精密機(jī)械制造技術(shù)21典型加工方法與常用刀具

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)車刀：整體式、焊接式、機(jī)夾重磨式和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式孔加工刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、較刀等銃刀：平面銃刀、指狀銃刀等拉刀：拉刀和推刀齒輪刀具：滾齒、插齒、銃齒、磨齒、伊齒等砂輪：外圓、內(nèi)圓、平面砂輪等矗車刀功能：是金屬切削加工中應(yīng)用最廣泛的一種刀具，主要用于加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋及各種回轉(zhuǎn)體:結(jié)構(gòu)型式：整體式（高速鋼）焊接式機(jī)夾重磨式 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀（硬質(zhì)合金）891011圖2-13幾種常用的車刀1一45彎頭車刀；290外圓車刀；3外操紋車刀；475外圓車刀；5成形車刀：6-90*外圓車刀;7切斯刀;8 內(nèi)孔切榊刀；9一內(nèi)螺紋車刀;10肓孔鏗刀；11通孔鉉刀目錄在碳鋼（一般為45鋼）

2、刀桿上按刀具幾 何角度的要求開出刀槽 用焊料（一般為銅 絲）將硬質(zhì)合金刀片（專業(yè)廠家生產(chǎn)、已標(biāo)準(zhǔn)化）焊接在刀槽內(nèi) 并按所設(shè)計(jì)的幾何角度刃磨后使用的車刀。/特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單.剛性好，適應(yīng)性強(qiáng) 可 以根據(jù)具體的加工條件和要求刃磨出合理的 幾何角度。/注意:焊接時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或裂紋、刀片硬 度下降,切削性能和耐用度降低。:用機(jī)械的方法將硬質(zhì)合金刀片夾固在刀桿上的車刀。:刀片磨損后，可取下重磨 然后再安裝使用。優(yōu)點(diǎn):可避免焊接引起的應(yīng)力、裂紋等缺陷;刀桿可多次重復(fù)使用。-缺點(diǎn):刀頭結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 剛度不如焊接式有夾持應(yīng)力。圖2-15機(jī)夾重磨式車刀V目錄:將預(yù)先加工好的有一定幾何角度的多角形硬 質(zhì)合金刀片,用機(jī)

3、械的方法裝夾在特制的刀 桿上，便成為機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀。:刀具的幾何角度是由刀片形狀及其刀桿槽中 的安裝位置來確定，不需要刃磨。:刀片的一個(gè)切削刃磨損后,只要松開刀片夾緊元件,將刀片轉(zhuǎn)位,改用另_個(gè)新刀刃,重新夾緊后即可繼續(xù)切削。待全部刀刃都磨鈍后,再裝上新刀片即可。:優(yōu)點(diǎn)和機(jī)夾重磨式車刀一致：可避免焊接引起的應(yīng)力、裂紋等缺陷；刀桿可多次重復(fù)使用。刀頭結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,剛度不如焊接式,有夾持應(yīng)力。圖2-16 可轉(zhuǎn)位式車刀的組成(b)(1)(f)圖2-17可轉(zhuǎn)位式車刀的夾緊結(jié)構(gòu)5）上圧式；（b）偏心式;（c）|Eff1式；（d）杠桿式；（c）棋塊式；綜合式按用途分兩大類：從實(shí)體材料上加工成孔:麻花鉆、中

4、心鉆及深孔鉆;對已有孔進(jìn)行再加工:擴(kuò)孔鉆、較刀、鎮(zhèn)刀,內(nèi)拉刀、內(nèi)圓磨砂輪、瑜磨頭等。麻花鉆是一種形狀較為復(fù)雜的雙 刃鉆孔或擴(kuò)孔的標(biāo)準(zhǔn)刀具，一般用于 孔的粗加工也可用于攻絲、較孔、拉 孔、鎮(zhèn)孔、磨孔的預(yù)制孔。麻花鉆結(jié)構(gòu)由三部分構(gòu)成: 二311M：鉆頭的夾持部分，用于與機(jī)床聯(lián)接，并傳 遞扭矩和軸向力。按直徑分為直柄（小直徑）和 錐柄（大直徑）兩種。頸部:尾部與工作部分間的過渡部分，供磨削砂 輪退 刀和打印標(biāo)記用。小直徑的直柄鉆頭沒有 頸部。工作部分:鉆頭的主要部分，前端是切削部分, 承擔(dān) 主要的切削工作；后端為向?qū)Р糠郑龑?dǎo) 鉆頭，也是切削部分的后備部分。(c)麻花鉆主要幾何參數(shù)公稱直徑:螺旋角：

