电子课件-《金属切削原理与刀具(第四版)》-B01-8993-第十一章

第一节数控车床用刀具第二节数控铣床用刀具第三节数控加工中心用刀具第一节数控车床用刀具第二节数控铣床用刀具第三节数1第一节数控车床用刀具一、数控车削用常规刀具1．尖形车刀概念：尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀，它由车刀的刀尖由直线形的主切削刃和副切削刃相交构成。

特点：工件的加工轮廓由刀尖的运动轨迹决定。工件外轮廓成形面、螺纹底孔、孔口倒角、端面、切断等均可采用尖形车刀车削完成。

几何参数选择：应结合数控加工的特点进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。第一节数控车床用刀具一、数控车削用常规刀具1．尖形车刀22．圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀刀位点2．圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓3

用途：圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适用于车削各种光滑连接（凹形）的成形面。

选择车刀圆弧半径时应考虑两点：车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉。车刀切削刃的圆弧半径不宜选择太小。用途：圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别43．成形车刀成形车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。

数控车削加工中，常见的成形车刀有：小半径圆弧车刀非矩形车槽刀螺纹刀

数控加工中，应尽量少用或不用成形车刀。3．成形车刀成形车刀也称样板车刀，其加工零5二、数控车削用可转位刀具要求特

点目

的精度高刀片采用M级或更高精度等级刀杆多采用精密级用带微调装置的刀杆在机外预调好保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度可靠性高采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的刀采用结构可靠的车刀，复合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求换刀迅速采用车削工具系统采用快换小刀夹

迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率刀片材料

刀片较多采用涂层刀片

满足生产节拍要求，提高加工效率刀杆截形

刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆

刀杆与刀架系统匹配二、数控车削用可转位刀具要求特

点目

的精度高刀6三、模块化刀具

模块化刀具为数控车削加工中常用的刀具,其中各种车刀都是镶嵌式的模块化刀具。

数控车削刀具的夹持部分为：（1）方形刀体（加工外表面）（2）圆柱刀杆（加工内表面）。方形刀体一般采用槽形刀架螺钉紧固方式固定。圆柱刀杆用套筒螺钉紧固方式固定。它们与机床刀盘之间是通过槽形刀架和套筒接杆来联结的。在模块化车削工具系统中，刀盘的联结以齿条式柄体联结为多，而刀头与刀体的联结是“插入快换式系统”。三、模块化刀具模块化刀具为数控车削加工中常用的刀具,7

刀盘结构

刀盘一共有六个刀位，每个刀位上都可以径向装刀，也可以轴向装刀。外圆车刀通常安装在径向，内孔车刀通常安装在轴向。径向装刀时，刀具插入刀盘的方槽中，方槽的高度尺寸略大于刀杆的高度尺寸，旋转刀盘端面的螺钉，即可将刀具的杆部锁紧。轴向装刀时，采用套筒的方式，固定在方槽中。刀盘结构径向装刀时，刀具插入刀盘的方槽中，方8模块化刀具的主要优点有：缩短换刀停机时间。加快换刀速度。提高刀具的标准化、合理化程度。扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能。有效消除刀具测量工作中的中断现象，并可采用线外预调。模块化刀具的主要优点有：9数控车削选刀实例在数控车床上加工如图所示的零件（材料45钢），试合理选择相应的数控车刀。数控车削选刀实例在数控车床上加工如图所示的零件（材料10数控车刀的种类、参数、加工内容序号名称材质参数加工零件上的表面1外圆刀涂层硬质合金刀尖角εr=80°，菱形刀片（C型）外轮廓2切槽刀涂层硬质合金刀宽B=3切槽刀沟槽（螺纹退刀槽）3三角螺纹车刀涂层硬质合金刀尖角εr=60°，螺距P=1.5刀片外螺纹4钻头高速钢φ20钻头内孔5内孔车刀涂层硬质合金φ16刀杆，刀尖角εr=55°菱形刀片（D型）内孔数控车刀的种类、参数、加工内容序号名称材质参数加工零件1外11第二节数控铣床用刀具一、对数控铣刀的基本要求铣刀刚性要好耐用度要高铣刀切削刃几何参数的合理选择排屑性能刚性好的两个目的：一是满足为提高生产率而采用大切削用量的需要。二是适应数控铣削过程中难以调整切削用量的特点。第二节数控铣床用刀具一、对数控铣刀的基本要求铣刀刚性要好12二、常用数控铣刀a）面铣刀b）立铣刀c）键槽铣刀d）成形铣刀二、常用数控铣刀a）面铣刀b）立铣刀c）键槽铣刀131．立铣刀数控立铣刀的刀齿数比较少（一般粗齿立铣刀Z＝3～4，细齿立铣刀Z＝5～8，套式结构Z＝10～20）、容屑槽圆弧半径大（r＝2～5mm）。1．立铣刀数控立铣刀的刀齿数比较少（一般粗齿142．模具铣刀a)圆锥形立铣刀b)圆柱形球头立铣刀c)圆锥形球头立铣刀

