两个后刀面相交形成的交线，它位于钻头的最前端。线，它位于钻头的最前端。导向部分在钻孔时起导向作用，也是切削部分的后备导向部分在钻孔时起导向作用，也是切削部分的后备部分。为减少导向部分与孔壁的摩擦，其外径磨有倒锥。部分。为减少导向部分与孔壁的摩擦，其外径磨有倒锥。钻心直径取为（钻心直径取为（0.1250.15）d0，为了增加钻

14、头强，为了增加钻头强度和刚度，将钻心做成正锥体，如图度和刚度，将钻心做成正锥体，如图6.8（d）所示。）所示。2柄部柄部 柄部用于夹持钻头和传递扭矩，有莫氏圆锥柄和圆柱柄部用于夹持钻头和传递扭矩，有莫氏圆锥柄和圆柱柄两种。柄两种。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.8 麻花钻的结构第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.2.2 标准麻花钻的几何参数标准麻花钻的几何参数1度量麻花钻几何角度的参考面度量麻花钻几何角度的参考面 参考面有基面参考面有基面Pr、切削平面切削平面Ps和正交平面和正交平面Po。基面。基面是指通过切削刃某选定点并通过钻头轴线的平面；切削平是指通过切削刃某选定点并通过钻头轴线

15、的平面；切削平面是指由切削刃及某选定点的切削速度方向所确定的平面是指由切削刃及某选定点的切削速度方向所确定的平面；正交平面则是指与以上二平面同时垂直的平面，如图面；正交平面则是指与以上二平面同时垂直的平面，如图6.9所示。为了确定钻头的刃磨角度，还规定了所示。为了确定钻头的刃磨角度，还规定了3个测量平个测量平面，如图面，如图6.10所示。所示。（1）端平面）端平面Pt。端平面是指与钻头轴线垂直的平面。端平面是指与钻头轴线垂直的平面。（2）中剖面）中剖面Pc。中剖面是指过钻头轴线与两主切削刃平。中剖面是指过钻头轴线与两主切削刃平行的平面。行的平面。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.9 麻花

16、钻标注角度参考系（切削刃上各点基面的变化）（3）柱剖面）柱剖面Pz。柱剖面是指过主切削刃上某选定点，。柱剖面是指过主切削刃上某选定点，其轴线与钻头轴线重合的圆柱面。其轴线与钻头轴线重合的圆柱面。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.10 度量麻花钻几何角度的参考面第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具2主切削刃几何角度主切削刃几何角度 麻花钻的几何角度如图麻花钻的几何角度如图6.11所示。所示。（1）螺旋角）螺旋角 是指钻头棱边展开成直线与钻头轴线的是指钻头棱边展开成直线与钻头轴线的夹角。标准麻花钻夹角。标准麻花钻=2532。主切削刃上某点。主切削刃上某点x的的螺旋角可由下式计算：螺旋角可由下式

17、计算：tan x=（rx/r）tan （6-1）（2）顶角）顶角2 是指钻头两主切削刃在中剖面内投影的是指钻头两主切削刃在中剖面内投影的夹角。标准麻花钻顶角夹角。标准麻花钻顶角2=118。（3）端面刃倾角）端面刃倾角 tx 钻头刃倾角常在端平面内表示，钻头刃倾角常在端平面内表示，即端面刃倾角即端面刃倾角 tx。sin tx=r/rx （6-2）（4）主偏角）主偏角 rx。主切削刃上。主切削刃上x点的主偏角，是指主切点的主偏角，是指主切削刃在削刃在x点基面内的投影与进给方向的夹角。主偏角与点基面内的投影与进给方向的夹角。主偏角与顶角的关系为顶角的关系为：tan rx=tan cos tx （6-

18、3）第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.11 麻花钻的几何角度第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（5）前角）前角 0 x 是指在正交平面内测量的前刀面与基面的是指在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。可由下式计算：夹角。可由下式计算：tan 0 x=（tan x/sin rx）+（tan tx cos rx）（6-4）（6）后角）后角 f 是指在假定工作平面内测量的切削平面与主是指在假定工作平面内测量的切削平面与主后刀面之间的夹角。为便于测量，麻花钻后角通常在圆柱后刀面之间的夹角。为便于测量，麻花钻后角通常在圆柱剖面内测量。后角测量方法如图剖面内测量。后角测量方法如图6.12所示，所示，x

