高效高精度孔加工刀具

第一章 总论

第一节 高效高精度孔加工刀具的发展与现状

一、高效高精度孔加工刀具的发展

二、高效高精度孔加工刀具的地位

三、高效高精度孔加工刀具的特征

四、高效高精度孔加工刀具的管理

五、系统工程在高效高精度孔加工刀具中的应用

第二节 高效高精度孔加工刀具的分类

第三节 高效高精度孔加工刀具的选择和应用

一、高效高精度孔加工刀具的选择

二、超硬材料孔加工刀具的应用

三、珩磨工具（珩磨头、珩磨杆）在孔加工中的应用

第二章 可转位（机夹式）浅孔钻

第一节 概述

一、浅孔钻种类

二、浅孔钻结构

三、浅孔钻特点

第二节 浅孔钻的设计与工艺

一、浅孔钻的结构设计

二、浅孔钻制造工艺

第三节 浅孔钻的应用及注意事项

一、浅孔钻应用

二、浅孔钻使用注意事项

第三章 齿冠钻

第一节 概述

第二节 齿冠钻结构设计及工艺

一、齿冠钻组成

二、齿冠钻的设计

三、齿冠钻的制造工艺

四、齿冠钻的精度和要素

第三节 齿冠钻的应用

一、齿冠钻的应用特点

二、常见问题及解决方法

三、本章使用的符号

第四章 深孔钻

第一节 概述

一、深孔钻在制造业中的地位及作用

二、深孔钻的分类及冷却和排屑系统原理

第二节 枪钻

一、枪钻的结构及应用特点

二、枪钻的设计

三、枪钻的使用

第三节 BTA深孔钻

一、BTA深孔钻的结构

二、BTA深孔钻的设计

三、BTA深孔钻的应用

第四节 喷吸钻

一、喷吸钻结构

二、喷吸钻的设计

三、喷吸钻的应用

第五章 精密孔加工镗孔刀具

第一节 典型镗刀的结构及特点

一、整体式镗刀

二、组合式镗刀

三、模块式镗刀

第二节 典型镗孔加工刀具应用

一、精镗单元的使用

二、刀座式微调单元的使用

三、小型刀夹的使用

四、模块式小孔径镗刀的使用

五、模块式微调精镗刀的使用

六、桥式镗刀的使用

第三节 组合式镗孔刀具的结构设计

一、组合式镗刀的结构设计

二、组合式镗刀设计范例

第四节 镗孔加工时提高表面粗糙度的措施

第五节 镗孔刀具的技术改进

第六章 精密孔加工铰孔刀具

第一节 铰刀概述

一、常用铰刀的结构组成和特点

二、铰刀的类型和用途

三、铰削加工的特点

第二节 手用铰刀

一、直柄手用铰刀

二、可调节手用铰刀

三、可胀手用铰刀

第三节 机用铰刀

一、机用铰刀的直径和公差

二、机用铰刀的齿数和槽形

三、机用铰刀刀齿在圆周上的不等分分布

四、机用铰刀刀齿刃磨部分尺寸

五、直柄机用铰刀

六、锥柄机用铰刀

第四节 锥度铰刀

一、1：50锥度铰刀的结构组成

二、莫氏锥孔锥度铰刀的结构组成

三、桥梁铰刀的结构组成

四、1：16锥度铰刀的结构组成

五、锥度铰刀关键工序加工工艺

第五节 套式铰刀

一、套式铰刀的结构组成

二、套式铰刀专用心轴

三、套式铰刀典型制造方法简介

第六节 焊接式硬质合金铰刀

一、焊接式硬质合金铰刀的直径和公差

二、焊接式硬质合金铰刀的齿数和槽形

三、焊接式硬质合金铰刀的材料

四、焊接式硬质合金铰刀刀齿刃磨部分尺寸

五、焊接式硬质合金杆状类铰刀

六、焊接式硬质合金套式铰刀

七、焊接式硬质合金无刃铰刀

八、焊接式硬质合金铰刀关键工序

第七节 组合式精密铰刀

一、硬质合金可调节浮动铰刀

二、镶齿铰刀

三、机夹式铰刀

第八节 硬质合金铰刀

一、铰刀的种类

二、铰刀的结构

三、圆柱铰刀的结构设计

第九节 铰削常见问题产生的原因及解决方法

一、铰削时各种使用条件对铰削孔的质量影响

二、常用材料的铰削用量

三、铰孔加工过程中的质量控制

四、铰刀的应用特点

五、铰刀铰孔中常见问题的原因和解决办法

第七章 珩磨工具在孔加工中的应用

第一节 珩磨加工

一、珩磨加工原理

二、珩磨加工技术特点

三、珩磨加工的应用

四、珩磨加工技术的发展与前景

第二节 珩磨工具及其制造工艺

一、珩磨头及其制造工艺

二、珩磨杆

三、珩磨条及其制造工艺

第八章 复合孔加工刀具

第一节 阶梯钻

一、阶梯钻头结构组成和特点

二、阶梯钻的类型和用途

三、阶梯钻制造工艺

四、阶梯钻的使用及注意事项

第二节 典型复合孔加工刀具

一、典型复合孔加工刀具的结构形式

