机械制造工程学 第二章 金属切削刀具课件

第2章金属切削刀具机械制造工程学第二章金属切削刀具§2-1车

刀

车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具，它可以在普通车床、转塔车床、立式车床、自动与半自动车床上，完成工件的外圆、端面、切槽或切断等不同的加工工序。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、车刀的种类及用途直头外圆车刀

车削外圆和外圆倒角；弯头车刀

车削外圆、端面、倒角；偏

刀

左偏刀和右偏刀，车削外圆、轴肩、端面；切断刀

切断工件、切槽；镗孔刀

镗削内孔；螺纹车刀

车削螺纹；成形车刀

加工成形回转表面，属专用刀具。机械制造工程学第二章金属切削刀具二、车刀的结构形式1.整体式车刀

硬质合金焊接式车刀，结构简单、紧凑，抗振性能好，制造方便使用灵活。刀片易产生应力和裂纹。多采用高速钢材料2.焊接式车刀3.机夹重磨式车刀避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；刀杆可重复使用利用率较高。但结构复杂、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂纹。机械制造工程学第二章金属切削刀具二、车刀的结构形式4.机夹可转位式车刀不需刃磨，刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削性能、硬度和抗弯强度。减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，提高了生产效率。可使用涂层刀片，提高刀具耐用度。机夹刀片：正三角形、正四边形、正五边形、菱形、圆形等。机械制造工程学第二章金属切削刀具二、车刀的结构形式4.机夹可转位式车刀

刀片夹紧方式：

上压式

夹紧力大，夹紧可靠；缺点是夹紧螺钉及压板会阻碍切屑的流出、易被切屑擦伤。适用于不带孔的刀片。

偏心式

零件少，制造简单，切屑流出不受阻碍，也不会擦伤夹紧元件；缺点是夹紧力不大。适用切削力不大且连续切削。

综合式

兼有上述两种方式的优点，适用切削力大及有冲击负载的切削。

机械制造工程学第二章金属切削刀具§2-1

孔加工刀具孔加工刀具用途广、种类多，一般可分为两大类：

在实体材料上加工孔的刀具，如麻花钻、中心钻、扁钻、深孔钻等；对孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、绞刀、镗刀、锪钻等。机械制造工程学第二章金属切削刀具1.麻花钻

主要用于孔的粗加工，IT11级以下；表面粗糙度Ra25μm～6.3μm。一、孔加工刀具的种类及用途机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途2.中心钻

加工中心孔3.扁钻

机构简单、刚性好、刃磨方便，加工较大直径的孔（>38mm）；机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途4.深孔钻

加工深孔（长径比>10）。5.扩孔钻

用于绞孔、磨孔前的加工或毛坯孔的扩大。与麻花钻相比，其切削平稳、生产率高、加工质量好。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途6.锪钻

加工孔端面上的沉头孔。7.绞刀

加工成形回转表面，属专用刀具。加工孔精度达IT6～IT7级，表面粗糙度达Ra1.6～0.4。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途7.绞刀

铰刀的类型:（a）直柄机用铰刀,（b）锥柄机用铰刀,（c）锥柄机用铰刀,（d）手用铰刀,（e）可调节手用铰刀,（f）套式机用铰刀,（g）直柄莫式圆锥铰刀,（h）手用1:50锥度铰刀机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途7.绞刀

1）绞刀的结构机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途7.绞刀

2）绞削加工中的“扩张”与“收缩”扩张：实际加工的孔径比绞刀校准部的直径大。原因：刀齿的径向误差、工件与刀具的安装误差，积屑瘤的作用，工件材料、绞削用量、切削液等因素的影响。收缩：实际加工的孔径比绞刀校准部的直径小。原因：工件材料的弹性恢复。如加工薄壁的韧性材料、硬质合金绞刀高速绞孔等。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、孔加工刀具的种类及用途8.镗刀

