机械制造技术基础第3章 金属切削刀具

1、第第3章章 金属切削刀具金属切削刀具Chapter 3 Metal Cutting Cutter3.1 概述概述 Introduction3.2 车刀车刀 Lathe Cutting Tools3.3 铣削与铣刀铣削与铣刀 Milling and Milling Cutter第第3章章 金属切削刀具金属切削刀具Chapter 3 Metal Cutting Cutter3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter3.5 拉刀拉刀 Broach3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools3.1 概述概述 Introduction1.车刀车刀(Tur

2、ning tool)类类2.铣刀铣刀(Milling cutters )类类3.孔加工刀具孔加工刀具(Hole processing cutting tool )类类4.拉刀拉刀(broach)类类5.螺纹螺纹(Threading tool)刀具类刀具类6.齿轮刀具类齿轮刀具类(Gear cutting tool)3.2 车刀车刀 Lathe Cutting Tools3.2.1 常用车刀的名称和用途常用车刀的名称和用途 Names and Uses of Common Lathe Tools (1)直头外圆车刀直头外圆车刀(Straight tool)（图（图3-1(a)） (2)弯头车刀弯

3、头车刀(Angular tool)（图（图3-1(b)） (3)偏刀偏刀(Offset tool)（图（图3-1(c)） (4)车槽或切断刀车槽或切断刀(Cutoff tool)（图（图3-1(d)） (5)镗孔刀镗孔刀(Hole boring cutter)（图（图3-1(e)） (6)螺纹车刀螺纹车刀(Thread turning tool)（图（图3-1(f)） (7)成形车刀成形车刀(Forming turning tool)（图（图3-1(g)）3.2 车刀车刀 Lathe Cutting Tools图图3-1 车刀种类及用途车刀种类及用途3.2 车刀车刀 Lathe Cutting

4、 Tools3.2.2 车刀的结构和用途车刀的结构和用途 Structure and Uses of Lathe Tools1整体车刀整体车刀(Whole turning tool)2焊接车刀焊接车刀(Welding turning tool)3焊接装配式车刀焊接装配式车刀(Welding fabricated turning tool)4机夹车刀机夹车刀(Mechanically clamped turning tool)5可转位车刀可转位车刀(Indexable turning tool)3.2 车刀车刀 Lathe Cutting Tools 图图3-2 焊接车刀焊接车刀 3.2 车刀车

5、刀 Lathe Cutting Tools图图3-3 焊接装配式车刀焊接装配式车刀1、5螺钉螺钉 2小刀块小刀块 3刀片刀片 4断屑器断屑器 6刀杆刀杆 7支承销支承销3.2 车刀车刀 Lathe Cutting Tools图图 3-4 机夹车刀机夹车刀 3.2 车刀车刀 Lathe Cutting Tools图图3-5 可转位车刀可转位车刀 1刀垫；刀垫；2夹紧机构；夹紧机构；3刀片；刀片；4刀杆刀杆3.3 铣削与铣刀铣削与铣刀 Milling and Milling Cutter3.3.1 铣刀的种类和用途铣刀的种类和用途 Types and Uses of Milling Cutter

6、(1)圆柱铣刀圆柱铣刀(Cylindrical milling cutter) 图图3-6a (2)面铣刀面铣刀/端铣刀端铣刀(Surface milling cutters/Face milling tool) 图图3-6b (3)立铣刀立铣刀(Vertical milling) 图图3-6c、d (4)槽铣刀槽铣刀(Slot milling cutter) 图图3-6e、f (5)T形槽铣刀形槽铣刀(T shape slot milling cutter) 图图3-6g (6)锯片铣刀锯片铣刀(Saw blades milling cutter)(图图3-6(h) 3.3 铣削与铣刀铣削与

7、铣刀 Milling and Milling Cutter(7)角度铣刀角度铣刀(Angular milling cutter)图图3-6(i)、(j)(8)键槽铣刀键槽铣刀(Cotter milling cutter)图图3-6(k) (9)盘形齿轮铣刀盘形齿轮铣刀(Disc shape gear milling cutter)图图3-6(m) (10)成形铣刀成形铣刀(Form milling cutter)图图3-6(n) (11)鼓形铣刀鼓形铣刀(Drum shape milling cutter)图图3-6(p)(12)球头铣刀球头铣刀(Ball head milling cutte

