71专用刀具设计.pptx

1机械制造装备设计机械制造装备设计李益兵李益兵MailMail：2 主要讲授内容主要讲授内容第一节第一节 孔加工复合刀具设计孔加工复合刀具设计第二节第二节 拉刀设计拉刀设计第三解第三解 成型车刀设计成型车刀设计专用刀具设计专用刀具设计3一、什么是切削加工一、什么是切削加工 用刀具从原材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得用刀具从原材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生产方法。产方法。二、切削加工的分类二、切削加工的分类1.1.钳工钳工1 1 切削加工的分类切削加工的分类 在钳工工作台上手持工具进行切削加工。加工内容：划线、在钳工工作台上手持工具进行切削加工。加工内容：划线、锯削、錾削、锉削、刮削、钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹等锯削、錾削、锉削、刮削、钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹等 2.2.机械加工机械加工 工人操作机床进行切削加工。工人操作机床进行切削加工。加工方法：车削、钻削、铣加工方法：车削、钻削、铣削、刨削、镗削、拉削、磨削等削、刨削、镗削、拉削、磨削等 机械加工概述机械加工概述42 2 切削运动与切削要素切削运动与切削要素 一、机床的切削运动一、机床的切削运动平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）机械加工概述机械加工概述5 机械加工概述机械加工概述6 机械加工概述机械加工概述7 切削运动切削运动为了形成零件表面形状，为了形成零件表面形状，刀具与工件之刀具与工件之间的相对运动间的相对运动。1.1.主运动：主运动：切下切屑最主要的运动。切下切屑最主要的运动。特点：特点：在整个运动系统中在整个运动系统中 速度最高、消耗的功速度最高、消耗的功率最大率最大。主运动。主运动只有一个。只有一个。2.2.进给运动进给运动：使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。特点：特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。速度低、消耗的功率小。有一个或多个。机械加工概述机械加工概述83.3.零件上的三个表面零件上的三个表面已加工表面已加工表面已加工表面已加工表面加工表面加工表面加工表面加工表面待加工表面待加工表面待加工表面待加工表面nf f已加工表面已加工表面加工表面加工表面待加工表面待加工表面二、切削要素二、切削要素1.1.切削用量三要素切削用量三要素1 1）切削速度（）切削速度（v vc c）m/s在单位时间内，工件或刀具沿主运动方向的相对位移。在单位时间内，工件或刀具沿主运动方向的相对位移。d dw wd dm m 机械加工概述机械加工概述9旋转运动：旋转运动：（m/s）往复直线运动：往复直线运动：（m/s）2 2）进给量（）进给量（f f）（mmmm）在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿进给运动方向的相对位移。进给运动方向的相对位移。单位时间的进给量单位时间的进给量 进给速度（进给速度（v vf f）（mm/s）机械加工概述机械加工概述10d dm md dw wf fn3 3）背吃刀量（）背吃刀量（a ap p）（mm）（mm）2.2.切削层几何参数切削层几何参数切削层切削层 指工件上正在被切削刃切削的那一层金属。指工件上正在被切削刃切削的那一层金属。即两个相邻加工表面之间的那一层金属。即两个相邻加工表面之间的那一层金属。1 12 2f fa ap pKrKrf fa ap pKrKr 机械加工概述机械加工概述111)1)切削厚度（切削厚度（a ac c）（mmmm）两相邻加工表面之间的垂直距离。两相邻加工表面之间的垂直距离。a ac cf fa ap pKrKr（mm）2)2)切削宽度（切削宽度（a aww）（mmmm）沿主刀刃度量的切削层的长度。沿主刀刃度量的切削层的长度。a aw w（mm）3)3)切削面积（切削面积（A AC C）（mmmm2 2）（mm2）机械加工概述机械加工概述123 3 金属切削刀具金属切削刀具一、刀具的组成一、刀具的组成切削部分切削部分（刀头）（刀头）夹持部分（刀体）夹持部分（刀体）前刀面：前刀面：主后刀面：主后刀面：副后刀面：副后刀面：主刀刃主刀刃副刀刃副刀刃刀尖刀尖切屑流出切屑流出所经过的表面。所经过的表面。刀具上与工件的加工表面相对的表面。刀具上与工件的加工表面相对的表面。