钨钢拉刀的种类可按被加工表面部位、拉刀结构和使用方法不同来区分。

一、钨钢拉刀的种类按被加工表面部位不同区分

按被加工表面部位不同可分为内拉刀和外拉刀。较常见的内拉刀和外拉刀有：圆拉刀、花键拉刀、四方拉刀、键槽拉刀和外平面拉刀。

二、钨钢拉刀的种类按拉刀结构不同区分

钨钢拉刀按拉刀结构不同分为整体式拉刀、焊接式拉刀、装配式拉刀和镶齿式拉刀。加工中、小尺寸表面的钨钢拉刀用整体高速钢制成；加工大尺寸、复杂形状表面的钨钢拉刀制成组装式结构。

三、钨钢拉刀的种类按使用方法不同区分

钨钢拉刀按使用方法不同可分为拉刀、推刀和旋转拉刀。

推刀是在推力作用下工作的。推刀主要用于校正硬度<HRC45、变形量<0.1mm的已加工孔。推刀的结构与拉刀相似，但它的齿数少，长度短，前、后柄部较为简单。旋转拉刀是在转矩作用下，通过旋转运动而切削工件的。

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钨钢拉刀是高效的多齿刀具。拉削时，利用钨钢拉刀上刀齿尺寸的变化来切除加工余量，拉削公差等级为：IT7~IT9，表面粗糙度值为：0.5~3.2μm。钨钢拉刀切削的主要特点：能加工贯通的内外表面，拉削精度高、生产率高，钨钢拉刀寿命长。由于钨钢拉刀制造较复杂，故主要用于大量、成批零件的加工，例如拉削汽车发动机体壳、柴油机连杆及各种机器上的齿轮花键孔等等。

钨钢拉刀是一种多齿刀具，拉削时由于后一个刀齿高出前一个刀齿，从而能够一层层地从工件上切去金属，以获得所要求的工作表面。下图为拉削加工的典型工件截面形状。

钨钢铰刀用于中小直径孔的半精加工和精加工。铰刀的加工余量小，齿数多，刚性和导向性好，铰孔的加工精度可达IT7~IT6级，甚至IT5级，表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm，所以得到广泛使用。

钨钢铰刀的结构

钨钢铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分有切削部分和校准部分，校准部分有圆柱部分和倒锥部分。钨钢铰刀的主要结构参数有直径d、齿数z、主偏角Kr背前角γp、后角α。和槽形角θ。

钨钢铰刀种类很多，按使用方式可分为手用铰刀和机用铰刀。

d为手用铰刀，其主偏角Kr小，工作部分较长。常用直径为1~71mm。适用于单件小批生产或在装配中铰削圆柱孔。e为可调节手用铰刀。铰刀刀片装在刀体的斜槽内，并靠两端有内斜面的螺母来夹紧。旋转两端螺母，推动刀片在斜槽内移动，使其直径有微量伸缩。常用直径为φ6.5~100mm。用于机器修配中。

机用铰刀可分为高速钢机用铰刀和钨钢机用铰刀。高速钢机用铰刀直径d=1~20mm时做成直柄（图a），d=5.5～50mm时做成锥柄（图b），直径d=25-100mm时做成套式(图f)。它们用于成批生产时在机床上低速铰削孔。钨钢机用铰刀直径d=6~20mm时做成直柄，d=8~40mm时做成锥柄（图c），它们用于成批生产时在机床上铰削普通材料、难加工材料的孔。图g为莫氏锥度铰刀，它共有0-6号7种规格，分别用于铰削0~6号莫氏锥度孔。由于加工余量较大，一般由两把组成一套。其中有分屑槽的莫氏锥度铰刀为粗铰刀。图h为1：50锥度销子铰刀，常用直径为Ф0.6~50mm，适用于铰削1：50圆锥孔。

铰削过程特点

铰削时余量较小，一般为0.05~0.2mm。通常铰刀的主偏角Kr<15°，故切削厚度hD很薄，此时，在切削刃与校准刃之间的过渡部分，形成一段极薄切削厚度的区域。由于铰刀切削刃存在一定钝圆半径rn，所以经常在hD<rn情况下进行切削，如下图所示。此时起切削作用的前角为负值，因而产生挤刮作用。经受挤刮作用的已加工表面弹性恢复，又受到校准部分后角为0°的刃带挤压与摩擦，所以铰削过程是个非常复杂的切削、挤压和摩擦过程。

