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关于培训刀具相关材料
目? ? ?录? ?? ?关于培训刀具相关材料 一、切削刀具的概述……………………………………………………………（3） ? 材料的应用与选择……………………………………………………（4） 二、切削刀具的种类与应用 1．车刀类 ? ⑴刀片的表示方式与选型…………………………………………….（6） ? ⑵外圆………………………………………………………………….（12） ? ⑶内孔…………………………………………………………………..（16） ? ⑷切槽…………………………………………………………………..（18） ? ⑸切断…………………………………………………………………..（19） ? ⑹螺纹加工……………………………………………………………..（20） 2．铣床类 ? ㈠加工中心刀柄类……………………………………………………（24） ? ⑴弹性夹头及夹头………………………………………………… （24） ? ⑵钻夹头………………………………………………………………（25） ? ⑶侧固式刀柄…………………………………………………………（26） ? ⑷莫氏刀柄……………………………………………………………（26） ? ⑸强力夹头……………………………………………………………（26） ? ⑹铣刀盘刀柄…………………………………………………………（27 ? ⑺丝攻夹头………………………………………………………… （27） ? ⑻粗镗刀与精镗刀……………………………………………………（28） ? ⑼对刀仪………………………………………………………………（31） ? ㈡刀具类 ? ⑴立铣刀…………………………………………………………… （32） ? ⑵钻头…………………………………………………………………（40） ? ⑶丝攻…………………………………………………………………（42） 三、加工的各种要素……………………………………………………………（49） 四、加工中常遇到的问题与解决方法 ? 车削细长轴常见的工件缺陷和产生原因……………………………（53） ? 卧式车床加工常见问题的产生原因及解决方法……………………（53） ? 切削加工出现的故障和解决方法……………………………………（54） ? 磨削加工出现的故障和解决方法……………………………………（56） ? 在模具制造领域的常见问题解答……………………………………（57） 五、刀具的保养与维护. ………………………………………………………..（66） 六、相关的刀具论文 1. 五金工具的市场分布及发展趋势分析………………………….（66） 2. 正确为数控机床选用刀具及编程……………………………….（72） 3. 汽车工业切削与刀具技术现状………………………………….（75） 4. 淬硬模具的高速加工…………………………………………….（81） 5. 硬质合金刀具科普知识……………………...…………………..（83）艾格玛清少选集6. 7. 8. 9. 10.如何加工不锈钢????????????????? （86） 刀具产品概述????????????????? (87) 刀具的选择和切削用量的确定。。。。。。。。。。。。。。(93) 对钢材性能产生影响的元素。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。（95） 10 金属材料工艺性能名词简介。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。（96）一、 切削刀具的概述艾格玛清少选集 -2-切削刀具作为机械加工的辅助产品，现在机械业发展已在各行各业不断的应用，很多企 业者会用到刀具，特别是五金、机械、电子、模具、汽车和航天航空产业，对刀具的应 用越来越广泛，其刀具包括各种刀具,如,车刀、铣刀、丝攻、钻头、和各种非标的刀具， 应用之广泛。当然这只是中国汽车产业一个代表而已，就中国而言，每个省份都有生产 汽车，其相关的配套厂分布也非常广。加之，汽车零部件的需求量来更为广了，虽然航 天航空产业来说在中国不是很多地方都有此产业，但其用量也很大，而且其刀具的的要 求也非常高（上图为车削类刀片）（上图铣削类刀片） 材料的应用与选择工具钢 碳素工具钢 、合金工具钢、 高速工具钢、 普通高速钢、 高性能高速钢 硬质合金艾格玛清少选集 -3-按晶粒大小区分： 普通硬质合金、 细颗粒硬质合金、 微颗粒硬质合金 按主要成分区分： 钨基硬质合金 、钛基硬质合金 陶瓷 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 超硬材料 立方氮化硼 、金刚石 刀具切削性能的好坏，取决于构成刀具切削部分的材料、几何形状和刀具结构。刀具材料对 刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本等都有很大影响，因此十分重要。 1 刀具材料应具备的性能 刀具切削部分的材料在切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动，因此应具备以下基 本性能：高的硬度、高的耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性（热稳定性）、良好的热 物理性能和耐热冲击性能和良好的工艺性能和经济性。 2 常用刀具材料 （1）高速钢―具有较高的热稳定性、高的强度，刀具制造工艺简单。 （2）硬质合金―具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用语制造整 体刀具。 （3）陶瓷材料―硬度高、耐用度高，还可用于冲击负荷下的粗加工，切削效率显著提高 由于干切削时会产生强烈的摩擦和极高的温度(如用硬质合金钻头在调质钢 CK45 上以 Vc=80m/min 和 f=0.2mm/min 进行干切削时， 在接触区会达到 380℃-410℃的高温。 又如干铣 钢件时温度通常会超过 600℃)，所以对用于干切削的刀具要具有较高的高温硬度和耐磨性。 目前，用于干切削的主要有立方氮化硼(CBN)、陶瓷刀具材料、钛基硬质合金(Cermets)、硬 质合金和聚晶金刚石(PCD)等刀具材料。 其中 CBN 是淬硬钢和铸铁干加工最常用的刀具材料； 而氮化硅(Si3N4)特别适合于在断续切削和铸件有砂皮情况下对铸件和球墨铸铁进行干切 削； Cermets 在硬度上是介于陶瓷刀具和硬质合金之间的刀具材料，它是高速干切削钢件 的合适材料。 表 1：几种硬涂层和软涂层的性能艾格玛清少选集-4-开发干切削刀具， 除了正确选择刀具材料和优化刀具几何参数外， 大力发展刀具涂层具有特 别重要的意义。 通过在刀具基体上的硬、 软涂层可以弥补由于放弃冷却润滑液而失去的某些 功能。 涂层的作用在于在刀具与切削材料之间筑起一道屏障， 以阻拦大部分切削热向刀体传 导。由于涂层摩擦系数小，减少了摩擦并由此降低摩擦热。在目前已可以通过一系列高温耐 磨的硬涂层和润滑性好的软涂层来满足各种干切削工艺的不同要求(表 1)。 例如， 由于 TiAlN 涂层具有较高的高温硬度和抗氧化性能， 所以在切削温度很高的场合， 它是最常用的 “隔热” 涂层，并特别适用于干切削铸铁、钢和不锈钢等零件。而 TiCN 只是在较低温度下具有较高 的硬度和较好的韧性，故很适合于用作丝锥的涂层，用于干式攻丝。 铣削和车削是一种外加工， 切削热和切屑的排除比较简单。 而在实心材料上钻孔则是一种内 加工，从孔中排除切削热和切屑就比较困难。因此，干钻削是干加工工艺中最难的工艺。但 经过多年的开发和实验，目前这个难题已可以通过改进钻头的几何形状和采用硬涂层来解 决。如改进排屑槽的横截面形状，使槽口直延伸到柄部、增大排屑槽的螺旋角、采用较大的 倒锥、 较窄的倒棱和较小的刀刃半径以及采用 TiAlN 涂层和微量润滑等措施， 以减少摩擦和 确保可靠排屑。 应该指出，干钻削与湿式钻削相比，前者的优点还在于干切削钻头的寿命要高于湿式切 削的钻头。有一个例子，在采用相同切削参数情况下，干切削时钻孔的数量达到 2700 个，而湿式加工时，因受到由冷却润滑引起温度突变(热冲击)的影响，孔的加工数量仅 为 1080 个，干切削钻头的耐用度提高了 2.5 倍。 在干切削像铝合金这样的塑性材料时，在刀刃上易形成积屑瘤。目前，在涂金刚石 涂层的硬质合金刀具上再涂上滑动和润滑性好的 WC/C 涂层后，可明显减少了积屑瘤的 形成。二、 切削刀具的种类与应用如何分清其加工的机械的种类与选型的标准 （一） 机械加工中常用到的是：车、铣、钻、磨、刨。但我们多数做的多是车、铣、 钻等。如何知道那些是加工中心加工（铣床）？那些是数控车加工（普通车 床） 呢？在这行有接触的人都知道的， 零件多数为两种： 一是箱体 （杂合体） ； 一是盘轴类。箱体相对来说比较复杂的需要十几把或是很更多种刀具来加 工，如加工中心上才能来完成的，盘轴类的多数是比较单一，刀具比较少是 枇量生产的，如数控车床加工（或是普通车床加工） ，但通常会出现这样的 情况，有箱体与盘类相结合的时候，就容易让人糊涂了，其实我们只要有心 想一下还是能分清的，也就是一般工厂的习惯是，先服从车削而后再进行铣 削加工的。因车床的造价低，加工的成本相对来说比较低的。 （二） 从我了解的配刀方案的经验中，有下面几个选择方法 Ⅰ。首先要按图纸要求加工，了解其加工的的工艺，从面到点而一步步的选取刀 具，挺别注意的是： ① 车我外圆时的要注意仿型加工和切槽，一定要避开后刀背与工件的接触， 车床最多考虑的也是接触到各个面和排屑等的方题，如果能避开其已加工 面，或是刀尖能完成其切削路线就是达到了加工要求了。艾格玛清少选集 -5-② 铣削时多数考虑到的是仿型与加工的精度，还有就是各种特殊的要求，下 面将细说，在此先不表了。 Ⅱ。当很多种刀具都能满足加工要求时我们就要从两方面来考虑 ①我们现在的库存，这是首选的，因为这样可以减少我们的库存 ②选取造价比较低的， 这样客户能接受我们的价格， 胜算相对来说也比较大的。 Ⅲ。在配刀时，一定要知：那些是消耗比较大的？那些是一次性定购或是不常定 购的？ ① 如果客户首先考虑到的是价格， 那选择一次性定购的或是比较少定购的， 而质量将就的行。就要选便宜一点的，比较选台湾的刀杆等， ② 如果客户首先考虑到的是加工的质量的话，就是选比较好一点的，也就 是刀杆这一方面要选取原装进口的 ③ 刀片等其他消耗品是我们以后发展的主要来源，所选的品牌一定是我们 有优势的，最好是只有我们才有的，这样别人就没有代替了，就比如山 特维克一样，他们所选的刀具多数是只有他们才有的，别家的产品是很 难替代的，但其他的品牌他就能替代。1．车刀类车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺 纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械 夹固刀片的车刀。 机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。 