如何选择加工中心刀具

1.加工中心对刀具的基本要求

（1）高刚度、高强度 为提高生产效率，往往采用高速、大切削用量的加工，因此加工中心采用的刀具应具有能承受高速切削和强力切削所必须的高刚度、高强度。

（2）高耐用度 加工中心可以长时间连续自动加工，但若刀具不耐用而使磨损加快，轻则影响工件的表面质量与加工精度，增加换刀引起的调刀与对刀次数，降低效率，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，重则因刀具破损而发生严重的机床乃至人身事故。除上述两点之外，与普通切削一样，加工中心刀具的切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，积屑瘤等弊端在数控铣削中也是十分忌讳的。

（3）刀具精度 随着对零件的精度要求越来越高，对加工中心刀具的形状精度和尺寸精度的要求也在不断提高，如刀柄、刀体和刀片必须具有很高的精度才能满足高精度加工的要求。

总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高、精度高的加工中心刀具，是充分发挥加工中心的生产效率和获得满意加工质量的前提。

2.加工中心刀具的材料

刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工质量、加工效率、加工成本以及刀具耐用度都有着重大的影响。要实现高效合理的切削，必须有与之相适应的刀具材料。数控刀具材料是较活跃的材料科技领域。近年来，数控刀具材料基础科研和新产品的成果集中应用在高速、超高速、硬质（含耐热、难加工）、干式、精细、超精细数控加工领域。刀具材料新产品的研发在超硬材料（如金刚石、Al₂O₃、Si₃N₄基类陶瓷、TiC基类金属陶瓷、立方氮化硼、表面涂层材料）、W、Co类涂层和细晶粒（超细晶粒）硬质合金体及含Co类粉末冶金高速钢等领域进展速度较快。尤其是超硬刀具材料的应用，导致产生了许多新的切削理念，如高速切削、硬切削、干切削等。

数控刀具的材料主要有高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石五类，其性能和应用范围见表2-3，目前数控机床用得最普遍的刀具是硬质合金刀具。

表2-3 数控刀具材料的性能及应用范围

（1）高速钢 高速钢（High Speed Steel，HSS）是一种含有较多的W、Cr、V、Mo等合金元素的高合金工具钢，具有良好的综合性能。与普通合金工具钢相比，它能以较高的切削速度加工金属材料，故称高速钢，俗称锋钢或白钢。高速钢的制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂刀具（如麻花钻、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）制造中仍占有主要地位。其加工范围包括有色金属、铸铁、碳素钢和合金钢等。

高速钢可分为普通高速钢（HSS）、低合金高速钢（DH）、高性能高速钢（HSS—E）和粉末冶金高速钢四大类。其中普通高速钢主要以W18Cr4V（T1）和W6Mo5Cr4V2（M2）为代表，产量和用量占高速钢总量的60%以上；低合金高速钢具有性能优良、价格低廉、工艺性能好的特点；高性能高速钢通过调整基本化学成分和添加其他合金元素，使得高速钢的内在质量（碳化物偏析、晶粒度等）得到了有效控制，其性能比普通高速钢提高很多，可用于切削高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料，它主要包括高碳高速钢、高钒高速钢、钴高速钢和铝高速钢，其中铝高速钢是中国独创的品种，其性能接近国外钴高速钢M42，但价格较低；以改进制粉、热压工艺、添加微量元素创新的粉末冶金高速钢可完全消除传统高速钢碳化物分布不均匀的特点，其硬度和韧性很好，可成倍提高高速钢的切削性能，适合制成各种成形拉刀、高速滚刀、剃（插）齿刀、丝锥、波纹刃立铣刀及滚挤压刀具，可大量应用于轿车、摩托车、航空发动机、汽轮机等制造业，加工高强度、高硬度铸铁（钢）合金、合金结构钢（锻）、耐热合金钢、不锈钢、整体铝合金（热锻）材料工件。同时，由于高速钢刀具热处理技术（真空、保护气热处理）的进步以及成形制造工艺（全磨制钻头、丝锥等）的更新，使得高速钢刀具的红硬性、耐磨性和表面层质量都得到了很大的提高和改善。因此，高速钢刀具仍是数控机床用刀具的选择对象之一。

