切削加工方式与刀具623

1、切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用 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，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、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。有各自的特点。1.车削加工刀具车削加工刀具2.切断切槽刀具切断切槽刀具3.孔的钻削加工刀具孔

2、的钻削加工刀具4.孔的精加工刀具孔的精加工刀具6.拉削加工刀具拉削加工刀具5.铣削加工刀具铣削加工刀具7.螺纹加工刀具螺纹加工刀具8.齿轮加工刀具齿轮加工刀具切削加工刀具的种类切削加工刀具的种类本节重点本节重点切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用1.车削加工刀具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。具生成回转面形状的加工方法，

3、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车削刀具最常用的是可转位车刀。内圆柱体内圆柱体切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用为优化车削过程为优化车削过程,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车刀的头部形式及用途切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应

4、用用车刀的头部形式及用途车刀的头部形式及用途(续表)切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用车刀的头部形式及用途车刀的头部形式及用途(续表)切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用2.切断切槽刀具切断切槽刀具切断的目的是尽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。在切槽工切断的目的是尽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断、切槽方式可实现工序

5、切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用切削加工方式与刀具应用切断刀具切断刀具目前常用的切断刀的夹紧方式目前常用的切断刀的夹紧方式有上压式、自紧式等有上压式、自紧式等切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用3.孔的钻削加工刀具孔的钻削加工刀具3.1 孔加工特点孔加工特点 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

6、相结合，其加工工艺简图和特点见表动和线性进给运动相结合，其加工工艺简图和特点见表切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用工艺简图特特 点点切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用切削加工方式与刀具应用3.2 整体式普通型钻头整体式普通型钻头切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用3.3 可转位刀片钻头可转位刀片钻头切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用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

7、分钻杆、传动部。分钻杆、传动部。切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用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。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。切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用4. 孔的精加工刀具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

8、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。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，孔距误差不超过0.015mm,表面粗糙度表面粗糙度Ra可达可达1.60.8um切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用4.1 根据镗刀的不同，镗削工序可分为：单刃镗削、多刃镗削、阶梯镗削根据镗

9、刀的不同，镗削工序可分为：单刃镗削、多刃镗削、阶梯镗削切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用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、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，可在特定的直径范围内对滑块或精镗单元组成。精镗单元带有半径可调装置，可在特定的直径范围内对刀具进行径向调整。刀具进行径向调整。切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用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，能在高铰刀采用多刃刀具的轻型精

10、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。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。铰刀结构图铰刀结构图切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用切削加工方式与刀具应用5.铣削加工刀具铣削加工刀具 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

11、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、以及加工表面硬化等。铣削还有以下特点的变形、切削热、积屑瘤、以及加工表面硬化等。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。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铣削时参加工作的切削刃总长度较长

12、，铣削面积较宽，单位时间内金属切除率高，生产效率高。率高，生产效率高。5.1 铣削加工及特点：铣削加工及特点：切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.2 铣削方式及影响铣削方式及影响5.2.1 铣削方式铣削方式 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。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工件

13、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，直至零为止。会降低热量和减弱加工硬化趋势刀片从最大切屑厚度处开始切削，直至零为止。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时切削力容易将工件推入铣刀，铣削直分力向下,加工平稳加工平稳,有利于刀片进行切削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 顺铣顺铣顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向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。上的分量与进给速度方向一

14、致。顺铣是为获得良好的表面质量而经常采用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、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。削条件下加工高合金钢。使用说明：使用说明：不宜加工表面具有硬化层的工件不宜加工表面具有硬化层的工件(如铸件如铸件)，因为这时的刀刃必须从外部通过工件的硬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。化表层，从而产生较强的磨损。如采用普通机床加工，应设法消除进给机如采用普通机床加工，应设法消除进给机构的间隙。构的间隙。逆铣逆铣切切 削削 加

15、加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用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。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。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

16、作台进给有间隙的情况下选用逆铣更。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为有利逆铣逆铣逆铣时切削点的切削速度方向在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进给方向上的分量与进给速度方向相反。向相反。鉴于采用这种方式会产生一些副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，表面质量不钢时产生表面硬化，表面质量不理想等，所以的加工中不常使用。理想等，所以的加工中不常使用。使用说明：必须将工件完全夹紧，使用说明：必须将工件完全夹紧，否

17、则有抬起工作台的危险。否则有抬起工作台的危险。5.2.1.2 逆铣逆铣切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.2.1.2 逆铣示例逆铣示例切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.2.1.3 对称铣，铣刀位于工件宽度对称铣，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、硬度较高的受冲击小，对铣削强度、硬度较高的工件有利工件有利5.2.1.4 非对称铣一，刀具切入工件过非对称铣一，刀具切入工件过程中，切削层厚度变化率较对称小

