機械制造工程學第二章金屬切削刀具

機械制造工程學第二章金屬切削刀具當前1頁，共49頁，星期二。第一頁，共四十九頁?！?-1車

刀

車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在普通車床、轉塔車床、立式車床、自動與半自動車床上，完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。當前2頁，共49頁，星期二。第二頁，共四十九頁。一、車刀的種類及用途直頭外圓車刀

車削外圓和外圓倒角；彎頭車刀

車削外圓、端面、倒角；偏

刀

左偏刀和右偏刀，車削外圓、軸肩、端面；切斷刀

切斷工件、切槽；鏜孔刀

鏜削內(nèi)孔；螺紋車刀

車削螺紋；成形車刀

加工成形回轉表面，屬專用刀具。當前3頁，共49頁，星期二。第三頁，共四十九頁。二、車刀的結構形式1.整體式車刀

硬質合金焊接式車刀，結構簡單、緊湊，抗振性能好，制造方便使用靈活。刀片易產(chǎn)生應力和裂紋。多采用高速鋼材料2.焊接式車刀3.機夾重磨式車刀避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；刀桿可重復使用利用率較高。但結構復雜、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂紋。當前4頁，共49頁，星期二。第四頁，共四十九頁。二、車刀的結構形式4.機夾可轉位式車刀不需刃磨，刀片材料能較好地保持原有力學性能、切削性能、硬度和抗彎強度。減少了刃磨、換刀、調刀所需的輔助時間，提高了生產(chǎn)效率?？墒褂猛繉拥镀?，提高刀具耐用度。機夾刀片：正三角形、正四邊形、正五邊形、菱形、圓形等。當前5頁，共49頁，星期二。第五頁，共四十九頁。二、車刀的結構形式4.機夾可轉位式車刀

刀片夾緊方式：

上壓式

夾緊力大，夾緊可靠；缺點是夾緊螺釘及壓板會阻礙切屑的流出、易被切屑擦傷。適用于不帶孔的刀片。

偏心式

零件少，制造簡單，切屑流出不受阻礙，也不會擦傷夾緊元件；缺點是夾緊力不大。適用切削力不大且連續(xù)切削。

綜合式

兼有上述兩種方式的優(yōu)點，適用切削力大及有沖擊負載的切削。

當前6頁，共49頁，星期二。第六頁，共四十九頁?！?-1

孔加工刀具孔加工刀具用途廣、種類多，一般可分為兩大類：在實體材料上加工孔的刀具，如麻花鉆、中心鉆、扁鉆、深孔鉆等；對孔進行再加工的刀具，如擴孔鉆、絞刀、鏜刀、锪鉆等。當前7頁，共49頁，星期二。第七頁，共四十九頁。第三十四頁，共四十九頁。當前30頁，共49頁，星期二。一、孔加工刀具的種類及用途以砂輪中氣孔數(shù)量的大小即氣孔率來表示。多用于大量和批量生產(chǎn)的精加工。第四十頁，共四十九頁。插齒刀切削刃運動軌跡形成一個齒輪，稱為產(chǎn)形齒輪。除圓孔拉刀外，制造都比較困難。偏

刀

左偏刀和右偏刀，車削外圓、軸肩、端面；車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在普通車床、轉塔車床、立式車床、自動與半自動車床上，完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。成形齒輪刀具

如盤形模數(shù)齒輪銑刀，指形模數(shù)齒輪銑刀，齒輪拉刀，插齒刀盤等；優(yōu)點：對于加工復雜成形表面的工件，拉刀的制造要比成形式簡單。第三十六頁，共四十九頁。特點：切入沖擊小，切削力變化小，切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小。第二十一頁，共四十九頁。1.麻花鉆

主要用于孔的粗加工，IT11級以下；表面粗糙度Ra25μm～6.3μm。一、孔加工刀具的種類及用途當前8頁，共49頁，星期二。第八頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途2.中心鉆

加工中心孔3.扁鉆

機構簡單、剛性好、刃磨方便，加工較大直徑的孔（>38mm）；當前9頁，共49頁，星期二。第九頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途4.深孔鉆

加工深孔（長徑比>10）。5.擴孔鉆

用于絞孔、磨孔前的加工或毛坯孔的擴大。與麻花鉆相比，其切削平穩(wěn)、生產(chǎn)率高、加工質量好。當前10頁，共49頁，星期二。第十頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途6.锪鉆