铰削时，为了避免颤振，通常取Vc<10m/min。此时极易产生积屑瘤，使孔径扩大，内孔表面产生螺旋沟。切削液在铰削中起着十分重要的作用，尤其是用高速钢铰刀铰削中碳钢时，使用的切削速度范围正好是积屑瘤生成的速度范围，必须采用铰合适的切削液来消除积屑瘤，以提高铰孔光洁度。

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钨钢扩孔钻

钨钢扩孔钻在钻孔后使用，修正钻孔中心线位置和降低表面粗的程度值，提高孔质量的刀具。扩孔钻用于孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。扩孔钻与麻花钻相似，但扩孔钻齿数较多，一般有3~4齿，因而扩孔钻导向性好。扩孔余量较小，所以扩孔钻无横刃，改善了切削条件。且容屑槽较浅，钻心较厚，故扩孔钻的强度和刚度较高，可选择较大切削用量。国家标准规定，高速钢扩孔Ф7.8-50mm做成锥柄，Ф25-100mm做成套式。目前，许多工厂已使用钨钢扩孔钻和可转位扩孔钻。

1.钨钢扩孔钻公差等级：IT9~IT10。扩孔钻表面粗糙度：6.3~3.2。

2.钨钢扩孔钻特点：导向性好；扩孔余量小；无横刃；改善了切削条件；屑槽较浅；钻心较厚；强度和刚度较高;可选择较大切削用量;加工质量和生产率均比麻花钻高。

钨钢锪钻

钨钢锪钻用于加工各种埋头螺钉沉孔、锥孔和凸台面等。

据统计，从1914年到1948年，除个别年份外，中国钨精矿产量始终占据世界第一位，期间共生产钨精矿21.86万吨，基本上用于出口，其中1937年产量为1.65万吨，占世界总产量的46％，是旧中国时期产量最高的一年（见下图）




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钨钢扩孔钻用作铰或磨孔前的预加工扩孔，如钻孔、铸孔、锻孔和冲孔的扩大，扩孔钻与钻头相比，有如下特点：

（1）钨钢扩孔钻是用来扩大已有孔的，故切削刃并不需延伸至中心，没有横刃，避免了横刃对切屑的不利影响。

（2）扩孔余量比较小，因此容屑槽较浅，钻心厚度大，刀体强度高，刚性好，能采用较大的进给量和切削速度。

（3）钨钢扩孔钻的齿数较多，一般有3~4个刀齿，导向性好，切削平稳。

由于钨钢扩孔钻的以上特点，扩孔和钻孔相比，前者的质量好，生产效率高，在生产中的应用也很广泛。

钨钢锪钻用于加工各种埋头螺钉沉孔、锥孔和凸台面等。

钨钢铰刀用于孔的精加工及半精加工，也可以用于磨孔或研孔钱的预加工。铰刀比扩孔钻齿数多，导向好，芯部直径大，刚性好，所以铰孔能获得较高的加工精度和光洁度。

为了提高铰孔精度，铰孔时最好是工件旋转，铰刀只作进给运动。在机床上铰孔时，为了消除铰刀轴线曲线与机床主轴线的不同轴而引起铰孔时振动与孔的不应有的扩大，铰刀最好采用浮动装夹，并使铰刀在有精密导线的情况下进行工作。

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钻削能在实体材料上进行孔加工，在切削加工中应用较广。

在金属切削中，孔加工的比重很大，广泛需要使用各种孔加工工具。孔加工刀具按其用途分为两大类：一类是从实心材料中孔加工加工出孔的刀具，如麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等；另一类是对已有孔进行再孔加工的孔加工刀具，如扩孔钻、锪钻、铰刀及镗刀等。

孔加工刀具是在工件内表面工作的，因而引起这类刀具结构上有一些特殊问题，例如：容屑排屑、刀具的强度、刚度、导向及润滑冷却等，这些问题在设计和使用时都要特别注意。

钨钢钻头是钻孔或扩孔的刀具，一般用于粗加工，也可用于半精加工或精加工（扩孔、铰孔、镗孔、拉孔及磨孔）的预钻孔。

根据不同的结构形式和用途，钨钢钻头可以分为扁钻、麻花钻、深孔钻及中心钻等，目前使用最多的钨钢钻头是麻花钻。

钨钢刀具磨损是在切削时刀具在高温条件下受到工件、切屑的摩擦作用，使刀具材料逐渐被磨耗或出现破损的现象。研究刀具磨损原因，防止过早、过多的刀具磨损以及如何延长刀具寿命，这是影响生产效率、加工成本和加工质量的一个重要课题。