结构特点：模具铣刀的柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄三种，球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可作径向和轴向进给。

应用：主要用来加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面。2．模具铣刀a)圆锥形立铣刀b)圆柱形球头15

3．键槽铣刀

结构：键槽铣刀它有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立铣刀，又像钻头，可作径向和轴向进给。

应用：加工各种键槽。3．键槽铣刀16

4．鼓形铣刀

结构特点：鼓形铣刀切削刃分布在圆弧面上，端面无切削刃。加工时通过控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可在工件上切出从负到正的不同斜角。4．鼓形铣刀175．成形铣刀为特定的工件或加工内容专门设计制造的刀具。5．成形铣刀为特定的工件或加工内容专门设计制造的刀具。18数控铣削选刀实例在数控铣床上加工如图所示的零件，试合理选择相应的数控铣刀。数控铣削选刀实例在数控铣床上加工如图所示的零件，试19数控铣刀种类及应用序号铣刀名称应用加工零件表面1面铣刀加工较大的平面上表面2立铣刀加工凹槽、较小台阶面及平面轮廓外轮廓3模具铣刀加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面圆弧面4键槽铣刀加工封闭键槽等槽数控铣刀种类及应用序号铣刀名称应用加工零件表面1面铣刀加工较20第三节数控加工中心用刀具

加工中心主要用于箱体类零件和复杂曲面零件的加工，因为它具有自动选刀、换刀功能，所以工件经一次装夹后，可自动完成或接近完成工件各表面的所有加工工序。第三节数控加工中心用刀具加工中心主要用于21一、加工中心常用刀具钻削是加工中心在实心材料上加工孔的常见方法。钻削还用于扩孔、锪孔加工。a)中心钻b)标准麻花钻c)扩孔钻d)硬质合金可转位式钻头e)加工中心用枪钻f)锪钻1．钻削刀具一、加工中心常用刀具钻削是加工中心在实心材料222．镗削刀具镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。镗刀的主偏角Kr选得较大，以减小径向力。镗铸铁孔或精镗时一般取Kr＝90°粗镗钢件孔时取Kr＝60°～75°双刃镗刀a)机夹式b)定装式2．镗削刀具镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀233．铣削刀具（1）端铣刀 端铣刀主要用于加工平面，主偏角Kr＝90°的端铣刀还可用于加工浅台阶。端铣刀一般做成可转位式。3．铣削刀具（1）端铣刀 端铣刀主要用于加24立铣刀按功能特点可分为：通用立铣刀键槽立铣刀平面立铣刀球头立铣刀圆角立铣刀多功能立铣刀倒角立铣刀T形槽立铣刀（2）立铣刀立铣刀按功能特点可分为：（2）立铣刀25（4）成形铣刀（3）盘形铣刀盘形铣刀包括槽铣刀、两面刃铣刀和三面刃铣刀，可用于槽和台阶的加工。为了提高效率，有些零件加工可采用成形铣刀。（4）成形铣刀（3）盘形铣刀盘形铣刀包括槽264．铰削刀具铰刀主要用于孔的精加工和高精度孔的半精加工。加工中心广泛应用带负刃倾角的铰刀和螺旋齿铰刀。a)带刃倾角铰刀b)螺旋齿铰刀5．螺纹加工刀具加工中心一般使用丝锥作为螺纹加工刀具。4．铰削刀具铰刀主要用于孔的精加工和高精度孔27二、刀柄及工具系统装夹刀具的部分叫工作头，而安装工作头又直接与主轴接触的标准定位部分就是刀柄。刀柄与拉钉二、刀柄及工具系统装夹刀具的部分叫工作头，而28刀柄尺寸标准规格D1L3D3G1D2L1L2JT40φ44.4568.4φ

17M16φ63.5515.93.1845φ57.1582.7φ21M20φ82.5515.93.1850φ69.85101.75φ25M24φ97.515.93.18BT40φ44.4565.4φ17M16φ63251.645φ57.1582.8φ21M20φ82.5530350φ69.85101.8φ25M24φ100353刀柄尺寸标准规格D1L3D3G1D2L1L2JT40φ429