机械夹固车刀的切 削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。 复杂零件的仿形车削加工 在机械加工中，一些结构复杂的零件，其加工工艺是很复杂的，有时还要求操作者 能在最短的时间内将工件加工出来，尤其是难加工材料的工件，其加工工艺更为复杂。 为此，制造厂家不断地寻求更加经济有效的方法来加工复杂零件，包括车削零件。CNC 机床的先进性已使我们对几乎可想象到的刀具轨迹进行编程。 但是当刀具沿着这些轨迹 运动时， 其刀具和零件之间的关系(切入角、 进给量、 切削速度和深度)持续发生着变化。 所以，解决上述问题的关键在于如何以最有效和经济的方式车削复杂零件。 复杂性的含义 复杂的车削加工可能是刀具在径向和轴向上同时进给的加工以形成不同的零件廓 形。除此之外，其它复杂因素还包括工件材料的可加工性、期望的产量和机床能力， 当然也有交货期及加工成本。应当注意的是一个车间认为复杂的零件也许被另一个 车间认为是常规零件，即零件的复杂性并不总是很明显的。 Voss 工业公司的 John Campell 先生指出，一个看起来简单的零件或许比一个复杂 形状的零件更具挑战性。 他将 718 镍合金法兰的车削加工与螺旋管接头的加工作了 一个比较。 尽管螺旋管接头要求 10 次安装和 24 道工序， 但一旦安装好开始加工后， 这个过程就不再需要调节。另一方面，718 合金法兰在加工过程中要求连续进行调 节以补偿材料回弹、收缩和刀具磨损。另外，不同材料、同样形状的工件对切削力 的反应不同。以法兰为例，在材料规定的范围内，镍和铬元素的变化可能使一批材 料与另一批材料以及零件与零件之间的切削条件发生变化。艾格玛清少选集-6-选择刀片几何形状 车削一个复杂零件，最基本的要求是切削刃能够进入到零件廓形所在的区域。这要求 选择适当的刀片形状、主偏角、副偏角、前角和后角。当选择刀片形状时，关键是应 考虑刀片的强度。其中，圆刀片的强度最高。对非圆形刀片，刀尖角越大，其强度越 高。但是由于隙角的原因，仿形车削通常使用 35°或 55°的菱形刀片。刀杆的选择实 际上由所要求切入的轨迹来决定，如果需要进行复杂的仿形车削，则可选择安装菱形 刀片的 J 型刀杆，这样可形成较大的后角。 刀片的刀尖角和主偏角一起决定着刀具能否进入工件轮廓； 工件和刀片主切削刃之间的 间隙、副后刀面及其下半部分的后角至关重要。我们常常靠估计、经验来判定刀具能否 进入到工件及其相关的后角。这种方法很费时。现在 CAD 作图和切削模拟软件在计算 机显示屏上进行模拟切削而不需要在实际零件上进行。 美国绿叶公司的 Dale Hill 说，他们公司直接根据顾客提供的 CAD 图纸进行刀具设计。 设计人员可以看出刀具是否需要铲背或刀具能否进入一个深槽区域。 对于一些真正复杂 廓形的零件， 采用标准刀具通常是不可行的， 因为它们通常不能进入到复杂零件的凹腔 和拐角处。而计算机模拟可以加速专用刀具的设计。 刀片后角 刀片的主前角和副前角将决定后刀面和工件间的后角。 不同的材料要求不同的后角。 例 如当加工韧性材料，尤其是镍基合金时，其回弹性非常大。这些合金会在切削刃前面鼓 起，在切削刃通过后产生回弹。这些回弹的工件将刮擦后刀面，并产生大量的切削热。 另外镍基材料的加工硬化也会产生切削热， 最终导致刀具热失效。 失效形式可能是崩刃， 但切削刃的热膨胀将导致刀具断裂。 钛金属材料可能回弹 0.05mm 和 0.08mm，因此加工这类材料时要求在后刀面和工件之 间有 14°或 15°的后角，以防止热失效。然而钛和塑料有相似的回弹性。当加工钛金 属时，后角太小将造成刀片热失效。这样的刀具在加工塑料时，由回弹产生的切削力和 切削热将融化塑料工件。 刀片的后角不能过大，过大的后角将会降低刀片的强度；无后角刀片有足够的强度，但 必须安装在负前角的刀杆上以形成足够的后角。 使用一个有正前角槽形的无后角刀片可 保证需要的刀片强度，又可形成正前角的切削。 切削力和切屑控制 工件、刀具和车削系统中其它因素之间关系的变化将影响有效的切屑控制。例如，在仿 形车削加工中，当刀片从工件中心向外移动时，切屑厚度变薄，切刀深度增加，切屑控 制恶化。 一个解决方法就是将一次走刀分为两次走刀， 将向外的进给换成向中心的进给， 以获得最终的廓形。 薄壁细长零件难以装夹， 切削力可能引起工件变形和极差的表面粗糙度甚至使零件报废。艾格玛清少选集 -7-一个专门设计的、可控制切屑的刀片可以减小这种变形。绿叶公司提供一种名为 TurboForm 的精加工硬质合金刀片，它有很大的正前角和压制的断屑器，所以产生的切 削力很低。同时，该刀片的周边经过精密磨削，故具有很高的光洁度。如一个航空制造 商在加工喷气式发动机压缩机的薄壁密封钛零件时，由于刀具振动使得刀片崩刃和加工 表面光洁度降低。在使用 TurboForm 刀片后，消除了刀片振动和工件变形的现象，延长 了刀具的寿命。 如果工件材料的可加工性造成了车削加工的复杂性，则由两种材料构成的零件可能双倍 加大这种复杂性。因此当加工由多种材料构成的零件时，一个办法就是选择可加工不同 材料的刀片牌号。例如当加工内部为 4340 钢、外部为镍基合金的零件时，制造者必须在 编程时增加一暂停程序，以便更换刀片。使用两种不同牌号的刀片进行加工，其刀片寿 命仍很低时，则推荐使用日本住友电工公司的 AC2000 CVD 涂层刀片，通过改变进给量 和切削速度来加工上述两种材料，不必停机更换刀片，显著地提高了刀具寿命。 修磨 一些零件轮廓不能简单地使用现成的刀片进行加工。 在使用负前角 J 型刀杆进行切入式切削 时，35°刀片的副后刀面的下半部分可能与工件发生碰撞，引起刀片断裂。防止这种情况的 一个方法就是磨去妨碍切削的这个部分。 汽轮机管路系统制造商 Jeff Carver 先生说， 他们经常使用非常锋利的刀具来加工零件， 因为 经常没有标准的刀具，因此需要经常修磨刀具。 尽管一些制造厂商喜欢库存的标准刀片， 通过修磨来满足特定的加工要求， 但这些修磨的刀 片也可直接从刀具生产厂家购买， 因为他们已为加工某些特殊零件准备了专用的刀片。 当一 把修磨的刀具在一次走刀中不能满足要求时， 唯一选择就是停机， 使用另一种刀片来完成切 削。不足之处是要花费时间，并且要中断一次走刀，这将在工件上留下刀痕。 机床 CNC 机床制造商不断引进先进技术来简化复杂零件的车削。比较典型的就是 Mazak 公司的 多功能车/铣床。这些机床像一台在工作台一端有车削主轴的加工中心。机床的 B 轴在加工 中能沿零件径向转动 225°，这使刀尖半径始终在与切削相切的方向上，可用一把刀完成多 道工序。 总之， 金属切削学科的进步必将使复杂零件的车削变得更容易， 要想经济有效地加工一些复 杂零件，还是需要工艺因素的配合。⑴刀杆、刀片的表示方式与选型艾格玛清少选集-8-艾格玛清少选集-9-艾格玛清少选集- 10 -艾格玛清少选集- 11 -⑵外圆外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由前面、主后面、副 后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成。艾格玛清少选集- 12 -可转位刀具选用的一般原则 可转位刀具按工艺类别已有相应 ISO 标准和 GB 国家标准， 标准以若干位特定的英文字母代 码和阿拉伯数字组合，表示该刀具的各项特征及尺寸，在选择之前需确定加工工艺类别，即 外圆车削、内孔车削、切槽、铣削、还是其他。以外圆车削为例： 图 1 刀片夹紧的方式 刀片夹紧方式的选择 在国家标准中， 一般夹紧方式有上压式(代码为 C)、 上压与销孔夹紧(代 码 M)、销孔夹紧(代码 P)和螺钉夹紧(代码 S)四种，有的公司还有牢固夹紧(代码为 D)图 1。 但这仍不可能包括可转位车刀所有的夹紧方式。例如代号 P 是用刀片的中心圆柱形销夹紧， 而夹紧方式有杠杆式，偏心式等，而且，各刀具商所提供的产品并不一定包括了所有的夹紧 方式，因此选用时要查阅产品样本。各夹紧方式适用不同形式的刀片，如无孔刀片常用上压 式(C 型)，陶瓷、立方氮化硼等刀片常用此夹紧方式。D 和 M 型夹紧可靠，适用于切削力较 大的场合，如加工条件恶劣、钢的粗加工、铸铁等短屑的加工等。P 型前刀面开放，有利于 排屑，一般中、轻切削可选用。S 型结构简单紧凑，无阻排屑，是沉孔刀片的夹紧方式，可 用正前面刀片，适合于轻切削和小孔加工等。 刀片外形的选择 刀片外形与加工的对象、刀具的主偏角、刀尖角和有效刃数等等有关。一 般外圆车削常用 80° 凸三边形(W 型)， 四方形(S 型)和 80° 棱形( C 型)刀片。 仿形加工常用 55° (D 型)、35° 型)棱形和圆形(R 型)刀片。90° (V 主偏角常用三角形(T 型)刀片。不同的刀片形状有 不同的刀尖强度，一般刀尖角越大，刀尖强度越大，反之亦然。圆刀片(R 型)刀尖角最大， 35° 菱形刀片(V 型)刀尖角最小(图 2)。在选用时，应根据加工条件恶劣与否，按重、中、轻 切削针对性地选择。在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选用刀尖角较大的 刀片，反之，机床刚性和功率小、小余量、精加工时宜选用较小刀尖角的刀片。 刀片形状与刀尖强度、切削振动示意图 从切削力考虑，刀尖角越大，在车削中对工件的径向分力越大，越易引起切削振动。 从有效刃数来看，同等条件下，圆形刀片最多，棱形刀片最少，最近又现出了一种 80° 的四 边形刀片(Q 型)(图 3)，这种刀片比 80° 棱形刀片的有效刃数增加了一倍。 刀杆头部形式的选择刀杆头部形式按主偏角和直头、偏头分有 15～18 种，各形式规定了相 应的代码， 国家标准和刀具样本中都―一列出， 可以根据实际情况选择。 有直角台阶的工件， 可选大于或等于叨往偏角的刀杆。一般粗车，可选主偏角 45° ～90° 的；精车，可选 45° ～75° 的；中间切入、仿形，可选 45° ～107.5° 的；工艺系统刚性好时可选较小值，工艺系统刚性 差时，可选较大值。 刀片后角的选择常用的刀片后角有 N(0° )、C(7° )、P(11° )、E(20° )等，一般粗加工，半精加工 可用 N 型。半精加工、精加工可用 C 型、P 型、也可用带断屑槽形的 N 型刀片。加工铸铁、 硬钢可用 N 型。加工不锈钢可用 C 型、P 型。加工铝合金可用 P 型、E 型等。加工弹性恢艾格玛清少选集 - 13 -复性好的材料可选用较大一些的后角。 一般镗孔刀片，选用 C 型、P 型，大尺寸孔可选用 N 型。 左右手刀柄的选择有三种选择： R(右手)、 L(左手)和 N(左右手)。 要注意区分左右刀的方向(图 4)。选择时要考虑机床刀架是前置式还是后置式、前刀面是向上还是向下、主轴的旋转方向 以及需要的进给方向等，表示了左右手螺纹刀在不同的情况下所得到的不同结果。 刀杆尺寸的选择 刀杆基本尺寸有刀尖高度，刀杆的宽度和长度，在标准尺寸系列中，这些 都是相对应的， 选择时应与所使用的机床相匹配， 使车刀装在卧式车床刀架上的刀尖位置处 于车床主轴中心线等高位置，若略低一点可以加垫片解决，但对于数控机床，原则上不得加 垫片。