加工直径较大的孔，精度可达IT6～IT7级，表面粗糙度达Ra6.3～0.8，精镗可达Ra0.4。

单刃镗刀、多刃镗刀，微调镗刀、浮动镗刀浮动镗刀:1.刀片2.刀块3.调节螺钉4.斜面垫板5.紧固螺钉

机械制造工程学第二章金属切削刀具§2-3

铣

刀

铣削是一种应用非常广泛的加工方法。加工精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度为Ra6.3～1.6。铣刀为多齿刀具，有较高生产率。主要用于平面、台阶、沟槽和各种成形面的粗加工和半精加工。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、铣刀的种类及用途按用途可分为：

圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、铣刀的种类及用途按用途可分为：

圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、铣刀的种类及用途按齿背加工形式可分为：

尖齿铣刀、铲齿铣刀（如成形铣刀的齿背为铲齿加工而成）二、铣削的特点1）断续切削采用大螺旋角刀齿

2）使用多刃刀具校准刀齿高度3）容屑和排屑问题齿疏密适当4）切入过程采用硬质合金刀具机械制造工程学第二章金属切削刀具三、铣削方式1.圆周铣削

用分布于圆柱面上的刀齿进行的铣削，称为周铣。逆铣：铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给方向相反。

顺铣：铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同。

机械制造工程学第二章金属切削刀具三、铣削方式1.圆周铣削逆铣：刀齿的切削厚度从ap=0至apmax；切入时，出现打滑，刀齿较易磨损；已加工表面冷硬现象严重；要求工件装夹紧固；进给比较平稳。顺铣：刀齿的切削厚度从apmax到ap=0；刀齿磨损较少，提高刀具耐用度；已加工表面质量较高；工件表面硬皮易损坏刀齿；进给速度时快时慢，影响工件表面粗糙度。

特点：机械制造工程学第二章金属切削刀具三、铣削方式1.圆周铣削机械制造工程学第二章金属切削刀具三、铣削方式2.端面铣削

用分布于铣刀端平面上的刀齿进行的铣削，称为端铣。1）对称铣

：刀齿切入工件与切出工件的切削厚度ap相同,称为对称铣削。特点：切入、切出时的切削厚度相同，避免后续刀齿在冷硬层上切削，一般端铣多采用此方式，尤其适用于淬硬钢。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、铣削方式2.端面铣削

2）不对称逆铣若切入时的切削厚度小于切出时的切削厚度，则为不对称逆铣。特点：切入冲击小，切削力变化小，切削过程平稳，表面粗糙度小。适于端铣普通碳钢和高强度低合金钢。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、铣削方式2.端面铣削3）不对称顺铣若切入时的切削厚度大于切出时的切削厚度，则为不对称铣顺铣。特点：可减小刀齿的滑行、挤压和加工表面的冷硬程度，提高刀具耐用度。适于端铣普通碳钢和高强度低合金钢。机械制造工程学第二章金属切削刀具§2-4

拉

刀拉削加工质量好，生产率高。拉刀寿命长，并且拉床结构简单。拉刀结构复杂，制造比较麻烦，价格较高。多用于大量和批量生产的精加工。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、拉刀的结构及拉削原理1.拉刀的结构机械制造工程学第二章金属切削刀具一、拉刀的结构及拉削原理2.拉削原理机械制造工程学第二章金属切削刀具二、拉削的特点1）生产率高，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）拉床结构简单；6）可修正尺寸、形状误差，但不能修正位置误差。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、拉削方式1.分层式拉削1)成形式拉削优点：可获得较低的表面粗糙度。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、拉削方式1.分层式拉削1)成形式拉削缺点：分屑槽与切削刃交接处的尖角上散热条件最差，加剧了拉刀的磨损，降低了拉刀的耐用度；刀齿上的分屑槽造成刀齿上有一条加强筋，切屑卷曲困难；切屑很薄，因此拉刀比较长，浪费刀具材料，降低生产率；除圆孔拉刀外，制造都比较困难。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、拉削方式1.分层式拉削2)渐成式拉削优点：对于加工复杂成形表面的工件，拉刀的制造要比成形式简单。缺点：在工件已加工表面上可能出现副切削刃的交接痕迹，因此加工出的工件表面质量较差。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、拉削方式2.分块式拉削优点：由于切削厚度（即齿升量）大，在相同拉削余量下，轮齿式拉刀所需的刀齿总数要比成形式拉刀少很多；不存在切屑加强筋，切屑卷曲顺利，缩短了拉刀长度，节省刀具材料，提高拉削生产率；拉削带硬皮的铸铁件，不易损坏刀齿。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、拉削方式2.分块式拉削缺点：由于切削厚度大，拉削后的工件表面质量不如成形式拉刀好。机械制造工程学第二章金属切削刀具三、拉削方式3.综合式拉削