拉钉尺寸标准规格l1g1d3θ12ISO4054M16φ1730°45°4565M20φ2130°45°5074M24φ2530°45°BT4060M16φ1730°45°4570M20φ2130°45°5085M24φ2530°45°拉钉尺寸标准规格l1g1d3θ12ISO4054M16φ30加工中心的工具系统是刀具与加工中心的连接部分，由工作头、刀柄、拉钉、接长杆等组成，起到固定刀具及传递动力的作用。加工中心的工具系统是刀具与加工中心的连接部分31加工中心的工具系统一般由钻削系统、镗铣系统等组成，由于内容繁多，工具系统一般用图谱来表示。工具系统谱加工中心的工具系统一般由钻削系统、镗铣系统32数控加工中心加工选刀实例在数控加工中心上加工如图所示的零件，试合理选择相应的加工中心刀具。序号加工内容加工过程1中间圆孔先麻花钻钻孔，再镗刀扩孔2工件外形首先用立铣刀采用三轴联动粗加工，再用球刀精加工，最后采用小直径立铣刀清根加工加工过程及选用刀具种类见表

数控加工中心加工选刀实例在数控加工中心上加工如图所示33电子课件-《金属切削原理与刀具(第四版)》-B01-8993-第十一章34第一节数控车床用刀具第二节数控铣床用刀具第三节数控加工中心用刀具第一节数控车床用刀具第二节数控铣床用刀具第三节数35第一节数控车床用刀具一、数控车削用常规刀具1．尖形车刀概念：尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀，它由车刀的刀尖由直线形的主切削刃和副切削刃相交构成。

特点：工件的加工轮廓由刀尖的运动轨迹决定。工件外轮廓成形面、螺纹底孔、孔口倒角、端面、切断等均可采用尖形车刀车削完成。

几何参数选择：应结合数控加工的特点进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。第一节数控车床用刀具一、数控车削用常规刀具1．尖形车刀362．圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀刀位点2．圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓37

用途：圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适用于车削各种光滑连接（凹形）的成形面。

选择车刀圆弧半径时应考虑两点：车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉。车刀切削刃的圆弧半径不宜选择太小。用途：圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别383．成形车刀成形车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。

数控车削加工中，常见的成形车刀有：小半径圆弧车刀非矩形车槽刀螺纹刀

数控加工中，应尽量少用或不用成形车刀。3．成形车刀成形车刀也称样板车刀，其加工零39二、数控车削用可转位刀具要求特

点目

的精度高刀片采用M级或更高精度等级刀杆多采用精密级用带微调装置的刀杆在机外预调好保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度可靠性高采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的刀采用结构可靠的车刀，复合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求换刀迅速采用车削工具系统采用快换小刀夹

迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率刀片材料

刀片较多采用涂层刀片

满足生产节拍要求，提高加工效率刀杆截形

刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆

刀杆与刀架系统匹配二、数控车削用可转位刀具要求特

点目

的精度高刀40三、模块化刀具

模块化刀具为数控车削加工中常用的刀具,其中各种车刀都是镶嵌式的模块化刀具。

数控车削刀具的夹持部分为：（1）方形刀体（加工外表面）（2）圆柱刀杆（加工内表面）。方形刀体一般采用槽形刀架螺钉紧固方式固定。圆柱刀杆用套筒螺钉紧固方式固定。它们与机床刀盘之间是通过槽形刀架和套筒接杆来联结的。在模块化车削工具系统中，刀盘的联结以齿条式柄体联结为多，而刀头与刀体的联结是“插入快换式系统”。三、模块化刀具模块化刀具为数控车削加工中常用的刀具,41

刀盘结构

刀盘一共有六个刀位，每个刀位上都可以径向装刀，也可以轴向装刀。外圆车刀通常安装在径向，内孔车刀通常安装在轴向。径向装刀时，刀具插入刀盘的方槽中，方槽的高度尺寸略大于刀杆的高度尺寸，旋转刀盘端面的螺钉，即可将刀具的杆部锁紧。轴向装刀时，采用套筒的方式，固定在方槽中。刀盘结构径向装刀时，刀具插入刀盘的方槽中，方42模块化刀具的主要优点有：缩短换刀停机时间。加快换刀速度。提高刀具的标准化、合理化程度。扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能。有效消除刀具测量工作中的中断现象，并可采用线外预调。模块化刀具的主要优点有：43数控车削选刀实例在数控车床上加工如图所示的零件（材料45钢），试合理选择相应的数控车刀。数控车削选刀实例在数控车床上加工如图所示的零件（材料44数控车刀的种类、参数、加工内容序号名称材质参数加工零件上的表面1外圆刀涂层硬质合金刀尖角εr=80°，菱形刀片（C型）外轮廓2切槽刀涂层硬质合金刀宽B=3切槽刀沟槽（螺纹退刀槽）3三角螺纹车刀涂层硬质合金刀尖角εr=60°，螺距P=1.5刀片外螺纹4钻头高速钢φ20钻头内孔5内孔车刀涂层硬质合金φ16刀杆，刀尖角εr=55°菱形刀片（D型）内孔数控车刀的种类、参数、加工内容序号名称材质参数加工零件1外45第二节数控铣床用刀具一、对数控铣刀的基本要求铣刀刚性要好耐用度要高铣刀切削刃几何参数的合理选择排屑性能刚性好的两个目的：一是满足为提高生产率而采用大切削用量的需要。二是适应数控铣削过程中难以调整切削用量的特点。第二节数控铣床用刀具一、对数控铣刀的基本要求铣刀刚性要好46二、常用数控铣刀a）面铣刀b）立铣刀c）键槽铣刀d）成形铣刀二、常用数控铣刀a）面铣刀b）立铣刀c）键槽铣刀471．立铣刀数控立铣刀的刀齿数比较少（一般粗齿立铣刀Z＝3～4，细齿立铣刀Z＝5～8，套式结构Z＝10～20）、容屑槽圆弧半径大（r＝2～5mm）。1．立铣刀数控立铣刀的刀齿数比较少（一般粗齿482．模具铣刀a)圆锥形立铣刀b)圆柱形球头立铣刀c)圆锥形球头立铣刀

