切削加工常用刀具

成形铣刀：用于加工成形表面，其刀齿廓 形根据被加工工件的廓形来确定。 模具铣刀：主要用于模具型腔或凸模成形表 面的加工，其头部形状根据需要可以为圆柱或圆 锥等形式。 组合铣刀：是由多个标准或非标准带孔铣刀串 装在同一芯轴上组合而成的，用于一次铣削完成某 种复杂型面或宽平面。
2．按结构分
按结构不同，铣刀可分为整体式、焊齿式、镶 齿式和可转位式等。
磨料粒度选择原则为粗磨、工件材料塑性好 及磨削接触面积大时，应选择尺寸较大的磨粒； 精磨及磨削硬脆的材料时，应选择尺寸较小的磨 粒。 磨料的粒度号、尺寸及适用范围如下表所示。
3．结合剂
结合剂的作用是将磨粒粘合起来，使之形成 砂轮。结合剂的特性在很大程度上决定了砂轮的 强度、抗冲击性、耐热性及耐蚀性等重要指标。 常用结合剂的名称、代号、性能和适用范围 如下表所示。
砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下 脱落的难易程度，它反映了结合剂粘结磨粒的牢固 强度。砂轮的硬度主要由结合剂的粘结强度决定， 而与磨粒的硬度无关。 常用砂轮硬度等级名称及代号如表4-6所示。
4．来自百度文库度
砂轮硬度的选择原则是： （1）工件材料硬度较高时，应选用较软的砂 轮；反之，应选用较硬的砂轮。但对于有色金属、 橡胶和树脂等硬度很低的材料，为避免堵塞砂轮 应选用较软的砂轮。 （2）磨削接触面积较大或磨削薄壁零件及导 热性差的零件时，应选用较软的砂轮。 （3）粗磨与半精磨，应选用较软的砂轮；精 磨和成形磨削应选用较硬的砂轮。 在机械加工时，常用的砂轮硬度等级一般为 H～N（软2～中2）。
面铣刀：圆周表面刀齿为主切削刃，端面刀 齿为副切削刃。其结构有整体式、镶齿式和可转 位式三种。铣削时，铣刀的轴线垂直于被加工表 面。由于参加铣削的刀齿较多，又有副切削刃的 修光作用，因此加工表面粗糙度较小。它生产率 较高，主要用于在立式铣床或卧式铣床上加工台 阶面和平面。 立铣刀：圆周表面刀齿为主切削刃，端面刀齿 为副切削刃。工作时立铣刀不能沿轴线方向做进给运 动。立铣刀主要用于加工平面、台阶面和凹槽，还可 利用靠模加工成形面。
任务四 钻头、铰刀和镗刀
一、钻头
钻头是孔加工刀具。从实体上加工出孔的钻头 有麻花钻、群钻、扁钻、深孔钻及中心钻等；从已 有孔上进行再加工的钻头有扩孔钻、锪孔钻等。其 中，麻花钻是目前孔加工中应用最广泛的刀具。 麻花钻是一种粗加工刀具，已标准化，其常备 规格为φ0.1～φ80mm。
1．麻花钻的结构
三面刃铣刀：圆周表面刀齿为主切削刃，两 侧面刀齿为副切削刃。齿形有直齿和斜齿两种。 三面刃铣刀主要用于加工凹槽和台阶面。 锯片铣刀：这种铣刀很薄，只在圆周上有刀齿， 主要用于加工深槽和切断工件。为避免夹刀，其厚 度由边缘向中心减薄，使两侧形成15′～1°的副偏 角。 角度铣刀：有单角铣刀和双角铣刀两种。其中， 单角铣刀的圆锥刀齿为主切削刃，端面刀齿为副切削 刃；双角铣刀两圆锥面上的刀齿均为主切削刃。角度 铣刀主要用于铣削沟槽和斜面。
5．组织
砂轮的组织是指磨粒、结合剂和气孔三者体 积的比例关系，用来表示磨粒排列的疏密状态。 砂轮的组织用组织号的大小来表示，组织号与磨 粒占砂轮的容积比率（即磨粒率）相对应。 砂轮的组织号及适用范围如下表所示。
6．砂轮形状
砂轮有许多不同的形状和尺寸，常用砂轮的 形状、代号及适用范围如下表所示。
二、砂轮的标志
麻花钻由柄部、工 作部分和颈部三部分组 成，其组成部分和结构 如左图所示。
（1）柄部
柄部是指钻头的夹持部 分，有锥柄和直柄两种形式， 柄部直径在13mm以下的多用 直柄，直径在13mm以上的多 用锥柄。锥柄后端做成扁尾， 用于传递扭矩和使用斜铁将钻 头从钻套中取出。
（2）工作部分
工作部分是钻头的主体，由切削部分和导向 部分组成。 切削部分相当于两把并列而反向安装的车刀， 包括两个前刀面、两个主后刀面和两个副后刀面。 前刀面为螺旋槽的表面（切屑流出的面）；主 后刀面为顶端两曲面，它与工件切削表面（孔底）相 对应；副后刀面为工作部分外圆上的两条螺旋形的刃 带，它与工件已加工表面（孔壁）相对应。 前刀面与主后刀面的交线为主切削刃，前刀面 与副后刀面的交线为副切削刃，两个主后刀面的交线 为横刃。