刀具上与工件的已加工表面相对的表面。刀具上与工件的已加工表面相对的表面。机械加工概述机械加工概述14二、刀具材料二、刀具材料1.1.对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求 较高的硬度。较高的硬度。一般要求在一般要求在 HRC 60HRC 60以上。以上。有足够的强度和韧性。有足够的强度和韧性。有较好的耐磨性。有较好的耐磨性。较高的耐热性。较高的耐热性。有较好的工艺性。有较好的工艺性。2.2.常用刀具材料常用刀具材料 碳素工具钢碳素工具钢C=0.71.4%C=0.71.4%；T8T8、T10T10、T10AT10A、T12T12等等HRC6165HRC6165 机械加工概述机械加工概述15特点特点a.a.淬火后硬度高；淬火后硬度高；HRC6165HRC6165b.b.价格低；价格低；.耐热温度低；耐热温度低；.淬火后应力、变形大。淬火后应力、变形大。250300250300应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。合金工具钢合金工具钢Me5%Me5%；9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn等。等。HRC6168HRC6168耐热温度耐热温度 350400350400应用：速度低、形状较复杂的工具。如绞刀、板牙、丝锥等。应用：速度低、形状较复杂的工具。如绞刀、板牙、丝锥等。机械加工概述机械加工概述16 高速钢高速钢高合金钢。高合金钢。W=620%W=620%；Cr=3.84.4%Cr=3.84.4%；V=1.04%V=1.04%HRC6269HRC6269 耐热温度耐热温度 600600V=3050V=3050（m/minm/min）应用：各种形状复杂、速度中等的刀具。应用：各种形状复杂、速度中等的刀具。如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。硬质合金硬质合金碳化物碳化物+粘结剂粘结剂粉末冶金粉末冶金碳化物：碳化物：WCWC、TiCTiC、TaCTaC、NbCNbC粘结剂：粘结剂：CoCoHRC7684HRC7684耐热温度耐热温度 10001000允许的切削速度是高速钢的允许的切削速度是高速钢的410410倍。倍。机械加工概述机械加工概述17 钨钴类（钨钴类（YGYG）：）：WC+CoWC+Co韧性好、硬度低，切削韧性材料时耐磨性较差。韧性好、硬度低，切削韧性材料时耐磨性较差。适于加工铸铁、青铜等脆性材料和粗加工。适于加工铸铁、青铜等脆性材料和粗加工。钨钴钛类（钨钴钛类（YTYT）：）：WC+TiC+CoWC+TiC+Co硬度高、耐磨性好、耐热性好，但韧性较差硬度高、耐磨性好、耐热性好，但韧性较差 。适于加工韧性材料和精加工。适于加工韧性材料和精加工。陶瓷材料陶瓷材料HRC9394HRC9394耐热温度耐热温度 1200145012001450主要用于加工半精加工和精加工高硬度、高主要用于加工半精加工和精加工高硬度、高强度钢及冷硬铸铁等材料。强度钢及冷硬铸铁等材料。机械加工概述机械加工概述18 （6 6）金刚石刀具金刚石刀具硬度高达硬度高达10000HV10000HV 是自然界中最硬的材料。能切削陶瓷、高硅铝合金、是自然界中最硬的材料。能切削陶瓷、高硅铝合金、硬质合金等难加工材料，还可以切削有色金属及其合硬质合金等难加工材料，还可以切削有色金属及其合金，但不能切削铁族材料。因为碳和铁元素有很强的金，但不能切削铁族材料。因为碳和铁元素有很强的亲和性，加工时碳元素易向工件扩散，加快刀具磨损。亲和性，加工时碳元素易向工件扩散，加快刀具磨损。常用于切削淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等，允许常用于切削淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等，允许的切削速度是硬质合金的的切削速度是硬质合金的5倍以上。倍以上。（7 7）立方氮化硼）立方氮化硼硬度达硬度达320032004000HV4000HV耐热温度耐热温度 1300150013001500耐热温度耐热温度 1200150012001500 机械加工概述机械加工概述19 机械加工概述机械加工概述20三、刀具几何形状三、刀具几何形状1.1.三个辅助平面三个辅助平面 基面基面d dw wd dm mnf f过主刀刃上一点，与该过主刀刃上一点，与该点切削速度方向相垂直点切削速度方向相垂直的平面。的平面。切削平面切削平面过主刀刃上一点，与该点加工过主刀刃上一点，与该点加工表面相切的平面。表面相切的平面。