切削加工方式与刀具

1、切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 切削加工方式决定于刀具与工件间的相对运动关系，不同的切削加工方式下， 刀具几何特征，基本运动等有本质上的差别。基本的切削加工方式有：车削、铣削、 钻削、拉削等，每种切削加工方式下，切削过程中的故障现象、刀具的磨损形式都 有各自的特点。 1.车削加工刀具车削加工刀具2.切断切槽刀具3.孔的钻削加工刀具4.孔的精加工刀具 6.拉削加工刀具 5.铣削加工刀具7.螺纹加工刀具8.齿轮加工刀具 切削加工刀具的种类 本节重点 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 1.车削加工刀具 车削是定义相对简单且最直接的金属切削方法,也是应用最广泛的工艺,易于开发，车

2、削的基本定义是用单点刀 具生成回转面形状的加工方法，并且在大多数情况下，刀具是固定的，而工件是旋转的。 车削可完成工件内外表面的圆柱体、端面、圆锥面、球面、椭圆、沟槽和其它特殊型面等不同形式的加工， 车削刀具最常用的是可转位车刀。 内圆柱体 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 为优化车削过程,国际标准化委员会按照刀具的主偏角将刀具进行分类 车刀的头部形式及用途 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 车刀的头部形式及用途 (续表) 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 车刀的头部形式及用途 (续表) 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 2.切断切槽刀具 切断的目的是尽

3、可能有效且可靠地将工件的两部分分开，直线切削所能达到的深度等于工件半径。在切槽工 序中，除切削要浅并且不能达到中心外其原理与切断大致相同 切断、切槽方式可实现工序 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 切断刀具 目前常用的切断刀的夹紧方式 有上压式、自紧式等 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 3.孔的钻削加工刀具 3.1 孔加工特点 孔加工在金属切削加工应用很广泛，包括钻孔、套孔、扩孔、铰孔和镗孔 等，其中镗孔与车削加工方式相同。所有这些孔加工工艺的共同点是旋转主运动 和线性进给运动相结合，其加工工艺简图和特点见表 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应

4、用 工艺简图特特 点点 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 3.2 整体式普通型钻头 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 3.3 可转位刀片钻头 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 3.4 深孔加工刀具，枪钻是一种有效的外排屑深也加工刀具，由三部分组成：切削部 分钻杆、传动部。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 3.5 套孔钻加工大直径孔时，为了节省材料的要求，发展了套料加工。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 4. 孔的精加工刀具 对精度和表面质量要求较高的孔加工，需要相应的孔加工工艺和切削加工刀具来完 成，常用的切削加工精密

5、孔的方法有：镗削、扩孔、铰孔，其中镗削既适宜于孔的 精加工，专门设计的粗镗刀又可用于以加工效率为目标的粗加工。 镗削及镗刀 镗削工序主要用于加工已经过预加工、铸造、挤压以及气割的孔，以达到孔的小 公差和高表面的质量要求，孔径精度可达IT6IT7，孔距误差不超过0.015mm,表 面粗糙度Ra可达1.60.8um 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 4.1 根据镗刀的不同，镗削工序可分为：单刃镗削、多刃镗削、阶梯镗削 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 4.2 镗削刀具通常是模块化刀具，由刀柄、接杆、和以刀卡形式的切削单元、 滑块或精镗单元组成。精镗单元带有半径可调装置，可在特定

6、的直径范围内对 刀具进行径向调整。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 铰刀的结构及参数 4.3 铰刀采用多刃刀具的轻型精加工工序，它可形成高精度的孔，能在高 进给下获得极好的表面粗糙度和精度。预加工孔需要有一定的余量和公差要求。 铰刀结构图 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 5.铣削加工刀具 铣削是非常普遍的加工方式，通过旋转的多切削刃刀具（刀具绕自身轴线的转动为主 切削运动），沿着工件在设定的方向进给动，从而完成金属切削，形成已加工表面。铣刀 的第一个刀齿都可以看成为一把车刀，因此铣削过程有很多现象与车削相似，如切屑的变 形、切削热、积屑瘤、以及加工

7、表面硬化等。铣削还有以下特点： 铣削属断续切削，冲击载荷较大，易发生振动，刀齿的切削厚度和切削面积在 切削过程中是变化的，因而切削力变化较大。 铣削时参加工作的切削刃总长度较长，铣削面积较宽，单位时间内金属切除 率高，生产效率高。 5.1 铣削加工及特点： 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.2 铣削方式及影响 5.2.1 铣削方式 在进行铣削工序时，根据刀刃切削过程的变化特点，铣削方式可分为：顺铣、逆 铣、对称铣、非对称铣，铣削方式的不同会影响切削的起始和完成特点，因此其选择十分重要。 1. 工件的进给方向与切削区域的铣刀旋转方向相同 2. 刀片从最大切屑厚度处开始切削，直至零为