（2）硬质合金 硬质合金（Cemented Carbide）是用高硬度、高熔点的金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等），经过高压成形，并在1500℃左右的高温下烧结而成。由于金属碳化物硬度很高，因此其热硬性、耐磨性好，但其抗弯强度和韧性较差。硬质合金刀具具有良好的切削性能，与高速钢刀具相比，加工效率很高，而且刀具的寿命可提高几倍到几十倍，被广泛地用来制作可转位刀片，不仅用来加工一般钢、铸铁和有色金属，而且还用来加工淬硬钢及许多高硬度难加工材料。

硬质合金刀片材料，按ISO标准主要以硬质合金的硬度、抗弯强度等指标为依据，分为P、M、K三大类。P类以WC为主，加TiC（5%～30%）和TaC+Co，从01～45，WC从少到多，Co含6%～16%；M类以WC为主，加入TiC和Co，从05～40，WC从多到少，Co含10%；K类以WC为主，加入Co，从01～40，WC从多到少，Co含3%～10%。P类适用于加工长切屑的黑色金属，以蓝色作标志；M类适用于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属，以黄色作标志；K类适用于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，以红色作标志。P、M、K后的数字表示刀片材质的性能和加工时承受载荷的情况或加工条件；数字愈小，刀片材质愈硬而韧性愈差，适合于较好的加工条件；数字愈大，刀片硬度愈差而韧性愈好，适合于较差条件下的切削加工。

细晶粒硬质合金和涂层相结合是目前硬质合金刀具发展的一个重要方面，具有较高韧性的细晶粒刀具基体，通过CVD或PVD工艺沉积针对具体加工任务的不同涂层，使这种涂层硬质合金刀具既具有较高的抗弯强度又具有耐磨表面。细化晶粒可提高硬质合金的硬度、耐磨性、热硬性和耐冲击性，提高刀具压制时的流动性和致密性，从而压制出更加锋利的刀具刃口。硬质合金的晶粒正从细晶粒向着超细晶粒发展，而晶粒的尺寸也已从亚微米级发展到纳米级。用细晶粒、超细晶粒的硬质合金材料和涂层技术制造的整体硬质合金刀具，其价格比CBN和金刚石刀具低，可广泛用于高速加工。由于硬质合金刀具材料和涂层技术的协同发展，使其在目前的刀具材料中占绝大部分的份额。硬质合金一般制成各种型式的刀片，硬质合金刀片分为焊接式刀片和可转位机夹式刀片两类，数控机床上大多采用机夹式刀片，焊接式刀片一般使用较少。

（3）陶瓷 陶瓷（Ceramics）是含有金属氧化物或氮化物的无机非金属材料，具有高硬度、高强度、高热硬性、高耐磨性及优良的化学稳定性和低的摩擦系数等特点。早期的陶瓷刀片由于脆性、不均匀性和强度低，加之使用不当等原因，发展比较缓慢。随着微粉技术、热等静压技术、气体加压等技术的发展，烧结制造工艺的改进和采取增韧技术后，陶瓷刀具的强度和断裂韧度大幅度提高，并开发出了氮化硅陶瓷和晶须增强陶瓷及涂层氮化硅材料，改善了陶瓷抗热振能力和耐磨性。目前，陶瓷材料的各种机夹可转位车刀、铣刀应用于高强度、高硬度、耐磨铸铁（钢）、锻钢、高锰钢、淬火钢、粉末冶金、工程塑料、耐磨复合材料等零部件生产线上，可满足高速、高效、硬质、干式机加工技术的要求。

陶瓷刀具材料目前主要分为如下两大系列，如下所示：

氧化铝陶瓷（Al₂O₃）刀具是以氧化铝（Al₂O₃）为主要成分，热压或冷压成形并在高温下烧结而成的一种刀具材料。与硬质合金相比，具有硬度高、耐磨性好（是一般硬质合金的5倍）、耐高温、化学稳定性和抗黏接性能好以及摩擦系数低等优点。陶瓷刀具允许的切削速度比硬质合金高3～6倍，适合于铸件的高速粗、精加工。但其脆性大、抗弯强度和韧性低，承受冲击载荷的能力差。其热导率仅为硬质合金的1/3～1/2，而线胀系数却比硬质合金高出10%～30%，因而抗热冲击性能也差。当温度突变时，易产生裂纹，导致刀片破损。用陶瓷刀具进行切削时，不宜使用切削液。