5、鉆頭螺旋槽最外緣處螺旋線的切線與 鉆頭軸線間的夾角為螺旋角。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆P=18 30。,小直徑鉆頭直徑較小。:頂角：為兩主切削刃在與其平行線的軸向平面 上的投影之間的夾角。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆2p=118 o:主偏角:主偏角的大小決定于頂角的大小，頂角之半P在數(shù)值上與主偏角接近O :前角：在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基面的夾 角。:后角：在假定工作平面內(nèi)測量的切削平面與后 主刀面的夾角。后刀而 前） Ifll(a)(b)圖2-19麻花鉆的兒何角度（小靠近外緣處;（b）靠近鉆心處h擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆是用于對已鉆孔進(jìn)一步加工，以提高孔的加工質(zhì)量的刀具。由于擴(kuò)孔余量較小，容屑槽淺，刀體:擴(kuò)孔鉆的刀齒較多，一般有三四個(gè)

6、，導(dǎo)向性好, 切削平j(luò)強(qiáng)度和剛性較好；擴(kuò)孔鉆沒有橫刃，改善了切削 條件，可以大大提高切削效率和加工質(zhì)量。霍體主器鵬加冊擴(kuò)孔加工。7(a)2-21擴(kuò)佛懸體無(b)飆錢刀用于中、小尺寸的半精加工和精 加工，也可以用于磨孔或研孔前的預(yù)加工。:較刀齒數(shù)多（6-12個(gè)），導(dǎo)向性:芯部直徑大，剛性好:較削余量小，切削速度低，加上切削過 程中的擠壓作用，所以能獲得較高的加工 精度和較好的表面質(zhì)量。:較刀分為手用較刀和機(jī)用較刀兩類。手 用錢刀分為整體式和可調(diào)整式兩種，機(jī)用 較刀分為帶柄的和套式兩種O(b)圖2-22錢刀的類型Q）直柄機(jī)用役刀；（b）鏈柄機(jī)用校刀：（c）硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鐵刀;（d）手用較刀；（e

7、）可調(diào)節(jié)手用膠刀：（f）套式機(jī)用較刀；（E）直柄莫氏圓錐役刀；（h）手用1 : 50錐度校刀三、銃削與銃刀刀齒分布在圓周表面（圓柱和盤狀銃刀）或端面（端面銃刀）上的多刃回轉(zhuǎn)刀具。加工平面、臺(tái)階、溝槽和各種成形表面。、銃刀的幾何角度前角用法平面后角或5及螺旋角隊(duì)廉端銃刀的幾何角度til盤銃刀的每一個(gè)刀齒相當(dāng)于一把車刀，角度標(biāo) 注坐標(biāo)系與外圓車刀定義一致，故其角度定義與車刀相同。圓柱銃刀的幾何角度tan/f = tan70sin/r Wn&cos 心 tany?= Inn y()cos/r+ lanAsinA：,h硬質(zhì)合金端銃刀:硬質(zhì)合金機(jī)夾重磨式端銃刀（圖226）:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銃刀（圖2-2