切削平面切削平面 主剖面主剖面主剖面主剖面过主刀刃上一点，与主刀刃在基面上的投影相垂直的平过主刀刃上一点，与主刀刃在基面上的投影相垂直的平面。面。机械加工概述机械加工概述21 机械加工概述机械加工概述222.2.刀具的主要标注角度刀具的主要标注角度d dw wd dm mnf f切削平面切削平面主剖面主剖面1)1)前角（前角（0 0）前刀面和基面前刀面和基面之间的夹角。之间的夹角。在主剖面内度量。在主剖面内度量。0 02 2）后角（）后角（0 0）主后刀面和切削平面主后刀面和切削平面之间的夹角。之间的夹角。在主剖面内度量。在主剖面内度量。0 03 3）主偏角（）主偏角（krkr）4 4）副偏角（）副偏角（krkr）krkrKrKr 机械加工概述机械加工概述23 机械加工概述机械加工概述245 5）刃倾角（）刃倾角（S S）主切削刃与基面之间的夹角。主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内度量在切削平面内度量 机械加工概述机械加工概述253.3.刀具的结构形式刀具的结构形式1 1）焊接式车刀）焊接式车刀2 2）机加重磨式车刀）机加重磨式车刀3 3）机加可转位式车刀）机加可转位式车刀 机械加工概述机械加工概述26四、刀具角度对加工过程的影响四、刀具角度对加工过程的影响1.1.前角（前角（0 0）作用作用 减小切屑的变形；减小切屑的变形；减小前刀面与切屑之间的摩擦力。减小前刀面与切屑之间的摩擦力。所以所以 0 0 ：a.a.减小切削力和切削热；减小切削力和切削热；b.b.减小刀具的磨损；减小刀具的磨损；c.c.提高工件的加工精度和表面质量。提高工件的加工精度和表面质量。0 0 机械加工概述机械加工概述27选择：选择：加工塑性材料和精加工加工塑性材料和精加工取大前角（取大前角（）0 0加工脆性材料和粗加工加工脆性材料和粗加工取小前角（取小前角（）0 0前角（前角（0 0）可正、可负、也可以为零。）可正、可负、也可以为零。高速钢车削碳钢：高速钢车削碳钢：0 0=20=200 030300 0硬质合金车削碳钢：硬质合金车削碳钢：0 0=10=100 020200 0 机械加工概述机械加工概述282.2.后角（后角（0 0）作用：作用：减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。所以所以 0 0a.a.减小切削力和切削热；减小切削力和切削热；b.b.减小刀具的磨损；减小刀具的磨损；c.c.提高工件的加工精度和表面质量。提高工件的加工精度和表面质量。0 0 0 机械加工概述机械加工概述29选择：选择：加工塑性材料和精加工加工塑性材料和精加工取大后角（取大后角（）0 0加工脆性材料和粗加工加工脆性材料和粗加工取小后角（取小后角（）0 0后角（后角（0 0）只能是正的。）只能是正的。精加工：精加工：0 0=8=80 012120 0粗加工：粗加工：0 0=4=40 0880 03.3.主偏角（主偏角（kr kr）改善切削条件，提高刀具寿命改善切削条件，提高刀具寿命。作用：作用：减小减小kr：使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。机械加工概述机械加工概述30nf fd dw wd dm mkrkrkrkra ap p选择系统刚性好：取较小的系统刚性好：取较小的krkr。10100 030300 0、45450 0。系统刚性差：取较大的系统刚性差：取较大的krkr。60600 0、75750 0、90900 0。但减小但减小kr kr 加大工加大工件的变形挠度，使工件件的变形挠度，使工件精度降低。同时，容易精度降低。同时，容易引起系统振动。引起系统振动。机械加工概述机械加工概述314.4.副偏角（副偏角（kr kr）最终形成已加工表面最终形成已加工表面。作用：选择：在不产生振动的前提下，取小值。选择：在不产生振动的前提下，取小值。Kr：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件的表面粗糙度。的表面粗糙度。机械加工概述机械加工概述325.5.刃倾角（刃倾角（S S ）作用 影响切削刃的锋利程度；影响切削刃的锋利程度；影响切屑流出方向；影响切屑流出方向；影响刀头强度和散热条件；影响刀头强度和散热条件；影响切削力的大小和方向。影响切削力的大小和方向。选择：选择：粗加工：可取零或负（粗加工：可取零或负（S S =0=0、-S S ）精加工：取精加工：取 正（正（+S S ）机械加工概述机械加工概述331、钻孔、钻孔（1 1 1 1）钻床的运动：）钻床的运动：）钻床的运动：）钻床的运动：主主主主 运运运运 动：钻头的旋转；进给运动：钻头的直动：钻头的旋转；进给运动：钻头的直动：钻头的旋转；进给运动：钻头的直动：钻头的旋转；进给运动：钻头的直线移动。