19、点的后角即点的后角即由下式求出：由下式求出：（6-5）通常取通常取 f=820，直径越大，宜取较小的，直径越大，宜取较小的 f值。值。后角后角 fx由刃磨而得。刃磨时，愈接近钻头中心处，应由刃磨而得。刃磨时，愈接近钻头中心处，应使使 fx愈大，其原因如下。愈大，其原因如下。ftan()(360)xxd 第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 图6.12 钻头后角的测量方法 由图由图6.13可知，横刃前可知，横刃前角是绝对值很大的负前角，角是绝对值很大的负前角，故切削条件很差。为适当故切削条件很差。为适当改善其切削条件，应将横改善其切削条件，应将横刃后角刃后角 磨得大些，因而磨得大些，因而也将近中心

20、处主切削刃后也将近中心处主切削刃后角磨得大些。角磨得大些。如图如图6.13所示，由于进所示，由于进给运动的影响，主切削刃给运动的影响，主切削刃各点的工作后角发生变化，各点的工作后角发生变化，其值为：其值为：f efxxx第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.13 钻削工作后角式中后角的减小值式中后角的减小值 x由下式求得；由下式求得；由上式可知，因由上式可知，因f是常数，随着是常数，随着x点处直径点处直径dx的减小，的减小，x将增大，致使工作后角将增大，致使工作后角 fxe更小。为使近中心处工作后更小。为使近中心处工作后角不致太小。应将该处后角角不致太小。应将该处后角 fx磨得大些。圆柱剖面

21、内后角磨得大些。圆柱剖面内后角 fx确定之后，正交平面内后角确定之后，正交平面内后角 0 x自然也就确定了。自然也就确定了。由以上分析可知，麻花钻主切削刃不同直径处各点的由以上分析可知，麻花钻主切削刃不同直径处各点的前角、后角、主偏角及刃倾角都分别具有不同值。前角、后角、主偏角及刃倾角都分别具有不同值。tanxxfd第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具3横刃几何角度横刃几何角度 如图如图6.14所示，由于横刃通过钻头中心，所以横刃的所示，由于横刃通过钻头中心，所以横刃的基面及切削平面在各点都是相同的。基面及切削平面在各点都是相同的。（1）横刃斜角）横刃斜角。横刃斜角。横刃斜角 是指在端平面内横刃

22、与中剖是指在端平面内横刃与中剖面所夹的钝角。一般面所夹的钝角。一般=125133。（2）横刃后角）横刃后角 。钻头顶角及横刃斜角磨出之后，横刃。钻头顶角及横刃斜角磨出之后，横刃后角自然形成。后角自然形成。（3）横刃前角）横刃前角 。横刃前角也是自然形成的角度，其值。横刃前角也是自然形成的角度，其值为：为：=（90 ）（6-8）螺旋角是制造钻头时控制的角度；顶角、后角及横刃螺旋角是制造钻头时控制的角度；顶角、后角及横刃斜角是通过刃磨而获得的角度；而刃倾角、主偏角及前角斜角是通过刃磨而获得的角度；而刃倾角、主偏角及前角则是由制造与刃磨两方面因素确定的自然形成的角度。则是由制造与刃磨两方面因素确定的

23、自然形成的角度。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.14 横刃几何角度第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.2.3 钻削过程钻削过程1钻削运动钻削运动 钻头或工件的旋转运动为主运动；钻头的轴向运动钻头或工件的旋转运动为主运动；钻头的轴向运动为进给运动。为进给运动。2钻削用量钻削用量（1）钻削速度）钻削速度vc 是指切削刃上选定点是指切削刃上选定点m相对于工件的相对于工件的主运动的瞬时速度，可用下式来计算：主运动的瞬时速度，可用下式来计算：（2）进给量）进给量f 是指钻头或工件每转一周时，钻头相对是指钻头或工件每转一周时，钻头相对于工件的轴向位移。每齿进给量于工件的轴向位移。每齿进给量fz是

24、指钻头每转过一个是指钻头每转过一个刀齿相对工件沿轴线方向的位移量。即刀齿相对工件沿轴线方向的位移量。即fz=f/2。（3）背吃刀量）背吃刀量ap apd/2。当孔径较大时，可采用。当孔径较大时，可采用钻钻扩加工，这时钻头直径取孔径的扩加工，这时钻头直径取孔径的70%左右。左右。cm1000vd n第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具3钻削过程特点钻削过程特点（1）钻削为多齿多刃刀具切削。）钻削为多齿多刃刀具切削。（2）钻削过程不稳定。）钻削过程不稳定。（3）钻削是半封闭式切削。）钻削是半封闭式切削。4钻削用量的选择钻削用量的选择（1）钻头直径）钻头直径d0。钻头直径应由工艺尺寸确定。需进行。钻头