刀具磨损形式：刀具磨损可分为正常刀具磨损和非正常刀具磨损两类。

1.正常刀具磨损：随着切削时间增加磨损逐渐扩大的形式，包括前面磨损、主后面磨损、副后面磨损

2．非正常刀具磨损，亦称破损

(1)沟槽磨损：在刀具后面上刻划出深浅不同的沟槽。这主要是因刀具材料耐磨性不够，或加工材料表面有硬质点摩擦等所致。

(2)切削刃细小缺口：在切削刃上出现微粒脱落形成不规则的细小缺口，这是由于刀片硬度高、脆性增大、切削刃锋利使强度变差、断续切削或切屑碰坏造成的。

(3)塑性变形：刀具切削区域因严重塑性变形使刀面和切削刃周围产生塌陷，造成的原因主要是，切削温度过高和切削压力过大，刀头强度和硬度降低。尤其在高速钢刀具上较易出现这种形式的刀具磨损。

(4)切削刃崩裂：在切削刃和前刀面上受较大冲击力作用、背吃刀ɑp和进给量ƒ过大使切削力增大，中间切人使主、副切削刃均受切削力作用，刀具前角大和强度低等情况造成切削刃和前刀面大面积崩裂。

(5)切削刃剥落：在刀面或切削刃周围出现表层脱落而损坏刀具，这类损坏常发生在硬度高、脆性大的陶瓷刀具上。并在压力和摩擦力较大情况下易产生。

(6)热裂：在垂直于切削刃方向上因受热而产生裂纹。由热循环使材料疲劳，或因间断切削和切削液浇注不均匀使切削温度骤变，易引起前、后刀面上出现细微裂纹。

刀具磨损机理：

1．磨粒磨损：在工件材料中存在着氧化物、碳化物和氮化物等硬质点。在铸、锻工件表面上存在着硬的夹杂物和在切屑、加工表面上粘附着硬的积屑瘤残片，这些硬质点在切削时如同"磨粒"对刀具表面摩擦和刻划作用致使切削刃刀面磨损。磨粒磨损是一种"机械摩擦"性质的刀具磨损。

2．相变磨损：工具钢刀具在较高速度切削时，由于切削温度升高，使刀具材料产生相变，硬度降低，若继续切削，会引起前面塌陷和切削刃卷曲。钨钢刀具在高温(>900℃)、高压状态下切削也会因产生塑性变形而失去切削性能。

3．粘结磨损：亦称冷焊磨损。当刀具材料与工件材料产生粘结时，两者产生相对运动对粘结点产生剪切破坏，将刀具材料粘结颗粒带走所致。在高温高压作用下刀具表面层材料性能变化，当工件与刀具产生相对运动时，刀具材料的粘结颗粒被带走而形成粘结磨损。

4.扩散磨损：是在高温作用下，使工件与刀具材料中合金元素相互扩散置换造成的。

5.氧化磨损：亦称边界磨损，当钨钢刀具的切削温度达到700-800℃时，钨钢材料中WC、TiC和如Co与空气中氧起化合作用，形成了硬度和强度较低的氧化膜。在切削时受工件表层中氧化皮、冷硬层和硬杂质点对氧化膜连续摩擦，造成了在待加工表面处的刀面上产生氧化磨损。

合理选择刀具材料、刀具几何参数等可提高刀具的耐磨性、耐热性和化学稳定性。此外，提高刀具强度和刀具刃磨质量、改善散热条件、合理使用切削液，均能有效地防止刀具磨损。

刀具寿命T定义为刀具磨损达到规定标准时的总切削时间（单位为mim），影响刀具寿命的因素有

1．切削速度Vc：提高切削速度Vc，使切削温度增高，磨损加剧，而使刀具寿命T降低。

2．进给量ƒ与背吃刀量αp：ƒ和αp增大，均使刀具寿命降低，但ƒ增大后，切削温度升高较多，故对T影响较大；αp增大，改善了散热条件，故使切削温度上升少，因此对刀具寿命影响较小。

3．刀具几何参数的影响：在刀具几何参数中，影响刀具寿命主要有：前角、主偏角、副偏角和刀尖圆弧半径。减小主偏角、副偏角和增大刀尖圆弧半径，都能起到提高刀具强度和降低切削温度作用，均有利于提高刀具寿命。

4．工件材料：加工材料的强度、硬度和韧性越高，切削时均能使切削温度升高，刀具寿命降低。

5．刀具材料：刀具材料是影响刀具寿命的重要因素，如刀具材料的热导率、耐磨性越高，切削时刀具寿命越长，因此，选用涂层刀具和高性能刀具材料，是提高刀具寿命的有效途径。