刀杆的长度应考虑到刀杆需要的悬伸量，这悬伸量应尽可能小。内孔刀杆还要考虑加 工的最小孔径等等。 切削刃长度的选择 切削刃的长度应根据加工余量来定， 最多是刃长的 2/3 参加切削。 要考虑 到主偏角对有效切削刃长度的影响。 刀片精度等级的选择 刀片精度等级根据加工作业，例如精加工、半精加工、粗加工等选择， 以便在保证作业任务完成的前提下，降低加工成本。国家标准有 A～U 共 12 个精度等级， 车削常用等级为 G、M、U。一般，精密加工选用高精度的 G 级刀片；非铁金属材料的精加 工，半精加工宜选用 G 级刀片。淬硬(45HRC 以上)钢的精加工也可选用 G 级刀片。精加工 至重负荷粗加工可选用 M 级、粗加工可选用 U 级刀片。 刀尖圆弧半径的选择 刀尖圆弧半径不仅影响切削效率，而且关系到被加工表面粗糙度及精 度。从刀尖圆弧半径与最大进给量关系来看，最大进给量不应超过刀尖圆弧半径尺寸的 80％，否则将恶化切削条件，甚至出现螺纹状表面和打刀等问题。因此，选择的刀尖圆弧半 径应等于或大于零件车削最大进给量的 1.25 倍。当刀尖角小于 90° 时，允许的最大进给量应 下降。 刀尖圆弧半径还与断屑的可靠性有关。为保证断屑，切削余量和送给量有一个最小值，当刀 尖圆弧半径减小，所得到的这两个最小值也相应减小，因此，从断屑可靠出发，通常对于小 余量、小进给车加工作业应采用小的刀尖圆弧半径，反之宜采用较大的刀尖圆弧半径。 刀尖圆弧半径与进给量在几何学上是形成被加工零件表面粗糙度的两个参数： h≈f?/8rε(式中， h 为加工表面轮廓高 ?m,f 为进给量 mm/r,rε 为刀尖圆弧半径 mm)。 由此式可知， 当被加工零 件表面粗糙度与进给量已设定后，就可选择相应的刀尖圆弧半径 rε≥f?/8h．具体数值见表 1。 表 1 rε、f、Ra 数据对应表 表面粗糙度 ?m 刀尖圆弧半径 rε/mm 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 h Ra 进给量 f(mm/r) 1.6 0.6 0.07 0.10 0.12 0.14 0.17 4 1.6 0.11 0.15 0.19 0.22 0.26 10 3.2 0.17 0.24 0.29 0.34 0.42 16 6.3 0.22 0.30 0.37 0.43 0.53 25 8.0 0.27 0.38 0.48 0.54 0.66 断屑槽形的选择 我国生产的硬质合金刀片断屑槽形分为两大类，一类是国家标准 (GB2076―87)所推荐的 23 种断屑槽形；一类是通过引进吸收，开发后生产的断屑槽形。前 一类在普通机床上常采用， 后一类在我国两大硬质合金厂的产品样本中推荐出了相应的适用 范围。 两大类数十种槽形无法―一列出， 选用时可参考有关样本。 作为常规的数控切削加工， 刀片的断屑槽形已向基本槽形加补充槽形两种模式发展， 即以尽可能小的槽形覆盖尽可能大 的加工范围，其余充实槽形来弥补。糟形根据加工作业类型和加工对象的材料特性来确定， 各供应商表示方法不一样，但思路基本一样：基本槽形按加工作业类型有精加工(代码 F)、艾格玛清少选集 - 14 -普通加工(代码 M)和粗加工(代码 R)。加工材料按国际标准有钢(P 类)、不锈钢、合金钢(M 类)和铸铁(K 类)。 这两种情况一组合就有了相应的槽形， 比如 PF 就指用于钢的精加工槽形， KM 是用于铸铁普通加工的槽形等。如果加工向两方向扩展，如超精加工和重型粗加工，以 及材料也扩展，如耐热合金、铝合金，有色金属等等，就有了超精加工、重型粗加工和加工 耐热合金、铝合金等等的补充槽形，选择时可查阅具体的产品样本。 要了解外圆刀的工艺，就一定要了解刀具的走刀方向。而刀具供应商的资料里几乎 都有介绍的，我将相关的图展示如下： 外圆刀具的工艺路线与加工中的实例（图一） 分析：杠杆紧固中的各种刀具（P 这样的夹紧方式用在刀片的中心圆柱形销夹紧，而夹 紧方式有杠杆式，偏心式等，这种前刀面开放，有利于排屑，一般中、轻切削可选用） PCLN 和 PWLN 这两款刀具是最为常规的刀杆，用在外圆和端面加工，当然也 用于那些弧线不是很大的曲线加工的（背面可逃避 5°） PVLN 用于外圆和仿型加工（背面可逃避 50°） PDJN 和 PVJN 这两种主要用在仿型加工中的,也可加工外圆和端面的,只是其刀 尖强度有限,不适合于重切削的粗车.(背面可逃避 32°) PSSN 可加工外圆和倒角（背面可逃避 45°） PSBN 和 PTGN 一般加工外圆 PSKN 和 PTFN 加工端面 PDHN 除加工外圆\端面外， 还可以加工大圆弧的曲线加工 （背面可逃避 17.5°） PRGN 和 PRGC 是用于加工车削外圆/端面/仿型加工(背面可逃避 45°和 60°) PRXC 除上述的加工外还可以短距离纵向切削(背面可逃避 45°) PVVN 适用于横向大曲面（如大球体等） 楔型紧固和双重压紧：W 和 M 型夹紧可靠，适用于切削力较大的场合，如加工 条件恶劣、钢的粗加工、铸铁等短屑的加工等 WWLN 和 WTKN 用于加工外圆和端面（背面可逃避 5°和 15°） WTJN 用于加工外圆和仿型（背面可逃避 27°） WTEN 用于外圆加工（背面可逃避 27°） MVVN 用于大曲面和外圆加工的（72.5°） MVLN 用于外圆和仿型加工(背面可逃避 45°)艾格玛清少选集 - 15 -（图二） 这样的刀把主要是配合 CBN 的刀具用的，其工艺路线与上面提到的一样的，看上图 的箭头，便知了。主要用在高硬度钢件和铸铁件的高速加工， 还适合那些淬火件的。（图三） 如上所说，上图也是陶瓷刀片专用的刀把，工艺路线看上图的箭头所示。这是用在从 38HRC 到 64HRC 甚至更高的硬度钢件的车削， 或是铸铁的粗 精加工。选外圆刀的关键：一定要知道刀具的工艺路线，也就是了解清楚工件图的曲线是如何， 先外圆的时候要避免刀角的各个角与工件的接触，能避开就能完成其加工的要求了。⑶内孔Ⅰ车孔刀与外圆车刀相比有如下特点： 1．由于尺寸受到孔径的限制，装夹部分结构要求简单、紧凑，夹紧件最好不外露，夹 紧可靠。 2．刀杆悬臂使用，刚性差，为增强刀具刚性尽量选用大断面尺寸刀杆，减少刀杆长度。 3．内孔加工的断屑、排屑可靠性比外圆车刀更为重要，因而刀具头部要留有足够的排 屑空间。 Ⅱ。常用的车刀有三种不同截面形状的刀柄，即圆柄、矩形柄和正方形柄。 普通型和模 块式的圆柄车刀多用于车削加工中心和数控车床上。 矩形和方形柄多用于普通车床。 还有一些特殊用途的车孔刀，如柄部有切削液输送孔的，柄部装有减振机构的和用 于重金属做刀柄的等，但是不常用。艾格玛清少选集 - 16 -1. 刀柄截面形状的选用。 优先选用圆柄车刀。 由于圆柄车刀的刀尖高度是刀柄高 度的二分之一，且柄部为圆形，有利于 排屑，故在加工相同直径的孔时圆 柄车刀的刚性明显高于方柄车刀，所以在条件许可时应尽量采用圆柄车刀。 在卧式车床上因受四方刀架限制，一般多采用正方形或矩形柄车刀。如用圆 柄车刀，为使刀尖处于主轴中 心线高度，当圆柄车刀顶部超过四方刀架的 使用范围时，可增加辅具后再使用。 2. 刀柄截面尺寸的选用。 标准内孔车刀已给定了最小加工孔径。 对于加工最大孔 径范围，一般不超过比它大一个规格的车孔 刀所定的最小加工孔径，如特 殊需要，也应小于再大一个规格的使用范围。 3. 刀柄形式的选用。 通常大量使用的是整体钢制刀柄， 这时刀杆的伸出量应在刀 杆直径的 4 倍以内。当伸出量大于 4 倍或加工刚性差的工件时，应选用带有 减振机构的刀柄。 如加工很高精度的孔， 应选用重金属(如硬质合金)制造的 刀柄， 如在加工过程中刀尖部需要充分冷却， 则应选用有切削液送孔的刀柄。选内孔刀时候要了解客户图纸的直径和深度， 同时要了解该厂现有的刀套， 根据刀具设计中 得知：一般钢结构车只能伸出其刀体直径的 3 倍（其代号则为无特殊代号表示） ；一 般抗振的车刀可以伸出刀体直径的 5 倍（其代号为 E 表示） ，而全硬质合金的内孔 车刀则能伸出其刀体 7 倍（其代号为 W 表示） ；在加工深孔且需要较好的表面光洁 度，一定要选刀具带油孔的刀体（其代号一般为带 H） ，值的留意的是，有些刀具要 右手刀配左手刀片，左手刀配右手刀片。 例如:加工中 刀φ 直径 X 深度柄加工 φ 12 5D 5D 5D倍 φ 14数 φ 16 φ 20 φ 25φ8 7D 7D 7Dφ 10 5D 5D 5Dφ 10X50 φ 14X50 φ 16X50 φ 18X50 φ 20X50 φ 25X50 φ 35X50 φ 40X505D 5D 5D 5D 5D 5D 3D 3D 3D 3D 3D7D 是指要硬质合刀杆,5D 是指要一般抗振的刀杆,3D 是指一般钢刀杆艾格玛清少选集 - 17 -其工艺图与外圆差不多，值得注意的是：(图五) C。。STUP 这把刀用于内孔的精加工和平端面（前面逃避角为 3°） 。(图六) S。。SDUC 这把刀用于内孔和曲线大的工件（前面逃避角为 3°） 。(图七) C。。 。 SDZC 这把刀用于一些内孔曲线大的， 和一些倒拉加工的 （也就是常说的反镗刀了。 （背面逃避角为 30° 选内孔刀的关键： 内孔车与外圆一样不但要注意其工艺的加工路线， 而且了其加的深度，⑷切槽切 槽 刀 有 三 种 型 式 ： 外 圆 切 槽 刀 、 内 孔 切 槽 刀 、 端 面 切 槽 刀艾格玛清少选集- 18 -选切槽刀的关键：一般来说了解工件的槽宽与槽深，端面槽刀还要了解其最小加工的直 径与最大加工直径，如果选取不当，会碰到加已加工面或是磨损刀体。⑸切断为获得理想的切断效果，需要详细了解切断机理。其中的许多变量必须加以考虑：(1)工 件材料和形状；(2)机床；(3)与零件中心轴线相关的切削刃；(4)刀片和断屑器的类型；(5) 硬质合金牌号和涂层；(6)影响刀具寿命的其他切削条件。 为简化问题，这里讨论三种最普通的工件形状――实心、空心和要求断续切削的不 规则形状(如方型和六角型材料和壁厚不一致的空心材料)。 材料一般分为 7 种类型，为简化问题，这里分为三类。? 第一类为要求使用锋利的正前角切削刃进行切削的材料。 它包括高温合金、 钛合金、铝材、塑料和其他非铁金属以及奥氏体不锈钢。锋利的切削刃能防止 这些材料的工作硬化。 例如， 锋利的切削刃允许使用高的切削速度和进给量， 并能整齐地切断硅铝合金而不会留下卷边。 同样它也适合于大多数非金属材 料(如塑料、尼龙和其他软的免于加工的材料)。 ? 第二类为要求使用零前角或负前角切削刃进行切削的材料。它包括标准的碳 钢、合金钢和铸铁。零前角或负前角可以增加切削刃的强度，并允许采用更 大的进给速度以及防止断续切削时切削刃的破坏。 对于大多数产生连续长切 屑的材料，应采用这种零前角或负前角的刀具，它也是工业生产中最经常使 用的类型。 ? 第三类包括那些要求使用带断屑器的刀具进行加工的材料， 断屑器的类型将在 后面讨论。这些材料在正常的切削速度和进给率条件下，将产生丝状的长切 屑，如轴承工业中使用的 52100#钢和其他高等级钢。 机床在加工时通常要求使用断屑器。当用低的额定进给速度加工软的低碳钢和 合金钢时，通常会产生不希望出现的长切屑，因此要求操作者经常停机来清除切屑。 