孔加工刀具种类及用途分析

2023-07-01 理论教育版权反馈

【摘要】：图6－3扁钻整体式；装配式2.麻花钻麻花钻是孔加工刀具中应用最为广泛的工具，特别适合直径小于30mm孔的粗加工，生产中也有把大一点的麻花钻作为扩孔钻使用的。扩孔钻按刀具切削部分的材料来分，有高速钢和硬质合金两种。

由于孔的形状、规格、精度要求和加工方法各不相同，故孔加工刀具种类有很多，按其用途可分为两类：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。

一、在实体材料上加工孔的刀具

1.扁钻

扁钻是最早使用的钻孔工具，它的结构简单、刚度好、制造成本低、刃磨方便、切削液容易导入孔中，但切削和排屑性能较差。扁钻在微孔（＜1mm）及较大孔（＞38mm）加工中比较方便、经济。近十几年来经过改进的扁钻，应用还是比较多的。

扁钻有整体式（图6－3（a））和装配式（图6－3（b））两种。前者常用于较小直径（＜12mm）孔的加工，后者适用于较大直径（＞63.5mm）孔的加工。

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图6－3　扁钻

（a）整体式；（b）装配式

2.麻花钻

麻花钻是孔加工刀具中应用最为广泛的工具，特别适合直径小于30mm孔的粗加工，生产中也有把大一点的麻花钻作为扩孔钻使用的。麻花钻按其制造材料的不同，分为高速钢麻花钻和硬质合金麻花钻。在钻孔中以高速钢麻花钻为主（详见6.2.2节）。

3.中心钻

中心钻主要用于加工轴类零件的中心孔，根据其结构特点分为无护锥中心钻（图6－4（a））和带护锥中心钻（图6－4（b））两种。钻孔前，先打中心孔，有利于钻头的导向，防止孔的偏斜。

4.深孔钻

通常把孔深与直径之比大于5倍的孔称为深孔，加工所用的钻头称为深孔钻。深孔钻有很多种，常用的有外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻及套料钻等。

深孔钻由于切削液不易达到切削区域，故刀具的冷却散热条件差，切削温度高，刀具寿命降低；再加上刀具细长、刚度较差，故钻孔时容易发生引偏和振动。因此，为保证孔加工质量和深孔钻的寿命，深孔钻在结构上必须解决断屑、排屑及冷却润滑和导向问题（详见6.2.3节）。

二、对已有孔加工的刀具

1.扩孔钻

扩孔钻是用来扩大已有孔的孔径或提高孔的加工精度的刀具。它既可以用作孔的最终加工，也可以作为铰孔和磨孔的预加工，在成批或大批生产时应用较广。它所达到的精度等级为IT10～IT9，表面粗糙度值为Ra6.3～3.2μm。

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图6－4中心钻

（a）无护锥；（b）有护锥

扩孔钻外形与麻花钻相似，但齿数较多，通常有3～4齿。切削刃不通过中心，无横刃，钻心直径较大，故扩孔钻的强度和刚性均比麻花钻好；加工时导向性好，切削过程平稳，加工质量和生产效率也比麻花钻高。扩孔钻的直径规格一般为10～100mm，直径小于15mm时一般不扩孔。

扩孔钻按刀具切削部分的材料来分，有高速钢和硬质合金两种。常见的结构形式有高速钢整体式（图6－5（a））、镶齿套式（图6－5（b））和硬质合金可转位式等。在小批量生产时，常用麻花钻改制。对于大直径的扩孔钻，常采用机夹可转位式。

2.锪钻

锪钻用于在空的端面上加工各种圆柱形沉头孔、锥形沉头孔或凹台表面。锪钻可采用高速钢整体结构或硬质合金镶齿结构，其中以硬质合金锪钻应用较广。常见的锪钻有三种：圆柱形沉头孔锪钻、锥形沉头孔锪钻及端面凸台锪钻。单件或小批生产时，常把麻花钻修磨成锪钻使用。

图6－6（a）所示为带导柱的平底锪钻，是用于加工六角头螺栓、带垫片的六角螺母、圆柱头螺钉的圆柱形沉头孔。这种锪钻在端面和圆周上都有刀齿，并且有一个导向柱，以保证沉头孔及其端面对圆柱孔的同轴度及垂直度。导向柱可以拆卸，以利于制造和重磨。

图6－6（b）所示为带导柱的锥面锪钻，其切削刃分布在圆锥面上，可对孔的锥面进行加工。

图6－6（c）所示为不带导柱的锥面锪钻，是用于加工锥角为60°、90°、120°的沉头螺钉的沉头孔。

图6－6（d）所示为端面锪钻，这种锪钻只有端面上有切削齿，以刀杆来导向，以保证加工平面与孔垂直，主要用于加工孔的内端面。

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图6－5　扩孔钻

（a）高速钢整体扩孔钻；（b）硬质合金镶齿套式扩孔钻1—前刀面；2—主切削刃；3—钻心；4—后刀面；5—刃带

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图6－6　锪钻

（a）带导柱的平底锪钻；（b）带导柱的锥面锪钻；（c）不带导柱的锥面锪钻；（d）端面锪钻

3.铰刀

铰刀是对中小尺寸的孔进行精加工和半精加工的常用刀具。由于铰削余量小（一般小于0.1mm）、铰刀齿数较多（4～16个）、槽底直径大、导向性和刚度好，因此，铰削的加工精度和生产率都比较高，在生产中得到了广泛的应用。铰孔后的精度可达IT6～IT5，表面的粗糙值为Ra1.6～0.2μm（详见6.2.4节）。

4.镗刀

镗刀是一种很常见的对工件已有孔进行再加工的刀具。在许多机床上都可以用镗刀镗孔（如车床、铣床、镗床、数控机床、加工中心及组合机床等），可以用于较大直径（孔径大于80mm）的通孔和不通孔的粗加工、半精加工和精加工。就其切削部分而言，与外圆车刀没有本质的区别。镗孔的加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度值为Ra6.3～0.8μm。

与其他加工方法相比，镗孔的一个突出优点是，可以用一种镗刀加工一定范围内各种不同直径的孔，尤其是直径很大的孔，它几乎是可供选择的唯一方法。此外，镗孔可以修正上一工序所产生的孔的相互位置误差，这一点是其他很多孔加工方法难以做到的。

由于镗刀和镗杆截面尺寸及长度受到所镗孔径、深度的限制，所以镗刀和镗杆的刚度比较差，容易产生变形和振动，切削液的注入和排屑较困难，且观察和测量不便，所以生产率较低（详见6.2.5节）。

孔加工刀具种类及用途分析

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