线移动。线移动。线移动。第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具（2 2 2 2）麻花钻结构：）麻花钻结构：）麻花钻结构：）麻花钻结构：34 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具35（3 3）、钻削的特点：）、钻削的特点：）、钻削的特点：）、钻削的特点：“三差一大三差一大三差一大三差一大”。刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性大为下降。刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性大为下降。刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性大为下降。刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性大为下降。导向性差：导向棱少且窄。导向性差：导向棱少且窄。导向性差：导向棱少且窄。导向性差：导向棱少且窄。切削条件差：排屑困难，不易散热。切削条件差：排屑困难，不易散热。切削条件差：排屑困难，不易散热。切削条件差：排屑困难，不易散热。轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。属于粗加工工序：属于粗加工工序：属于粗加工工序：属于粗加工工序：经济精度：经济精度：经济精度：经济精度：IT13IT13IT13IT13IT11IT11IT11IT11，Ra25Ra25Ra25Ra2512.5m12.5m12.5m12.5m 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具36（4 4 4 4）、钻床的加工方法：）、钻床的加工方法：）、钻床的加工方法：）、钻床的加工方法：钻孔钻孔扩孔扩孔铰孔铰孔攻丝攻丝锪锥面锪锥面 锪平面锪平面 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具372 2、扩孔、扩孔 是对已有孔进行扩大加工的一种方法。扩孔余量一般为孔径的是对已有孔进行扩大加工的一种方法。扩孔余量一般为孔径的是对已有孔进行扩大加工的一种方法。扩孔余量一般为孔径的是对已有孔进行扩大加工的一种方法。扩孔余量一般为孔径的1/81/81/81/8。扩孔后精度可达。扩孔后精度可达。扩孔后精度可达。扩孔后精度可达101010109 9 9 9，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达6.36.36.36.33.2m3.2m3.2m3.2m。3 3 3 3 4 4 4 4条条条条切切切切削削削削刃刃刃刃及及及及排排排排屑屑屑屑槽槽槽槽，钻钻钻钻芯大，刚性强芯大，刚性强芯大，刚性强芯大，刚性强3 3 3 3 4 4 4 4条导向棱，稳定性条导向棱，稳定性条导向棱，稳定性条导向棱，稳定性提高提高提高提高没有横刃没有横刃没有横刃没有横刃扩孔钻的种类：扩孔钻的种类：扩孔钻的种类：扩孔钻的种类：直柄、锥柄、套式直柄、锥柄、套式直柄、锥柄、套式直柄、锥柄、套式 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具383 3、铰刀、铰刀 铰削是对经过钻削后的孔进行精加工的一种常用方法。铰削是对经过钻削后的孔进行精加工的一种常用方法。铰削是对经过钻削后的孔进行精加工的一种常用方法。铰削是对经过钻削后的孔进行精加工的一种常用方法。铰后孔可达铰后孔可达铰后孔可达铰后孔可达IT9IT9IT9IT9IT7IT7IT7IT7级精度，表面粗糙度级精度，表面粗糙度级精度，表面粗糙度级精度，表面粗糙度RaRaRaRa值可达值可达值可达值可达1.61.61.61.60.4m0.4m0.4m0.4m。余量小：粗铰：余量小：粗铰：余量小：粗铰：余量小：粗铰：0.120.120.120.120.35 mm0.35 mm0.35 mm0.35 mm；精铰：；精铰：；精铰：；精铰：0.050.050.050.050.15 mm0.15 mm0.15 mm0.15 mm 切速低：切速低：切速低：切速低：V=0.025V=0.025V=0.025V=0.0250.16 m/s0.16 m/s0.16 m/s0.16 m/s 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具39 4 4 4 4 12121212个刀刃，排屑槽更浅，刚性个刀刃，排屑槽更浅，刚性个刀刃，排屑槽更浅，刚性个刀刃，排屑槽更浅，刚性大为提高大为提高大为提高大为提高。