这样将降低生产率并危及操作者，因为这些切屑是非常锋利的。采用非常低的切削 速度加工一些种类的高温合金时，也会产生同样的问题。 当选择切断刀片时， 刀片的几何角度可采用与车削甚至铣削用刀片相同的角度。 通常如果用大正前角车削或铣削刀片加工一种材料，当进行切断操作时，可选择相 同的几何角度。 刀片的几何尺寸和刀夹的型式对中心高均有影响。 通常宽度大于 0.5mm 的刀片， 下列公式对其最大中心高的确定非常有用:中心高=0.8mm× 宽度+0.025mm。 在进行切断加工时，要切记切削刃安装在中心高上或略高于中心高。那些使用高速 钢切断刀或类似工具的操作者和安装人员经常认为这些刀具低于中心高时工作得更 好。但对现代硬质合金刀片来说，工作时低于中心高将使切断操作更加困难。艾格玛清少选集- 19 -选切断刀的关键：了解切断圆的直径，要保证刀具的钢性和寿命，尽量选取刀宽小一点的 刀片，这样有利于节省工件材料。⑹螺纹加工螺纹车削的要求要高于普通车削操作。 切削力一般较高， 螺纹刀片的切削端部半径较小， 比较薄弱。 在螺纹加工中，进给速度必须与螺纹的节距精确对应。对于节距为 8 螺纹/英寸（tpi）的 情况，刀具必须以 8 转/英寸或者 0.125 英寸/转的进给速度前进。与普通车削应用（其中 典型的进给速度大约为 0.012ipr）相比，螺纹车削的进给速度要高出 10 倍。螺纹加工刀 片刀尖处的作用力可能要高 100～1,000 倍。五）螺纹车刀 螺纹有很多种，一般现在遇到的图纸都是公制和英制与其他制螺纹的.其分为＜M 公 制牙、UN 英制牙、G（PF）管用平行牙、W 为美氏、RC（PT）锥度管牙、NPT 美 式锥度管牙、TR30°梯形牙＞艾格玛清少选集- 20 -此图为一般用外螺纹刀，其夹紧力比较大，可车较大的螺距，但要注意 刀塔和排刀座时工件的避空。此图也是一般用外螺纹刀，其夹力比上图小，适用于小螺距的加工。 也要注意刀塔和排刀座时工件的避空。此图为可加工螺纹根部的外螺纹刀，夹紧力小。此图为极小孔径用内螺纹刀，日前最小可加工 D 4.5MM,要注意其 加工深度,保证排屑的流畅.些图为 60°定型牙一般适于大孔径的螺纹.一般用内孔螺纹刀 选螺纹刀的关键：最主要是螺距，一般现在的供应商都有现种螺距的：一是标准牙和宽 牙（如：P=0.5~1.75）两种。在枇量生产时选用标准牙，小枇量时用宽牙.有些还有带 修光刃的,比较适合于精加要的,内螺纹刀还要考虑其钢性,原理与内孔刀一样.艾格玛清少选集- 21 -（图十） 上图配刀如下： 序 号 1 2 3 4 5 6 工艺路线 粗加工外圆和端面 精加工外圆平 若需切断(用可横行的切断刀) 粗加工内孔平内端面 粗加工内孔 若不调头车 D22 刀具 PDJNR（ 图 一所 示） PDJNR 或 PVJNR 等到 KGMR SCLP(C) SCLP(C) GIVR2016-BE （图八所示） 刀片要求 R0.8 材质为粗加 工选用 R0.84 材 质 为 精 加工选用 R0.5 R0.8 材质为粗加 工选用 R0.4 材质为粗加 工选用 刀片要两面直角 才行注:以上的方案只是供刀具相配用,不适宜实际加工用,因实际中可以缺省切断 和内槽刀的,?断 屑 槽 形 的选 择 我 国生 产 的 硬 质 合金 刀 片 断屑 槽 形 分 为两 大 类 ，一类 是 国 家 标准 (GB2076―87)所推荐的 23 种断屑槽形；一类是通过引进吸收，开发后生产的断屑槽形。前 一类在普通机床上常采用， 后一类在我国两大硬质合金厂的产品样本中推荐出了相应的适用 范围。 两大类数十种槽形无法―一列出， 选用时可参考有关样本。 作为常规的数控切削加工， 刀片的断屑槽形已向基本槽形加补充槽形两种模式发展， 即以尽可能小的槽形覆盖尽可能大 的加工范围，其余充实槽形来弥补。糟形根据加工作业类型和加工对象的材料特性来确定， 各供应商表示方法不一样，但思路基本一样：基本槽形按加工作业类型有精加工(代码 F)、艾格玛清少选集 - 22 -普通加工(代码 M)和粗加工(代码 R)。加工材料按国际标准有钢(P 类)、不锈钢、合金钢(M 类)和铸铁(K 类)。 这两种情况一组合就有了相应的槽形， 比如 PF 就指用于钢的精加工槽形， KM 是用于铸铁普通加工的槽形等。如果加工向两方向扩展，如超精加工和重型粗加工，以 及材料也扩展，如耐热合金、铝合金，有色金属等等，就有了超精加工、重型粗加工和加工 耐热合金、铝合金等等的补充槽形，选择时可查阅具体的产品样本。 2．选择的层次问题 选择的层次，在这是指选择什么档次的刀具。我国的刀具市场已是完全的买方市场，这对买 方有利，但也给买方带来了困惑。选择什么档次的刀具与机床的档次、零部件加工的要求、 产品的价值。 企业的类别和企业产品的市场状况等有着密切的关系。 目前， 对中国的刀具“层 次”业内有这么一种认为：(1)德国，(2)欧美、以色列、日本等，(3)韩国、台湾、(4)中国内 地。 一般来说这些国家和地区的刀具价位是依次递减的， 但这并不是说其刀具的性价比也是 如此，更不是说各自在自己的强项方面不是世界顶级产品(包括价位)、不是第 1 层次。山特 维克钢件的切削，肯纳、伊斯卡的高温合金、不锈钢的加工，攀时、伊斯卡、山高的铝及有 色金属的加工；山特维克的车刀，山高、英格索尔、瓦尔特的铣刀，伊斯卡的糟刀，埃莫克 的丝锥，马宝的铰刀，EPB、可麦特的镗刀，钴领的钻头，日本的金属陶瓷等等。国内：哈 工量的铣刀、 哈一工、 贵工的拉刀、 汉江工具厂的齿轮滚刀、 西南工具总厂的高速钢立铣刀、 上刃的丝锥、英格的铣和孔加工刀具、湖南钻石的整体硬质合金刀具、广工的工具系统、成 都工具研究所的螺纹刀片、 自贡硬质合金厂的重型切削和难加工材料硬质合金刀片、 株洲硬 质合金厂的数控车、铣刀片及超细颗粒刀片等等，都在各自领域和层次上具有相当的优势， 用户应根据自身的实际情况充分考虑刀具的性价比， 作出选择。 如产品难加工或加工要求高、 有效率、有质量的要求，可选用第一层次的刀具，如轿车生产线、航空航天领域。普通机床 上的常规加工用国产刀具也完全可以胜任。 3.选择的标准化问题 图 6 封严齿 选择标准品和非标产品对价格和供货期有很大影响。 标准品和非标产品是相对的， 在这一家 是非标产品，在另一家可能就是标准品，一般来说，各家公司的强项产品，非标的可能性就 小一些，例如加工飞机发动机零部件封严齿(图 6)，原有的方案是封严齿 A 区的加工需非标 的 2 把刀、B 区的加工需 3～4 把非标刀，C 区需 2～3 把非标刀，采用伊斯卡的槽刀，A 区 标准刀具，B 区两把非标刀、C 区两把非标刀。刀具数量减少、标准品增加，且由于伊斯卡 在槽刀上技术与经验的积淀，其非标槽刀与标准槽刀价格和供货周期相当，故优势就明显 了。 4．选择的通用性问题 市场经济变化莫测， 今天的热销产品明天可能就滞销而需要开发新的产品， 在刀具配置时就 应充分考虑这一点而尽可能选通用性好一些的刀具。 通用性应有两个层面的考虑， 一方面指 不是专用刀而是通用的标准刀，另一方面是一把刀可以完成更多的加工作业。比如，前面所 提到的 Q 型刀片是一种很好的刀片，它比 80° 棱形刀片有效刃数增加了一倍。但它在切削有 直角台阶的外圆时要受刀刃长度的限制(图 3)，因此通用性稍差一些。又比如用普通切槽刀 只能切一定尺寸宽度的槽， 而采用多功能切糟刀， 就可以切包括与刀片尺寸同宽的和更宽的 槽以及外圆、端面等，这样，刀具数可以减少而加工的对象和范围都得到增加，经济性也就 在其中了。 刀具选择受很多因素限制，如刀片、刀具的品种规格、刀片的材料牌号、刀具的精度及价格 等等，选择方案的好与坏只有根据实际情况才能作出判断。艾格玛清少选集- 23 -2．铣床类㈠加工中心刀柄类一般概念 粗加工 粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削 深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。粗加工对表面质量的要求不高，刀具 的磨钝标准一般是切削力的明显增大，即以后刀面的磨损宽度 VB 为标准。 精加工 在精加工时最主要考虑的是工件表面质量而不是切屑的多少，精加工时通常采用小的切 削深度，刀具的副切削刃经常会有专门的形状，比如修光刃。根据所使用的机床、切削 方式、工件材料以及所采用的刀具，可使表面粗糙度达到 Ra1.6?m 的水平，在极好的条 件下甚至可以达到 Ra0.4? m。 在精加工时刀具后刀面的磨损量不再是主要标准，它将让位于工件的表面质量。 顺铣 顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向一致。 顺铣是为获得良好的表面质量而经常采用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床 运行平稳等优点，适用于在较好的切削条件下加工高合金钢。 使用说明： 不宜加工表面具有硬化层的工件(如铸件)，因为这时的刀刃必须从外部通过工件的硬化 表层，从而产生较强的磨损。 如采用普通机床加工，应设法消除进给机构的间隙。 逆铣 逆铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向相反。 鉴于采用这种方式会产生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加 工高合金钢时产生表面硬化，表面质量不理想等，所以的加工中不常使用。 使用说明：必须将工件完全夹紧，否则有抬起工作台的危险⑴弹性夹头及夹头主要用来装夹钻头、铣刀、丝攻、铰刀等，特别适合一小直径的高速加工的刀具装夹。 其有两种型式：标准型、高速型、加长型、薄型、直柄型等几种。艾格玛清少选集- 24 -选弹性夹头刀柄的关键：了解刀具的直径，机床的联接孔（是 BT40 或是 BT50，或者其 他联接方式）这个是很普通也是很关键的。所有加工中心的数控铣床都要注意的，在一 般选的时候，就好选 ER32 的筒夹的刀柄，这样会通用性更好。 弹性筒夹： 是配合弹性筒夹刀柄用， 一般有两种精度， 标准型 AA 级和精密型 AAA 级两种， 在常用的是 AA 级的。选弹性筒夹的关键：现在的 ER 筒夹很多厂的都是通用的，也就是按照期相应的规格 就行了。⑵钻夹头这种钻夹头与普通三爪定心一样的原理。一般有三种规格（0~8、1~13、2~16）艾格玛清少选集- 25 -选钻头的关键：主要看常用的的钻头是多大而选取。⑶侧固式刀柄主要用在刀柄夹紧部份是带键槽的，常在：快递钻、铣刀柄。通常有两种：一种夹是一个 键槽的，一种是夹二个键槽的。选侧固式的关键：看刀柄的直径而定。⑷莫氏刀柄常用在莫氏的钻头上，他有两种型式，一种是还扁尾（为 A 型） ，一种是还圆尾的（为 B 型） ，有：1#、2#、3#、4#、5#、6#等几种规格（A 型）（B 型） 选莫氏刀柄的关键：刀具的尾部是扁的还是圆的，还就就是几号的锥度。⑸强力夹头强力夹头常在紧铣刀或是直柄的刀具，其夹紧力比较大，但不太适宜超高速的加人的。一 般的加工中心都要配套的，也就是机械加工常用的。艾格玛清少选集- 26 -直线筒夹 选强力夹头的关键：与弹性夹头差不多，最好选直径为 32 的，这样通用性比较好，直 线筒夹也是一样的。