8、止。会降低热量和减弱加工硬化趋势 3. 加工时切削力容易将工件推入铣刀，铣削直分力向下,加工平稳,有利于刀片进行切削 4. 在机床、夹具和工件刚度等满足工艺要求时，顺铣是首选方式 5.2.1.1 顺铣 顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向 上的分量与进给速度方向一致。 顺铣是为获得良好的表面质量而经常采用 的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、 机床运行平稳等优点，适用于在较好的切 削条件下加工高合金钢。 使用说明： 不宜加工表面具有硬化层的工件(如铸件)， 因为这时的刀刃必须从外部通过工件的硬 化表层，从而产生较强的磨损。 如采用普通机床加工，应设法消除进给机 构的间隙。 逆铣 切 削 加 工

9、 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 1。工件的进给方向与切削区域的铣刀旋转方向相反 2。切屑厚度开始为零，然后随着切削过程渐增加，这会产生很高的切削力，从而推动 铣刀和工件彼此远离。刀片渐强行推入切削区域，首先切入硬化层，同时在磨擦力和高 温的作用下产生磨擦和挤压，产生新的加工硬化表面 3。切削力也更容易将工件从工作台举起，但在工作台进给有间隙的情况下选用逆铣更 为有利 逆铣 逆铣时切削点的切削速度方向在 进给方向上的分量与进给速度方 向相反。 鉴于采用这种方式会产生一些副 作用，诸如后刀面磨损加快从而 降低刀片耐用度，在加工高合金 钢时产生表面硬化，表面质量不 理想等，所以的

10、加工中不常使用。 使用说明：必须将工件完全夹紧， 否则有抬起工作台的危险。 5.2.1.2 逆铣 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.2.1.2 逆铣示例 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.2.1.3 对称铣，铣刀位于工件宽度的 对称线上，切入处切屑厚度由小变大， 切出处切屑厚度由大变小，刀具受冲 击小，对铣削强度、硬度较高的工件 有利 5.2.1.4 非对称铣一，刀具切入工件过 程中，切削层厚度变化率较对称小，小 了冲击，提高了刀具寿命，适合于一般 合金钢和碳钢 5.2.1.5 非对称铣二,刀具切入过程中，切 削层厚度变化率较大，切入过程有一定冲 击，但可避免刀刃切

11、入冷硬层，适全于不 锈钢、耐热合金及冷硬材料的加工 铣刀盘 工件 工件 工件 铣刀盘 铣刀盘 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.2.2 铣刀刀齿的切入和切出 铣刀是刀齿的断续切削，刀齿进入和退出切 削区的接触类型对刀齿寿命有极为重要的影响。 当铣削宽度已给定时，铣刀直径与吃刀关系的方案有 1. 用很大的直径的铣刀进行顺铣（铣刀直径的大小相对铣削宽度而言）这个方案是最好的 2. 用直径比铣削宽度稍大的铣刀进行对称铣，这是次好的方案 3. 用大直径进行对称铣，是不好的方案 4. 用大直径进行逆铣，是最差的方案 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3 常用铣刀类型 5.3.

12、1 端面铣刀 5.3.1.1 端铣刀主偏角大小对切屑 厚度、切削力和刀具寿命有重要影 响。在给定的进给量下减小主偏角， 则切屑厚度会减小；并且薄屑效应 会使切削刃在更大的范围内与工件 接触。较小的主偏角也可使刀片更 为平缓的进入切口，这有助于减小 径向压力和保护刀片的切削刃。但 是，轴向力太大会增加工件上的压 力。 常用端铣刀主偏角的特点及应用 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.1.2 常用端铣刀主偏角的特点及应用 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.1.3 常见铣刀主偏角及其对切削力和切屑厚度的影响 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.1.4

13、 平面铣削加工中常出现的问题及解决措施 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.2 立铣刀 立铣刀切削形式及吃刀量示意 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.2.1 槽 铣 槽 铣示意图 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.2.3 侧铣 侧铣示意图 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.2.4 端铣 端铣示意图 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.3 整体式立铣刀 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 焊刃式硬质合金立铣刀。包括焊接式硬质合金斜齿立铣刀、焊接式硬质合 金螺旋齿立铣刀、焊接式硬质合金螺旋玉米齿立铣刀等。