二、复合孔加工刀具设计应考虑的事项

三、复合孔加工刀具设计制造实例

第三节 台阶钻

一、台阶钻主要结构

二、台阶钻的结构和切削特点

三、常见的加工方法

四、本章使用的符号

第九章 金刚石、立方氮化硼钻头

第一节 概述

一、金刚石、立方氮化硼钻头材料的性能特点

二、金刚石、立方氮化硼钻头材料的分类

第二节 金刚石、立方氮化硼钻头的设计和制造技术

一、金刚石、立方氮化硼钻头的设计原则

二、金刚石、立方氮化硼钻头结构形式及要求

三、焊接式金刚石、立方氮化硼钻头的制造工艺

第三节 金刚石、立方氮化硼钻头的使用

一、金刚石、立方氮化硼钻头的选用

二、常用切削刀具材料性能与金刚石、立方氮化硼材料性能对比

三、金刚石、立方氮化硼钻头使用

四、金刚石钻头的加工适用性

第十章 典型孔加工刀具切削性能评价与检测

第一节 典型孔加工刀具切削性能评价指标

一、切削力与切削振动

二、断屑与排屑

三、孔加工刀具磨损、破损及耐用度

四、孔加工尺寸精度

五、孔加工中的毛刺

第二节 常用孔加工刀具切削试验与检测系统

一、常用孔加工刀具切削试验

二、常用孔加工刀具检测系统

第三节 典型孔加工刀具切削性能评价案例分析

一、铝合金钻削孔性能评价试验

二、新型模具钢钻削性能评价试验

三、碳纤维增强复合材料（CFRP）的高效制孔性能评价试验

附录 铰刀术语

参考文献2100433B

《现代切削刀具实用技术丛书：高效高精度孔加工刀具》共分十章。第一章介绍了高效高精度孔加工刀具的基础知识和发展；第二章介绍了可转位（机夹式）浅孔钻结构特点和使用；第三章介绍了国内外新型齿冠钻结构、种类、设计及工艺和应用特点；第四章主要介绍了深孔钻、枪钻、BTA深孔钻、喷吸钻的结构和设计及应用；第五章介绍了精密镗刀的结构特点及应用特点；第六章介绍了高速钢精密铰刀、硬质合金精密铰刀等的结构及应用特点；第七章介绍了具有发展潜能的珩磨孔件加工的方法；第八章介绍了阶梯钻、台阶钻、钻扩、钻锪螺纹、扩铰等复合孔加工刀具的结构特点及应用特点；第九章介绍了金刚石、立方氮化硼钻头材料的性能特点、材料的分类，金刚石、立方氮化硼钻头的设计和制造技术及应用特点；第十章介绍了典型孔加工刀具切削性能评价指标、切削试验与检测系统、精密孔加工刀具几何参数的测量、切削性能评价案例分析。

①大部分孔加工刀具为定尺寸刀具，刀具本身的尺寸精度和形状精度 不可避免地对孔的加工精度有重要的影响。

②孔加工刀具尺寸由于受到加工孔直径的限制，刀具横截面尺寸较 小，特点是用于加工小直径孔和深径比(孔的深度与直径之比的数值)较大 的孔的刀具，其横截面尺寸更小，所以刀具刚性差，切削不稳定，易产生 振动。

③孔加工刀具是在工件已加工表面的包围之中进行切削加工，切削呈 封闭或半封闭的状态，因此排屑困难，切削液不易进入切削区，难以观察切 削中的实际情况，对工件质量、刀具寿命都将产生不利的影响。

④孔加工刀具种类多、规格多。

孔加工孔加工刀具

从实体材料上加工出孔或扩大已有孔的刀具称为孔加工刀具。如麻花 钻、中心钻、扁钻、深孔钻等可以在实体材料上加工出孔，而铰刀、扩孔钻、镗 刀等可以在已有孔的材料上进行扩孔加工。

孔加工钻孔刀具

(1)麻花钻。

麻花钻是最常见的孔加工刀具，它可在实心材料上钻孔，也可用来扩孔，主要用于加工φ30mm以下的孔。

(2) 深孔钻。

孔的长径比 (L/D) 大于5为深孔，因加工深孔是在深处切削，切削液不易注入，散热差，排屑困难，钻杆刚性差，易损坏刀具和引起孔的轴线偏斜，影响加工精度和生产效率，故应选用深孔刀具加工。

(3) 扩孔钻。

将工件上已有的孔 (铸出、锻出或钻出的孔) 扩大的加工方 法叫做扩孔。加工中心上进行扩孔多采用扩孔钻，也可使用键槽铣刀或立铣刀 进行扩孔，比普通扩孔钻的加工精度高。

(4) 中心钻和定心钻

中心钻主要用于钻中心孔，也可用于麻花钻钻孔前预钻定心孔；定心钻主要用于麻花钻钻孔前预钻定心孔，也可用于孔口倒角，α主要有90°和120°两种。

孔加工镗刀

在机床上用镗刀对大、中型孔进行半精加工和精加工称为镗孔。镗孔的尺寸精度一般可达IT7～IT10。镗刀种类很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。

