机械课件——平面与成形面加工刀具
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§7-1 铣 刀
一、铣刀的种类
在金属切削加工中，铣刀是最常用的平面加工刀 具。铣刀不但能完成简单平面的加工，而且还能完成 不同方位平面的加工，或由多个简单平面构成的表面 的加工。
铣刀的种类很多，常用的有圆柱铣刀、端铣刀、 键槽铣刀、立铣刀、模具铣刀、半圆键槽铣刀、三面 刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀等 。
4、铣削方式不同根据不同的加工条件，为提高刀具耐用度和生 产率，可选用不同的铣削方式，如逆铣、顺铣或对称铣、不对称铣。
§7-2 成 形 车 刀
一、成形车刀的特点与类型
成形车刀是用在各种车床上加工内、外回转体成形表面的专用 刀具，其刃形是根据零件的廓形设计的。它具有如下特点：
1、生产率高 利用成形车刀进行加工，一次进给便可完成零件 各表面的加工，因此具有很高的生产率。故在零件的成批大量生产 中，得到广泛的使用。
4、刀具制造比较困难，成本高，故单件、小批生产不宜使用成 形车刀。
平体
棱体
圆体
1、平体成形车刀 它除了切削刃有一定的形状要求外，结构上和普通车刀相近。因其允
许的重磨次数不多。一般仅用于加工螺纹或铲制成形铣刀、滚刀的齿背。 2、棱体成形车刀
其外形是棱柱体。可重磨次数比平体成形车刀多，刚性也好，但只能 用来加工外成形表面。 3、圆体成形车刀
圆柱铣刀铣削
端铣刀铣削
圆柱铣刀
端铣刀
硬质合金铣刀
三面刃铣刀 角度铣刀
锯片铣刀
键槽铣刀
立铣刀
模具铣刀
二、铣刀的几何角度
圆柱铣刀的几何角度
端铣刀的几何角度
三、铣削力
圆柱铣刀切削力 端铣刀切削力
1、主切削力Fc 它是作用于铣刀圆周切线方向的分力，也称圆周力，
消耗功率最多。 2、径向力Fp
三、成形车刀的装夹
棱形刀刀夹结构
棱形刀刀夹结构
棱体成形车刀是以燕尾作为定位基准，安装在燕尾槽 内。刀具燕尾的后平面K--K是固定基准，安装时将刀体 竖立井倾斜αf角．通过调整刀夹下端的螺钉，将切削刃 上计算基准点1ˊ与工件中心等高，然后用螺栓夹紧。下 端螺钉除了能承担部分切削力外，还能增强刀具的性。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv压向工作 台，有利与夹紧工件。
③纵向进给力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与 螺母存在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造 成进给不均，这样一则影响工件表面粗糙度，二则会 因进给量突然增大而损坏刀吃。
铣削过程有如下特点： l、生产率高 铣卧时铣刀连续转动，并且允许较高的铣削速
度，因此具有较高的生产率。 2、断续切削 铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣
削力波动大，故振动是不可避免的。当振动的频率与机床的固有频 率相同或成倍数时，振动最为严重。另外，当高速铣削时刀齿还要 经受周期性的冷、热冲ຫໍສະໝຸດ Baidu，容易出现裂纹和崩刃，使刀具耐用度下 降。
3、多刀多刃切削 铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于 提高刀具耐用度和生产率，优点不少。但也存在下述两个方面的问 题，一是刀齿容易出现径向跳动，这将造成刀齿负荷不等，磨损不 均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否则 会损坏刀齿。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv向上，有 挑起工件的趋势，因此要求夹紧可靠。
③纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铣床工作 台进给机构中的丝杠与螺母始终保持
良好的左侧接触．故工作台进给速度均匀，铣削过程 较平稳。
顺铣有如下特点： ①切削厚度由厚变薄，即从hDmax到hd=0 。这
样容易切下切屑，刀具磨损较慢，已加工表面质量较 高。
圆形刀刀夹结构
圆形刀刀夹结构
圆体成形车刀是以圆柱孔作为定位基准面，套装在刀夹的螺杆上。 圆体成形车刀用销子与齿盘连接，齿盘与扇形板利用端面齿啮合， 扇形板与蜗杆啮合，然后利用螺帽将成形车刀连同芯轴及其它零件 拧紧在刀夹上。当调整圆体成形车刀基准点位置的高度时，松开螺 帽，转动齿盘，使之相对扇形板上的齿纹错位，达到粗调；转动安 装在刀夹孔内的蜗杆使扇形匠、齿盘以及圆体成形车刀一起转动， 达到精调。利用刀夹两侧调节螺钉调整成形车刀轴线。