有修光刃，可校准孔径和修光孔壁。有修光刃，可校准孔径和修光孔壁。有修光刃，可校准孔径和修光孔壁。有修光刃，可校准孔径和修光孔壁。切削条件好，切削余量小。切削条件好，切削余量小。切削条件好，切削余量小。切削条件好，切削余量小。第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具40铰刀的种类铰刀的种类手用铰刀：手用铰刀：d=171 mm特特点点：工工作作部部分分长长，刃刃锥锥角小。角小。机用铰刀：机用铰刀：d=150 mm特特点点：工工作作部部分分短短，刃刃锥锥角大。角大。套式：套式：d=23.6100 mm一般用于较大孔径的加工一般用于较大孔径的加工 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具414 4、镗孔、镗孔 （1 1 1 1）、镗床的运动：）、镗床的运动：）、镗床的运动：）、镗床的运动：主运动：镗刀的旋转。主运动：镗刀的旋转。主运动：镗刀的旋转。主运动：镗刀的旋转。进给运动：工进给运动：工进给运动：工进给运动：工件或镗刀的直线运动。件或镗刀的直线运动。件或镗刀的直线运动。件或镗刀的直线运动。第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具 镗刀的结构简单，调整方便镗刀的结构简单，调整方便镗刀的结构简单，调整方便镗刀的结构简单，调整方便 通用性大通用性大通用性大通用性大 经济精度：经济精度：经济精度：经济精度：IT8-IT7IT8-IT7IT8-IT7IT8-IT7，Ra1.6-0.8 mRa1.6-0.8 mRa1.6-0.8 mRa1.6-0.8 m 精细镗精细镗精细镗精细镗(有色金属有色金属有色金属有色金属)：IT7-IT6IT7-IT6IT7-IT6IT7-IT6，Ra0.8-0.4 mRa0.8-0.4 mRa0.8-0.4 mRa0.8-0.4 m 可保证孔的尺寸及位置精度可保证孔的尺寸及位置精度可保证孔的尺寸及位置精度可保证孔的尺寸及位置精度 生产率低生产率低生产率低生产率低42(2)(2)(2)(2)、镗床的加工方法、镗床的加工方法、镗床的加工方法、镗床的加工方法镗孔加工镗孔加工端面加工端面加工成形面加工成形面加工螺纹加工螺纹加工钻孔加工钻孔加工 第一节第一节 单孔加工刀具单孔加工刀具432.2.2.2.加工精度高加工精度高加工精度高加工精度高 1.1.1.1.生产效率高生产效率高生产效率高生产效率高 能使机动时间重合，能减少（换刀等）辅助时间。能使机动时间重合，能减少（换刀等）辅助时间。能使机动时间重合，能减少（换刀等）辅助时间。能使机动时间重合，能减少（换刀等）辅助时间。能保证工件加工表面之间较高的位置精度，能减少工件和夹具能保证工件加工表面之间较高的位置精度，能减少工件和夹具能保证工件加工表面之间较高的位置精度，能减少工件和夹具能保证工件加工表面之间较高的位置精度，能减少工件和夹具的安装、定位误差。的安装、定位误差。的安装、定位误差。的安装、定位误差。3.3.3.3.加工成本低加工成本低加工成本低加工成本低 使工序集中，减少机床或工位数量。使工序集中，减少机床或工位数量。使工序集中，减少机床或工位数量。使工序集中，减少机床或工位数量。4.4.4.4.加工范围广加工范围广加工范围广加工范围广 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具 孔加工复合刀具孔加工复合刀具孔加工复合刀具孔加工复合刀具 指由两把单个孔加工刀具结合在一个刀体上指由两把单个孔加工刀具结合在一个刀体上指由两把单个孔加工刀具结合在一个刀体上指由两把单个孔加工刀具结合在一个刀体上形成的专用刀具。形成的专用刀具。形成的专用刀具。形成的专用刀具。广泛应用于组合机床及自动线上。广泛应用于组合机床及自动线上。广泛应用于组合机床及自动线上。广泛应用于组合机床及自动线上。一、孔加工复合刀具的特点一、孔加工复合刀具的特点一、孔加工复合刀具的特点一、孔加工复合刀具的特点44 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具45（1 1 1 1）同类工艺复合刀具）同类工艺复合刀具）同类工艺复合刀具）同类工艺复合刀具 复合钻复合钻复合钻复合钻复合扩孔钻复合扩孔钻复合扩孔钻复合扩孔钻复合铰刀复合铰刀复合铰刀复合铰刀复合丝锥复合丝锥复合丝锥复合丝锥复合镗刀复合镗刀复合镗刀复合镗刀二、孔加工复合刀具的分类二、孔加工复合刀具的分类二、孔加工复合刀具的分类二、孔加工复合刀具的分类 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具1 1 1 