⑹铣刀盘刀柄铣刀盘主要用装夹铣刀盘的，其有 A、B、C 三种型号，有两种的尺寸区别，一是公制、 一是英制。选铣刀的关键是：了解刀盘是公制还是英制，刀盘的空心径为多少。⑺丝攻夹头丝攻夹头是专门用来攻螺纹用的刀具刀柄，现在的刀具品牌公司都会出两种，一种是钢 性攻丝，一种是柔性攻丝。（钢性攻丝）艾格玛清少选集 - 27 -（丝攻套）（柔性攻丝） 选攻丝夹头的关键：了解其要加工有螺纹，如果枇量生和材料稳定的，最好用钢性攻丝， 而材料不稳定的，最后用柔性攻丝，这样他会在过载时保护丝攻。⑻粗镗刀与精镗刀镗刀主要用在镗削各种孔类的工件。现在很多工作都有用的，特别是模坯厂用得最多，(粗镗) (精镗头)一般镗孔技术存在的问题 镗孔与外圆车削加工相比较，工作条件相对较差，主要表现有以下几个方面： 1. 一般需采用长径比较大的刀具，刀杆悬伸距离长，致使切削稳定性降低，容 易产生振动，因此在加工中所选用的切削用量（切削速度、进给量、切深）比车 外圆时要小，生产效率较低。 2. 镗刀因在半封闭状态下工作，排屑困难，特别是在加工孔径较小的工件时，艾格玛清少选集 - 28 -切屑易缠绕在刀杆上。 3. 镗刀在孔内加工，操作者看不见刀具实际的工作情况。镗孔模块化技术 瑞士镗孔刀具刀柄公司（Swiss Bore Modular Tool Systems LTD.）是一家著名 的专业从事制造镗孔加工用模块化刀具刀柄系统的公司。 其产品特点是通过用模 块结合方式方法将各种功能部件（包括与机床主轴相连接的主刀柄、接长杆、带 整体连接附件的中间刀柄、加工臂架、夹持刀具的镗刀头、各类夹头、抗振及平 衡用附件、镗刀杆、镗刀块、镗刀片等）结合起来，构成一个完整的刀具刀柄系 统。 它适应镗孔加工范围广， 既能实现大幅度调整满足各种尺寸差异较大孔的加 工，又能通过微调机构实现一定加工精度的要求。这套系统功能齐全，结构刚性 高，操作简单方便。它主要用于加工中心，也可用于相适应的镗铣机床，适合在 多品种、小批量柔性化生产线上使用，因可调适用加工孔径尺寸范围广，可节省 大量刀具及相关费用，是此生产条件下非常理想的镗孔刀具刀柄系统。 刀柄与机床的连接艾格玛清少选集- 29 -图 1 Swiss Bore 镗孔刀具刀柄各模块间连接与传递转矩动力的基本方式方法图 由图 1 上部可知，主刀柄与机床连接主要通过 3 种标准结构形式： 1.按 7/24 锥柄的 DIN69871 标准。一般 SK 刀柄、NT 刀柄以及我国的 JT 刀柄均 符合此标准，按此标准生产的机床主轴锥孔均可以直接使用。 2.按 7/24 锥柄的 MAS BT 标准。此标准广泛用于日本机床，许多其他国家机床主 轴锥孔也有按此标准制作的。 3.按 DIN69893 制成的 HSK 系统。这是一种除锥面定位外，端面也参与定位的二 面约束定位结构系统。 如图 1 上部带缺口的锥形结构， 内部是中空的， 锥度 1/10， 锥部长度较短，机床 HSK 主轴锥孔可以与之很好的适应。 HSK 刀柄系统的优点是： □ 可适应高速旋转，因高速旋转时锥孔由于离心力而扩张，但锥轴可因弹性恢 复而与锥孔紧密接触； □ 端面与锥面始终同时定位，安装刚性高； □ 重复定位精度高，一般可控制在 0.002mm 以内； □ 由于有辅助分离功能，即使在刀具热膨胀时，也能方便卸下； □ 冷却系统完备，有中心供液与端面供液两种； 因此，HSK 系统在现代高效生产加工线中的各种机床上越来越广泛地得到应用。 图 1 中黄色部分表示各类主刀柄的下连接部的剖面形状， 绿色表示主刀柄所连接艾格玛清少选集 - 30 -其他模块部件上连接部的剖面形状。锁紧夹紧螺钉、螺钉斜面使被连接模块件向 上运动，使肩面与主刀柄下端面接触定位；另一定位面是孔与圆柱面，这种连接 方式获得的刚性高。模块件向上运动的同时，其上端压紧作为冷却液密封用的 O 形圈，保证冷却液不泄漏。主刀柄随机床主轴转动时的动力与转矩则是通过 2 个缺圆圆柱销传递给其他模块部件及刀具。 刀柄与刀具的连接 3 种标准规格的主刀柄可直接与 204、304、344 型带微调结构的镗头和 404、444 型双刃镗头相连接，当加工深孔或深处孔时也可以先接上 164 型接柄、184 型变 径杆再与微调镗头双刃镗头相连接。 微调镗头只有用侧固式夹紧或通过弹簧套夹 紧镗刀杆后才能镗孔，此法加工孔径范围为 φ 3～φ 88.1。通过微调镗头中一个 精磨过无侧隙的高精度螺钉来调整转动标尺上的一个刻度，刀尖移动 0.005mm， 直径上相当于改变了 0.01mm。 型与 344 型微调镗头可装夹可横向伸出镗刀此 304 时可加工孔径范围为 φ 23.5～φ 402；亦可装夹反向镗刀可加工孔径范围为 φ 37～φ 136， 以加工工件反面的孔。双刃镗头有主偏角为 90°与 70°两种镗刀 块。双刃镗头由 2 个镗刀块与刀体组成，刀体形状为梯形短双面齿条，镗刀块背 后也是斜面齿条。通过齿条与齿条相啮合，获得的安装刚度很大，尺寸调整也容 易，两镗刀块刀尖在轴向相差 0.4，加工时实行逐次切入。 主刀柄尚可直接或按需通过加接接长杆，可安装立铣刀、钻头、铰刀甚至面铣刀 等工具，完成较小孔及端平面等的加工。 使用 254 型镗杆的 204 型、304 型微调镗头可根据提供的平衡图表确定平衡砝码 位置，由此改善的平衡度可高达 90％。当然更精确的平衡必须通过动平衡仪来 进行校正，因为相同的刀片质量未必完全一样。 514、544 型 HSK 主刀柄与 144 型 HSK 主刀柄接装接长 554 型带整体连接附件的 中间刀柄，可与 560 型带安全爪的大直径加工臂架相连接。加工臂架上若装上 90°或 70°的刀片刀架， 可镗 φ 150～φ 655 的大孔。有一种 90°刀片刀架上带 有微调装置，可进一步控制保证大孔的精度。通过 VKD2 型各类接钣还可加工超 大的孔。 带安全爪的大直径加工臂架上可安装 2 个向内翻的刀片刀架，用它可以 加工 φ 10～φ 465 的外圆。选镗刀的的关键：了解其加工的粗、精度要求，深度与直径也是很关键的，0.1MM 外粗 镗刀能满足的,高一点的精度就要精镗刀,如果深度太长,可以另加接长杆或接杆,一般 来说,接长杆不要多以三个.直径越大,其转速越低.⑼对刀仪对刀仪主要用在刀具的长度与直径,现在多用在镗刀的测量中,其有三种型式:打表式\数 显式\投影式.现在最常用的是数显式的.打表式已经很少用了,这里就不表了.艾格玛清少选集- 31 -(数显式)(投影式)㈡刀 具 类⑴立铣刀铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具，其种类很多。按用途分有：1）加工平面用的，如 圆柱平面铣刀、端铣刀等；2）加工沟槽用的，如立铣刀、T 形刀和角度铣刀等；3）加 工成形表面用的，如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其它复杂成形表面用的铣刀。铣削的生 产率一般较高，加工表面粗糙度值较大。 铣刀与钻头是机械加工用得最多的整体刀具，其种类也相当的多： a) 圆柱铣刀――&加工狭长平面 分为粗齿（粗加工）和细齿（精加工） b) 面铣刀――& 加工大平面 c) 三面刃铣刀――&铣弧尾槽、通槽、台阶面(刀宽精度较高) d) 锯片铣刀――&铣窄槽、切断 e) 立铣刀――&加工圆头槽、通槽、台阶面、侧面 f) 键槽铣刀――&铣圆头封闭键槽 f) 指状铣刀――&铣各种模具型腔 h) 角度铣刀――&铣各种斜面、斜槽 i) 成形铣刀――&铣各种成形面艾格玛清少选集- 32 -1.常用铣刀简介 （1）圆柱铣刀 ：用圆周上的刀刃进行切削 ① 外径 D ：50、63、80、100 ； 孔径 ：22、27、32、40 ② 选刀原则 ：L 刀 & B 工件 ；D 尽量小 （3）键槽铣刀 ： ① 分为直柄和锥柄； ② 特点： a) 只有两个刀齿； b) 直径精度 ： e8―&加工槽宽精度为 H9 的键槽， d8―&加工槽宽 精度为 N9 的键槽 ； c）端面刃为主刀刃，圆周刃为副刀刃，能轴向进给； d）刀具重磨时只磨端面刃（直径不变） 。 （4）尖齿槽铣刀 ： ① 直径 D = 50、63、80、100、125 ② 宽度 L = 4～25 ，精度 k8 ③ 加工 H9 槽 ④ 端面没有刃 ，重磨后宽度变化小。 （5）三面刃铣刀艾格玛清少选集 - 33 -① 分为直齿（Ⅰ型和Ⅱ型） 、错齿（有刃倾角）和镶齿（可恢复 刀宽） ② 特点：三面有刃，加工表面质量好；重磨后宽度尺寸变化较大 ③ 精度：外径（js16）,宽度（普通级 k11 和精密级 k8） ④ 应用： 单独使用：铣弧形尾的槽 两刀组合：同时加工两侧面（两侧面的距离由中间隔套控制） 如图：铣弧尾槽 （6）模具铣刀――加工模具型面、型腔 ① 高速钢： 分为圆锥形、 圆锥形球头和圆柱形球头， 又分为直柄、 削平型直柄、莫氏锥柄 ② 硬质合金旋转锉 对淬硬后（HRC&65）的模具型腔的修整、去毛刺 2、铣刀几何角度的合理选择： 选择依据：与车刀相同，但 ① 前角：比车刀小些 ② 后角：比车刀大些 ③ 刃倾角：即为刀具的螺旋角 ③ 分为粗齿和细齿，且两种又分为直槽(不常用)和螺旋槽(左旋和右旋) 在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工 精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质 量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工 还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须 引起 组合铣刀艾格玛清少选集- 34 -铣刀加工工艺参数表 代木 铝 铣刀种类及 转速 转速 转速 直径 进给 F 进给 F S S S 立铣刀 0.5 00
立铣刀 1 00 500 3500 立铣刀 2 00
立铣刀 4 00
立铣刀 6 00
立铣刀 8 00
立铣刀 10 00
立铣刀 12 00
立铣刀 16 00
立铣刀 20 900 0 750 立铣刀 25 850 0 700 球头立 0.5 00
铣刀 球头立 1 00
铣刀 球头立 2 00
铣刀 球头立 3 00
铣刀 球头立 4 00
铣刀 球头立 6 00 800 3500 铣刀 球头立 8 00
铣刀 球头立 10 （精）（精）3500 铣刀 球头立 12 00
铣刀 球头立 16 （粗）（精）3200 铣刀 球头立 20 900 00 800 铣刀 球头立 25 850 00 750 铣刀 尖刀 0.1 00 艾格玛清少选集钢 进给 F 0 00 00 0 300 600 800 800 800 1000铜 转速 S 进给 F 00 00 00 700 700 3500 00 00 0 3500100000 280000 15001000 （精） （精） 2000 （精） （精） 1800 （精） 1200（精） 00