8、r)图图3-6(q)图图3-6 铣铣刀刀与与铣铣削削加加工工3.3 铣削与铣刀铣削与铣刀 Milling and Milling Cutter3.3.2 铣削的特点铣削的特点 Milling Characteristics1断续切削断续切削2多刃切削多刃切削3属于半封闭或封闭式容屑方式属于半封闭或封闭式容屑方式4有切入过程有切入过程3.3 铣削与铣刀铣削与铣刀 Milling and Milling Cutter3.3.3 铣削方式铣削方式 Milling Categories1端铣和周铣端铣和周铣(Face milling and peripheral milling)2逆铣和顺铣逆铣和顺铣

9、(Up milling and down milling)3对称铣削和不对称铣削对称铣削和不对称铣削(Symmetric milling and asymmetric milling) (1)对称铣削对称铣削(Symmetric milling) (2)不对称逆铣不对称逆铣(Asymmetric up milling) (3)不对称顺铣不对称顺铣(Asymmetric down milling)图图3-7 逆铣和顺铣逆铣和顺铣3.3 铣削与铣刀铣削与铣刀 Milling and Milling Cutter（a）对称铣削）对称铣削 （b）不对称逆铣）不对称逆铣 （c）不对称顺铣）不对称顺铣图图

10、3-8 端铣的三种方式端铣的三种方式3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter3.4.1 孔加工刀具的种类和用途孔加工刀具的种类和用途Kinds and Use of Hole-making Cutter1扁钻扁钻(Flat drill)2麻花钻麻花钻(Twist drill)3中心钻中心钻(Center drill)4深孔钻深孔钻(Deep-hole drill)3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter图图3-9 扁钻扁钻3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter图图3-10 中心钻中心钻3.4 孔加工刀具孔加工刀具

11、Hole-making Cutter 图图3-11 扩孔钻扩孔钻 3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter图图3-12 锪钻及加工示意图锪钻及加工示意图3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter图图3-13 不同种类的铰刀不同种类的铰刀3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter3.4.2 麻花钻麻花钻 Twist Drill1标准高速钢麻花钻的结构标准高速钢麻花钻的结构 (1)工作部分工作部分(Working portion) (2)刀柄刀柄(Shank) (3)颈部颈部(Neck)3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole

12、-making Cutter2标准高速钢麻花钻的几何参数标准高速钢麻花钻的几何参数(1)切削平面与基面切削平面与基面(Tool cutting edge plane and tool reference plane)1)切削平面切削平面(Tool cutting edge plane)2)基面基面3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter图图3-18 麻花钻的切削平面与基平面麻花钻的切削平面与基平面 3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter(2)螺旋角螺旋角(Helix angle)3-19(b)、(a)所示。在螺旋槽交线的展开图所示。在螺旋槽

13、交线的展开图3-19（a）中，则有：）中，则有： （3-1）式中式中 R钻头半径，钻头半径，mm； L螺旋槽的导程，螺旋槽的导程，mm。由于螺旋槽上各点的导程相等。由于螺旋槽上各点的导程相等，在主切削刃上沿半径方向各点的螺旋角就不同。钻头主切，在主切削刃上沿半径方向各点的螺旋角就不同。钻头主切削刃上任意点削刃上任意点y的螺旋角可以用下式计算：的螺旋角可以用下式计算： （3-2）式中式中 Ry主切削刃上任意点的半径，主切削刃上任意点的半径，mm。LR2tantan2tanRRLRyy3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter图图3-19 麻花钻的螺旋角麻花钻的螺旋角 3.

14、4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter(3)刃倾角与端面刃倾角刃倾角与端面刃倾角(Tool cutting edge inclination and end face inclination) （3-3）式中式中 d0钻芯直径，钻芯直径，mm； Ry主切削刃上任意点的半径，主切削刃上任意点的半径，mm。麻花钻主切削刃上任意点麻花钻主切削刃上任意点y的刃倾角与端面刃倾角的关系为：的刃倾角与端面刃倾角的关系为： （3-4）式中式中 ?麻花钻顶角的麻花钻顶角的1/2。ytyRd2sin0sin2sinsinsin0ytysyRd3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-maki

15、ng Cutter图图3-20 麻花钻的刃倾角、主偏角和前角麻花钻的刃倾角、主偏角和前角3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter(4)顶角顶角(Point angle)与主偏角与主偏角 主切削刃任意点主切削刃任意点y的主偏角可按下式计算：的主偏角可按下式计算： （3-5） (5)副偏角副偏角 (6)前角前角 前角前角oy可按下式计算：可按下式计算： （3-6）式中式中 y主切削刃上任意点主切削刃上任意点y的螺旋角；的螺旋角； ry主切削刃上任意点主切削刃上任意点y的主偏角；的主偏角； ty主切削刃上任意点主切削刃上任意点y的端面刃倾角的端面刃倾角tyrycostant