14、 5.3.4 焊接式硬质合金立铣刀焊接式硬质合金立铣刀 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.3.5 机夹可转位立铣刀， 机夹可转位立铣刀。机夹可转位立铣 刀的适宜直径范围可达D1050mm， 根据直径的不同有16个刀齿，广泛 用于铣削平面、沟槽、台肩等。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 立铣加工常见问题及解决措施 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.4.1三面刃铣刀 三面刃铣削主要利用刀具周边的切削刃进行切削，开放式的容屑槽 使排屑更顺畅，常用于铣槽和切断。三面刃铣刀的进给量较大，可 达到每齿进给0.4mm，提高了生产效率。 切 削 加 工 方 式 与 刀

15、具 应 用 插铣法（又称Z轴铣削法），主要利用刀具端面或 末端的切削刃，并通过轴向进给，来执行局部铣削 作用。插铣是实现高金属切除率最有效的方法之一， 常于难加工材料的曲面加工、切槽加工、型腔加工 以及刀具悬伸较大的加工. 5.5.1 插铣刀 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 仿形铣刀 仿形铣削主要是指对凸形、凹腔和曲面的铣削 刀片采用自定位双刃刀片，一个切削刃用于同边切削，一个切削刃用于中心部 位切削，切削过程平稳，工作台进给率可达单刃的二倍。 5.6.1仿形铣刀 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.7.1 车铣复合铣刀 车-铣加工，即在工件旋转的

16、同时，使用一把旋转着的铣刀进行切削，工件的转速 必须与刀片的推荐进给一致。其优点：大金属切除率加工；具有铣刀良好断续切削 性；优良的断屑性；通过多刃切削的载荷分配，刀具寿命高，切削效率增加；能进 行偏心或异形加工复杂零件的外形轮廓。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.8.1 铣削操作要点 检查功率和机床刚性，确保机床可充分适宜于所需的刀具直径。 在主轴上以尽可能短的刀具悬伸进行切削。 使用正确的刀具齿距进行切削以避免振动，同时，对于狭窄工件表面或 当铣削超过空间时应确保刀片吃刀充足. 确保使用正确进给量,选用推荐的最大进给量,获得大的切削厚度,高生产率 优先使用顺铣 使用正前角槽

17、形的可转位刀片,可获得轻快的切削效果和最低功耗. 选择与工件宽度相对应的正确刀具直径 选择最合适的主偏角. 正确定位铣刀. 遵守刀片维护建议,并监控刀具磨损 5.8. 铣刀的应用 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.8.2 铣刀的走刀路线 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.8.2.2 坡走铣 坡走铣是在工件上加工凹窝，型腔的一种常用有效方法，在X-Y和Z方向进行 线性坡走铣的最大坡角由刀具直径所决定。走刀路线的主要选择标准是如何最通 畅地排出切屑。在连续切削情况下应该采用顺铣。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 对于大直径孔，螺旋插补是一种 加工柔性良好的高

18、效铣削方法，刀 具的适宜直径约为工件孔径的1/2。 确定加工参数时应参考该刀具允许 的最大坡走角，加工时仅用一把刀 具便可完成，通常没有断屑、排屑 或振动等问题。 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 螺旋插补铣可用于大型凹窝的铣削加工，先进行钻削后进行圆弧螺旋插补 铣 钻削、插铣适用于条形腔且宽度与铣刀直径差 别在25%左右的切削加工 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 5.8.3平面面铣 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 铣削振动的原因及改进措施 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 铣削表面质量差的原因及改进措施 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用

19、切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 1.车削加工刀具 车削是定义相对简单且最直接的金属切削方法,也是应用最广泛的工艺,易于开发，车削的基本定义是用单点刀 具生成回转面形状的加工方法，并且在大多数情况下，刀具是固定的，而工件是旋转的。 车削可完成工件内外表面的圆柱体、端面、圆锥面、球面、椭圆、沟槽和其它特殊型面等不同形式的加工， 车削刀具最常用的是可转位车刀。 内圆柱体 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 3.孔的钻削加工刀具 3.1 孔加工特点 孔加工在金属切削加工应用很广泛，包括钻孔、套孔、扩孔、铰孔和镗孔 等，其中镗孔与车削加工方式相同。所有这些孔加工工艺的共同点是旋转主运动 和线性进给运动相结合，其加工工艺简图和特点见表 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用切削加工方式与刀具应用 3.2 整体式普通型钻头 切 削 加 工 方 式 与 刀 具 应 用 4. 孔的精加工刀具 对精度和表面质量要求较高的孔加工，需要相应的孔加工工艺和切削加工刀具来完 成，常用的切削加工精密孔的方法有：镗削、扩孔、铰孔，其中镗削既适宜于孔的 精加工，专门设计的粗镗刀又可用于以加工效率为目标的粗加工。 镗削及镗刀 镗削工序主要用于加工已经过预加工、铸造、挤压以及气割的孔，以达到孔的小 公差和高表面的质量要