、復(fù)合刀具的類型、特點和適合范圍
復(fù)合刀具是將兩把或兩把以上的同類或不同類的孔加工刀具組合成一體的專用刀具，它能在一次加工的過程中，完成鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔和鏜孔等多工序不同的工藝復(fù)合，具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特點。復(fù)合刀具的結(jié)構(gòu)形式有：整體式、裝配式、可轉(zhuǎn)位式、組合式；組合類型有：復(fù)合鉆、復(fù)合鉸、復(fù)合擴、復(fù)合鏜、復(fù)合锪；鉆锪、鉆擴、鉆倒角、擴鏜、鉆擴鉸、擴鉸、擴锪、鉆鏜、鉆擴锪、鉆鉸鉸、鏜鉸等。
復(fù)合刀具有以下特征：1)可同時或順序加工幾個表面，減少機動和輔助時間，提高生產(chǎn)率；2)可減少工件的安裝次數(shù)或夾具的轉(zhuǎn)位次數(shù)，以減小和降低定位誤差；3)降低對機床的復(fù)雜性要求，減少機床臺數(shù)，節(jié)約費用，降低制造成本；4)可保證加工表面間的相互位置精度，加工質(zhì)量高。
復(fù)合刀具在組合機床、自動線和專用機床上應(yīng)用相當(dāng)廣泛，較多地用以加工汽車發(fā)動機、摩托車、農(nóng)用柴油機、箱體等機械零部件。
二、復(fù)合刀具的創(chuàng)新與發(fā)展
隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，機械加工難度愈來愈大，加工精度要求越來越高，在自動線上的復(fù)合刀具，既要滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，又要具有可靠性和高壽命，要適應(yīng)發(fā)展的需要，就要對傳統(tǒng)的老式的復(fù)合刀具進行改革創(chuàng)新，就需要應(yīng)用新技術(shù)、新材料來提高復(fù)合加工刀具的使用性能。
新材料在復(fù)合刀具上的應(yīng)用
傳統(tǒng)的復(fù)合刀具一般采用的刀具材料為普通高速鋼和硬質(zhì)合金，而新型的復(fù)合刀具則采用鈦基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)、高性能高速鋼(含Co高速鋼、粉末高速鋼、含Al高速鋼)、復(fù)合陶瓷、CBN、,PCD等新材料，對復(fù)合刀具實施不同材料的組合：高性能高速鋼與硬質(zhì)合金的組合、通用高速鋼與鈦基硬質(zhì)合金的組合、高性能高速鋼與CBN刀片組合、硬質(zhì)合金與PCD刀片組合、硬質(zhì)合金與陶瓷刀片的組合，可使復(fù)合刀具在同一轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，實現(xiàn)鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔、鏜孔不同工藝對可靠性的要求，如我廠曾為天津某企業(yè)設(shè)計制造了高性能高速鋼材料的鉆鉸復(fù)合刀具，其價格為普通高速鋼刀具的5倍，但其使用性能比普通高速鋼刀具提高了10倍以上，雖然單個刀具成本提高了，但其性能價格比優(yōu)勢得到體現(xiàn)。
超精鏡面磨削技術(shù)在復(fù)合刀具上的應(yīng)用
復(fù)合刀具的刃口質(zhì)量及前、后刀面的表面粗糙度是影響加工工件的精度、表面粗糙度、加工一致性的主要因素。降低刃口及前、后刀面的表面粗糙度，提高其刃口及前、后刀面的表面質(zhì)量，以減少切屑與刀具刃面摩擦和粘接，可實現(xiàn)復(fù)合加工代替磨削加工。應(yīng)用超精鏡面磨削技術(shù)，可解決刃口產(chǎn)生微形鋸齒形的難題，使復(fù)合刀具的刃口質(zhì)量達鏡面，被加工工件表面粗糙度可達Ra0.05～0.2µm，加工精度達IT5級。
高強度低溫釬焊技術(shù)在復(fù)合刀具上的應(yīng)用