它是作用于铣刀半径方向的分力。它使刀杆弯曲， 影响铣削的平稳性 3、轴向力Fo
它是沿铣刀轴线方向的分力。
四、铣削方式
顺铣
逆铣
逆铣有如下特点： ①切削厚度由薄变厚，即从hd=0到hDmax。切
人时，由于刃口钝圆半径太于瞬时切削厚度，刀齿与 工件表面进行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷 硬现象严重时t更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表面 的质量。
2、加工质量稳定 使用成形车刀进行切削加工，由于零件的成 形表面主要取决于刀具切削刃的形状和制造精度，所以它可以保证 被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性。一般加工后零 件的精度等级可选IT7～I"．表面粗糙度值可达2.5～10Ra。
3、刀具使用寿命长 成形车刀用钝后，一般重磨前面，可重磨 次数多，尤其圆体成形车刀。
其外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，与以上两种成形车刀相比， 制造方便，允许重磨次数多。既可用来加工外成形表面，又可用来加工内 成形表面，使用比较普遍，但加工精度与刚性低于棱体成形车刀。
二、成形车刀的截面设计
成形车刀的截形设计，就是由零件的廓形来确定刀具的截形。 零件的廓形，是指零件轴剖面内的形状与尺寸，包括深度、宽度和圆弧 等。 为了测量与制造的方便，成形车刀的截形一般规定在刀具后面的法剖面 内表示。主要包括截形深度、宽度和圆弧等。 成形车刀截形设计的方法有作图法、计算法和查表法三种。 作图法 简单、清晰和直观，但精度偏低。另外，作图法的精度主要取 决于作图时的放大比例与作图的准确程度。 计算法 能达到很高的精度．也比较迅速。 查表法 简单、较迅速，但精度不及计算法，很少使用。 目前，成形车刀设计常用计算法计算，作图法校验。
§7-3 成 形 铣 刀
一、成形铣刀的特点与类型
成形铣刀可以加工各种成形表面，它和成形车刀一样，要根据 工件的廓形来设计刀具的截形。成形铣刀的齿背形状有尖齿和铲齿 两种。尖齿成形铣刀是用角度铣刀铣削而成。制造简单，使用磨损 是在工具磨床上刃磨后面；铲齿成形铣刀也是用角度铣刀铣削容屑 槽。还要在铲齿车床上进行铲削齿背，制造复杂，使用磨损后刃磨 前面。两者相比较，前者制造简单，但刃磨后刃形变化较大；后者 制造复杂，但刃磨后刃形变化较小，所以应用广泛。
一、铣刀的种类
在金属切削加工中，铣刀是最常用的平面加工刀 具。铣刀不但能完成简单平面的加工，而且还能完成 不同方位平面的加工，或由多个简单平面构成的表面 的加工。
铣刀的种类很多，常用的有圆柱铣刀、端铣刀、 键槽铣刀、立铣刀、模具铣刀、半圆键槽铣刀、三面 刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀等 。
4、铣削方式不同根据不同的加工条件，为提高刀具耐用度和生 产率，可选用不同的铣削方式，如逆铣、顺铣或对称铣、不对称铣。
§7-2 成 形 车 刀
一、成形车刀的特点与类型
成形车刀是用在各种车床上加工内、外回转体成形表面的专用 刀具，其刃形是根据零件的廓形设计的。它具有如下特点：
1、生产率高 利用成形车刀进行加工，一次进给便可完成零件 各表面的加工，因此具有很高的生产率。故在零件的成批大量生产 中，得到广泛的使用。
4、刀具制造比较困难，成本高，故单件、小批生产不宜使用成 形车刀。
平体
棱体
圆体
1、平体成形车刀 它除了切削刃有一定的形状要求外，结构上和普通车刀相近。因其允
许的重磨次数不多。一般仅用于加工螺纹或铲制成形铣刀、滚刀的齿背。 2、棱体成形车刀
其外形是棱柱体。可重磨次数比平体成形车刀多，刚性也好，但只能 用来加工外成形表面。 3、圆体成形车刀
圆柱铣刀铣削
端铣刀铣削
圆柱铣刀
端铣刀
硬质合金铣刀
三面刃铣刀 角度铣刀
锯片铣刀
键槽铣刀
立铣刀
模具铣刀
二、铣刀的几何角度
圆柱铣刀的几何角度
端铣刀的几何角度
三、铣削力
圆柱铣刀切削力 端铣刀切削力
1、主切削力Fc 它是作用于铣刀圆周切线方向的分力，也称圆周力，
消耗功率最多。 2、径向力Fp
三、成形车刀的装夹
棱形刀刀夹结构
棱形刀刀夹结构
棱体成形车刀是以燕尾作为定位基准，安装在燕尾槽 内。刀具燕尾的后平面K--K是固定基准，安装时将刀体 竖立井倾斜αf角．通过调整刀夹下端的螺钉，将切削刃 上计算基准点1ˊ与工件中心等高，然后用螺栓夹紧。下 端螺钉除了能承担部分切削力外，还能增强刀具的性。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv压向工作 台，有利与夹紧工件。