25、直径应由工艺尺寸确定。需进行扩孔时，钻头直径取孔径的（扩孔时，钻头直径取孔径的（0.50.7）倍。）倍。（2）进给量）进给量f。普通麻花钻进给量可按以下经验公式计。普通麻花钻进给量可按以下经验公式计算：算：（3）钻削速度）钻削速度vc。钻头直径较大时，可选取较高的切削。钻头直径较大时，可选取较高的切削速度。可参考表速度。可参考表6.1选取。选取。0(0.010.02)fd第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.2.4 改善钻头切削性能的途径改善钻头切削性能的途径1标准麻花钻几何参数存在的问题标准麻花钻几何参数存在的问题（1）切削条件差别很大。）切削条件差别很大。（2）主切削刃长，切削宽度宽，刃上

26、各点的切削速度又不）主切削刃长，切削宽度宽，刃上各点的切削速度又不相等，切屑卷曲、排出困难。相等，切屑卷曲、排出困难。（3）横刃长，定心差，而且有很大的负前角）横刃长，定心差，而且有很大的负前角，切削条件，切削条件极差。极差。（4）副后角为）副后角为0，且外缘处切削速度最高，故造成棱边，且外缘处切削速度最高，故造成棱边摩擦严重，磨损快。麻花钻结构上的这些特点，严重影响摩擦严重，磨损快。麻花钻结构上的这些特点，严重影响了它的切削性能，因此在使用中常常加以修磨。了它的切削性能，因此在使用中常常加以修磨。2麻花钻的修磨方法麻花钻的修磨方法第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（1）修磨主切削刃）修磨主切

27、削刃 修磨形式有磨月牙形凹圆弧刃（见修磨形式有磨月牙形凹圆弧刃（见图图6.15（a）、磨双重顶角（见图）、磨双重顶角（见图6.15（b）或三重顶）或三重顶角（见图角（见图6.15（c）和磨圆弧刃（见图）和磨圆弧刃（见图6.15（d）。）。（2）修磨横刃）修磨横刃 将原来的横刃长度修磨短，同时修磨出前将原来的横刃长度修磨短，同时修磨出前角，有利于钻头的定心和减小轴向力。如图角，有利于钻头的定心和减小轴向力。如图6.16所示。所示。（3）修磨前刀面）修磨前刀面 加工硬脆材料时，可将靠近外缘处的加工硬脆材料时，可将靠近外缘处的前刀面磨平一些，如图前刀面磨平一些，如图6.17（a）所示；加工强度很低的

28、）所示；加工强度很低的材料时，可在前刀面上磨出卷屑槽，如图材料时，可在前刀面上磨出卷屑槽，如图6.17（b）所示）所示（4）修磨棱边。在直径大于）修磨棱边。在直径大于12mm的麻花钻上，可按图的麻花钻上，可按图6.18所示的方式，磨出副后角所示的方式，磨出副后角 0=68，并留下一条，并留下一条宽为宽为0.10.2mm的棱边。的棱边。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 图6.15 主切削刃的修磨形式 图6.16 修磨横刃第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 图6.18 修磨刃带 图6.17 修磨前刀面第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.3 深孔钻深孔钻 6.3.1 外排屑深孔钻外排屑深孔钻 外

29、排屑深孔钻，又称枪钻，最早用于钻枪孔而得名，多外排屑深孔钻，又称枪钻，最早用于钻枪孔而得名，多用于加工直径较小、长径较大的深孔。枪钻结构如图用于加工直径较小、长径较大的深孔。枪钻结构如图6.19所所示，由钻头、钻杆和钻柄示，由钻头、钻杆和钻柄3部分组成。枪钻的工作原理如图部分组成。枪钻的工作原理如图6.20所示。由于切屑是从钻头体外排出的，故称外排屑。所示。由于切屑是从钻头体外排出的，故称外排屑。由于枪钻的外刃偏角略大于内刃偏角，能使钻头的支承由于枪钻的外刃偏角略大于内刃偏角，能使钻头的支承面始终紧贴孔壁，从而保证钻削时具有良好的导向性，并面始终紧贴孔壁，从而保证钻削时具有良好的导向性，并可防