结构特点：模具铣刀的柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄三种，球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可作径向和轴向进给。

应用：主要用来加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面。2．模具铣刀a)圆锥形立铣刀b)圆柱形球头49

3．键槽铣刀

结构：键槽铣刀它有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立铣刀，又像钻头，可作径向和轴向进给。

应用：加工各种键槽。3．键槽铣刀50

4．鼓形铣刀

结构特点：鼓形铣刀切削刃分布在圆弧面上，端面无切削刃。加工时通过控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可在工件上切出从负到正的不同斜角。4．鼓形铣刀515．成形铣刀为特定的工件或加工内容专门设计制造的刀具。5．成形铣刀为特定的工件或加工内容专门设计制造的刀具。52数控铣削选刀实例在数控铣床上加工如图所示的零件，试合理选择相应的数控铣刀。数控铣削选刀实例在数控铣床上加工如图所示的零件，试53数控铣刀种类及应用序号铣刀名称应用加工零件表面1面铣刀加工较大的平面上表面2立铣刀加工凹槽、较小台阶面及平面轮廓外轮廓3模具铣刀加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面圆弧面4键槽铣刀加工封闭键槽等槽数控铣刀种类及应用序号铣刀名称应用加工零件表面1面铣刀加工较54第三节数控加工中心用刀具

加工中心主要用于箱体类零件和复杂曲面零件的加工，因为它具有自动选刀、换刀功能，所以工件经一次装夹后，可自动完成或接近完成工件各表面的所有加工工序。第三节数控加工中心用刀具加工中心主要用于55一、加工中心常用刀具钻削是加工中心在实心材料上加工孔的常见方法。钻削还用于扩孔、锪孔加工。a)中心钻b)标准麻花钻c)扩孔钻d)硬质合金可转位式钻头e)加工中心用枪钻f)锪钻1．钻削刀具一、加工中心常用刀具钻削是加工中心在实心材料562．镗削刀具镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。镗刀的主偏角Kr选得较大，以减小径向力。镗铸铁孔或精镗时一般取Kr＝90°粗镗钢件孔时取Kr＝60°～75°双刃镗刀a)机夹式b)定装式2．镗削刀具镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀573．铣削刀具（1）端铣刀 端铣刀主要用于加工平面，主偏角Kr＝90°的端铣刀还可用于加工浅台阶。端铣刀一般做成可转位式。3．铣削刀具（1）端铣刀 端铣刀主要用于加58立铣刀按功能特点可分为：通用立铣刀键槽立铣刀平面立铣刀球头立铣刀圆角立铣刀多功能立铣刀倒角立铣刀T形槽立铣刀（2）立铣刀立铣刀按功能特点可分为：（2）立铣刀59（4）成形铣刀（3）盘形铣刀盘形铣刀包括槽铣刀、两面刃铣刀和三面刃铣刀，可用于槽和台阶的加工。为了提高效率，有些零件加工可采用成形铣刀。（4）成形铣刀（3）盘形铣刀盘形铣刀包括槽604．铰削刀具铰刀主要用于孔的精加工和高精度孔的半精加工。加工中心广泛应用带负刃倾角的铰刀和螺旋齿铰刀。a)带刃倾角铰刀b)螺旋齿铰刀5．螺纹加工刀具加工中心一般使用丝锥作为螺纹加工刀具。4．铰削刀具铰刀主要用于孔的精加工和高精度孔61二、刀柄及工具系统装夹刀具的部分叫工作头，而安装工作头又