第三章 金属切削常用刀具

教华北航天工业学院教案

教研室：机制工艺                                    授课教师：陈  明

课程名称	机械加工基础	课次	9
主  要  教  学  内  容		时间分配
第三章             金属切削常用刀具 §3 铣刀 1.      铣刀的类型和用途 2.      铣刀的几何参数 3.  铣削特点 §4 其它刀具 1. 螺纹刀具 车刀、梳刀、丝锥和板牙、铣刀 2. 齿轮刀具 滚刀、插齿刀等 3. 拉刀 拉刀的类型、拉刀的结构、刀齿的几何参数 4. 砂轮 组成、结构要素及选用		40     10   15   15     20
教学目的	了解螺纹刀具、齿轮道具的常用类型、基本结构； 掌握拉刀和砂轮的结构特点、特性参数、应用范围
教学重点	拉刀、砂轮
教学难点
教学方法 使用教具	CAI 教学软件、投影等
拟留作业	习题6、7、9、10
授课总结

第三章   金属切削常用刀具

第三节  铣 刀

铣刀是多刃刀具,它的每一个刀齿相当于一把车刀,它的切削基本规律与车削相似,但铣削是断续切削,切削厚度和切削面积随时在变化,因此,铣削具有一些特殊性。铣刀在旋转表面上或端面上具有刀齿，铣削时，铣刀的旋转运动是主运动，工件的直线运动是进给运动。

一、铣刀的类型和用途

铣刀的类型很多，按铣刀齿背形状可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀。

常用的有圆柱铣刀、端铣刀、三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀、半圆键槽铣刀、锯片、角度铣刀和球头铣刀等：

（一）圆柱铣刀

（二）立铣刀

（三）硬质合金面铣刀

（四）键槽铣刀

（五）三面刃铣刀

（六）锯片铣刀

（七）角度铣刀

（八）球头铣刀

二、铣刀的几何参数

（一）圆柱铣刀的几何角度    （二）面铣刀的几何角度

三、铣削特点

（一）铣削用量要素

（二）铣削用量选择

（三）顺铣与逆铣

用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件的平面，叫做周铣法。

它有两种铣削方式：

    (1) 逆铣法：铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相反(逆向)。

    (2) 顺铣法：铣刀的旋转切入方向和工件的进给方向相同(顺向)。

顺铣法切入时的切削厚度最大，然后逐渐减小到零 ，因而避免了在已加工表面的冷硬层上滑走过程。实践表明，顺铣法可以提高铣刀耐用度2～3倍，工件的表面粗糙度值可以降低些，尤其在铣削难加工材料时，效果更为显著。

逆铣时，每齿所产生的水平分力均与进给方向相反，使铣刀工作台的丝杠与螺母在左侧始终接触。而顺铣时，水平分力与进给方向相同，铣削过程中切削面积也是变化的，因此，水平分力也是忽大忽小的，由于进给丝杆和螺母之间不可避免地有一定间隙，故当水平分力超过铣床工作台摩擦力时，使工作台带动丝杆向左窜动，丝杆与螺母传动右侧出现间隙，造成工作台颤动和进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。

此外，在进行顺铣时，遇到加工表面有硬皮，也会加速刀齿磨损。在逆铣时工作台不会发生窜动现象，铣削较平稳，但在逆铣时，刀齿在加工表面上挤压、滑行，切不下切屑，使已加工表面产生严重冷硬层。

一般情况下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯时，多采用逆铣。精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引起工作台窜动，可采用顺铣。

第四节         其它刀具

一、螺纹刀具

在各种传动机构、紧固件和测量工具等很多方面，都广泛应用螺纹。根据螺纹的形状、表面粗糙度、公差等级和生产批量的不同，其加工方法及所采用的刀具也各不相同。

按加工螺纹的方法，螺纹刀具可分为以下几类。

（一）螺纹车刀

它的结构简单，通用性好，可以用来加工各种尺寸、形状的内、外螺纹。螺纹车刀生产效率低，加工质量主要决定于工人技术水平、机床精度和刀具本身的制造精度，适用于单件小批生产。

（二）螺纹梳刀

用这种刀具加工多头螺纹时，一次走刀便能成形，生产率高，但制造较为困难。螺纹梳刀实质上是多齿的螺纹车刀，一般有6～8个齿，分为切削与校准两部分。                

（三）丝锥和板牙

丝锥和板牙主要用于加工直径1～52mm的圆柱形及圆锥形内、外螺纹，可以手工操作或在车床和钻床上使用。丝锥用于加工内螺纹，板牙只能用来加工低精度的外螺纹。因结构简单、制造使用方便，故中小批生产中应用甚广。