积屑瘤是由切屑堆积在钨钢切削刀具前面近切削刃处的一个硬楔块，它是在第Ⅱ变形区（第Ⅱ变形区是指与钨钢切削刀具前面接触的切屑底层内产生塑性变形的区域）内，是由摩擦和变形形成的物理现象。在生产中对中碳钢、低碳钢、铝合金等塑性金属进行车、钻、铰、拉和螺纹加工均可能出现积屑瘤。

积屑瘤形成原因：

一般认为是切屑在刀具前面上粘结（冷焊）造成的，若在"滞流层"内近切削刃处的温度和压力很低，切屑底层塑性变形小，摩擦系数小，粘结不易产生，不易形成积屑瘤；在高温时，切屑底层材料软化，剪切屈服强度σ0.2下降，使摩擦系数μ减小，积屑瘤也不易产生；当压力、温度达到一定程度时，切屑底层材料中切应力超过材料的剪切屈服强度，使"滞流层"中流速为零的切削层被剪切断裂粘结在前刀面上，粘结金属层经剧烈塑性变形后硬度提高，它可代替切削刃继续剪切较软的金属层，依次层层堆积，高度逐渐堵增大而形成了积屑瘤。长高的积屑瘤在外力或振动作用下可能会脫落或局部断裂，继而又重复产生与脱落。

积屑瘤对切削加工的影响是：由于它的硬度高于工件2~3倍，故堆积在切削刃上能代替切削刃切削，并保护了切削刃；增大实际工作前角，减小切削变形；堆积成的钝匠圆弧刃口造成挤压和过切现象，降低加工精度；积屑瘤脱落后粘附在已加工表面上使表面粗糙不平。所以在精加工时应避免积屑瘤产生。

在生产中常采取以下措施来抑制或消除积屑瘤：

1)采用低速或高速切削。切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的。以切削45钢为例，在低速υc<3m/min和较高速度υc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不易形成积屑瘤。在切削速度υc≈20m/min左右，切削温度约300℃，产生积屑瘤的高度达到最大值。

2)减小进给量、增大刀具前角、提高刀具刃磨质量和合理选用切削液，使摩擦和粘结减少，可达到抑制积屑瘤的作用。

3)合理调整各切削参数值，以防止形成中温区域。如选用进给量ƒ=0.2mm/r、前角γo=0°，消失积屑瘤的切削速度为22m/min；选用进给量ƒ=0.2rnm/r、前角γo=10°，消失积屑瘤的速度为32m/min。

影响切削变形的主要因素

1.加工材料

材料的强度、硬度越高，刀-屑面间正压力越大，平均正应力也越大，摩擦系数减小，而使剪切角增大，因此，切削变形减小。

2.前角

前角增大，楔角减小，切削刃钝圆弧半径减小，切屑流出阻力小，使摩擦系数减小，剪切角增大，故切削变形减小。

3．切削速度

切削速度是通过切削温度和积屑瘤影响切削变形的。由于低速时切削温度低，刀-屑面间不易粘结，摩擦系数小，切削变形小；随着速度提高，温度增高，粘结逐渐严重，摩擦系数增大，切削变形增大；切削速度进一步提高，温度使加工材料剪切屈服强度降低，切应力小，摩擦系数小，因此，切削变形小。

4．进给量ƒ

当进给量增大时，切厚度与切屑厚度增加，使前面上正压力增大，使平均正应力增大，因此，摩擦系数减小和切屑厚度压缩比减小。

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钨钢切削刀具切削过程是指通过切削运动，由钨钢切削刀具从工件上切下多余的金属层而形成切屑和已加工表面的过程，在这过程中切削刀具产生变形，形成切屑，产生切削刀具切削力、切削热与切削温度、切削刀具磨损等诸多现象。

根据切削刀具剪切滑移后形成切屑的外形不同，切屑分为4种类型。

1.带状切屑

切削层经塑性变形后被刀具切离，其外形呈延绵不断的带状，并沿刀具前面流出。

2.节状切屑

切削层在塑性变形过程中，剪切面上局部位置处切应力达到材料强度极限而产生局部断裂，使切屑顶面开裂形成节状。

3.粒状切屑

在剪切面上产生的切应力超过材料强度极限，形成的切屑被剪切断裂成颗粒状。

4.崩碎切屑

在切削铸铁类脆性金属时，切屑层未经塑性变形，在材料组织中的石墨与铁素体之间疏松界面上产生不规则断裂，而形成崩裂切屑。

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