（1）单刃镗刀。

单刃镗刀可用于镗削通孔、阶梯孔和 不通孔。单刃镗刀只有一个刀片，使用时用螺钉装夹到镗杆上。垂直安装的刀片镗通孔，倾斜安装的刀片镗不通孔或阶梯孔。

单刃镗刀刚性差，切削时易引起振动，为减小径向力，宜选较大的主偏角。镗铸铁孔或精镗时，常取κr=90°；粗镗钢件孔时，为提高刀具寿命，一 般取κr=60°～75°。单刃镗刀结构简单，适应性较广，通过调整镗刀片的悬伸长度即可镗出不同直径的孔，粗、精加工都适用；但单刃镗刀调整麻烦，效率低，对工人操作技术要求高，只能用于单件小批量生产的场合。

（2）双刃镗刀。

镗削大直径的孔可选用双刃镗刀。双刃镗刀有两个对称的切削刃同时工作，也称为镗刀块 (定尺寸刀具)。双刃镗刀的头部可以在较大范围内进行调整，且调整方便，最大镗孔直径可达 1000mm。切削时两个对称切削刃同时参加切削，不仅可以消除切削力对镗杆的影响，而且切削效率高。双刃镗刀刚性好，容屑空间大，两径向力抵消，不易引起振动，加工精度高，可获得较好的表面质量，适用于大批量生产。

孔加工铰刀

铰孔是用铰刀对孔进行精加工的方法。铰孔往往作为中小孔钻、扩后的精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔只能提高孔的尺寸精度和形状精度，减小其表面粗糙度值，不能提高孔的位置精度，也不能纠正孔的轴线歪斜。 一般铰孔的尺寸精度可达IT7～IT9，表面粗糙度JPRa值可达1.6～0.8μm。

铰孔质量除与正确选择铰削用量、冷却润滑液有关外，铰刀的选择也至关 重要。在加工中心上铰孔时，除使用普通标准铰刀外，还常采用机夹硬质合金刀 片单刃铰刀和浮动铰刀等。

(1) 普通标准铰刀。

普通标准铰刀有直柄、锥柄和套式三 种。锥柄铰刀直径为φ10～φ32mm，直柄铰刀直径为φ6～φ20mm，小孔直柄铰 刀直径为φ1～φ6mm，套式铰刀直径为φ25～φ80mm。

(2)机夹硬质合金刀片单刃铰刀。

机夹硬质合金刀片单刃铰刀刀片3通过楔套4用螺钉1固定在刀体上，通过螺钉7、销6可调节铰刀尺 寸。导向块2可采用黏结和铜焊方式固定。机夹硬质合金刀片单刃铰刀不仅寿命 长，而且加工孔的精度高，表面粗糙度Ra值可达0.7μm。对于有内冷却通道的单刃铰刀，允许切削速度达80m/min。

(3) 浮动铰刀。

浮动铰刀不仅能保证换刀和进刀过程中刀具的稳定性，刀片不会从刀杆的长方形孔中滑 出，而且还能通过自由浮动而准确地“定心”。由于浮动铰刀有两个对称刃， 能自动平衡切削力，在铰削过程中又能自动补偿因刀具安装误差或刀杆的径向圆跳动而引起的加工误差，因而加工精度稳定。浮动铰刀的寿命比高速钢铰刀高8～10倍且具有直径调整的连续性，因此是加工中心所采用的一种比较理想的铰刀。

孔加工锪刀

锪刀主要用于各种材料的锪台阶孔、锪平面、孔口倒角等工序，常用的锪刀有平底型、锥型及复合型等。

孔加工机用丝锥

机用丝锥主要用于加工M6～M20的螺纹孔。从原理上讲，丝锥就是将外螺纹做成刀具。

孔加工螺纹铣刀

螺纹铣刀有圆柱螺纹铣刀、机夹螺纹铣刀及组合式多工位专用螺纹镗铣刀等形式。

由于孔加工是对零件内表面的加工，对加工过程的观察、控制困难，加工难度要比外圆表面等开放型表面的加工大得多。孔的加工过程主要有以下几方面的特点。

①孔加工刀具多为定尺寸刀具，如钻头、铰刀等，在加工过程中，刀具磨损造成的形状和尺寸的变化会直接影响被加工孔的精度。

②由于受被加工孔直径大小的限制，切削速度很难提高，影响加工效率和加工表面质量，尤其是在对较小的孔进行精密加工时，为达到所需的速度，必须使用专门的装置，对机床的性能也提出了很高的要求。

③刀具的结构受孔的直径和长度的限制，刚性较差。在加工时，由于轴向力的影响，容易产生弯曲变形和振动，孔的长径比(孔深度与直径之比)越大，刀具刚性对加工精度的影响就越大。

④孔加工时，刀具一般是在半封闭的空间工作，切屑排除困难；冷却液难以进入加工区域，散热条件不好。切削区热量集中，温度较高，影响刀具的耐用度和钻削加工质量。2100433B