（四）螺纹铣刀

用于加工圆柱形及圆锥形内、外螺纹，生产率高，特别适合于加工直径较大的螺纹。常见的螺纹铣刀有盘形铣刀和梳形铣刀。多用于螺纹的粗加工，有较高的生产率。

（五）螺纹砂轮

用砂轮磨削螺纹，公差等级达IT5～IT6，表面粗糙度达6.3～R_a0.8。

（六）螺纹滚压工具

这是利用金属塑性变形的方法来加工螺纹的。滚压螺纹的生产率极高，公差等级达IT5～IT6，1.6～R_a0.25。

二、拉刀

拉刀是一种高生产率、高精度度多刃刀具，拉削时，拉刀作等直线运动，由于拉刀的后一个刀齿高出前一个刀齿（简称：齿升量），因此能够依次从工件表面上切下很薄的金属层，经一次行程后，切除全部余量，并能达到IT8～IT７公差等级，粗糙度可达0.5～0.8μm。

拉刀的使用寿命长，但结构复杂，制造成本高。

主要在成批、大量生产中用它对各种形状的通孔、通槽和外表面加工。

（一）拉刀的类型

1．按加工表面不同，可分为内拉刀和外拉刀。前者用于加工如圆孔、方孔、花键孔等内表面，后者用于加工平面、成形面等外表面。

2．按拉刀工作时受力方向的不同，可分为拉刀和推刀。

3．按拉刀的结构可分为整体式和组合式。整体式主要用于中、小型尺寸的高速钢拉刀；组合式主要用于大尺寸拉刀和硬质合金组合拉刀。

（二）拉刀的结构

各种拉刀的外形和构造虽然有所不同，但其组成部分和基本结构是相似的。

    （三）刀齿几何参数

 

 

三、齿轮刀具

（一）齿轮刀具类型

齿轮刀具是用于切削齿轮齿形的刀具，此类刀具结构复杂，种类繁多。按其工作原理，可分为成形法刀具和展成法刀具两大类。

１．成形法齿轮刀具

成形法齿轮刀具的切削刃的轮廓与被加工齿轮槽廓形相同或相似，通常适用于加工直齿圆柱齿轮、斜齿齿条等。常用的成形齿轮刀具有：盘形齿轮铣刀、指状齿轮铣刀等。这类铣刀结构简单，制造容易，可在普通铣床上使用。但是加工精度和效率较低，主要用于单件、小批量生产和修配。

２．展成法齿轮刀具

这类刀具是利用齿轮的啮合原理来加工齿轮的。加工时，刀具本身就相当于一个齿轮，它与被切齿轮作无侧隙啮合，工件齿形由刀具切削刃在展成过程中逐渐切削包络而成。因此，刀具的齿形不同于被加工齿轮的齿槽形状。常用的展成法齿轮刀具有：滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等。

（二）插齿刀     

插齿刀可以加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮和齿条等，是一种应用很广泛的齿轮刀具。

（三）齿轮滚刀

齿轮滚刀是加工直齿和螺旋圆柱齿轮常用的一种刀具。它的加工范围很广，规模从0.1-40mm的齿轮，均可使用滚刀加工。同一把齿轮滚刀可以加工模数、压力角相同而齿数不同的齿轮。

齿轮滚刀是利用螺旋齿轮啮合原理来加工齿轮的。在加工过程中，滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿圆柱齿轮，与被加工齿件作空间啮合，滚刀的刀齿就将齿轮齿形逐渐包络出来。

四、砂轮及其用途

磨削是目前半精加工和精加工的主要加工方法之一，砂轮则是磨削加工中重要刀具，砂轮一般安装在平面磨床、外圆磨床和内圆磨床上使用，也可安装在砂轮机上刃磨刀具。

根据不同的用途、磨削方式和磨床类型，砂轮被制成各种形状和尺寸，常用的砂轮有平形砂轮、筒形砂轮、双斜边砂轮、杯形砂轮、碗形砂轮、碟形砂轮等。

（一）砂轮的构造

砂轮是由结合剂将磨料颗粒粘结而成的多孔体。

1.磨料

2.粒度

3.结合剂

4.硬度

5.组织号

（二）砂轮要素的选择

（1）磨削硬材料，应选择软的、粒度号大的砂轮。磨削软材料，应选择硬的、粒度号小的、组织号大的砂轮。这样砂轮损耗小，也不易堵塞。

（2）粗磨时为了提高生产率要选择粒度号小，软的砂轮。精度时为了提高工件表面质量要选择粒度号大、硬的砂轮。

（3）大面积磨削或薄壁件磨削时应选择粒度号小、组织号大、软的砂轮。这样砂轮不易堵塞，工件表面不易烧伤，工件也不易变形。

（4）成形磨削选择粒度号大、组织号小、硬的砂轮，以保持砂轮的廓形。