单组分氧化铝陶瓷主要由高纯氧化铝加入少量氧化锆（ZrO₂）助结剂来提高其断裂韧性，同时也加入少量的氧化镁（MgO）来细化晶粒。复合氧化铝陶瓷是在氧化铝基陶瓷中加入少量碳化钛（TiC）、镍和钼热压烧结而成，其质地更致密、晶粒更细、抗弯强度更高、抗冲击性和热硬性好。增强氧化铝陶瓷是在氧化铝基陶瓷中加入线状晶体SiC纤维，形成均布的网络来增强其基体。这种细长的单晶纤维呈六方形而直径小于0.0005mm。晶体增强的氧化铝陶瓷，提高了强度、耐磨性和断裂韧性，是未增强型陶瓷的2倍。同时还促使内应力的分散阻止了裂纹的扩展，并改善了热传导性能。

氮化硅陶瓷（Si₃N₄）刀具的主要特点是韧性、耐热性和抗冲击性好。其中赛隆（Sialon）陶瓷是以高硬度且抗振性能好的Si₃N₄为硬质相，以Al₂O₃为耐磨相，在1800℃高温下进行热压烧结而成的新材料，呈单相组织，是Al₂O₃在Si₃N₄中的固溶体，因而称为Si-Al-O-N赛隆陶瓷。它具有很高的硬度、韧性和良好的耐高温性能及耐热冲击能力，适用于软、硬铁基合金和镍合金等材料的高速加工。致密氧化硅是含有助烧添加剂（如Al₂O₃、MgO或其他氧、氮化合物）的材料，其目的是促进氮化硅基材的致密度。复合氮化硅是含有分散的第二相硬质点TiC或TiN（或其他碳化物），其硬度和断裂韧性比赛隆陶瓷高。

晶须强化陶瓷是一种氧化锆强化的陶瓷材料，氧化锆可增加陶瓷材料的抗弯强度，使得陶瓷材料获得高硬度（＞3000HV）和高韧性。晶须强化陶瓷可以高速加工淬硬钢（达到65HRC）和中等硬度的钢，而且可在加切削液的条件下进行切削，这是别的陶瓷刀具所不具备的。

金属陶瓷刀具是在陶瓷材料中加入金属，提高了抗弯强度，改善了切削性能。其切削速度接近陶瓷刀具，但韧性比陶瓷刀具好。金属陶瓷刀具适用于干切削，可铣削淬硬的模具钢等。目前，各厂商正采用添加不同的微量元素及烧结工艺技术，研发新型金属陶瓷材料产品，旨在不断提高其抗弯强度、抗冲击韧性、耐磨性。日本的金属陶瓷刀具已经占硬质合金刀具总量的30%～40%。世界上该类刀具的应用呈迅速扩大的趋势。

超微粉技术的出现和发展为改善陶瓷刀具的性能提供了一条新途径，采用超微粉技术可以获得较致密和细小的晶粒组织，从而提高陶瓷材料的强度和韧性。近年来，超微粉末的制备技术推动了纳米固体材料的进程，使得陶瓷基纳米复合材料的研究成了最热门的课题之一。据报道，纳米复合材料能使基体材料的强度和韧性提高2～5倍。

（4）立方氮化硼 立方氮化硼（Cubic Boron Nitride，CBN）是用软六方氮化硼为原料，利用超高温高压技术获得的一种新型无机超硬材料。其硬度很高（8000～9000HV），仅次于金刚石；耐热温度可达1400～1500℃，比金刚石几乎高1倍；化学稳定性好，在1000℃以下不发生氧化现象，与铁族金属在1200～1300℃时也不易起化学反应，是高速切削黑色金属较理想的刀具材料。立方氮化硼刀具寿命长，非常适合于数控机床和专用机床使用，可大大减少换刀次数。

CBN刀具在加工塑性大的钢铁金属、镍基合金、铝合金和铜合金时，容易产生严重的积屑瘤，使已加工表面质量恶化，故CBN刀具适合于加工硬度在45HRC以上的淬硬钢、冷硬铸铁、硬质合金、轴承钢及其他难加工材料。在淬硬模具钢的加工中，用CBN刀具进行高速切削，可以起到以铣代磨的作用，大大减少手工修光的工作量，极大地提高了加工效率。

由于CBN刀具脆性较大，强度和韧性差，不耐冲击且价格高，在一定程度上限制了它的使用。目前各国竞相发展的是韧性较好的WC基硬质合金基体上烧结一薄层聚晶立方氮化硼（PCBN），即硬质合金复合刀片。