3000- 35 -备注：S=主轴转速、F=切削进给、粗＝粗铣、精＝精铣一）铣刀 《1》整体式立铣刀 立铣刀主要分为高速钢铣刀、全硬质合金铣刀、焊接式立铣刀，考虑到刀具的耐磨性 和对高硬度材料的可切削性，增加各种涂层系列，常见的有 TIN，TICN 和 ALTICN。 又分为双刃刀和多刃刀等， 选立铣刀时应注意以下几方面： 其一， 一般来说， 刃数少， 容屑槽大的话，切屑的排出可以比较顺畅，但是同时，刀具的横截面面积较小，刀体 的刚性较低， 切削中容易产生刀体弯曲。 相反， 刃数增多， 工具横截面面积增大的话， 刀体的刚性会提高，但容屑槽会变小，切屑收容力会降低，容易导至切屑堵塞而降低 工件的表面光洁度。刀刃越短，刀体刚性越大，切削性能也是越好。立铣刀的刚性与 刃长（悬长）的 3 次方成反比。因此，刃长（悬长）如果增大一倍，刀体的刚性就会 降到原来 1/8。立 铣刀是径向使用的刀具， 这一点非常重要， 立铣刀的刃长如果大 大超过了必要的切削长度，那么会对立铣刀和性能有负面的影响。 《2》刀片式铣刀 ①心轴类铣刀 与刀盘类的刀片相比在于，其夹紧的方式不同，心轴的铣刀刀主要有侧固式装夹，其 他与刀盘类的差不多。 ②刀盘类 刀盘类的铣刀主要会考虑到刀具与工件接触面的角度，一般有（45°75°90°）端铣刀的几何角度 端铣刀的每一个刀齿相当于一把车刀， 都有主、 副切削刃和过渡刃 （见图 2－25） 。艾格玛清少选集- 36 -由于硬质合金端铣刀是断续切削，刀齿经受较大的冲击，在选择几何角 度时，应保证刀齿具有足够的强度。一般铣削钢件时，取?0＝－10°～15°，铣 削铸铁件时，取?0＝－5°～5°；粗铣时，取 α 0＝6°～8°，精铣时，取 α 0＝ 12°～15°；主偏角 κ r＝45°～75°,副偏角 κ ?r＝2°～5°,刃倾角 λ s＝－ 15°～5°。 把刀齿安装在刀体上时，为了获得所需要的切削角度，应使刀齿在刀体中径向 倾斜?ｆ角，轴向倾斜?ｐ角，并把它们标注出来，以供制造时参考。它们之间可由 下式来换算： tgγ f＝tgγ 0sinκ r-tgλ scosκ tgγ ＝tgγ 0cosκ +tgλ ssinκrρrr要求方式与直柄一样，只是其连接方式是锥柄的，其号数有 1#，2#，3#，4#，5#上图刀具分析： 粗加工系列： 方肩铣削（MHD、MSM、MHD、MEA 、MSO90） ：一般来说带 90°清角的都叫方肩铣 刀。主要用在精铣平底零件的竖直侧壁面。而在铣削未经热处理的金属时，典型应用包括竖艾格玛清少选集 - 37 -直壁面的粗铣和精铣。铣刀和铣刀片从铣削小零件到大功率重铣削以及平面铣削 ,型腔等 等；立铣刀和玉米铣刀用于铣轮廓；此外还有仿形铣和其它如插铣、螺纹铣削、大圆弧铣削 等刀具。 使用方肩立铣刀的中， 很重要的一点是在切削时产生的热量很容易积聚在方的刀尖 处。在高速铣削中，为了减缓切削产生热量而导致的刀角磨损过快现象，切削速度也许不得 不降低。在铣削淬硬金属时，只有当刀尖不参与切削时才适合使用这种刀具。例如具有刀尖 圆角的方肩立铣刀 。加了刀尖圆角的方肩立铣刀可允许更高的切削速度，这是因为切削产 生的热量可扩散到刀具上更大的区域。 和圆刀尖的方肩立铣刀一样， 这些刀具的典型应用包 括未经热处理金属的竖直壁面粗铣和精铣。 此外， 该刀具还可用来精铣经热处理的金属竖直 壁面，是否平底皆可。如果需加工成小圆弧时，也可使用该型刀具清根。圆刀尖的方肩铣刀的另一应用是摆线加工。 这是一种刀具路径以固定圆弧半径作连续摆线 进给。 尖角的方肩铣刀只能用于没有底部的摆线加工， 而圆刀尖的方肩铣刀则可进行各种切 深的摆线加工。加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀 盘铣刀铣（MSO45、： 主要用在端面与侧铣加工，一般刀具的直径相对来说比零件大 ） 才能达到最理想的加工效果，Dc（刀盘）=1.2~1.5Ae(工件)，但是考虑到机床的刚性与刀具 的成本，过大的加工零件是不适合于上述公式的。且有三种齿数可选（疏齿：一般用于稳定 性和功率有限时为达到最高生产率，使用不等齿距，减少刀片数量，加长刀具，小型机床； 密齿：普通铣削和混合加工；超密齿：稳定工况下最佳生产的最大刀片数。 铣削平面时， ）应选硬质合金刀片铣刀；钻铣刀铣（MEZ） ：这种刀具主要钻削与铣削双行的刀具，对孔的加工与周边的面。 快速钻： （DRZ）一般用于各种孔类加工球头铣刀（MRZ） ：对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工。 沉孔铣刀：主要用于螺栓孔与孔需平底面的。艾格玛清少选集- 38 -套槽刀：用在一些环型槽之类的刀具。T 型槽刀（MGI） ：主要加要一些 T 型槽的工件。倒角刀（MCSE） ：牛鼻刀牛鼻刀的外形与众不同。 不要将牛鼻刀和一种装多个圆刀片的仿形铣刀相混淆。 圆刀片仿 形铣刀确实具有重要用途， 但是由于有多个刀片， 该类刀具并不具有牛鼻刀所具有的加工精 度。 牛鼻刀用于中等范围的切削速度和相当高的切削载荷下粗铣加工型腔和型芯。 而牛鼻刀 更好的一个用途则是精铣加工平面，包括分型面。牛鼻刀切削参数：切深：0.050；步距：0.400；转速（r／min）：2200，进刀速率：35.2， 金属去除率（立方英寸／min）0.704。艾格玛清少选集 - 39 -球（平）头铣刀 （CSA）加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。球头铣刀是高速加工最为通用的刀具。球头铣刀可用来粗加工任何型腔， 型芯和三维形状。 它们也可用来对所有硬度范围内的任何材料进行精 加工。 由于球形可使切削产生的热量大面积吸收到刀具里， 和其它刀具相比这种刀具允许更 高的切削速度。 它还允许更大的切深， 因为在刚性高的时候球形刀具可使更大的切削力分量 朝向主轴，而当刚性差时朝向侧面。同样的原因，降低刀具振动，进一步有助于控制热量。 假如将该类刀具在切削速度和切深方面的优势结合起来考虑， 球头铣刀相比文章介绍的其他 铣刀具有更高的金属切削率。对经热处理的材料进行粗铣时，球头铣刀往往是首选的刀具。如果需要小的圆角半径，则 可以随后选用其他类型的刀具对角部进行清根。在进行铣槽、铣型腔和铣加强筋时，经常会使用圆柱立铣刀，因为这种刀具的形状似乎和 这些特征的每一种形状相匹配。但其实，球头铣刀也能胜任以上任务。打个比方，如果选用 球头铣刀来加工一条深槽（无论是通槽还是封闭槽），可采用浅斜坡铣削和等高线铣削等典 型高速加工技术。通过这种方法加工槽比使用圆柱立铣刀进行铣削要快得多。还有，零件其 它部分的侧壁也许会具有更好的直线度和垂直度， 而不象使用加长圆柱立铣刀弯曲通常导致 的锥度。加强筋可使用相似的方法进行加工。⑵ 钻 头孔加工刀具一般可分为两大类： 一类是从实体材料上加工出孔的刀具， 常用的有麻花钻、 中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻、铰 刀及镗刀等。例如，下图示标准高速钢麻花钻的结构。工作部分（刀体）的前端为切削 部分，承担主要的切削工作，后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后 备部分。 孔加工刀具按其用途可分为两大类： 一类是钻头，它主要用于在实心材料上钻孔(有时也用于扩孔)。根据钻头构造及用途 不同，又可分为麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等； 另一类是对已有孔进行再加工的刀具，如扩孔钻、铰刀及镗刀等。 （一）麻花钻 麻花钻是一种形状复杂的孔加工刀具，它的应用较为广泛。常用来钻精度较低和表 面较粗糙的孔。用高速钢钻头加工的孔精度可达 IT11～IT13，表面粗糙度可达 6.3～ 25；用硬质合金钻头加工时则分别可达 IT10～IT11 和 3.2～12.5。 （二）中心钻 中心钻用于加工中心孔。 有三种形式： 中心钻、 无护锥 60°复合中心钻及带护锥 60°艾格玛清少选集 - 40 -复合中心钻。 中心钻在结构上与麻花钻类似。为节约刀具材料，复合中心钻常制成双端的。钻沟 一般制成直的。复合中心钻工作部分由钻孔部分和锪孔部组成。钻孔部与麻花钻同样， 有倒锥度及钻尖几何参数。锪孔部制成 60°锥度，保护锥制成 120°锥度。 复合中心钻工作部分的外圆须经斜向铲磨，才能保证锪孔部和锪孔部与钻孔部的过 渡部分具有后角。 （三）深孔钻 一般深径比(孔深与孔径比)为 5～10 的孔即为深孔。加工深径比较大的深孔可用深 孔钻。深孔钻的结构有多种形式，常用的主要有外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻 等等。 （四）扩孔钻 扩孔钻用于已有孔的扩大，一般加工精度可达 IT10～IT11，表面粗糙度可达 3.2～ 12.5，通常作为孔的半精加工刀具。 扩孔钻的类型主要有两种，即整体锥柄扩孔钻和套式扩孔钻。 （五）锪钻 锪钻用于加工各种埋头螺钉沉头座、锥孔、凸台面等 定柄钻头的特点是能实现自动更换钻头。定位精度高，不需要使用钻套。大螺旋角，排 屑速度快，适于高速切削。在排屑槽全长范围内，钻头直径是一个倒锥，钻削时与孔壁 的磨擦小，钻孔质量较高。钻头的关键：钻头的种类比较多，这样就有很多种选取方法，但可以用以下选取的方法 来选取：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工 和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数 值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 ①直柄钻头 钻头在刀具中是要求最高的， 但在现实中很多的人都不会考虑那么多， 现在工厂用的 钻头主要有高速钢钻头和硬质合金钻头一般来说，直径大于 D25 以上便很少硬质合艾格玛清少选集 - 41 -金的刀体。 ②锥柄钻头 锥柄的钻头主要是高速钢的刀柄，刀具直径都是比较大，因锥柄的连接方式比较紧固。 要知其刀具的锥度号（1#，2#，3#，4#，5#）⑶丝攻丝锥是加工各种中、小尺寸内螺纹的刀具，它结构简单，使用方便，既可手工操作，也 可以在机床上工作，在生产中应用得非常广泛。 对于小尺寸的内螺纹来说，丝维几乎是唯一的加工刀具。丝维的种类有：手用丝维、机用 丝锥、螺母丝锥、挤压丝锥等。 2 丝锥的结构 尽管丝锥的种类很多，但它的结构基本上是相同的。 工作部分是由切削部分和校准部分组成。 切削部分齿形是不完整的， 后一刀齿比前一刀齿 高，当丝锥作螺旋运动时，每一个刀齿都切下一层金属，丝锥主要的切屑工作是由切削部 分担负。校准部分的齿形是完整的，它主要用来校准及修光螺纹廓形，并起导向作用。 柄部是用来传递扭矩的，其结构形式则视丝锥的用途及规格大小而定。 3 检验标准 丝锥产品采用国家标准或机械部部颁标准并等效采用国际标准详见表 1。 表 1 丝锥检验标准 产品名称 机用和手用丝锥 长柄机用丝锥 短柄机用和手用丝锥 螺母丝锥 国家标准 GB/T GB/T 行业标准 国际标准 适用范围 ISO529-1975 ISO GB/T ISO529-1975 GB/T967-94 挤压丝锥 JB/T7428-94 -适用于加工普通螺纹 GB/T192-193，GB/T196-197 的各种丝锥4 检验项目、技术要求 a. 