1按工艺类型分类按工艺类型分类按工艺类型分类按工艺类型分类46钻钻-扩复合刀具扩复合刀具钻钻-铰复合刀具铰复合刀具钻钻-攻复合刀具攻复合刀具钻钻-镗复合刀具镗复合刀具（2 2）不同类工艺复合刀具）不同类工艺复合刀具）不同类工艺复合刀具）不同类工艺复合刀具 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具47镗镗-扩复合刀具扩复合刀具镗镗-锪复合刀具锪复合刀具钻钻-扩扩-锪复合刀具锪复合刀具钻钻-扩扩-铰复合刀具铰复合刀具 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具48 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具3 3 3 3按组成单个刀具的数目分类按组成单个刀具的数目分类按组成单个刀具的数目分类按组成单个刀具的数目分类 2 2 2 2按结构形式分类按结构形式分类按结构形式分类按结构形式分类整体式复合刀具整体式复合刀具整体式复合刀具整体式复合刀具两阶复合刀具两阶复合刀具两阶复合刀具两阶复合刀具装配式复合刀具装配式复合刀具装配式复合刀具装配式复合刀具三阶复合刀具三阶复合刀具三阶复合刀具三阶复合刀具49 三、孔加工复合刀具设计要点三、孔加工复合刀具设计要点三、孔加工复合刀具设计要点三、孔加工复合刀具设计要点 复合刀具中各单个刀具的复合刀具中各单个刀具的复合刀具中各单个刀具的复合刀具中各单个刀具的刀刃形状、几何参数、刀齿数、切削刀刃形状、几何参数、刀齿数、切削刀刃形状、几何参数、刀齿数、切削刀刃形状、几何参数、刀齿数、切削锥部的长度及配合直径锥部的长度及配合直径锥部的长度及配合直径锥部的长度及配合直径 等等等等参数可参照标准刀具来确定。参数可参照标准刀具来确定。参数可参照标准刀具来确定。参数可参照标准刀具来确定。第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具 根据复合刀具的结构和应用特点，设计时需注意一些特殊要求根据复合刀具的结构和应用特点，设计时需注意一些特殊要求根据复合刀具的结构和应用特点，设计时需注意一些特殊要求根据复合刀具的结构和应用特点，设计时需注意一些特殊要求和设计要点：和设计要点：和设计要点：和设计要点：合理选择刀具材料、正确选择结构形式合理选择刀具材料、正确选择结构形式合理选择刀具材料、正确选择结构形式合理选择刀具材料、正确选择结构形式、保证可靠的、保证可靠的、保证可靠的、保证可靠的容屑和排屑、保证良好的导向、正确确定刀具工作长度。容屑和排屑、保证良好的导向、正确确定刀具工作长度。容屑和排屑、保证良好的导向、正确确定刀具工作长度。容屑和排屑、保证良好的导向、正确确定刀具工作长度。50 （3 3 3 3）结构复杂的多阶复合刀具，为获得较高的刀具使用寿命，结构复杂的多阶复合刀具，为获得较高的刀具使用寿命，结构复杂的多阶复合刀具，为获得较高的刀具使用寿命，结构复杂的多阶复合刀具，为获得较高的刀具使用寿命，应选用耐磨性较好的刀具材料。应选用耐磨性较好的刀具材料。应选用耐磨性较好的刀具材料。应选用耐磨性较好的刀具材料。（4 4 4 4）兼顾工艺和成本，刀具的切削部分和刀杆部分应分别采用兼顾工艺和成本，刀具的切削部分和刀杆部分应分别采用兼顾工艺和成本，刀具的切削部分和刀杆部分应分别采用兼顾工艺和成本，刀具的切削部分和刀杆部分应分别采用不同的材料。不同的材料。不同的材料。不同的材料。第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具1 1 1 1合理选择刀具材料合理选择刀具材料合理选择刀具材料合理选择刀具材料 （1 1 1 1）同时加工多层壁孔的复合刀具，需承受较大扭矩，应选用同时加工多层壁孔的复合刀具，需承受较大扭矩，应选用同时加工多层壁孔的复合刀具，需承受较大扭矩，应选用同时加工多层壁孔的复合刀具，需承受较大扭矩，应选用强度较高的刀具材料。强度较高的刀具材料。强度较高的刀具材料。强度较高的刀具材料。（2 2 2 2）若各单个刀具的直径和切削时间相差很大，为使耐用度接若各单个刀具的直径和切削时间相差很大，为使耐用度接若各单个刀具的直径和切削时间相差很大，为使耐用度接若各单个刀具的直径和切削时间相差很大，为使耐用度接近，应选用不同的刀具材料。直径大、切削时间长的单个刀具选用近，应选用不同的刀具材料。直径大、切削时间长的单个刀具选用近，应选用不同的刀具材料。直径大、切削时间长的单个刀具选用近，应选用不同的刀具材料。直径大、切削时间长的单个刀具选用高温硬度、耐磨性较好的材料。高温硬度、耐磨性较好的材料。高温硬度、耐磨性较好的材料。高温硬度、耐磨性较好的材料。51 在加工孔径允许下，尽量采用装配式结构。