30、止孔径扩大。由于钻头前面及切削刃不通过中心，避可防止孔径扩大。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。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。在切削力的作用下，小芯柱达到一定长度后会自行折断。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.19 枪钻的结构图6.20 枪钻的工作原理第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.3.2 内排屑深孔钻内排屑深孔钻 1错齿内排屑深孔钻错齿内排屑深孔钻 错齿内排屑深孔

31、钻根据刀片的镶嵌方式一般有焊接式错齿内排屑深孔钻根据刀片的镶嵌方式一般有焊接式和可转位式两种。该钻头的切削部分呈交错齿排列，其后和可转位式两种。该钻头的切削部分呈交错齿排列，其后部的矩形螺纹与中空的钻杆连接。如图部的矩形螺纹与中空的钻杆连接。如图6.21所示。所示。错齿内排屑深孔钻的结构具有无横刃、钻尖偏离中心错齿内排屑深孔钻的结构具有无横刃、钻尖偏离中心和内外刃偏角不相同等特点。另外由于采用错齿结构，中和内外刃偏角不相同等特点。另外由于采用错齿结构，中心与外缘刀齿可根据切削条件选用不同的刀具材料，且可心与外缘刀齿可根据切削条件选用不同的刀具材料，且可选择不同槽形的可转位刀片及几何角度，改善切

32、削条件，选择不同槽形的可转位刀片及几何角度，改善切削条件，并保证可靠的分屑与断屑。钻孔时可选用较大的进给量，并保证可靠的分屑与断屑。钻孔时可选用较大的进给量，提高生产率。适用于加工直径提高生产率。适用于加工直径15180mm的孔。的孔。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.21 错齿内排屑深孔钻结构及工作原理第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具2喷吸钻喷吸钻 喷吸钻是一种新型的高效、高质量加工的内排屑深孔喷吸钻是一种新型的高效、高质量加工的内排屑深孔钻，如图钻，如图6.22所示。所示。喷吸钻的切削部分与错齿内排屑钻头基本相同。它的喷吸钻的切削部分与错齿内排屑钻头基本相同。它的钻杆由内钻管及外钻

33、管组成，内外钻管之间留有环形空钻杆由内钻管及外钻管组成，内外钻管之间留有环形空隙。它利用流体的喷吸效应进行排屑。压力切削液由进液隙。它利用流体的喷吸效应进行排屑。压力切削液由进液口流入连接装置后分两路流动，其中口流入连接装置后分两路流动，其中2/3经过内外钻管的经过内外钻管的间隙并通过钻头的小孔喷向切削区，对切削部分和导向部间隙并通过钻头的小孔喷向切削区，对切削部分和导向部分进行冷却、润滑并冲刷切屑。另外分进行冷却、润滑并冲刷切屑。另外1/3切削液则通过内切削液则通过内钻管上月牙形的喷嘴高速向后喷出，因此在喷嘴附近形成钻管上月牙形的喷嘴高速向后喷出，因此在喷嘴附近形成低压区，从而对切削区形成较

34、强的吸力，并将喷入切削区低压区，从而对切削区形成较强的吸力，并将喷入切削区的切削液连同切屑吸向内钻管的后部并排回集屑液箱。的切削液连同切屑吸向内钻管的后部并排回集屑液箱。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.22 喷吸钻的结构第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.3.3 深孔钻切削用量的选择原则深孔钻切削用量的选择原则（1）每转进给量比麻花钻要小得多。）每转进给量比麻花钻要小得多。（2）单刃螺旋深孔钻的切削速度不宜过高，一般取）单刃螺旋深孔钻的切削速度不宜过高，一般取vc10m/min，f=（0.0130.032）mm/r。高速钢外排屑枪钻。高速钢外排屑枪钻的切削用量一般为：的切削用量一般为

35、：vc=（3565）m/min，f=（0.0130.032）mm/r。硬质合金外排屑枪钻的切削用量如表。硬质合金外排屑枪钻的切削用量如表6.2所所示，内排屑深孔钻的切削用量如表示，内排屑深孔钻的切削用量如表6.3所示。所示。（3）对于直径小于）对于直径小于3.2mm的钻头，钻削粘性材料时易冷作的钻头，钻削粘性材料时易冷作硬化，宜用小的进给量，甚至小于硬化，宜用小的进给量，甚至小于0.004mm/r。（4）对于直径小于）对于直径小于12.7mm的深孔钻头，当钻削硬度低于的深孔钻头，当钻削硬度低于300HB的碳钢和合金钢时，进给量应小于的碳钢和合金钢时，进给量应小于0.025mm/r；对；对直径大