外观：丝锥表面不得有裂纹、刻痕、锈迹以及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷。 b. 丝锥表面粗糙度的最大允许值按表 2 的规定。 表 2 丝锥表面粗糙度(单位：?m) 丝锥名称 项目 螺纹表面 后 面 机用丝锥 高性能级 Rz3.2 Rz3.2 普通级 Rz3.2 Rz3.2艾格玛清少选集螺母丝锥 Rz3.2 Rz3.2手用丝锥 H4 螺母丝锥 Rz12.5 Rz6.3- 42 -前 柄面 部Rz3.2 Ra0.8Rz6.3 Ra1.6Rz6.3 Ra1.6Rz6.3 Ra3.2c. 丝锥螺纹牙型和尺寸极限偏差： I 丝锥螺纹公差、牙型半角偏差及大径、中径、小径偏差应符合 GB/T968 的规定。 II 中径的检查部位规定如下：手用和机用丝锥：在校准部分起点检查。螺母丝锥：在切削 部分中点向校准部分移动 1-2 牙处检查。 手用丝锥的校准部分起点距前端不足 4 牙时， 中径 在距前端 4 牙处检查。 d. 丝锥螺纹部分和柄部的圆跳动，其值应不大于下表 3 中的规定。 表 3 丝锥螺纹部分和柄部的圆跳动(单位：mm) 切削部分的斜向圆跳动 高性能级 0.018 0.022 0.026 0.030 0.036 普通级 0.03 0.04 0.05 0.03 0.04 0.05 0.08 0.10 校准部分的径向圆跳动 高性能级 0.018 0.022 0.26 0.02 0.03 0.08 0.10 0.03 0.04 普通级 0.02 柄部径向 圆跳动 0.03丝锥名称公称直径 d d＜10 10≤d＜18机用丝锥18≤d＜30 30≤d＜40 d≥40 d＜180.050.04螺母丝锥 手用丝锥和 H4 螺母丝锥18≤d＜30 d≥30 d＜10 d≥10注：普通长柄机用丝锥和长柄螺母丝锥，柄部径向圆跳动不作规定。螺纹部分的圆跳动最 大值按表中数值增加 50%。 e. 丝锥螺纹部分应有倒锥度。 f. 螺纹公称直径大于或等于 3mm 的高性能机用丝锥螺纹牙型应进行铲磨； 螺纹公称直径大 于或等于 8mm 的普通机用丝锥和螺母丝锥的螺纹牙型也应进行铲磨。 g. 柄部直径公差见下表 4。 表 4 柄部直径公差 丝锥公差带 H1、H2、H3 H4 丝锥柄部直径 d1 公差 h9 h11h. 丝锥方头的形状误差及其对柄部轴线的位置误差：高性能机用丝锥方头尺寸 a 的公差按 GB/T4267 的规定；普通机用丝锥和螺母丝锥方头尺寸 a 的公差为 h12，方头对柄部轴线的艾格玛清少选集- 43 -对称度应不超过其尺寸公差的二分之一； 手用丝锥和 H4 螺母丝锥方头尺寸 a 的公差为 h12。 i 丝锥总长 L 的公差为 h16。螺纹部分长度 L 的公差按表 5 中的规定。 表 5 丝锥螺纹部分长度 l 公差 公称直径 d(mm) 螺纹部分长度 L 公差(mm) ～5.5 0 -2.5 ＞5.5～12 0 -3.2 ＞12～39 0 -5.0 ＞39 0 -6.3注：制造厂根据需要，可对螺纹部分长度规定较严格的公差。 j. 普通机用丝锥和螺母丝锥的螺纹部分应采用 W6M05Cr4V2 或同等性能的其他牌号高速钢 制造。手用丝锥和 H4 螺母丝锥的螺纹部分应采用 9SiCr、T12A 或同等性能的其他牌号合 金工具钢、碳素工具钢制造，按用户需求也可用高速钢制造。焊接柄部采用 45 号钢或同等 性能的其他钢材制造。 k. 高性能机用丝锥的螺纹部分一般应采用 W2Mo9Cr4V8 或同等性能的其他牌号高性能高 速钢制造，或采用氮化钛涂层强化处理。 l. 硬度按下列规定： I 丝锥螺纹部分的硬度允许的最低值应按表 6 中的规定。 表 6 丝锥螺纹部分硬度允许最低值 合金工具钢丝锥 碳素工具钢丝锥 664HV 60HRC 61HRC公称直径 ～3 ＞3～6 ＞6高速钢丝锥 750HV 62HRC 63HRC高性能高速钢丝锥65HRCII 丝锥柄部离柄端两倍方头长度上的硬度应不低于 30HRC。 m. 性能试验：成批生产的丝锥出厂前应进行切削性能抽样试验。 I 试验条件：机用丝锥和螺母丝锥在机床上试验，手用丝锥用手工试验。 ? 机床：符合精度要求的机床。 ? 刀具：样本大小为 5 件。 ? 试坯：试坯的材料和硬度按表 7 中的规定。 表 7 试坯的材料和硬度艾格玛清少选集- 44 -丝锥名称 高性能机用丝锥 普通机用丝锥、螺母丝锥材料 40Cr 调质 45 钢硬度 200-220HB 170-200HB? 切削液：机攻时用乳化油水溶液，手攻时用 L-AN32 全损耗系统用油(按 GB/T443 的规定)。 ? 螺孔形式：通孔，孔深为 1d，适用于单锥切削；盲孔，孔深为 1.5d，适用于单锥或不等径 成组丝锥切削。 ? 刀具装夹：和攻丝夹头装夹，其切削部分对柄部轴线的径向圆跳动量应不大于 0.10mm。 ? 切削规范：手用丝锥手攻时，攻丝孔数应不低于 10 个。机用丝锥试验时，切削规范按表 8 中的规定。 表 8 丝锥试验切削规范 公称直径 d(mm) ≤6 ＞6～12 ＞12～24 ＞24 切削速度(m/min) 3～5 4～6 5～7 7～9 攻丝孔数(个/件) 30 20 10注：碳素工具钢、合金工具钢的手用丝锥或螺母丝锥在机床上进行试验时，切削速度允许降 低 30%；高速钢的手用丝锥在机床上试验时，切削速度允许降低 15%，攻丝孔数均按表的 规定。 II 试验结果评定： ? 试验后的丝锥不应有崩刃和显著磨损的现象，并应保持其原有的使用性能。 ? 被切试件内螺纹公差带应符合表 9 的规定。 表 9 被切试件内螺纹公差代号 丝锥公差带代号 H1 H2 内螺纹公差带代号 5H 6H 丝锥公差带代号 H3 H4 内螺纹公差带代号 7H 或 7G 7H? 被切螺孔表面粗糙度的最大允许值按表 10 的规定。 表 10 被切螺孔表面粗糙度最大允许公差(单位 ?m) 丝锥名称 高性能机用丝锥艾格玛清少选集粗糙度 Rz12.5- 45 -普通机用丝锥、螺母丝锥 单支机用丝锥(切盲孔)、手用丝锥Rz25 Rz50? 经试验后的丝锥，每件都应符合上述 3 点的规定，否则该批丝锥为不合格批。 5 标志和包装 a. 丝锥上应标记： ? 制造厂商标； ? 螺纹代号； ? 丝锥公差带代号(H4 允许不标)； ? 不等径成组丝锥的粗锥记号(第一粗锥 1 条圆环，第二粗锥 2 条圆环或顺序号 I、II)； ? 材料代号(用高速钢制造的标“HSS”；用钴高性能高速钢制造的标“HSS-CO”；用碳素工具钢 或合金工具钢制造的丝锥可不标)。(柄径小于等于 5mm 的丝锥，允许只标公差代号和螺纹 代号，且“M”也可不标。) b. 包装盒上应标记： ? 制造厂名称、商标和地址； ? 相应丝锥标记示例规定的项目； ? 材料牌号或代号； ? 件数； ? 制造年月。 c. 包装：丝锥在包装前应经防锈处理，包装必须牢靠，并能防止运输过程中损伤 牙型 在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。相邻两牙侧面间的夹角称为 牙型角。常用普通螺纹的牙型为三角形，牙型角为 60° 。 大径、小径和中径 大径是指和外螺纹的牙顶、内螺纹的牙底相重合的假想柱面或锥面的直径，外螺纹 的大径用 d 表示，内螺纹的大径用 D 表示。小径是指和外螺纹的牙底、内螺纹的牙 顶相重合的假想柱面或锥面的直径，外螺纹的小径用 d1 表示，内螺纹的小径用 D1 表示。在大径和小径之间，设想有一柱面(或锥面)，在其轴剖面内，素线上的牙宽 和槽宽相等，则该假想柱面的直径称为中径，用 d2(或 D2)表示(如图 1 所示)。艾格玛清少选集- 46 -图 1 螺纹参数 线数 形成螺纹的螺旋线的条数称为线数。有单线和多线螺纹之分，多线螺纹在垂直于轴 线的剖面内是均匀分布的。 导程 相邻两牙在中径线上对应两点轴向的距离称为螺距。同一条螺旋线上，相邻两牙在 中径线上对应两点轴向的距离称为导程。线数 n、螺距 P、导程 S 之间的关系为： S=n? P 旋向 沿轴线方向看，顺时针方向旋转的螺纹成为右旋螺纹，逆时针旋转的螺纹称为左旋 螺纹。 螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹五要素，只有五要素相同的内、外 螺纹才能互相旋合①螺旋丝攻艾格玛清少选集 - 47 -螺旋丝攻是专门加工肓孔螺纹的刀具， 因肓孔与通孔的主要难度是， 前者排屑比较困 难，而后者却不用考虑排屑问题，螺旋丝攻对排屑很有帮助。 ②直槽丝攻 一般直槽丝攻为手动攻丝和机加工通孔螺纹 选丝攻的关键： 被加工孔的型式是通孔还是肓孔？所需螺纹的制式，是公制还是英制？被加工的螺 纹公差级是 6H、6G 或是其它，？用户需要什么标准型式的丝攻―DIN371、DIN376 或其它。？是加工什么材料？ B． 选择的标准化问题 选择标准品和非标产品对价格和供货期有很大影响。标准品和非标产品是相对的， 在这一家是非标产品， 在另一家可能就是标准品， 一般来说， 各家公司的强项产品， 非标的可能性就小一些，例如加工飞机发动机零部件封严齿(图 6)，原有的方案是 封严齿 A 区的加工需非标的 2 把刀、B 区的加工需 3～4 把非标刀，C 区需 2～3 把 非标刀，采用伊斯卡的槽刀，A 区标准刀具，B 区两把非标刀、C 区两把非标刀。 刀具数量减少、标准品增加，且由于伊斯卡在槽刀上技术与经验的积淀，其非标槽 刀与标准槽刀价格和供货周期相当，故优势就明显了。 B。选择的通用性问题 市场经济变化莫测，今天的热销产品明天可能就滞销而需要开发新的产品，在刀具 配置时就应充分考虑这一点而尽可能选通用性好一些的刀具。通用性应有两个层面 的考虑，一方面指不是专用刀而是通用的标准刀，另一方面是一把刀可以完成更多 的加工作业。比如，前面所提到的 Q 型刀片是一种很好的刀片，它比 80° 棱形刀片 有效刃数增加了一倍。但它在切削有直角台阶的外圆时要受刀刃长度的限制(图 3)， 因此通用性稍差一些。又比如用普通切槽刀只能切一定尺寸宽度的槽，而采用多功 能切糟刀，就可以切包括与刀片尺寸同宽的和更宽的槽以及外圆、端面等，这样， 刀具数可以减少而加工的对象和范围都得到增加，经济性也就在其中了。 刀具选择受很多因素限制，如刀片、刀具的品种规格、刀片的材料牌号、刀具的精 度及价格等等，选择方案的好与坏只有根据实际情况才能作出判断。 （四）倒角刀： 知其倒最大的角和最小的角，还要了解倒多少度的角 （五）.铰刀 ①直柄铰刀 铰刀是精加工的刀具，其要求也是比较高，一定要知道其图纸要求的精度和加工深 度。 ②锥柄铰刀 要求方式与直柄一样，只是其连接方式是锥柄的，其号数有 1#，2#，3#， 第四章: 非标类： 要求订制非标刀具：须提供刀具图纸，被加工工件材质，硬度，要求加工精度和表面粗糙度，切削条件，切削速度，切削深度，走刀量）枪钻类： 要了解其柄部的连接方式和直径， 同时要知其加工的材质。 最好有工件和枪钻的图纸。艾格玛清少选集- 48 -其他类： 如钻铰类、复合钻头等要根据图纸来做的。