在大型电站、矿山、重型和通用机械行业中，不少如机座、缸体、压力腔等零件需要进行大直径孔(螺孔)加工，有的孔大且深，精度也很高，这样就使加工周期大为延长。用传统的高速钢钻、扩孔刀具加工一个大直径孔，往往需要4～6小时，甚至更长时间，这种落后的加工方式和刀具很容易成为生产的瓶颈。

为适应快速发展的生产形势，研发、应用高效大直径刀具已显得极为迫切，为此国内外刀具厂商和相关研究机构加快了大直径孔加工刀具的创新、研发步伐，几年来已取得可喜的成果。

目前加工大直径孔(螺孔)的机床主要有两类：一类是大型数控镗、铣床，在这类机床上加工大直径孔，由于机床功率大、刚性好、精度高，一般可采用适于高速切削的高效硬质合金刀具(特别是硬质合金可转位孔加工刀具)；另一类是普通大型摇臂钻床，该类机床虽然在功率、刚度、加工精度等方面都无法与大型数控镗、铣床相比，但其最大优点是加工成本低廉。目前国内大部分重型机械制造厂仍将该类机床作为生产的主力，因而研制适应于大型摇臂钻床上使用的高效大直径孔加工(螺孔)刀具同样具有重要意义。

1 数控镗、铣床上应用的大直径孔加工刀具

1.1 钻孔刀具

硬质合金/高速钢大直径复合钻 该类刀具的典型结构可见图1，刀具切削刃由硬质合金可转位刀片和高速钢中心钻两部分组成。高速钢中心钻在钻头的中心，切削时速度低，刀刃锋利且有较小的横刃，故轴向切削力小，切削时能得以稳定钻削；钻头两侧的可转位刀片交叉排列，并可选用硬度和强度较好的刀片和点式硬质合金断屑槽型(一般刀片宜选用涂层刀片)，这样在钻削时可获得切屑面积较小的C形屑，以便于钻屑的顺利排出；钻杆和钻头通常都采用内冷却结构，这样在钻削时钻刃能得到充分冷却，同时切削液在高压泵的喷射下能将切屑顺利排出孔口；该刀具的刀杆和刀头之间还配置有十字保险环，主要是防止刀杆在超负荷切削时损坏。

图1 硬质合金/高速钢大直径复合钻

采用这种高效大直径复合钻，切削速度Vc可达80～120m/min，进给量f可达0.1～0.12mm/r，其切削效率与采用高速钢钻、扩刀具相比，可提高8～12倍。该类钻头的加工范围一般在Ø80～Ø170，在机床功率允许条件下，甚至可加工Ø300以上的大孔。目前这种钻头在国内哈尔滨汽轮机厂、上海龙记金属有限公司等单位已广为采用。

1.2 硬质合金可转位套料钻

套料钻的结构形式简图可见图2，该刀具设计、制造精度较高，有三组刀块，每组两个刀块对称分布在刀体上，第三组用偏心夹紧，第一、二组用滑块偏心夹紧，两相邻组刀块高度差0.25~0.30mm，同一组两个刀片高度相等，起良好的分屑作用。切削45#钢时，切削液是机油，油压P为0.5～0.7MPa。目前硬质合金可转位套料钻在上海申孔机械厂已稳定应用，并取得了明显的加工效果。

图2 大直径硬质合金可转位套料钻

1.3 内螺纹加工用刀具

高效加工大直径内螺纹，应用场合较多的刀具结构形式有两种。

旋风铣大直径内螺纹切削头 该铣削头是一个独立的工艺装备，属于机床附件。它适用于普通的具有螺纹进给系统的卧式镗、铣床及其他机床上进行铣螺纹加工，铣削头上可安装1～4个可转位螺纹刀片，刀具在高速自转铣削的同时还进行圆周进给和轴向进给(即螺旋进给)，附加式内螺纹旋风切削头的结构简图可见图3，该装置通常用于M30～M120的米制和1.5”～4.5”的英制螺纹孔的左、右螺纹的旋风铣削。