36、于直径大于38mm的钻头，进给量可达到的钻头，进给量可达到0.049mm/r。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.4 环孔钻环孔钻 环孔钻又叫套料钻，是一种高效率的加工刀具，其加环孔钻又叫套料钻，是一种高效率的加工刀具，其加工范围为工范围为38610mm。对于直径大于。对于直径大于60mm的深孔加工，的深孔加工，为节省材料，最好采用环孔钻加工。为节省材料，最好采用环孔钻加工。如图如图6.23所示为工作原理示意图，其特点是：仅在实所示为工作原理示意图，其特点是：仅在实心材料上切出一个环状孔而在中间留下一个芯料，加工完心材料上切出一个环状孔而在中间留下一个芯料，加工完后环孔钻中间的芯料可取出。因

37、而，环孔钻不仅节省了材后环孔钻中间的芯料可取出。因而，环孔钻不仅节省了材料，而且减少了机床动力消耗和刀具磨损。料，而且减少了机床动力消耗和刀具磨损。根据排屑方式的不同，环孔钻可分为外排屑环孔钻和根据排屑方式的不同，环孔钻可分为外排屑环孔钻和内排屑环孔钻。内排屑环孔钻又可分为单齿内排屑环孔钻内排屑环孔钻。内排屑环孔钻又可分为单齿内排屑环孔钻和多齿内排屑环孔钻。和多齿内排屑环孔钻。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.23 环孔钻第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.4.1 外排屑环孔钻外排屑环孔钻 外排屑环孔钻切削液是由刀体内壁与工件心轴外壁的外排屑环孔钻切削液是由刀体内壁与工件心轴外壁的空隙

38、注入，切削液带着切屑由外壁与孔内壁间流出。空隙注入，切削液带着切屑由外壁与孔内壁间流出。6.4.2 内排屑单齿环孔钻内排屑单齿环孔钻 内排屑环孔钻钻孔时，切削液由环孔钻外壁与孔内壁内排屑环孔钻钻孔时，切削液由环孔钻外壁与孔内壁间注入，由刀体内侧与芯料外圆间带动切屑一起排出，如间注入，由刀体内侧与芯料外圆间带动切屑一起排出，如图图6.24所示。加工出的孔壁表面粗糙度较低。所示。加工出的孔壁表面粗糙度较低。6.4.3 内排屑多齿环孔钻内排屑多齿环孔钻 内排屑多齿环孔钻的典型结构如图内排屑多齿环孔钻的典型结构如图6.25所示。为了方所示。为了方便测量，内排屑多齿环孔钻的刀齿常为偶数，并有与其等便测量

39、，内排屑多齿环孔钻的刀齿常为偶数，并有与其等 第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具数量的支撑导向块。多齿环孔钻的切削分屑是采用切削宽数量的支撑导向块。多齿环孔钻的切削分屑是采用切削宽度的方法，通过切削刃不等高互为错齿分布来实现分屑。度的方法，通过切削刃不等高互为错齿分布来实现分屑。6.4.4 环孔钻钻削用量的选择原则环孔钻钻削用量的选择原则（1）采用硬质合金环孔钻对热轧、退火或冷拉状态的碳）采用硬质合金环孔钻对热轧、退火或冷拉状态的碳素钢或合金钢、氮化钢等进行钻削时，切削速度素钢或合金钢、氮化钢等进行钻削时，切削速度vc可取可取108m/min，进给量，进给量f取取0.2mm/r。（2）对调质钢

40、进行加工，则）对调质钢进行加工，则vc可取可取105165m/min，f取取（0.150.18）mm/r。硬度高者取小值，低者取大值。硬度高者取小值，低者取大值。（3）对采用高速钢环孔钻加工退火钢材时，切削速度）对采用高速钢环孔钻加工退火钢材时，切削速度vc可取可取3050m/min，进给量，进给量f取取0.1mm/r。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.24 内排屑单齿环孔钻第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.25 内排屑多齿环孔钻第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具 6.5 扩孔钻扩孔钻 扩孔钻是用来扩大孔径，提高孔的加工精度的刀具。扩孔钻是用来扩大孔径，提高孔的加工精度的刀具。它常