加工孔端面上的沉頭孔。7.絞刀

加工成形回轉表面，屬專用刀具。加工孔精度達IT6～IT7級，表面粗糙度達Ra1.6～0.4。當前11頁，共49頁，星期二。第十一頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途7.絞刀

鉸刀的類型:（a）直柄機用鉸刀,（b）錐柄機用鉸刀,（c）錐柄機用鉸刀,（d）手用鉸刀,（e）可調節(jié)手用鉸刀,（f）套式機用鉸刀,（g）直柄莫式圓錐鉸刀,（h）手用1:50錐度鉸刀當前12頁，共49頁，星期二。第十二頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途7.絞刀

1）絞刀的結構當前13頁，共49頁，星期二。第十三頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途7.絞刀

2）絞削加工中的“擴張”與“收縮”擴張：實際加工的孔徑比絞刀校準部的直徑大。原因：刀齒的徑向誤差、工件與刀具的安裝誤差，積屑瘤的作用，工件材料、絞削用量、切削液等因素的影響。收縮：實際加工的孔徑比絞刀校準部的直徑小。原因：工件材料的彈性恢復。如加工薄壁的韌性材料、硬質合金絞刀高速絞孔等。當前14頁，共49頁，星期二。第十四頁，共四十九頁。一、孔加工刀具的種類及用途8.鏜刀

加工直徑較大的孔，精度可達IT6～IT7級，表面粗糙度達Ra6.3～0.8，精鏜可達Ra0.4。

單刃鏜刀、多刃鏜刀，微調鏜刀、浮動鏜刀浮動鏜刀:1.刀片2.刀塊3.調節(jié)螺釘4.斜面墊板5.緊固螺釘

當前15頁，共49頁，星期二。第十五頁，共四十九頁?！?-3

銑

刀

銑削是一種應用非常廣泛的加工方法。加工精度一般為IT9～IT8，表面粗糙度為Ra6.3～1.6。銑刀為多齒刀具，有較高生產(chǎn)率。主要用于平面、臺階、溝槽和各種成形面的粗加工和半精加工。當前16頁，共49頁，星期二。第十六頁，共四十九頁。一、銑刀的種類及用途按用途可分為：

圓柱銑刀、端銑刀、盤形銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、角度銑刀、成形銑刀等。當前17頁，共49頁，星期二。第十七頁，共四十九頁。一、銑刀的種類及用途按用途可分為：

圓柱銑刀、端銑刀、盤形銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、角度銑刀、成形銑刀等。當前18頁，共49頁，星期二。第十八頁，共四十九頁。一、銑刀的種類及用途按齒背加工形式可分為：

尖齒銑刀、鏟齒銑刀（如成形銑刀的齒背為鏟齒加工而成）二、銑削的特點1）斷續(xù)切削采用大螺旋角刀齒

2）使用多刃刀具校準刀齒高度3）容屑和排屑問題齒疏密適當4）切入過程采用硬質合金刀具當前19頁，共49頁，星期二。第十九頁，共四十九頁。三、銑削方式1.圓周銑削

用分布于圓柱面上的刀齒進行的銑削，稱為周銑。逆銑：銑刀切入工件時的切削速度方向與工件的進給方向相反。

順銑：銑刀切出工件時的切削速度方向與工件的進給方向相同。

當前20頁，共49頁，星期二。第二十頁，共四十九頁。三、銑削方式1.圓周銑削逆銑：刀齒的切削厚度從ap=0至apmax；切入時，出現(xiàn)打滑，刀齒較易磨損；已加工表面冷硬現(xiàn)象嚴重；要求工件裝夾緊固；進給比較平穩(wěn)。順銑：刀齒的切削厚度從apmax到ap=0；刀齒磨損較少，提高刀具耐用度；已加工表面質量較高；工件表面硬皮易損壞刀齒；進給速度時快時慢，影響工件表面粗糙度。

特點：當前21頁，共49頁，星期二。第二十一頁，共四十九頁。三、銑削方式1.圓周銑削當前22頁，共49頁，星期二。第二十二頁，共四十九頁。三、銑削方式2.端面銑削