这里就不再详细说了三、 加工的各种要数切 削 运 动 与 切 削 表 面 切 削 用 量 与 切 削 金属切削加工是利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层 （加工余 量），以获得具有一定的表面精度（形状、尺寸和位置精度）和表面 质量的机械零件的机械加工方法。 刀具与工件间的相对运动称为切削 运动（即表面成形运动），切削运动可分为主运动和进给运动。右图 给出了车刀进行普通外圆车削时的切削运动， 图中合成运动的切削速 度 Ve、主运动速度 V 和进给运动速度 Vf 之间的关系。 在切削过程中， 工件上通常存在着三个不断变化的切削表面。 即： 切削运动与切削 待加工表面[工件上即将被切除的表面]、已加工表面[工件上已切去 表面 切削层而形成的新表面]、 过渡表面(加工表面)[工件上正被刀具切削 着的表面，介于已加工表面和待加工表面之间]。 刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的 速度，单位为 m/s。由于切削刃上各点的切削速 度可能是不同， 计算时常用最大切削速度代表刀 具的切削速度。 外圆车刀车削外圆时的切削速度 计算公式为：V=π dwn/1000 其中: dw―工件待加工表面的直径，(mm)； n―工件的转速，(r/s)。艾格玛清少选集 - 49 -切 削 用 量切削用量层 参 数 进给量在主运动每转一转或每一行程时， 刀具在进 给运动方向上相对于工件的位移量，单位是 mm/r(用于车削、镗削等)或 mm/行程(用于刨削、 磨削等)。进给量表示进给运动的速度。进给运 动速度还可以用进给速度 Vf（单位 mm/s)或每齿 进给量 fz(用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是 mm/齿)表示。Vf=nf=nzfz 其中： n―主运动的转速，(mm/s)； z―刀齿齿数。在垂直于主运动方向和进给方向的工作平 面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触 长度。对于外圆车削，背吃刀量为工件上已加工 背吃刀量 （切削 表面和待加工表面间的垂直距离， 单位为 mm。 即 深度）ap ap=(dw-dm)/2 其中： dw―工件待加工表面的直径，(mm)； dm―工件已加工表面的直径，(mm)。 在切 削过 切削层 程 公称厚 中， 度 ac 刀具 的切 削刃 切削层 在一 公称宽 次走 度 aw 刀中 从工 件待 加工 表面 切下 切削层 的金 公称横 截面积 Ac 属 层， 称为 切削 层。 在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸， 即 相邻两过渡表面之间的距离。 反映了切削刃单 ac 位长度上的切削负荷。由图得：ac=fsinkr 其中：ac―切削层公称厚度，(mm)；f―进给量， (mm/r）； 。 kr―车刀主偏角，( )。 沿过渡表面测量的切削层尺寸。 反映了切 aw 削刃参加切削的工作长度。由图得：aw=ap/sinkr 其中：aw―切削层公称宽度，(mm)。切 削 层 参 数切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积。 由图得： Ac=acaw=fsinkrap/sinkr=fap 2 其中: Ac―切削层公称横截面积，(mm )。二：刀具角度（一）刀具切削部分的组成 外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由前面、主后面、副 后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成。其定义分别为：艾格玛清少选集 - 50 -（1）前面 （2）主后面 （3）副后面 （4）主切削刃 （5）副切削刃 加工表面。 （6）刀尖刀具上与切屑接触并相互作用的表面。 刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表面。 刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。 前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。 前刀面与主后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已 主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的直线段或圆弧。具体参见切削运动与切削表面图和车刀的组成图。其它各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀 等，都可以看作是车刀的演变和组合。车刀的组成刨刀钻头铣刀确定车刀角度的 参考平面（二）确定刀具角度的参考平面 刀具要从工件上切下金属， 必须具有一定的切削角度， 也正是由于切削角度才决定了刀 具切削部分各表面的空间位置。 要确定和测量刀具角度， 必须引入三个相互垂直的参考平面， 如图示。 （1）切削平面 通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面。 （2）基 面 通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。 （3）正交平面 通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。 切削平面、 基面和正交平面共同组成标注刀具角度的平面参考系。 常用的标注刀具角度 的参考系还有法平面参考系、背平面和假定工作平面参考系。 （三）刀具的标注角度 刀具的标注角度是制造和刃磨刀具所需要的， 并在刀具设计图上予以标注的角度。 刀具 的标注角度主要有五个，以车刀为例，表示了几个角度的定义。 前 角 在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面 γ o 的倾斜程度，有正、负和零值之分，其符号规定如图所示。 后 角 在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示 αo 主后刀面的倾斜程度，一般为正值。 主偏角 在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹 κ r 角。主偏角一般为正值。 副偏角 在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹 κ r' 角。副偏角一般为正值。 在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹 刃倾角 角。当主切削刃呈水平时，λ s=0；刀尖为主切 λ s 削刃最低点时，λ s〈0；刀尖为主切削刃上最高艾格玛清少选集 - 51 -点是，λ s〉0，如图示。刃倾角的符号车刀的主要角度（四）刀具的工作角度 在实际的切削加工中， 由于刀具安装位置和进给运动的影响， 上述标注角度会发生一定 的变化。角度变化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改变。以切削过程中实际 的切削平面、 基面和正交平面为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度， 又称实际 角度。 刀 具 以车刀车外圆为例，若不考虑进给运动，当刀尖安装得高于 安 或低于工件轴线时，将引起工作前角 γ oe 和工作后角 α oe 的变化, 装 如右图示。 车刀安装高度对工 位 作角度的影响 置 对 工 作 当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起工作 角 度 主偏角 κ re 和工作副偏角 κ re'的变化,如右图示。 的 车刀安装偏斜对工 影 作角度的影响 响进 给 运 动 对 工 作 角 度 的 影 响车削时由于进给运动的存在，使车外圆及车螺纹的加工表面 实际上是一个螺旋面，如右图示。 纵向进给运动对工 作角度的影响 车端面或切断时，加工表面是阿基米德螺旋面，如右图示。 因此，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角 μ ， 使车刀的工作前角 γ oe 增大，工作后角 α oe 减小。一般车削时， 进给量比工作直径小很多，故螺旋升角 μ 很小，它对车刀工作角 度影响不大，可忽略不计。但在车端面、切断和车外圆进给量（或 横向进给运动对工 加工螺纹的导程）较大，则应考虑螺旋升角的影响。 作角度的影响功率 消耗在切削过程中的功率称为切削功率 Pm(国标为 Po)。 切削功率为力 Fz 和 Fx 所消耗的功率 之和，因 Fy 方向没有位移，所以不消耗功率。于是 Pm=(FzV+Fxnwf/1000)× -3 其中： m―切削功率 10 P （KW） Fz―切削力 ； （N） V― ； 切削速度（m/s） x―进给力（N） w―工件转速（r/s） f―进给量（mm/s） ；F ；n ； 。 式中等号右侧的第二项是消耗在进给运动中的功率，它相对于 F 所消耗的功率来说，一般艾格玛清少选集 - 52 -很小（&1%～2%） ，可以略去不计，于是 Pm=FzV× -3 10 按上式求得切削功率后，如要计算机床电动机的功率（PE）以便选择机床电动机时，还应考 虑到机床传动效率。 PE≥ Pm/ηm 式中 ：ηm―机床的传动效率，一般取为 0.75～0.85，大值适用于新机床，小值适用于旧机 床四、加工中常遇到的问题与解决方法1．车削细长轴常见的工件缺陷和产生原因 工 件 缺 陷产生原因及削除方法1）坯料自重和本身弯曲。应经校直和热外省处理。 2）工件装夹不良，尾座顶尖与工件中心孔顶得过紧。 弯 3）刀具几何参数和切削用量选择不当，造成切削力过大。可减小切削深度，增加进给 曲 次数。 4）切削时产生热变形。应采用冷却润滑液。 5）刀尖与支承块间距离过大。应不超过 2mm 为宜 1）在调整和修磨跟刀架支承块后，接刀不良，使第二次和第一次进给的径向尺寸不一 致，引起工作全长上出现与支承块宽度一致的击期性直径变化。当削中出现轻度竹节 竹 形时，可调节上侧支承块的压紧力，也可调节中拖板手柄，改变切削浓度或减少车床 节 大拖板和中拖板间的间隙。 形 2）跟刀架外侧支承块调整过紧，易在工件中段出现周期性直径变化，应调整压紧，使 支承块与工件保持良好接触 1）跟刀架支承块与工件表面接触不良，留有间隙，使工件中心偏离旋转中心。应合理 多 选用跟刀架结构，正确修磨支承块弧面，使其与工件良好接触。 边 2）因装夹、发热等各种因素造成的工件偏摆，导致切削深度变化。可利用托架、并改 形 善托架与工件的接触状态 锥 1）尾座顶尖与主轴中心线对床身导轨的不平行。 度 2）刀具磨损。可采用 0°后角，磨出刀尖圆弧半径 表 面 粗 糙 1）车削时的振动。 2）跟刀架支承块材料选用不当，与工件接触和磨擦不良。 3）刀具几何参数选择不当