18、，小程中，切削层厚度变化率较对称小，小了冲击，提高了刀具寿命，适合于一般了冲击，提高了刀具寿命，适合于一般合金钢和碳钢合金钢和碳钢5.2.1.5 非对称铣二非对称铣二,刀具切入过程中，刀具切入过程中，切削层厚度变化率较大，切入过程有一定切削层厚度变化率较大，切入过程有一定冲击，但可避免刀刃切入冷硬层，适全于冲击，但可避免刀刃切入冷硬层，适全于不锈钢、耐热合金及冷硬材料的加工不锈钢、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切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.2.2 铣刀刀齿的切入和切出铣刀刀齿的切入和切出 铣刀是刀齿的断续切削，刀齿进入和退出铣刀是刀

19、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。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，是最差的方案用大直径进行逆铣，是最差的方案切切 削削 加加 工工 方方 式式

20、 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3 常用铣刀类型常用铣刀类型5.3.1 端面铣刀端面铣刀5.3.1.1 端铣刀主偏角大小对切屑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，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

21、的压是，轴向力太大会增加工件上的压力。力。常用端铣刀主偏角的特点及应用常用端铣刀主偏角的特点及应用切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3.1.2 常用端铣刀主偏角的特点及应用常用端铣刀主偏角的特点及应用切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用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常见铣刀主偏角及其对切削力和切屑厚度的影响切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3.1.4平面铣削加工中常出现的问题及解决措施平面铣削加工中常出现的问题及解决措施切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具

22、 应应 用用5.3.2 立铣刀立铣刀立铣刀切削形式及吃刀量示意立铣刀切削形式及吃刀量示意切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3.2.1 槽槽 铣铣槽槽 铣示意图铣示意图切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3.2.3 侧铣侧铣侧铣示意图侧铣示意图切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3.2.4 端铣端铣端铣示意图端铣示意图切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.3.3 整体式立铣刀整体式立铣刀切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用焊刃式硬质合金立铣刀

23、。包括焊接式硬质合金斜齿立铣刀、焊接式硬质合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。金螺旋齿立铣刀、焊接式硬质合金螺旋玉米齿立铣刀等。5.3.4 焊接式硬质合金立铣刀焊接式硬质合金立铣刀焊接式硬质合金立铣刀焊接式硬质合金立铣刀切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用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。机夹可转位立铣机夹可转位立铣刀。机夹可转位立铣刀的适宜直径范围可达刀的适宜直径范围可达D1050mm，根据直径的不同有根据直径的不同有16个刀齿，广泛个刀齿，广泛用于铣削平

24、面、沟槽、台肩等。用于铣削平面、沟槽、台肩等。切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用立铣加工常见问题及解决措施立铣加工常见问题及解决措施切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.4.1三面刃铣刀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，可达到每齿进给达到每齿进给0.4mm，提高了生产效率。，提高了生产效率。切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与

25、刀刀 具具 应应 用用插铣法（又称插铣法（又称Z轴铣削法），主要利用刀具端面或轴铣削法），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、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型腔加工以及刀具悬伸较大的加工.5.5.1 插铣刀插铣刀切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用切削加工方式与刀具应用仿形铣刀仿形铣刀 仿形铣削主要是指对凸形、凹腔和曲面的铣削仿形铣削主

26、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。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仿形铣刀仿形铣刀切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.7.1 车铣复合铣刀车铣复合铣刀车车-铣加工，即在工件旋转的同时，使用一把旋转着的铣刀进行切削，工件的转速铣加工，即在工件旋转的同时，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

27、续切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；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能进行偏心或异形加工复杂零件的外形轮廓。切切 削削 加加 工工 方方 式式 与与 刀刀 具具 应应 用用5.8.1 铣削操作要点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。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。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

28、行切削以避免振动，同时，对于狭窄工件表面或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确保使用正确进给量,选用推荐的最大进给量选用推荐的最大进给量,获得大的切削厚度获得大的切削厚度,高生产高生产率率优先使用顺铣优先使用顺铣使用正前角槽形的可转位刀片使用正前角槽形的可转位刀片,可获得轻快的切削效果和最低功耗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与工件宽度相对应的正确刀具直径选择最合适的主偏角选择最合适的主偏角.正确定位铣刀正确定位铣刀.遵守刀片维护建议遵守刀片维护