16、anrytyryyoycostansintantan3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter(7)后角后角 图图3-21 麻花钻的后角麻花钻的后角3.4 孔加工刀具孔加工刀具 Hole-making Cutter(8)横刃角度横刃角度(Chisel edge angle)图图3-22 麻花钻横刃处的几何参数麻花钻横刃处的几何参数3.5 拉刀拉刀 Broach图图3-23 拉削过程拉削过程1工件；工件；2拉刀拉刀3.5 拉刀拉刀 Broach 内孔拉刀可以拉削各种通孔，如圆孔、多边形孔、花键孔等；内孔拉刀可以拉削各种通孔，如圆孔、多边形孔、花键孔等； 外拉刀可以拉削平面

17、、成形表面等，如图外拉刀可以拉削平面、成形表面等，如图3-24所示所示。 图图3-24 拉削加工的内外表面示例拉削加工的内外表面示例3.5 拉刀拉刀 Broach 圆孔拉刀由以下几部分组成，如图圆孔拉刀由以下几部分组成，如图3-25。 1) 头部头部(Head) 2) 颈部颈部(Neck) 3) 过渡锥部过渡锥部(Transition cone) 4) 前导部前导部(Front pilot) 5) 切削部切削部(Cutting department) 6) 校准部校准部(Calibration department) 7) 后导部后导部(Back pilot) 3.5 拉刀拉刀 Broach图

18、图3-25 圆孔拉刀的组成部分圆孔拉刀的组成部分3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools3.6.1 齿轮刀具的主要类型齿轮刀具的主要类型 Main Types of Gear Cutting Tools (1)按加工齿轮的类型，可分为：按加工齿轮的类型，可分为： 1)加工渐开线圆柱齿轮的刀具：齿轮铣刀、插齿刀、齿轮滚刀和加工渐开线圆柱齿轮的刀具：齿轮铣刀、插齿刀、齿轮滚刀和剃齿刀等。剃齿刀等。 2)加工蜗轮的刀具：蜗轮滚刀、飞刀和蜗轮剃齿刀等。加工蜗轮的刀具：蜗轮滚刀、飞刀和蜗轮剃齿刀等。 3)加工锥齿轮的刀具：加工直齿锥齿轮的成形刨刀和成形铣刀，加工锥齿轮的刀具

19、：加工直齿锥齿轮的成形刨刀和成形铣刀，加工弧齿和摆线齿锥齿轮的铣刀盘等。加工弧齿和摆线齿锥齿轮的铣刀盘等。 4)加工非渐开线齿形齿轮及其他工件的刀具：花键滚刀、圆弧齿加工非渐开线齿形齿轮及其他工件的刀具：花键滚刀、圆弧齿轮滚刀、棘轮滚刀、花键插齿刀、展成车刀等。轮滚刀、棘轮滚刀、花键插齿刀、展成车刀等。3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools (2)按加工原理分，齿轮刀具有如下类型：按加工原理分，齿轮刀具有如下类型： 1)成形齿轮刀具成形齿轮刀具 2)展成齿轮刀具展成齿轮刀具3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools3.6.2 齿轮滚刀

20、齿轮滚刀 Hob1滚齿原理及滚刀基本蜗杆滚齿原理及滚刀基本蜗杆图图2-26 滚齿原理滚齿原理3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools图图3-27 齿轮滚刀基本蜗杆齿轮滚刀基本蜗杆1蜗杆表面蜗杆表面 2侧刃后刀面侧刃后刀面 3侧刃侧刃4滚刀前刀面滚刀前刀面 5齿顶刃齿顶刃 6顶刃后刀面顶刃后刀面3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools2齿轮滚刀的结构齿轮滚刀的结构图图3-28 整体式滚刀的结构整体式滚刀的结构 3.6 齿轮加工刀具齿轮加工刀具 Gear Cutting Tools3. 齿轮滚刀的主要参数齿轮滚刀的主要参数 (1)齿轮滚刀的基本参数（如模数、压力角、齿顶高系数等齿轮滚刀的基本参数（如模数、压力角、齿顶高系数等）应按被切齿轮的相同参数选取。齿轮滚刀的参数标注在）应按被切齿轮的相同参数选取。齿轮滚刀的参数标注在其端面