用分布于銑刀端平面上的刀齒進行的銑削，稱為端銑。1）對稱銑

：刀齒切入工件與切出工件的切削厚度ap相同,稱為對稱銑削。特點：切入、切出時的切削厚度相同，避免后續(xù)刀齒在冷硬層上切削，一般端銑多采用此方式，尤其適用于淬硬鋼。當前23頁，共49頁，星期二。第二十三頁，共四十九頁。三、銑削方式2.端面銑削

2）不對稱逆銑若切入時的切削厚度小于切出時的切削厚度，則為不對稱逆銑。特點：切入沖擊小，切削力變化小，切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小。適于端銑普通碳鋼和高強度低合金鋼。當前24頁，共49頁，星期二。第二十四頁，共四十九頁。當前30頁，共49頁，星期二。第二十七頁，共四十九頁。第三十一頁，共四十九頁。當前4頁，共49頁，星期二。當前40頁，共49頁，星期二。一、孔加工刀具的種類及用途除圓孔拉刀外，制造都比較困難。當前28頁，共49頁，星期二?？准庸さ毒哂猛緩V、種類多，一般可分為兩大類：第四十七頁，共四十九頁。成形齒輪刀具

如盤形模數(shù)齒輪銑刀，指形模數(shù)齒輪銑刀，齒輪拉刀，插齒刀盤等；原因：刀齒的徑向誤差、工件與刀具的安裝誤差，積屑瘤的作用，工件材料、絞削用量、切削液等因素的影響。刀齒的切削厚度從apmax到ap=0；適于端銑普通碳鋼和高強度低合金鋼。綜合式拉刀的粗切齒制成分塊式結構，精切齒采用成形式結構。三、銑削方式2.端面銑削3）不對稱順銑若切入時的切削厚度大于切出時的切削厚度，則為不對稱銑順銑。特點：可減小刀齒的滑行、擠壓和加工表面的冷硬程度，提高刀具耐用度。適于端銑普通碳鋼和高強度低合金鋼。當前25頁，共49頁，星期二。第二十五頁，共四十九頁?！?-4

拉

刀拉削加工質量好，生產(chǎn)率高。拉刀壽命長，并且拉床結構簡單。拉刀結構復雜，制造比較麻煩，價格較高。多用于大量和批量生產(chǎn)的精加工。當前26頁，共49頁，星期二。第二十六頁，共四十九頁。一、拉刀的結構及拉削原理1.拉刀的結構當前27頁，共49頁，星期二。第二十七頁，共四十九頁。一、拉刀的結構及拉削原理2.拉削原理當前28頁，共49頁，星期二。第二十八頁，共四十九頁。二、拉削的特點1）生產(chǎn)率高，一次可完成粗、半精、精加工；2）加工后的工件精度和表面粗糙度好；3）拉刀的耐用度高；

4）可拉削特型面；5）拉床結構簡單；6）可修正尺寸、形狀誤差，但不能修正位置誤差。當前29頁，共49頁，星期二。第二十九頁，共四十九頁。三、拉削方式1.分層式拉削1)成形式拉削優(yōu)點：可獲得較低的表面粗糙度。當前30頁，共49頁，星期二。第三十頁，共四十九頁。三、拉削方式1.分層式拉削1)成形式拉削缺點：分屑槽與切削刃交接處的尖角上散熱條件最差，加劇了拉刀的磨損，降低了拉刀的耐用度；刀齒上的分屑槽造成刀齒上有一條加強筋，切屑卷曲困難；切屑很薄，因此拉刀比較長，浪費刀具材料，降低生產(chǎn)率；除圓孔拉刀外，制造都比較困難。當前31頁，共49頁，星期二。第三十一頁，共四十九頁。三、拉削方式1.分層式拉削2)漸成式拉削優(yōu)點：對于加工復雜成形表面的工件，拉刀的制造要比成形式簡單。缺點：在工件已加工表面上可能出現(xiàn)副切削刃的交接痕跡，因此加工出的工件表面質量較差。當前32頁，共49頁，星期二。第三十二頁，共四十九頁。三、拉削方式2.分塊式拉削優(yōu)點：由于切削厚度（即齒升量）大，在相同拉削余量下，輪齒式拉刀所需的刀齒總數(shù)要比成形式拉刀少很多；不存在切屑加強筋，切屑卷曲順利，縮短了拉刀長度，節(jié)省刀具材料，提高拉削生產(chǎn)率；拉削帶硬皮的鑄鐵件，不易損壞刀齒。當前33頁，共49頁，星期二。第三十三頁，共四十九頁。三、拉削方式2.分塊式拉削缺點：由于切削厚度大，拉削后的工件表面質量不如成形式拉刀好。當前34頁，共49頁，星期二。第三十四頁，共四十九頁。三、拉削方式3.綜合式拉削