（5）金刚石 金刚石（Diamond）材料有天然单晶金刚石和人造聚晶金刚石。天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度（接近10000HV），导热性好，但价格昂贵，且各向异性，仅用于超精密镜面切削和特殊用途。人造聚晶金刚石（PolyCrystalfineDiamond，PCD）的硬度、耐磨性在各个方向都是均匀的，有很高的硬度、导热性好和较低的摩擦系数，刀刃非常锋利。与天然金刚石相比，PCD刀具在断续切削时不易崩刃或碎裂，刀刃上不易形成积屑瘤。PCD刀具在正常的切削加工温度下，易与含铁、镍或钴的合金发生化学反应，故只用于高效加工有色金属和非金属材料。PCD刀具常用来加工如铝、铜、镁、锌及其合金、巴氏合金和硬质合金等，还有纤维增塑材料、木材复合材料、陶瓷、玻璃等非金属材料。

PCD刀具的结构可分为焊接式和可转位式两类。通常PCD刀具是在硬质合金刀片基体上烧结一层约0.5mm厚的聚晶金刚石，成为金刚石和硬质合金的复合刀具。在焊接式PCD刀具中，近年来发展较快的品种是带标准刀柄的PCD刀具，如带柄PCD铣刀、带柄PCD镗刀、带柄PCD铰刀等。刀柄形式主要有圆柱柄、圆锥柄和HSK刀柄。可转位式PCD刀片是在硬质合金可转位刀片上镶装一块PCD刀坯再经刃磨而成，可装夹在各种数控机床的刀杆、刀夹或刀盘上，其刀具耐用度较硬质合金刀具可提高几十倍，用于稳定的大批量生产。随着数控机床、加工中心及其自动生产线的日益普及，可转位式PCD刀片的使用将越来越多。

PCD刀具主要应用于以下三个方面：

1）高速切削有色金属及其合金以及非金属材料。PCD刀具切削铝合金材料的切削速度可高达7000m/min以上。加工硅铝合金零件时，表面粗糙度R_a≤0.1μm，刀具寿命可达几千到几万件，尤其适用于汽车、摩托车零件的大批量生产和飞机零件的高速大加工量切削。

2）精密和超精密高速切削。由于金刚石材料的结合强度高，因此进行微量加工时，可以实现非铁金属的镜面加工，这种工艺可用于精密和超精密以及光学元件的精加工。在超精密车床上，采用单晶金刚石刀具，可实现球体的镜面加工。加工无氧铜材料时，可达到表面粗糙度R_a≤0.025μm，圆度误差≤0.3μm。

3）用于新型陶瓷材料和难加工材料的加工。特别是在加工高硬度、耐磨的难加工有色金属以及非金属材料时，如高硅铝合金、增强纤维塑料、耐热合金等具有明显的优越性。

目前，在汽车、摩托车行业，PCD车刀、镗刀、铣刀、铰刀、复合（组合）孔加工等数控刀具正大量应用于高强度、高硬度Si-Al合金零部件自动生产线上；在航空、航天、汽车及电子信息技术行业，金刚石CVD薄膜涂层数控刀具（以整体WCo类硬质合金刀具为主）多应用于车削、铣削、钻削、铰削及锪削加工高强度铝合金（铸、锻）、纤维一金属层板、碳纤维热塑性复合材料、镁合金、石墨、陶瓷等零部件，满足高速、高寿命、干式机加工技术要求；在精（超精）细加工领域，单晶天然和人造金刚石刀具可应用于各种精密仪器透镜、反射镜、导弹和火箭中的导航陀螺、计算机磁盘、计算机硬盘芯片、加速器电子枪、复印机（录像机）磁鼓等工件的精细（超精细、纳米级）车削加工。

3.加工中心常用刀具的种类

由于加工中心的工艺能力强大，因此其刀具种类也繁多。加工中心所用刀具按其结构形式可分为整体式和镶齿式。整体式刀具的刀刃和刀体是一个整体，刀具磨损后需要重新刃磨；而镶齿式刀具的刀刃采用硬质合金刀片，并通过一定的方式固定在刀体上，磨损后只需更换刀片即可，不仅节约刀具材料，而且能够避免繁琐的磨刀工作，提高加工效率。数控铣床和加工中心主要刀具的种类按工艺用途可分为铣削类、镗削类、钻削类等几大类。

（1）铣削类刀具 因为加工中心主要用于复杂曲面的铣削，所以铣刀的选择是非常重要的。铣刀的种类繁多，功能也不尽相同。如平面铣刀（盘铣刀）适合于大面积的平面类零件的加工；端铣刀（圆柱铣刀、立铣刀）既适合于平面加工，也可以加工侧面，即可以用其端刃铣削外，还可用其侧刃铣削。球头铣刀和成型刀具适合于曲面类零件的加工。曲面加工用铣刀，适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。除上述几种类型的铣刀外，还有特殊的铣刀，如下所述。