刀片釬焊式復(fù)合加工刀具或帶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)型復(fù)合刀具，用一般釬焊技術(shù)易產(chǎn)生刀片裂紋和導(dǎo)向部分退火，嚴(yán)重影響刀具壽命。由于硬質(zhì)合金具有高冷硬性(74～87HRC)和高熱硬性(可耐850～1400℃)，但導(dǎo)熱性差，焊接性能不好的特點，加以刀片與刀體材料不同，在高溫釬焊結(jié)合時，產(chǎn)生較大的應(yīng)力，易產(chǎn)生刀片裂紋，一般高溫釬焊又易造成帶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的復(fù)合刀具導(dǎo)向部分退火，硬度降低，從而降低了刀具壽命和加工精度。采用高強度低溫釬焊技術(shù)，既保證了釬焊質(zhì)量又有效減少了釬焊時所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，為提高復(fù)合刀具的壽命創(chuàng)造了有利條件。
CAD在復(fù)合刀具上的應(yīng)用
復(fù)合加工刀具將同類和不同類的兩種或多種不同刀具組合為一體，實現(xiàn)一次加工成形。這不僅僅是普通刀具的組合，對復(fù)合刀具而言，在不同的切削狀態(tài)下，既要求良好的排屑性能，又要保證加工工件精度，刀具要有最佳的空間截面形狀組合。如果按常規(guī)去手畫、手算，較繁瑣且勞動量大，有的參數(shù)還需要試生產(chǎn)來確定，而采用CAD二次開發(fā)，建立三維模型，模擬加工，隨時抽取刀具截面參數(shù)，以獲得最佳設(shè)計方案，從而可解決復(fù)合刀具在鉆孔、擴孔、锪孔、鏜孔的不同切削狀態(tài)下，刀具排屑以及不同形式結(jié)構(gòu)間的干涉問題，如液壓件螺紋連接油塞孔的加工，采用經(jīng)CAD設(shè)計成的擴锪復(fù)合刀具。又如汽車上的撥叉孔的加工，采用經(jīng)CAD設(shè)計選擇兩套方案：1)拋物線型鉆頭與帶刃傾角鉸刀組合加工；2)鏜鉸刀組合加工，均可達到加工件圖樣要求。
三、設(shè)計制造應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
設(shè)計制造應(yīng)注意的問題
對復(fù)合刀具各直徑公差、齒數(shù)、齒形、幾何參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計制造，應(yīng)重點注意考慮其加工應(yīng)用情況和特征。
負(fù)荷較大、又受孔徑限制、刀具細(xì)長，此時要選用高強度的刀體材料。
復(fù)合刀具各部位刀具直徑不同，其切削速度不一樣，直徑差別大時，直徑大的刀具可選用好的刀具材料，如鉆擴復(fù)合刀，鉆部選高速鋼，擴部選硬質(zhì)合金刀片；或鉆部選硬質(zhì)合金刀片，擴部選CBN刀片，實施各種刀具材料的組合應(yīng)用。
根據(jù)加工工件及加工條件設(shè)計復(fù)合刀具時，應(yīng)考慮切削順序或同時加工次序、刀具結(jié)構(gòu)形式、刀具材料選用、排屑方式、導(dǎo)向裝置類型等因素。
應(yīng)用時應(yīng)注意的問題
選擇適宜的切削用量
復(fù)合刀具多是在專機、自動線或是在通用機床上應(yīng)用。對自動線、專機而言，機床轉(zhuǎn)速及進給速度調(diào)整范圍窄，要保證刀具使用效果達到要求，就需要選定好切削用量。如鉆擴復(fù)合，進給量要受鉆頭限制，而切削速度受鉸刀限制，要是按鉸刀確定進給量則鉆頭承受不了，要是按鉆頭確定切削速度，則鉸孔質(zhì)量難以保證。同類復(fù)合刀具進給量應(yīng)以直徑最小的刀具選定，切削速度應(yīng)以最大直徑的刀具選定。不同類的復(fù)合刀具，一般以大、小直徑的平均值，并考慮加工精度要求，綜合選定切削用量。
CBN復(fù)合刀具適宜加工淬硬鋼、鑄鐵、高溫合金、鈷基合金，不適宜加工鋁合金及一般的軟鋼件，也不適宜低速加工，切削速度一般應(yīng)不低于30m/min。
PCD復(fù)合刀具適宜加工鋁合金、銅合金、鋅合金及有色金屬和非金屬材料的精加工，不適宜加工黑色金屬(鋼、鑄鐵等 |