8、7）圖？26黒接夾因式端韌圖Z27可轉(zhuǎn)位端沏.小】F耳：VWdi ambdl A Z II * fl| I&wT|jBI 9 JNfw .銃削方式指銃削時(shí)銃刀相對于工件的運(yùn)動(dòng)和位置關(guān)系。銃削方式影響：刀具的耐用度、工件的加工表面粗糙度、銃削過程的平穩(wěn)性及切削加工的生產(chǎn)率。I冋銃削法（周銃法）:逆銃和順銃端面銃削法（端銃法）：對稱銃、不對稱逆銃、不對 稱順銃。圖逆饒與順銃 （打逆銃;5）順銃(a)(b)(c)四、拉刀:拉刀是一種高生產(chǎn)率、高精度的多齒刀具。 y 二二:可加工出各種形狀的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)。如:內(nèi)圓孔、內(nèi)方孔、內(nèi)花鍵、內(nèi)孔鍵槽等。:也可加工各種形狀的外表面。如：平面、成形面。:按加工工件表面

9、不同分：內(nèi)拉刀和外拉刀。:按拉刀工作受力方向不同分：拉刀和推刀。NF:按拉刀的結(jié)構(gòu)：整體式和組合式O頭部；頸部； 過渡錐部;前導(dǎo)部； 切削部；校準(zhǔn)部;后導(dǎo)部；尾部。各部分都有其基本功能。I、刀齒幾何參數(shù)圖231示出了拉刀切削部分的主要參數(shù):矗齒升量Clf：前后兩刀齒（或齒組）半徑或高度 之差。粗切齒取0.020.20mm 精切取 00050.01.5mni心齒距P:相鄰兩刀齒之間的軸向距離。前角Yo：根據(jù)刀具材料選取。后角a。：直接影響拉刀刃磨后的徑向尺 寸。刃帶b訂：為增加拉刀的重磨次數(shù)而設(shè)。JiJiJ圖2-31 拉刀切削部分的 主要幾何參數(shù)4、拉削方式:指拉削過程中，加工余量在各刀齒上的分

10、配 方式。分層式拉削：精度高，刀具長分塊式拉削：效率高、刀精度低綜合式拉削：分層式、分塊式綜合，優(yōu)勢互補(bǔ):拉削方式影響：拉刀的結(jié)構(gòu)形式拉削力的大小拉刀的耐用度拉削表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率;、拉刀工作圖要求:表達(dá)拉刀整體結(jié)構(gòu)的主視圖；:切削部、校準(zhǔn)部刀具角度標(biāo)注的局部視 圖；:完整合理的尺寸標(biāo)注；:合理的技術(shù)要求：粗糙度、尺寸精度, 文字說明。:材料及熱處理要求； :一般設(shè)計(jì)時(shí)參考相關(guān)刀具設(shè)計(jì)手冊。五、齒輪刀具:用于切削齒輪齒形的刀具，種類較多，結(jié) 構(gòu)復(fù)雜。:按工作原理分：(1)成形法齒輪刀具：使用于單件、 小批量。有：盤形齒輪銃刀、指狀齒輪 銃刀。(2)展成法齒輪刀具:滾刀、插齒刀、剃齒刀o圖 2-

11、32成形齒輪銃刀:適用于直齒輪、斜齒輪、內(nèi)齒輪、塔形齒輪、人字齒輪與齒條的加工。:加工同模數(shù)、同壓力角的任意齒數(shù)的齒 輪；既可以加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪，也可以加工 變位齒輪。讓刀運(yùn)動(dòng)2-33 插齒刀的基本工作原理:加工直齒、斜齒和螺旋齒輪常用的工具。:同一把滾刀可以加工模數(shù)、壓力角相同而齒 數(shù)不同的齒輪。齒輪滾刀的工作原理齒輪滾刀加工的工作原理:滾齒加工機(jī)床為滾齒機(jī)利用螺旋齒輪嚙合原理:滾齒加工運(yùn)動(dòng)：滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)滾刀沿被加工齒輪軸線運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)滾刀轉(zhuǎn)一圈工件轉(zhuǎn)一齒展成運(yùn)動(dòng)齒輪滾刀的選用用于加工基準(zhǔn)壓力角為20。的漸開線齒輪的齒輪滾刀已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，模數(shù)單頭、右旋、前角為0。、直 槽，其基本結(jié)構(gòu)型式和主

