通孔加工刀具的探讨
欧阳森
（湛江德利化油器有限公司，广东湛江５２４０４３）
摘要：通孔刀具的设计应用特别讲究，不同的设计方案对加工成本、质量的控制的影响非常大。根据孔径的大小，设计不同
结构的刀具，减少刀具数量，使加工成本降到最低。
关键词：加工；工艺设计；镗刀；铰刀
Ｔｈｒｏｕｇｈ．ｈｏｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｔｈｅ Ｃｕｔｔｅｒ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
０ＵＹＡＮＧ Ｓｅｎ
（Ｚｈａｎｊｉａｎｇ Ｄｅｎｉ Ｃａｒｂｕｒｅｔｏｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２４０４３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐｅｃｉａｌ ｃａｒｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｈｒｏｕｇｈ—ｈｏｌｅ ｃｕｔｔｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｍａｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｅｄ ｖｅｒｙ
ｂｉｇ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｐｌａｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ａｐｅｒｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｃｕｔｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｕｎｌｉｋｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｃｕｔｔｅｒ ｗａｓ
ｃｕｔ ｄｏｗｎ，ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｓｔ ｍａｄｅ ｌｏｗ ｔｏ ｍｉｎｉｍｕｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｔｅｃｈｎｉｃｓ ｄｅｓｉｇｎ；Ｂｏｒｉｎｇ ｃｕｔｔｅｒ；Ｂｒｏａｃｈ
０前言
刀具的选择主要依据加工表面的尺寸、工件材料、所要求 的加工精度、表面粗糙度及选定的加工方法等…，而孔加工刀
具对；￣ｎ－ｒ成本、质量的影响最明显。
１ 大孔刀具设计探讨
图１工件图 如图１所示，一个孔径为６３６ｏ ，深度为３０ ｍｍ的通孔，
孑Ｌ的上端要求倒角０．２×４５。，下端倒角０．５×３０。，由于前、后
端均需加工倒角，孔径大小公差精度等级为Ｈ７，孔的加工粗
第 1 页 共 2 页 教学课题 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 多媒体
教学活动过程
（一）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。
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。 第 2 页 共 2 页 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。
实验三 孔加工刀具及孔加工认识实验报告
一．实验概述
孔是箱体、支架、套筒、环、盘类零件上的重要表面，也是机械加工中经常遇到的表面。孔的加工在加工精度和表面粗糙度要求相同的情况下，加工孔比加工外圆面困难，生产率低，成本高：（1）刀具的尺寸受到被加工孔的尺寸的限制，故刀具的刚性差，不能采用大的切削用量。
（2）刀具处于被加工孔的包围中，散热条件差，切屑排出困难，切削液不易进入切削区，切屑易划伤加工表面。
本次实验我们使用摇臂钻床Z3038机床钻孔、C616车床镗孔、T611B镗床镗孔。
二、实验目的
1、了解孔加工的特点及钻削原理，
2、了解孔加工方法，
3、认识常用的孔加工刀具，
4、了解孔加工机床的种类及加工零件的特点。
三．注意事项
1、注意安全，请勿乱动机床
2、勿用手去触摸正在加工过程中的工件或机床
3、不得穿拖鞋进入实训室现场
四、实验内容
1、孔加工刀具：麻花钻、中心钻、扩孔钻、铰刀、拉刀、镗刀等
2、麻花钻结构认识
1）横刃较长，横刃处前角为负值切削阻力大，据实验50%的轴向力和15%的扭距。
2）主切削刃上各点前角不同（靠近钻心处前角为负值），切削性能差。
3）钻头的副后角为零，摩擦力大。
4）主切削刃外缘处刀尖角小，刀齿薄弱。 5）主切削刃长，且全刀宽切削，排屑困难。
3、孔的加工方法及工艺特点
1）钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、孔的光整加工等。
2）（1）易引偏（2）排屑困难（3）切削温度高，刀具磨损快。
3、常用孔加工机床孔加工特点
1）台钻的主轴进给由转动进给手柄实现。台钻小巧灵活，使用方便，结构简单，主要用于加工小型工件上的各种小孔。在仪表制造、钳工和装配中用得较多。
2）立钻主轴的轴向进给可自动进给，也可作手动进给。在立钻上加工多孔工件可通过移动工件来完成。
3）摇臂钻床用于大型工件、多孔工件上的大、中、小孔加工，广泛用于单件和成批生产中。
4）对于直径较大的孔（一般D>φ80～100mm）、内成形面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法。镗孔(boring) ：利用镗刀对已有的孔进行加工。
第一章、第二章简答题
1、刀具在什么条件下工作？
答：刀具工作时，要承受很大的压力，同时，由于切削是产生的金属塑性变形以及在刀具、切屑工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。
另外，在加工脆性材料，断续切削，粗加工过程中，刀具切削部分要承受一定的冲击力的作用。
2、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点，适用于何处？
答：高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性最好。主要低速加工铸铁，结构钢
硬质合金的主要特点：
（1）随碳化物含量的提高，其熔点、硬度、耐磨性提高；
（2）化学稳定性好，热稳定性好
（3）切削速度高
（4）抗弯强度低，冲击韧性低
主要应用：加工铸铁，结构钢，不锈钢，耐热合金，钛合金等
陶瓷刀具的主要特点：
（1）硬度高，耐磨性好，切削速度高
（2）热化学稳定性好，耐热温度高
（3）抗弯强度低，冲击韧性差
（4）导热性能差
主要应用：氧化铝基陶瓷刀具主要用于高速精车、半精车铸铁及调质结构钢；氮化硅基陶瓷刀具加工铸铁，镍基合金。 金刚石主要特点：
（1）具有极高的硬度和耐磨性
（2）切削刃可以刃磨得非常锋利
（3）导热性能非常好
（4）热稳定性能较低
（5）高温下和黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损应用：主要用于磨料，用作刀具时，多用于在高速下对有色金属及非金属进行精细车削，镗孔
3、常用高速钢有哪些牌号？其化学成分和性能特点如何？目前通过那些途径提高高速钢的切削性能？
答： W18Cr4V（W18），化学成分中含钨量18%
主要特点：
（1）综合性能较好
（2）淬火过热倾向小，热处理易控制，刃磨性能好
（3）含碳量高，塑性变形抗力大
（4）碳化物分布不均，剩余碳化物颗粒大（30μm
（5）抗弯强度、韧性较低，
钨钼钢 W6Mo5Cr4V2（M2）
特点：
优点：
（1）碳化物细小均匀，机械性能好，可做大尺寸刀具；