41、用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。用扩孔它常用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。用扩孔钻加工可达到钻加工可达到IT10IT11，Ra可达可达6.33.2 m。6.5.1 扩孔钻的种类和用途扩孔钻的种类和用途（1）按装夹连接方式分类）按装夹连接方式分类 可分为锥柄扩孔钻、直柄扩可分为锥柄扩孔钻、直柄扩孔钻和套式扩孔钻孔钻和套式扩孔钻3类。类。（2）按材质及结构形式分类）按材质及结构形式分类 可分为高速钢整体式、焊可分为高速钢整体式、焊接硬质合金刀片接硬质合金刀片式式、机夹刀片组合、机夹刀片组合式式和复合扩孔钻和复合扩孔钻4类。类。（3）按刀刃数量分类）按刀刃数量分类 可分为两刃、三刃、

42、四刃和多刃可分为两刃、三刃、四刃和多刃扩孔钻四类。扩孔钻四类。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具6.5.2 标准扩孔钻的结构与几何参数标准扩孔钻的结构与几何参数1标准扩孔钻的结构标准扩孔钻的结构 标准扩孔钻的结构和几何参数如图标准扩孔钻的结构和几何参数如图6.26所示。所示。（1）刀体部分）刀体部分 由切削部分和导向部分组成。切削部分是由切削部分和导向部分组成。切削部分是指扩孔钻最前端的倒锥部分，它担任主要的切削任务。导指扩孔钻最前端的倒锥部分，它担任主要的切削任务。导向部分是指切削部分以外的螺旋槽部分，它起导向作用。向部分是指切削部分以外的螺旋槽部分，它起导向作用。（2）颈部）颈部 是指连接

43、工作部分和柄部的部分。是指连接工作部分和柄部的部分。（3）柄部）柄部 是钻头的装夹部分，起传递轴向力与扭矩作用是钻头的装夹部分，起传递轴向力与扭矩作用2标准扩孔钻的几何角度标准扩孔钻的几何角度 标准扩孔钻的切削部分及切削角度如图标准扩孔钻的切削部分及切削角度如图6.26所示。切所示。切削部分由前刀面、主切削刃、钻芯、后刀面和刃带组成。削部分由前刀面、主切削刃、钻芯、后刀面和刃带组成。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具1削刀面 2主切削刃 3钻芯 4后刀面 5刃带图6.26 标准扩孔钻的结构及几何参数第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（1）端面刃倾角）端面刃倾角 st 是指该点的基面与主切削刃在

44、端面是指该点的基面与主切削刃在端面投影中的夹角。投影中的夹角。（2）主偏角）主偏角 r。主切削刃上任一点的主偏角是指主切削刃。主切削刃上任一点的主偏角是指主切削刃在该点基面上的投影与钻头进给方向之间的夹角。在该点基面上的投影与钻头进给方向之间的夹角。（3）螺旋角）螺旋角 是指扩孔钻外圆柱面与螺旋槽交线的切是指扩孔钻外圆柱面与螺旋槽交线的切线与钻头轴线的夹角。扩孔钻螺旋角一般取线与钻头轴线的夹角。扩孔钻螺旋角一般取1520。（4）前角）前角 0 是指在主剖面测量的前刀面与基面的夹是指在主剖面测量的前刀面与基面的夹角。减小主切削刃前角能增强切削刃刚性和切削刃的抗热角。减小主切削刃前角能增强切削刃刚

45、性和切削刃的抗热性能，显著提高扩孔钻的耐用度。性能，显著提高扩孔钻的耐用度。（5）后角）后角 0 主要减小后刀面与切削表面的摩擦，同时主要减小后刀面与切削表面的摩擦，同时确保切削齿具有足够的切削强度。后角一般取确保切削齿具有足够的切削强度。后角一般取812第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（6）刃带）刃带 一般小于同等规格的麻花钻刃带而大于铰刀的一般小于同等规格的麻花钻刃带而大于铰刀的刃带。刃带。6.5.3 扩孔钻切削用量的选择原则扩孔钻切削用量的选择原则（1）扩孔余量一般控制在孔径）扩孔余量一般控制在孔径D的的1/8左右。左右。（2）在加工钢件时，如果采用高速钢扩孔钻，切削速度）在加工钢件时