③纵向进给力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与 螺母存在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造 成进给不均，这样一则影响工件表面粗糙度，二则会 因进给量突然增大而损坏刀吃。
铣削过程有如下特点： l、生产率高 铣卧时铣刀连续转动，并且允许较高的铣削速
度，因此具有较高的生产率。 2、断续切削 铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣
削力波动大，故振动是不可避免的。当振动的频率与机床的固有频 率相同或成倍数时，振动最为严重。另外，当高速铣削时刀齿还要 经受周期性的冷、热冲ຫໍສະໝຸດ Baidu，容易出现裂纹和崩刃，使刀具耐用度下 降。
3、多刀多刃切削 铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于 提高刀具耐用度和生产率，优点不少。但也存在下述两个方面的问 题，一是刀齿容易出现径向跳动，这将造成刀齿负荷不等，磨损不 均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否则 会损坏刀齿。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv向上，有 挑起工件的趋势，因此要求夹紧可靠。
③纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铣床工作 台进给机构中的丝杠与螺母始终保持
良好的左侧接触．故工作台进给速度均匀，铣削过程 较平稳。
顺铣有如下特点： ①切削厚度由厚变薄，即从hDmax到hd=0 。这
样容易切下切屑，刀具磨损较慢，已加工表面质量较 高。
圆形刀刀夹结构
圆形刀刀夹结构
圆体成形车刀是以圆柱孔作为定位基准面，套装在刀夹的螺杆上。 圆体成形车刀用销子与齿盘连接，齿盘与扇形板利用端面齿啮合， 扇形板与蜗杆啮合，然后利用螺帽将成形车刀连同芯轴及其它零件 拧紧在刀夹上。当调整圆体成形车刀基准点位置的高度时，松开螺 帽，转动齿盘，使之相对扇形板上的齿纹错位，达到粗调；转动安 装在刀夹孔内的蜗杆使扇形匠、齿盘以及圆体成形车刀一起转动， 达到精调。利用刀夹两侧调节螺钉调整成形车刀轴线。
它是作用于铣刀半径方向的分力。它使刀杆弯曲， 影响铣削的平稳性 3、轴向力Fo
它是沿铣刀轴线方向的分力。
四、铣削方式
顺铣
逆铣
逆铣有如下特点： ①切削厚度由薄变厚，即从hd=0到hDmax。切
人时，由于刃口钝圆半径太于瞬时切削厚度，刀齿与 工件表面进行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷 硬现象严重时t更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表面 的质量。
2、加工质量稳定 使用成形车刀进行切削加工，由于零件的成 形表面主要取决于刀具切削刃的形状和制造精度，所以它可以保证 被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性。一般加工后零 件的精度等级可选IT7～I"．表面粗糙度值可达2.5～10Ra。
3、刀具使用寿命长 成形车刀用钝后，一般重磨前面，可重磨 次数多，尤其圆体成形车刀。
其外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，与以上两种成形车刀相比， 制造方便，允许重磨次数多。既可用来加工外成形表面，又可用来加工内 成形表面，使用比较普遍，但加工精度与刚性低于棱体成形车刀。
二、成形车刀的截面设计
成形车刀的截形设计，就是由零件的廓形来确定刀具的截形。 零件的廓形，是指零件轴剖面内的形状与尺寸，包括深度、宽度和圆弧 等。 为了测量与制造的方便，成形车刀的截形一般规定在刀具后面的法剖面 内表示。主要包括截形深度、宽度和圆弧等。 成形车刀截形设计的方法有作图法、计算法和查表法三种。 作图法 简单、清晰和直观，但精度偏低。另外，作图法的精度主要取 决于作图时的放大比例与作图的准确程度。 计算法 能达到很高的精度．也比较迅速。 查表法 简单、较迅速，但精度不及计算法，很少使用。 目前，成形车刀设计常用计算法计算，作图法校验。
§7-3 成 形 铣 刀
一、成形铣刀的特点与类型
成形铣刀可以加工各种成形表面，它和成形车刀一样，要根据 工件的廓形来设计刀具的截形。成形铣刀的齿背形状有尖齿和铲齿 两种。尖齿成形铣刀是用角度铣刀铣削而成。制造简单，使用磨损 是在工具磨床上刃磨后面；铲齿成形铣刀也是用角度铣刀铣削容屑 槽。还要在铲齿车床上进行铲削齿背，制造复杂，使用磨损后刃磨 前面。两者相比较，前者制造简单，但刃磨后刃形变化较大；后者 制造复杂，但刃磨后刃形变化较小，所以应用广泛。