可拆开分别刃磨，在加工孔径允许下，尽量采用装配式结构。可拆开分别刃磨，在加工孔径允许下，尽量采用装配式结构。可拆开分别刃磨，在加工孔径允许下，尽量采用装配式结构。可拆开分别刃磨，避免刀齿之间、刀齿与刀杆之间的相互干扰。避免刀齿之间、刀齿与刀杆之间的相互干扰。避免刀齿之间、刀齿与刀杆之间的相互干扰。避免刀齿之间、刀齿与刀杆之间的相互干扰。（4 4 4 4）保证刃磨方便）保证刃磨方便）保证刃磨方便）保证刃磨方便 2 2 2 2正确选择结构形式正确选择结构形式正确选择结构形式正确选择结构形式（1 1 1 1）保证刀具足够强度和刚度）保证刀具足够强度和刚度）保证刀具足够强度和刚度）保证刀具足够强度和刚度 孔加工复合刀具所承受的转矩和轴向力都较大。对于强度和刚孔加工复合刀具所承受的转矩和轴向力都较大。对于强度和刚孔加工复合刀具所承受的转矩和轴向力都较大。对于强度和刚孔加工复合刀具所承受的转矩和轴向力都较大。对于强度和刚度较差的刀具（度较差的刀具（度较差的刀具（度较差的刀具（如加工细长孔的复合刀具如加工细长孔的复合刀具如加工细长孔的复合刀具如加工细长孔的复合刀具），应采用整体式刀具。），应采用整体式刀具。），应采用整体式刀具。），应采用整体式刀具。（2 2 2 2）保证工件加工精度）保证工件加工精度）保证工件加工精度）保证工件加工精度 孔加工复合刀具的位置精度要求较高。如果复合刀具中有一个孔加工复合刀具的位置精度要求较高。如果复合刀具中有一个孔加工复合刀具的位置精度要求较高。如果复合刀具中有一个孔加工复合刀具的位置精度要求较高。如果复合刀具中有一个是精加工刀具，应考虑采用整体式结构，以保证加工质量。是精加工刀具，应考虑采用整体式结构，以保证加工质量。是精加工刀具，应考虑采用整体式结构，以保证加工质量。是精加工刀具，应考虑采用整体式结构，以保证加工质量。第一节第一节第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具孔加工复合刀具孔加工复合刀具（3 3 3 3）保证合理耐用度）保证合理耐用度）保证合理耐用度）保证合理耐用度 为使刀具寿命接近，节省换刀时间，尽量采用镶焊或装配结构，为使刀具寿命接近，节省换刀时间，尽量采用镶焊或装配结构，为使刀具寿命接近，节省换刀时间，尽量采用镶焊或装配结构，为使刀具寿命接近，节省换刀时间，尽量采用镶焊或装配结构，以便于按各单个刀具的工作条件，采用不同的刀具材料。以便于按各单个刀具的工作条件，采用不同的刀具材料。以便于按各单个刀具的工作条件，采用不同的刀具材料。以便于按各单个刀具的工作条件，采用不同的刀具材料。52 3 3 3 3可靠的容屑和排屑可靠的容屑和排屑可靠的容屑和排屑可靠的容屑和排屑 复合刀具同时参加切削的刀齿较多，设计时必须考虑刀具的容复合刀具同时参加切削的刀齿较多，设计时必须考虑刀具的容复合刀具同时参加切削的刀齿较多，设计时必须考虑刀具的容复合刀具同时参加切削的刀齿较多，设计时必须考虑刀具的容屑和排屑。屑和排屑。屑和排屑。屑和排屑。（1 1 1 1）加大容屑空间）加大容屑空间）加大容屑空间）加大容屑空间 在刀齿强度允许且不影响加工精度的前提下，适当减小刀齿数在刀齿强度允许且不影响加工精度的前提下，适当减小刀齿数在刀齿强度允许且不影响加工精度的前提下，适当减小刀齿数在刀齿强度允许且不影响加工精度的前提下，适当减小刀齿数或加大容屑槽深度。或加大容屑槽深度。或加大容屑槽深度。或加大容屑槽深度。（2 2 2 2）排屑通畅）排屑通畅）排屑通畅）排屑通畅 前、后刀具的排屑槽圆滑连通，以便控制流向，使切屑互前、后刀具的排屑槽圆滑连通，以便控制流向，使切屑互前、后刀具的排屑槽圆滑连通，以便控制流向，使切屑互前、后刀具的排屑槽圆滑连通，以便控制流向，使切屑互不干涉，顺利排出。不干涉，顺利排出。不干涉，顺利排出。不干涉，顺利排出。增大刀具排屑槽的螺旋角，在宽度较大切削刃上开分屑槽增大刀具排屑槽的螺旋角，在宽度较大切削刃上开分屑槽增大刀具排屑槽的螺旋角，在宽度较大切削刃上开分屑槽增大刀具排屑槽的螺旋角，在宽度较大切削刃上开分屑槽.第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具534.4.4.4.保证良好的导向保证良好的导向保证良好的导向保证良好的导向 孔加工复合刀具的轴向尺寸较长，刚度较差，需要受到良好的孔加工复合刀具的轴向尺寸较长，刚度较差，需要受到良好的孔加工复合刀具的轴向尺寸较长，刚度较差，需要受到良好的孔加工复合刀具的轴向尺寸较长，刚度较差，需要受到良好的导向，才能保证切削时的正确位置，提高切削过程的稳定性。导向，才能保证切削时的正确位置，提高切削过程的稳定性。导向，才能保证切削时的正确位置，提高切削过程的稳定性。导向，才能保证切削时的正确位置，提高切削过程的稳定性。