集中了成形式拉刀和轮切式拉刀的优点：既缩短了拉刀长度，保持较高的生产率，又能获得较好的工件表面质量。

综合式拉刀的粗切齿制成分块式结构，精切齿采用成形式结构。机械制造工程学第二章金属切削刀具§2-5

齿轮加工刀具

齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，加工要求又各不相同，因此齿轮刀具的品种及其繁多。

机械制造工程学第二章金属切削刀具一、齿轮刀具的类型1.按加工齿轮的品种分渐开线圆柱齿轮刀具

如齿轮铣刀，插齿刀，齿轮滚刀，剃齿刀；蜗轮刀具

蜗轮滚刀、飞刀，蜗轮剃齿刀；锥齿轮刀具

直齿锥齿的刨刀、铣刀，加工弧齿和摆线锥齿轮的铣刀盘；非渐开线齿形刀具

花键滚刀，圆弧齿轮滚刀，棘轮滚刀，花键插齿刀，展成车刀。机械制造工程学第二章金属切削刀具一、齿轮刀具的类型2.按加工原理分成形齿轮刀具

如盘形模数齿轮铣刀，指形模数齿轮铣刀，齿轮拉刀，插齿刀盘等；机械制造工程学第二章金属切削刀具一、齿轮刀具的类型2.按加工原理分展成齿轮刀具

插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、曲线锥齿轮铣刀盘等。

机械制造工程学第二章金属切削刀具二、齿轮滚刀1.滚刀基本蜗杆形式：整体式齿轮滚刀、镶齿式齿轮滚刀、硬质合金齿轮滚刀

理论上，只有渐开线为基本蜗杆的滚刀，造形误差才是零。但由于渐开线蜗杆的轴截面和法截面都是曲线，制造较为困难，故生产中采用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。也可用法向直廓蜗杆代替渐开线蜗杆，但造形误差较大，一般不采用。

通常把滚刀切削刃所在的蜗杆叫做滚刀产形蜗杆，即基本蜗杆。机械制造工程学第二章金属切削刀具二、齿轮滚刀机械制造工程学第二章金属切削刀具二、齿轮滚刀机械制造工程学第二章金属切削刀具三、插齿刀1.插齿刀的基本工作原理机械制造工程学第二章金属切削刀具三、插齿刀2.插齿刀的齿面形状插齿刀切削刃运动轨迹形成一个齿轮，称为产形齿轮。要加工出正确的齿轮渐开线齿形，和它共轭的产形齿轮齿形必须是渐开线。因此，插齿刀切削刃的端面投影必须是渐开线。不考虑前角的影响插齿刀端面的齿形就是产形齿轮的齿形。机械制造工程学第二章金属切削刀具§2-6

砂

轮

砂轮是磨削加工中使用最广泛的模具。砂轮是由结合剂将磨料颗粒黏合在一起后经烧结而成，因此其切削性能主要决定于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织等基本要素。机械制造工程学第二章金属切削刀具1.磨

料直接担负切削工作。机械制造工程学第二章金属切削刀具2.粒

度

粗磨用粗粒度（30＃～46＃）精磨用细粒度（60＃～120＃）磨削硬度低、塑性大