2．机夹可转位式车刀
机夹可转位式车刀由刀杆、刀垫、刀片及夹紧元 件组成。刀片为多边形，每一边都可作切削刃。使用 钝化后不需重磨，只需将刀片转位就可使新的切削刃 投入工作，几个切削刃全都钝化后，更换新的刀片， 这样省去了刀具刃磨时间，提高了生产效率。因此， 机夹可转位式车刀适用于大批量生产和数控车床。
3．铣刀齿数的选择
铣刀齿数有粗齿和细齿之分，粗齿的容屑槽 大，用于铣削塑性材料或粗加工；细齿的容屑槽 小，用于铣削脆性材料或半精加工及精加工。
4．常用铣刀主要参数的选择
（1）常用面铣刀主要参数的选择
常用面铣刀的刀具直径在16～630mm范围内， 其中，粗铣时直径宜小；精铣时宜大，且尽量包容工 件整个加工宽度。 因铣削加工时冲击力较大，为保护刀尖，刃倾角 λs应选取－5°～－15°。前角γo应小些，尤其是硬质 合金刀具。
二、焊接式车刀
焊接式车刀是指把一定形状的刀片焊在刀杆端 部的刀槽内制成的车刀，其中，刀条材料使用最广的 是硬质合金，我们将这种由硬质合金刀条制成的焊接 式车刀称为焊接式硬质合金车刀。
焊接式车刀结构简单，制造、刃磨方便，可 充分利用刀片材料。但其切削性能受到工人刃磨 水平及刀片焊接质量的限制，且由于刀杆不能重 复使用造成了材料的浪费。因此，焊接式车刀适 用于中、小批量生产和修配生产。
常用立铣刀的直径、前角和后角等主要参数的 选取如下表所示。
任务三 砂轮
磨具是指以磨料为主制成的切削工具，如砂 轮、油石和砂带等，其中以砂轮应用最广。本节 主要介绍砂轮。砂轮是指由一定比例的磨料和结 合剂经压制和烧结而成的一种磨具。
一、砂轮的特性
1．磨料
磨料是制作砂轮的主要原料，直接担负着磨削工 作。因此，磨料应具有很高的硬度、一定的强度和韧 性及良好的耐热性。
任务二 铣刀
一、铣刀的分类
1．按用途分
按用途不同，铣刀可分为圆柱形铣刀、面铣刀、 立铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀、角度铣刀、成形铣 刀、模具铣刀和组合铣刀等9种。 圆柱形铣刀：仅在圆柱表面有刀齿。齿形有直 齿和螺旋齿两种，一般用高速钢整体制造，也可镶 焊硬质合金刀片。它主要用于在卧式铣床上加工平 面。
（1）刀片形状
可转位刀片已标准化，常见的形状有三角形、凸三 边形、正方形、五边形、六边形、圆形及棱形等17种。 常见的机夹可转位车刀刀片的几种典型结构如下图所示。
（2）刀片的选择
① 刀片材料 刀片材料有高速钢、硬质合金、陶瓷、立方 氮化硼、金刚石等。选择刀片材料主要依据包括 被加工工件材料（如金属和非金属等）及性能 （如硬度、耐磨性和韧性等）、加工类型（如粗 加工、半精加工、精加工和超精加工等）、切削 载荷大小及切削过程中有无冲击和振动等。
三、机夹式车刀
机夹式车刀是指采用机械方法将一定形状的刀片 安装在刀杆的刀槽内形成的车刀。机夹式车刀可分为 机夹重磨式车刀和机夹不重磨式车刀（又称可转位式 车刀）两种。
1．机夹重磨式车刀
机夹重磨式车刀可避免由焊接引起的缺陷，刃 口钝化后可重磨，刀杆也可重复使用，几何参数的 设计、选用均比较灵活。机夹重磨式车刀可用于加 工外圆、端面和内孔，特别适用于车槽和车螺纹。
砂轮的标志印在砂轮的端面上，其顺序是：形 状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结 合剂、线速度。 例如，外径300mm、厚度50mm、孔径75mm、 棕刚玉、粒度60#、硬度L、5号组织、陶瓷结合剂、 最高工作线速度35m/s的平形砂轮标记为： 砂轮1-300×50×75-A60L5V-35 GB2484—94
3．按齿背形式分
按齿背形式不同，铣刀可分为尖齿铣刀和铲 齿铣刀两种。 尖齿铣刀：尖齿铣刀的齿背经铣制而成，在后 刀面上磨出一条窄的刃带以形成后角。后刀面形状 简单，铣刀用钝后只需刃磨后刀面。尖齿铣刀的加 工表面质量好，刀具耐用度高，加工效率高，因此， 大部分铣刀都是尖齿铣刀。 铲齿铣刀：铲齿铣刀的齿背经铲制而成，铣刀 用钝后只能刃磨前刀面。铲齿铣刀刃磨后能保持原 有齿形不变，主要用于制造盘状齿轮铣刀等各种成 形铣刀。