12、要結(jié)構(gòu)尺寸見表23 o齒輪滾刀的基本參數(shù)應(yīng)按被切齒輪的相同參數(shù)選取。滾刀的參數(shù)標(biāo)注在其端面。:齒輪滾刀的精度等級(jí)，應(yīng)按被切齒輪的精度要求 或工藝文件的規(guī)定選?。?齒輪滾刀的旋向，最好與被切齒輪一致。磨削是用帶有磨粒的工具（砂輪、砂帶、JLBJ油石）對工件進(jìn)行切削加工的方法。是半精 加工、精加工的主要方法。粗加工現(xiàn)也開始 應(yīng)用。砂輪是最重要的磨削工具，應(yīng)用范圍及 其廣泛：能加工金屬材料、高硬度的非金屬 材料等。機(jī)械工業(yè)部鄭州三磨研究所是我國磨料、磨具、磨削研究機(jī)構(gòu)。輕輪的制造與特性:砂輪的制造:用結(jié)合劑把磨粒粘結(jié)起來，經(jīng)壓坯、干燥、焙燒及車整而成的多孔疏松物體O :影響砂輪特性的因素:由磨料、粒

13、度、結(jié)合劑、硬度、組織及形 狀尺寸等因素決定。、磨料:磨料是制造砂輪的主要材料，直接擔(dān)負(fù)切削工 作。磨料應(yīng)具有高硬度，高耐熱性和一定的韌性，在磨削過程中受力破壞后還要能形成鋒利 的幾何形狀。:常用磨料：剛玉（如AI2O3）類、碳化物類和超硬磨料系。表25列出了常用磨料性能、適 應(yīng)范圍。不粒度是指磨粒顆粒的大小，通?？梢苑譃槟チ?（顆粒尺寸40pm）和微粉（顆粒尺寸v=40pm） 兩類。:粒度號(hào)越大，表示磨粒顆粒越小。:微粉按顆粒實(shí)際尺寸分級(jí)。:粗磨用粗粒度（30#40#）,精磨用細(xì)粒度 120#） o(60#2:工件材料硬度低、塑性大、磨削面積大時(shí)，選粗 粒度的砂輪。:硬度是指砂輪工作表面的磨

14、粒在磨削力的作用下脫落的難易程度。它反映磨粒與結(jié)合劑的粘固強(qiáng)度。磨粒不易脫落，稱砂輪硬度高；反之, 稱砂輪硬度低O:從低到高分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬7個(gè)等級(jí)。砂輪硬度選擇原則:工件材料較硬時(shí)，應(yīng)選較軟的砂輪;:工件與砂輪接觸面積大時(shí)，選較軟砂輪;:粗磨時(shí)選較軟砂輪，以提高磨削效率；:對于精磨或成形磨,選用硬砂輪以保持砂輪的輪廓形狀。4、結(jié)合劑:結(jié)合劑是將磨料粘結(jié)在一起，使砂輪具有必要的形狀和強(qiáng)度的材料。:常用結(jié)合劑的種類有陶瓷、樹脂、橡膠及金屬結(jié)合劑（用于金剛石砂輪）等。5、組織:指砂輪中磨粒、結(jié)合劑和氣孔三者間的體積比例關(guān)系。按磨粒在砂輪中所占體積的不同，砂 輪的組織分為緊密、中等和疏松三大類。:組織號(hào)越大，磨粒所占體積較少，表明砂輪越疏松。:生產(chǎn)中最常用中等組織（組織號(hào)47）的砂輪。:根據(jù)用途、磨削方式和磨床類型，砂輪可制成各種形狀和尺寸，已標(biāo)準(zhǔn)化。表26列出了常用砂輪的形狀、代號(hào)和類型:砂輪特性用代號(hào)標(biāo)注在砂輪端面上，用以表示砂輪的磨料、 粒度、硬度、結(jié)合劑、組織、形狀、尺寸及最高工作線速 度。例如：砂輪 1-300X50X75-A60L形狀代號(hào)：外徑D厚度T孔徑H磨粒：A