1）专用成型铣刀。一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），适应于特定形状的孔或台。

2）鼓形铣刀。主要用于对变斜角类零件中变斜角面的近似加工。

（2）孔加工类刀具 在加工中心上可进行钻孔、扩孔和镗孔，其刀具分别称为浅孔钻、扩孔钻（粗镗刀）、精镗刀。

1）浅孔钻。用于在实体工件上打孔，一般加工的长径比在4∶1以内。这种钻头的刚性很好，可保证钻孔的精度，有易于排屑的容屑槽，其加工效率很高。(www.xing528.com)

2）扩孔钻（粗镗刀）。用于对铸造孔和预加工孔的加工，由于刀体上的容屑空间可通畅地排屑，因此可以扩盲孔，有些扩孔刀的直径还可进行调整，可满足一定范围内不同孔径的要求。高档的扩孔刀还带有内冷功能，可使冷却液直接到达刀刃上，这样不仅可以有效防止刀具的升温，而且还可帮助排屑。

3）精镗刀。用于孔的精加工，加工中心用的精镗刀通常采用模块式结构，通过高精度的调整装置调节镗刀的径向尺寸，可加工出高精度的孔。另外，镗刀还采用平衡块调整其动平衡，以减少振动，从而保证孔的表面粗糙度和尺寸精度。

4.加工中心刀具的选择

刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。另外，数控机床主轴转速比普通机床高，且主轴输出功率大，因此与传统加工方法相比，数控加工对刀具不仅要求精度高、强度大、刚性好、寿命长，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料来制造数控加工刀具，并合理选择刀具结构、几何参数，以满足数控加工的需要。

（1）数控加工刀具的选用原则 刀具的选用应考虑工件材质、加工轮廓类型、机床允许的切削用量和刚性以及刀具耐用度（使用寿命）等因素，选用的一般原则如下：

1）应优先选择通用的标准化刀具，特别是硬质合金可转位刀具。

2）为了提高刀具的耐用度和可靠性，应尽量选用由各种高性能、高效率、长寿命的刀具制成的刀具，如使用各种超硬材料刀具、硬质合金刀具、涂层刀具、陶瓷刀具、CBN刀具等。

3）为了集中工序，提高生产效率及保证加工精度，应尽可能采用复合刀具。其中，以孔加工复合刀具的使用最为普遍。

4）应尽量采用各种高效刀具，如可转位钻头、四刃钻、硬质合金单刃铰刀、波形刃立铣刀、可转位螺旋齿立铣刀（玉米铣刀、模数铣刀和热管式刀具等）。

5）应尽量使用不重磨可转位刀片，少用焊接式刀片，以减少刀具磨损后的更换和预调时间。

（2）不同切削工艺中数控加工刀具的选用

1）铣削加工刀具的选用。平面铣削应选用不重磨可转位硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀。第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。选好每一次走刀宽度和铣刀直径，使接刀刀痕不影响精铣精度。因此，加工余量大且不均匀的工件时铣刀直径要选小些。精加工时，铣刀直径要大些，最好能包容加工面的整个宽度，以提高加工效率和加工质量。在实际生产中，平面的半精加工和精加工，一般用可转位密齿面铣刀，可以达到理想的表面加工质量，甚至可以实现以铣代磨。密布的刀齿使进给速度大大提高，从而提高切削效率。

立铣刀和镶硬质合金刀片的立铣刀主要用于加工凸轮、凹槽和箱口面。为了轴向进给时易于吃刀，要采用端齿特殊刃的铣刀（见图2-21a）；为了减少振动，可采用图2-21b所示的非等距三齿或四齿铣刀；为了加强铣刀刚度，要加大锥形刀心，改变槽深，如图2-21c所示。

图2-21 数控机床用立铣刀

a）轴向加工立铣刀 b）非等距立铣刀刀齿 c）加强刚度的立铣刀

加工曲面和变斜角轮廓外形时常用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等，见图2-22。图中的O点表示刀位点，即编程时用来计算刀具位置的基准点。加工曲面时球头刀的应用最普遍。但是越接近球头刀的底部，切削条件就越差，因此近来有用环形刀（包括平底刀）代替球头刀的趋势。鼓形刀和锥形刀都是用来加工变斜角零件，这是单件或小批量生产中取代四坐标或五坐标机床的一种变通措施。鼓形刀的刃口纵剖面磨成圆弧R₁，加工中控制刀具的上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角值。圆弧半径R₁越小，刀具所能适应的斜角范围就越广，但是行切得到的工件表面质量就越差。鼓形刀的缺点是刃磨困难，切削条件差，而且不适应于加工内圆表面。锥形刀的情况相反，刃磨容易，切削条件好，加工效率高，工件表面质量也较好，但是加工变斜角零件的灵活性小。当工件的斜角变化范围大时需要中途分阶段换刀，留下的金属残痕多，增大了手工锉修量。