集中了成形式拉刀和輪切式拉刀的優(yōu)點：既縮短了拉刀長度，保持較高的生產(chǎn)率，又能獲得較好的工件表面質量。

綜合式拉刀的粗切齒制成分塊式結構，精切齒采用成形式結構。當前35頁，共49頁，星期二。第三十五頁，共四十九頁?！?-5

齒輪加工刀具

齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。由于齒輪的種類很多，加工要求又各不相同，因此齒輪刀具的品種及其繁多。

當前36頁，共49頁，星期二。第三十六頁，共四十九頁。一、齒輪刀具的類型1.按加工齒輪的品種分漸開線圓柱齒輪刀具

如齒輪銑刀，插齒刀，齒輪滾刀，剃齒刀；蝸輪刀具

蝸輪滾刀、飛刀，蝸輪剃齒刀；錐齒輪刀具

直齒錐齒的刨刀、銑刀，加工弧齒和擺線錐齒輪的銑刀盤；非漸開線齒形刀具

花鍵滾刀，圓弧齒輪滾刀，棘輪滾刀，花鍵插齒刀，展成車刀。當前37頁，共49頁，星期二。第三十七頁，共四十九頁。一、齒輪刀具的類型2.按加工原理分成形齒輪刀具

如盤形模數(shù)齒輪銑刀，指形模數(shù)齒輪銑刀，齒輪拉刀，插齒刀盤等；當前38頁，共49頁，星期二。第三十八頁，共四十九頁。一、齒輪刀具的類型2.按加工原理分展成齒輪刀具

插齒刀、齒輪滾刀、剃齒刀、花鍵滾刀、錐齒輪刨刀、曲線錐齒輪銑刀盤等。

當前39頁，共49頁，星期二。第三十九頁，共四十九頁。二、齒輪滾刀1.滾刀基本蝸桿形式：整體式齒輪滾刀、鑲齒式齒輪滾刀、硬質合金齒輪滾刀

理論上，只有漸開線為基本蝸桿的滾刀，造形誤差才是零。但由于漸開線蝸桿的軸截面和法截面都是曲線，制造較為困難，故生產(chǎn)中采用阿基米德蝸桿代替漸開線蝸桿。也可用法向直廓蝸桿代替漸開線蝸桿，但造形誤差較大，一般不采用。

通常把滾刀切削刃所在的蝸桿叫做滾刀產(chǎn)形蝸桿，即基本蝸桿。當前40頁，共49頁，星期二。第四十頁，共四十九頁。二、齒輪滾刀當前41頁，共49頁，星期二。第四十一頁，共四十九頁。二、齒輪滾刀當前42頁，共49頁，星期二。第四十二頁，共四十九頁。當前1頁，共49頁，星期二?！?-4

拉

刀§2-5

齒輪加工刀具缺點：由于切削厚度大，拉削后的工件表面質量不如成形式拉刀好。當前32頁，共49頁，星期二。6）可修正尺寸、形狀誤差，齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。當前16頁，共49頁，星期二。1）生產(chǎn)率高，一次可完成粗、半精、精加工；展成齒輪刀具

插齒刀、齒輪滾刀、剃齒刀、花鍵滾刀、錐齒輪刨刀、曲線錐齒輪銑刀盤等。第三十四頁，共四十九頁。粒度對加工表面粗糙度和磨削生產(chǎn)率影響較大。第四十七頁，共四十九頁。第四十四頁，共四十九頁。第二十一頁，共四十九頁。三、插齒刀1.插齒刀的基本工作原理當前43頁，共49頁，星期二。第四十三頁，共四十九頁。三、插齒刀2.插齒刀的齒面形狀插齒刀切削刃運動軌跡形成一個齒輪，稱為產(chǎn)形齒輪。要加工出正確的齒輪漸開線齒形，和它共軛的產(chǎn)形齒輪齒形必須是漸開線。因此，插齒刀切削刃的端面投影必須是漸開線。不考慮前角的影響插齒刀端面的齒形就是產(chǎn)形齒輪的齒形。當前44頁，共49頁，星期二。第