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深孔镗铰复合刀具设计

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更新时间：2014-10-10
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深孔镗铰复合刀具设计
深孔镗铰复合刀具设计
摘要：深孔加工作为二战以后发展起来的一种新型加工工艺，在国民经济发展中发挥着越来越巨大的作用。然而，由于我国深孔加工技术起步较晚，发展不容乐观。本文研究了深孔加工原理。并针对设计要求加工材料设计了适合加工中小直径深孔的复合刀具。本文重点在于分析深孔加工过程尤其是深孔加工过程的工艺特点。初步地对深孔加工工艺特点进行分析。同时介绍分析了目前国内外深孔刀具现状，并根据设计要求对镗孔和铰孔进行结合从而进行复合刀具结构设计，运用Solidwork和AutoCAD软件进行镗、铰复合刀具的三维建模。

关键字：深孔刀具；复合刀具；镗孔；铰孔

Deep Hole Boring hinge composite tool design
Abstract：Deep processing as a new process developed after World War II, plays a huge role in national economic development. However, due to the late start of the deep hole processing technology in China is not optimistic. In this paper, a deep hole machining principle. And processing materials for the design requirements and design tool suitable for processing small and medium diameter deep hole. This paper focuses on analysis of the process characteristics of the process of deep hole machining, deep hole machining process. The preliminary analysis of the deep hole machining process characteristics. This article describes the current status of deep-hole cutting tool at home and abroad, combined with the structural design of composite tool, boring and reaming for Solidwork and AutoCAD boring, reaming three-dimensional modeling of composite tool according to design requirements.

Key words：Deep-hole cutting tool；Composite Tool；Boring；Reaming
孔加工（钻、镗、铰孔）复合刀具
[前言]对零件的内孔进行加工的工作，在机械厂、金工车间（特别是钳工和车工工种）是家常便饭，也是不可或缺的事情，而不同零件的结构特点和加工要求性质以及现有设备的限制，那么所采取的工艺方法，所选择的工种工人及其技能水平和刀具特点效能的发挥作用，都直接影响到零件的加工质量（加工精度）和生产的成本（生产效益）。
钳工工种进行孔加工的过程简单，可达较高的加工精度，但是要使加工出来的孔其形位精度和表面粗糙度均较高时，体现出钳工加工孔的难度和成效性就很明显，若有精良的设备、刀具和技艺精湛的操作工人那是不费吹灰之力，轻而易举就能满足加工要求（确保高精度孔加工的要求），但是在通常的加工环境（条件），是不可能十全十美、应有尽有（包括设备、刀具和技艺精湛的操作工人），如标准刀具尺寸不符，设备技术参数规格不符合等，给加工带来的困难，用常用的方法就难于完成零件内孔的加工（勉为其难），但是就有限的资源（条件），也要完成产品的加工且要确保其加工质量，那么只有针对现状，考虑经济性改进不符的因素来满足加工的条件（要求），才能使困难迎刃而解。

我加工了一批箱体（WS120型蜗杆减速器）的内孔，该孔的精度要求较高，， Ra =1.6μm，由于此孔的孔径和精度要求校高，通常用的加工手段有两种方法：方法一，先用钻头钻出孔（粗加工）后，留出精加工余量，再由技术水平较高的工人师傅直接镗出内孔达到精度要求；方法二，先对工件钻孔→扩孔→粗铰（留0.1～0.2mm的铰削余量）→精铰，来保证孔的质量。两种方法的优劣势各有不同，方法一中，其操作过程简单，加工出的孔，其直线度较好，刀具消耗低，但是对镗孔工序的工人技能要求较高（在普通机床上加工并非数控机床设备上加工时），而且较容易产生废品，工作效率也低；而方法二加工出来的孔径取决于铰刀的精度、尺寸相对稳定，对操作工人的技能水平要求也相对不很高，但是加工出来的孔其表面粗糙度低，孔的直线度较差，铰刀的消耗也很大，效率非常低，只适宜单件生产，不适合批量生产，若能综合两种加工方法的优点，既保证零件的加工精度，工人技能要求也不需很高，且又能降低生产成本,提高效率的加工方法（措施）。那么就这批产品的生产特点（批量）和当时工厂的生产条件（设备非常欠缺，只有一台Z525型钻床）及采取常规的加工方法，进行生产的难度较大且效率较低的问题就可得到很好的改善。因此，通过查找资料、借鉴工艺、设计出一款将钻孔、镗孔、铰孔容为一体的专用复合刀具。如图1所示：

⒈刀具设计的构思
⑴就应工厂现有的加工条件，完成产品加工，保证质量和提高效率及降低成本

⑵为减少装拆刀具的时间，从钻孔、扩孔（或镗孔），到最后的铰孔，一次性安装刀具完成三道工序（孔的粗加工、半精加工和精加工），即将钻头和扩孔钻（或镗刀）及铰刀三种刀具共用一刀体结构。

⑶为减少刀具刃磨的辅助时间和提高刀具的耐用度，减少刀具消耗，降低生产成本，分别对钻孔、镗孔和铰孔用刀具的切削部分针对各自加工特点（切削条件）而采用不同材质型号特点的硬质合金刀片。

⒉刀体结构原理设计

根据钻头加工内孔钻削效率高的特点，刀头部分用一块材料为YG8 E225型合金刀片镶嵌（铜焊）在刀杆一端而成为钻头部分，完成粗加工（钻孔）工序，但是加工出的孔其表面粗糙度和孔经直线度都较差，尺寸精度不高等缺陷，将具有修正孔径直线度，稳定孔径尺寸的镗刀部分，放在合金钻头后，将钻削出的孔进行镗削加工（由于镗削余量较大，分单刀三级镗削），利用镗孔的优点来保证加工出的孔径直线度和稳定孔径尺寸，完成半精加工工序（包括粗镗、半精镗），为铰孔工序做好准备工作（提高表面粗糙度和使铰削余量均匀合理），铰孔的铰刀部分放在复合刀具体切削部分的最后来完成最后的精加工，保证孔的精度（孔的形位精度和表面粗糙度）、刀具体夹持部分制成莫氏3号锥柄。为了容易排屑和刀具不同时参与切削（减轻切削力），每一刀具的切削部分的起始点在轴向间隔大于或等于25 毫米（大于孔深），其中钻与第一级镗之间大于25 毫米（因钻孔的铁屑多），同时也增大了容屑空间，使排屑顺畅，避免前后刀面切下的切屑互相干扰和阻塞，致使刀具崩刃及影响孔的质量。
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