第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具（1 1 1 1）固定式导向装置）固定式导向装置）固定式导向装置）固定式导向装置 固定式导向装置有两种使用方式：固定式导向装置有两种使用方式：固定式导向装置有两种使用方式：固定式导向装置有两种使用方式：刀具本身在导向套内工作；刀具本身在导向套内工作；刀具本身在导向套内工作；刀具本身在导向套内工作；以刀杆作为导向部分。以刀杆作为导向部分。以刀杆作为导向部分。以刀杆作为导向部分。54 如图示，镗孔的旋转式导向装置。因导向装置中有轴承，故适如图示，镗孔的旋转式导向装置。因导向装置中有轴承，故适如图示，镗孔的旋转式导向装置。因导向装置中有轴承，故适如图示，镗孔的旋转式导向装置。因导向装置中有轴承，故适用于较高切削速度。用于较高切削速度。用于较高切削速度。用于较高切削速度。内滚式回转镗套内滚式回转镗套内滚式回转镗套内滚式回转镗套 第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具（2 2 2 2）旋转式导向装置）旋转式导向装置）旋转式导向装置）旋转式导向装置 导向装置的旋转部分可设计在镗杆上（内滚式），也可设计在导向装置的旋转部分可设计在镗杆上（内滚式），也可设计在导向装置的旋转部分可设计在镗杆上（内滚式），也可设计在导向装置的旋转部分可设计在镗杆上（内滚式），也可设计在夹具镗模支架上（外滚式）。夹具镗模支架上（外滚式）。夹具镗模支架上（外滚式）。夹具镗模支架上（外滚式）。55 即工作行程即工作行程即工作行程即工作行程 L L=l l1 1+l l2 2+l l3 3 5.5.5.5.正确确定刀具工作长度正确确定刀具工作长度正确确定刀具工作长度正确确定刀具工作长度 复合刀具的长度应考虑复合刀具的长度应考虑复合刀具的长度应考虑复合刀具的长度应考虑 刀具的工作行程、刀具备磨量、导向装刀具的工作行程、刀具备磨量、导向装刀具的工作行程、刀具备磨量、导向装刀具的工作行程、刀具备磨量、导向装置尺寸等因素。置尺寸等因素。置尺寸等因素。置尺寸等因素。（1 1 1 1）同类工艺复合刀具加工零件多层壁上的同轴孔时，刀具工同类工艺复合刀具加工零件多层壁上的同轴孔时，刀具工同类工艺复合刀具加工零件多层壁上的同轴孔时，刀具工同类工艺复合刀具加工零件多层壁上的同轴孔时，刀具工作行程由其中较大的壁厚确定。作行程由其中较大的壁厚确定。作行程由其中较大的壁厚确定。作行程由其中较大的壁厚确定。第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具 前一把刀具切入工件一定深度后，后一把刀具才开始切入。即前一把刀具切入工件一定深度后，后一把刀具才开始切入。即前一把刀具切入工件一定深度后，后一把刀具才开始切入。即前一把刀具切入工件一定深度后，后一把刀具才开始切入。即 ，以减少刀具的振动，保证加工精度。，以减少刀具的振动，保证加工精度。，以减少刀具的振动，保证加工精度。，以减少刀具的振动，保证加工精度。此时确定刀具长度要考虑此时确定刀具长度要考虑此时确定刀具长度要考虑此时确定刀具长度要考虑56 （2 2）不同类工艺复合刀具用于顺序加工同一个孔时，应避免粗不同类工艺复合刀具用于顺序加工同一个孔时，应避免粗不同类工艺复合刀具用于顺序加工同一个孔时，应避免粗不同类工艺复合刀具用于顺序加工同一个孔时，应避免粗加工、半精加工或精加工刀具同时切入。加工、半精加工或精加工刀具同时切入。加工、半精加工或精加工刀具同时切入。加工、半精加工或精加工刀具同时切入。（3 3）当当当当组合机床主轴箱上还有其它类刀具同时工作时，应统一组合机床主轴箱上还有其它类刀具同时工作时，应统一组合机床主轴箱上还有其它类刀具同时工作时，应统一组合机床主轴箱上还有其它类刀具同时工作时，应统一考虑工作行程，最后确定刀具长度。考虑工作行程，最后确定刀具长度。考虑工作行程，最后确定刀具长度。考虑工作行程，最后确定刀具长度。如图示，设计一个钻如图示，设计一个钻如图示，设计一个钻如图示，设计一个钻扩复扩复扩复扩复合刀具时，确定其刀具长度要考合刀具时，确定其刀具长度要考合刀具时，确定其刀具长度要考合刀具时，确定其刀具长度要考虑钻头完全切出后，扩孔钻头再虑钻头完全切出后，扩孔钻头再虑钻头完全切出后，扩孔钻头再虑钻头完全切出后，扩孔钻头再开始切削。开始切削。开始切削。开始切削。第一节第一节 孔加工复合刀具孔加工复合刀具57 （1 1 1 1）进给量按复合刀具中最小直径的单个刀具选择。还应考虑进给量按复合刀具中最小直径的单个刀具选择。还应考虑进给量按复合刀具中最小直径的单个刀具选择。还应考虑进给量按复合刀具中最小直径的单个刀具选择。还应考虑直径最小（或背吃刀量最大）的单个刀具的强度。直径最小（或背吃刀量最大）的单个刀具的强度。直径