项目四 常用刀具
项目学习要点
• 车刀
• 铣刀
• 砂轮
• 钻头、铰刀和镗刀
• 刨刀、插刀和拉刀 • 数控刀具 • 综合实训 • 项目小结
任务一 车刀
车刀有许多种类，按用途可分为外圆车刀、端 面车刀、切断刀、内孔车刀和螺纹车刀等；按结构 可分为整体式车刀、焊接式车刀、机械夹固式车刀 （简称机夹式车刀）和可转位式车刀等。
常用的面铣刀前角γo的选取范围如下表所示。
后角αo常选取5°～12°，其中，大值用于细齿 铣刀加工软工件材料；小值用于粗齿铣刀加工硬工件 材料。 主偏角kr应根据被加工工件的材料和形状进行选 择，例如，加工铸铁材料时选取45°，加工钢材时选 取75°；铣削带凸肩的平面或薄壁零件时选取90°。
（2）常用立铣刀主要参数的选择
二、铣刀的选择
1．铣刀类型的选择
铣刀的类型应与被加工工件的尺寸和表面形状 相适应。 例如，加工较大平面，应选用面铣刀；加工凸 台、凹槽和较小平面，应选用立铣刀；加工空间曲 面、模具型腔和型面，应选用模具铣刀等。
2．铣刀直径的选择
选择铣刀直径的基本原则是：在保证刀杆刚度的 前提下，选择较小直径。其中，面铣刀的直径d应大 于铣削宽度hD，一般选取d＝（1.2～1.6）hD；立铣刀 和键槽铣刀直径应根据工件尺寸确定。
常用的磨料有刚玉类、碳化硅类和高硬度磨 料类。按其纯度和添加元素的不同，每一类又可 分为不同的种类。常用磨料的名称、代号、主要 性能和适用范围如下表所示。
2．粒度
粒度是指磨粒尺寸的大小。粒度的表示方 法如下： （1）用筛分法来区分较大磨粒，以磨粒能通过 筛网上每英寸长度内的孔数来表示粒度。例如，60# 含义为这个粒度号的磨粒能通过每英寸长度内有60 个孔的筛网。粒度号越大，表示磨粒尺寸越小。 （2）用显微镜测量法来区分微细磨粒（又称微 粉），以实际测到的微粉最大尺寸，并在前面冠以 “W”来表示粒度。例如，W7表示此种微粉的最大 尺寸为7～5μm。粒度号越小，表示微粉尺寸越小。
导向部分是切削部分的后备部分，它包括螺 旋槽和两条狭长的螺旋棱带。其中，螺旋槽有排 屑和输送切削液的作用；螺旋棱带有引导钻头切 削和修光孔壁的作用。
（3）颈部
颈部是指柄部与工作部分的连接部分，可供磨 削外径时砂轮退刀，并常刻有钻头的规格和厂标。
2．麻花钻结构上的缺点及改进
麻花钻在结构上存在着许多缺点，例如，前角 γo变化太大，其中，外圆处前角为＋30°，靠近钻 芯处前角为－30°，横刃前角在－55°左右；横刃 长，钻孔时定心条件差，钻头易摆动，轴向力较大； 主切削刃长，切削宽度大，卷屑和排屑困难，散热 条件差等。 为改善麻花钻结构上存在的缺点，常对其进行 修磨。主要的修磨方法有：磨短横刃，以增大横刃 前角，减小轴向力；修磨主切削刃，增加分屑槽； 修磨顶角，改善边缘散热条件；修磨前、后刀面； 修磨刃带等。
一、整体式车刀
整体式车刀是指在整体刀条一端刃磨出所需的 切削部分形状的车刀，其中，刀条材料使用最广的是 高速钢，我们将这种由高速钢刀条制成的整体式车刀 称为整体式高速钢车刀。
整体式车刀刃磨方便，磨损后可多次重磨， 且可根据需要刃磨出各种具有不同用途的切削刃， 并适宜制作各种成形车刀。但由于刀杆采用高速 钢材料造成了刀具材料的浪费，且由于刀杆强度 低，当切削力较大时，会产生破坏。因此，整体 式车刀仅适用于较复杂成形表面的低速精车。
② 刀片形状 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、 切削方法，刀具寿命和刀片的转位次数等进行选 择。 ③ 刀尖圆弧半径rε 刀尖圆弧半径rε一般为进给量f的2～3倍。粗车 时，只要工艺系统刚性允许，应尽可能采用较大的 刀尖圆弧半径rε（如1.6mm、2.0mm、2.4mm、 3.2mm等）；精车或工艺系统刚性较差时，应采用 较小的刀尖圆弧半径rε（如0.2mm、0.4mm、0.8mm、 1.2mm等）。