46、，如果采用高速钢扩孔钻，切削速度应控制在应控制在10m/min左右，并且进行充分的冷却润滑。左右，并且进行充分的冷却润滑。（3）如果采用硬质合金扩孔钻，为了保证扩孔的稳定和）如果采用硬质合金扩孔钻，为了保证扩孔的稳定和扩孔精度，常用低速扩孔精度，常用低速vc20m/min进行。进行。（4）用高速钢扩孔钻加工不锈钢时，加大走刀量越过硬）用高速钢扩孔钻加工不锈钢时，加大走刀量越过硬化层进行扩孔或采用高性能刀具材料才是可行的方法。对化层进行扩孔或采用高性能刀具材料才是可行的方法。对不锈钢的扩孔加工，应始终保持主切削刃处于锋利状态。不锈钢的扩孔加工，应始终保持主切削刃处于锋利状态。第六章第六章 孔加工

47、刀具孔加工刀具6.6 锪钻锪钻 锪钻是用来加工圆柱形或圆锥形沉头座孔和锪平端面锪钻是用来加工圆柱形或圆锥形沉头座孔和锪平端面用的，如图用的，如图6.27所示。所示。6.6.1 锪钻的种类和用途锪钻的种类和用途（1）按装夹连接方式分类）按装夹连接方式分类 可分为锥柄和直柄锪钻两类可分为锥柄和直柄锪钻两类（2）按材质和结构形式分类）按材质和结构形式分类 可分为高速钢整体、焊接可分为高速钢整体、焊接硬质合金刀片、机夹刀片组合和复合专用锪钻硬质合金刀片、机夹刀片组合和复合专用锪钻4类。类。（3）按加工型面类型分类）按加工型面类型分类 可分为加工锥面、加工平可分为加工锥面、加工平面、加工柱面、加工其他型

48、面和加工中心孔锪钻共面、加工柱面、加工其他型面和加工中心孔锪钻共5类。类。（4）按导向形式分类）按导向形式分类 可分为带导向柱和不带导向两类可分为带导向柱和不带导向两类第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具图6.27 锪钻的应用范围6.6.2 标准锪钻的结构和几何参数标准锪钻的结构和几何参数1标准锪钻的结构标准锪钻的结构 标准锪钻的结构和几何参数如图标准锪钻的结构和几何参数如图6.28所示，它由所示，它由3部部分组成。分组成。第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具（1）刀体部分）刀体部分 由切削部分和定位导向柱部分组成由切削部分和定位导向柱部分组成（2）颈部）颈部 是指连接工作部分和柄部的部分。是指连

49、接工作部分和柄部的部分。（3）柄部）柄部 是指钻头的装夹部分。是指钻头的装夹部分。2标准锪钻的几何角度标准锪钻的几何角度 标准锪钻的切削部分及切削角度如图标准锪钻的切削部分及切削角度如图6.28所示。所示。（1）端面刃倾角）端面刃倾角 st 是指该点的基面与主切削刃在端是指该点的基面与主切削刃在端面投影中的夹角。一般情况下，端面刃倾角取面投影中的夹角。一般情况下，端面刃倾角取0。（2）前角）前角 0 应根据加工材料的切削性能确定。当锪钻应根据加工材料的切削性能确定。当锪钻固定装夹，工件作旋转运动时，此时可适当加大前角。加固定装夹，工件作旋转运动时，此时可适当加大前角。加大前角，可使刀刃锋利，提

50、高加工效率。对于稳定性较差大前角，可使刀刃锋利，提高加工效率。对于稳定性较差的双刃锪钻，法向前角的双刃锪钻，法向前角 n通常取通常取05。对于多刃锪。对于多刃锪第六章第六章 孔加工刀具孔加工刀具钻，由于切削稳定性较好，法向前角钻，由于切削稳定性较好，法向前角 n可取可取810。（3）后角）后角 0 功用主要是减小后刀面与切削表面的摩功用主要是减小后刀面与切削表面的摩擦。后角一般取擦。后角一般取68。（4）刃带。增大刃带有利于提高刀刃的强度，但刃带）刃带。增大刃带有利于提高刀刃的强度，但刃带过大也会增加摩擦因素，并增加切屑粘附的倾向。适当增过大也会增加摩擦因素，并增加切屑粘附的倾向。适当增大刃带