图2-22 曲面轮廓加工常用刀具

a）球头铣刀 b）环行铣刀 c）鼓形铣刀 d）锥形铣刀

2）钻孔刀具的选用。在加工中心上钻孔都是无钻模直接钻孔，因此钻孔深度一般约为直径的5倍。细长孔的加工易于折断钻头，要注意冷却和倒屑。图2-23是镶三面刃机夹刀片的强力高速钻头，它的一片刀片位于中心线上，另一刀片位于周边上，它的形状类似深孔钻头，冷却液可从钻头中心引入。钻头刀片上涂有一层TiC，寿命为一般刀片的2～3倍。目前国外加工中心广泛采用这种钻头。

在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔，或用刚性较好的短钻头锪窝。锪窝可采用ϕ8～ϕ15mm的钻头（见图2-24）。当毛坯表面非常硬，钻头无法锪窝时，可先用硬质合金立铣刀，在欲钻孔部位先铣一个小平面，然后再用中心钻钻出引孔，解决硬表面钻孔引正问题。

为了提高工效，减少工步数和换刀次数，可以采用如图2-25所示的阶梯式钻头。该钻头每个阶梯均有自己的螺旋槽，比共螺旋槽的复合钻头易于排屑。

图2-23 镶三面刃机夹钻头

图2-24 锪窝和钻孔

图2-25 阶梯式钻头

3）镗孔刀具的选用。在加工中心上进行镗削加工通常是采用悬臂式的加工，因此要求镗刀有足够的刚性和较好的精度。在镗孔过程中，一般都是采用移动工作台或立柱来完成Z向进给（卧式），保证悬伸不变，从而获得进给的刚性。

对于精度要求不高的几个同尺寸的孔，在加工时，可以用一把刀完成所有孔的加工后，再更换一把刀加工各孔的第二道工序，直至换最后一把刀加工最后一道工序为止。而精加工孔则须单独完成，每道工序换一次刀，尽量减少各个坐标的运动，以减少定位误差对加工的影响。加工中心常用如图2-26所示的精镗微调刀。

图2-26 精镗微调刀

近年来广泛使用一种双刃机夹镗刀进行镗孔，以平衡径向力，减轻镗削振动，提高镗孔加工精度。这种刀具不需重磨，更换方便，易于调整。此外，对阶梯孔的镗削加工宜采用组合镗刀，以提高镗削效率。

4）攻螺纹丝锥的选用。在加工中心上一般都用二锥直接在底孔上攻螺纹。铸铁件多用手动二锥进行攻螺纹，钢件要用机动丝锥的二锥进行攻螺纹。

在加工中心除用上述两种丝锥外，还有用如图2-27所示的螺尖式丝锥和螺旋式丝锥。螺尖式丝锥包括咬入部和与排屑槽螺旋方向相反的12°～15°的螺旋槽，一般用于通孔攻螺纹。该种丝锥有如下特点：切屑从切削方向排出，槽内不残留切屑，这样不会因切屑堵塞而损伤丝锥；由于切屑不堵塞，故可把沟槽设计得较一般丝锥小，从而提高了丝锥的强度；咬入部的有效前角增大，所以刃尖锋利，切削阻力小，可攻出较高精度的螺孔；对于切削性能较差的材料，也能获得较好的效果。

螺旋式丝锥有螺旋刃槽（图2-27b），像钻头那样，一边进行切削，一边从排屑槽后面排出切屑。螺旋角越大越锋利，而且切屑排出也较顺利。但螺旋角过大，会降低刃尖的强度，而且会产生卷刃或剥离现象。这种丝锥的特点是：切屑从后面排出，故最适合于盲孔、深孔的攻螺纹；切屑不残留在刃槽内，这样不会发生因排屑堵塞而造成螺纹孔的损伤。

图2-27 螺尖式丝锥和螺旋式丝锥

a）螺尖式丝锥 b）螺旋式丝锥