工件材料表面粗糙度值(μm)切削速度(m/min)刀

尖

圓

弧

半

徑

(

mm

)0.51.02.0進給

量

(

m

m

/

r

)碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼Ra10～5<500.3～0.50.45～0.600.55～0.70>500.4～0.550.55～0.650.65～0.70Ra2.5～5<500.18～0.250.25～0.300.30～0.40>500.25～0.300.30～0.350.35～0.50Ra12.5～2.5<500.100.11～0.150.15～0.2250～1000.11～0.160.16～0.250.25～0.35>1000.16～0.200.20～0.250.25～0.35鑄鐵及銅合金Ra10～5不限0.25～0.400.45～0.500.50～0.60Ra2.5～50.15～0.200.25～0.400.40～0.60Ra12.5～2.50.10～0.150.15～0.200.20～0.35表4-7根據(jù)表面粗糙度值選擇進給量的參考值五、切削速度的確定當背吃刀量a和進給量f選定后，應該在此基礎上再選出最大的切削速度v,此速度主要受刀具耐用度的限制。因此，在一般情況下，要根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量ap、進

給

量f及刀具耐用度T,

按下述公式計算出切削速度v。(4-12)式中各系數(shù)和指數(shù)可查閱切削用量手冊。切削速度也可以由表4-8來選定，在取切削速度時應注意，一般地，粗加工時，取小值，精加工時，取大值。工件材料熱處理狀態(tài)a=0.3~2mmap=2～6mma,=6～10mmf=0.08～0.3mm/rf=0.3～0.6mm/rf=0.6～1mm/rV

/(m/s)低碳鋼熱軋2.33～3.01.67～2.01.17～1.5易削鋼中碳鋼熱軋2.17～2.671.5～1.831.0～1.33調(diào)質(zhì)1.67～2.171.17～1.50.83～1.17合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋1.67～2.171.17～1.50.83～1.17調(diào)質(zhì)1.33～1.830.83～1.170.67～1.0工具鋼退火1.5～2.01.0～1.330.83～1.17不銹鋼1.17～1.331.0～1.170.83～1.0灰鑄鐵HBS<190HBS=190～2251.5～2.01.0～1.330.83～1.171.33～1.830.83～1.170.67～1.0高錳鋼0.17～0.33銅及銅合金3.33～4.172.0～0.301.5～2.0鋁及鋁合金5.1～10.03.33～6.672.5～5.0鑄鋁合金1.67～3.01.33～2.51.0～1.67注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為60～90min表4-8硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考值在實際生產(chǎn)中，選擇切削速度的一般原則是：■(1)粗車時，背吃刀量ap和進給量f均較大，故選擇較低的切削速度；精加工時，背吃刀量ap和進給量f均較小，故選擇較高的切削速度，同時應盡量避開積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。■

(2)加工材料的強度及硬度較高時，應選較低的切削速度；反之則選較高的切削速度。材料的加工性越差，例如加工奧氏體不銹鋼、鈦合金和高溫合金時，則切削速度也選得越低。易切碳鋼的切削速度則較同硬度的普通碳鋼為

高。加工灰鑄鐵的切削速度較中碳鋼為低。而加工鋁合金和銅合金的切削速

度則較加工鋼的高得多?！?3)刀具材料的切削性能愈好時，切削速度也選得愈高?！?4)在斷續(xù)切削或者是加工帶有鍛、鑄件等帶有硬皮的工件時，為了沖擊和熱應力，要適當降低切削速度。■(5)加工大件、細長軸和薄壁工件時，要選用較低的切削速度；在工藝系統(tǒng)

剛度較差的情況下，切削速度就避開產(chǎn)生自激振動的臨界速度。式中

P

一機床電機功率，可從機床說明書上的技術(shù)規(guī)格中查到；nm一機床傳動效率，一般取為0.75～0.85。新機床取大值，舊機床取小值。如果滿足式(4-14),則選擇的切削用量是可以在該機床上應用的。如果遠小于Pe,則說明機床的功率

沒有充分發(fā)揮，這時可規(guī)定較小的刀具耐用度或者采用切削性能較好的刀具材料，以提高切削速度，以充

分利用機床功率，最終達到提高生產(chǎn)率的目的。如果不滿足式(4-14),則可適當降低切削速度v,以降低切削功率。式

中

Pm一切削功率(Kw);F?

一切削力(N);v一切削速度(m/s);p

一單位切削力。機床功率校驗應滿足下式：在切削用量選定后，應當校驗機床功率能否滿足要求。(4-13)(4-14)六、切削用量選擇實例已知：工件材料45鋼，σb=0.598GPa鍛件。工件尺寸如圖4-16所示。加工要求車外圓至φ48mm,

表面粗糙度值Ra=3.2μm,

尺寸精度IT7。機床

CA6140D型臥式車床。刀具焊接式Y(jié)T15硬質(zhì)合金外圓車刀，刀桿尺寸為16×25×150mm,

幾何參數(shù)為：Y。=15°,α

。=7°,K,=75°,K,=15°,λ,=0°,rg=0.5mm,b?=0.2mm,yYo=-10°試求：車削外圓的切削用量。280圖

4—16

車

肖

外

圓

的

工

件

尺

寸

圖解：由于被加工表面有一定的粗糙度值和尺寸精度要求，所以分粗車和半精車兩道工序完成。1

.

粗車(1)確定背吃刀量ap

由圖4-15中知，單邊余量為3.5mm。根據(jù)前面所講的選取原則，粗車取

ap=3mm,

半精車時取(2)確定進給量f被加工工件的材料為45鋼鍛件，加工直徑為φ55mm,刀桿尺寸為16×25mm,

確定的背吃刀量ap=3mm。由表4-

6查得f=0.6～0.9mm/r。按機床的實際進給量，取f=0.61

mm/r。(3)確定切削速度v切削速度可由式4-12計算(式中各系數(shù)的值可參考相關(guān)的手冊),也可以從表中

查得?，F(xiàn)由表4-8查得

v=1.5～1.83m/s(90～110m/min),

然后求出機床主軸轉(zhuǎn)速為：根據(jù)選擇切削速度的原則及CA6140型車床的實際，取主軸轉(zhuǎn)速500r/min,故實際切削速度為：(4)校驗機床功率由表3-?

擇查得單位切削力p=1962N/mm2,所以切削功率Pm為：CA6140

型車床電機功率為PE=7.5

Kw。若取機床傳動效率

ηm=0.80,

則所以機床的功率是滿足切削加工的要求。(m/min)(r/min)2

.

半精車(1)確定背吃刀量

ap=0.5mm。(2)確定進給量f根據(jù)表面粗糙度值Ra=3.2μm,r:=0.5mm,

由表4-

7查得f=0.250.3mm/r。按機

床的實際進給量，取f=0.28

mm/r。(3)確定切削速度由已知條件和已經(jīng)確定的進給量和背吃刀量值，由表4-8選v=2.172.67m/s(130~160m/min),

然后求出機床主軸轉(zhuǎn)速為：所以，切削用量選取的最終結(jié)果為：粗車

ap=3mm,f=0.61mm/r,v=86.4m/min;半精車

ap=0.5mm,f=0.28mm/r,v=138.5m/min。根據(jù)CA6140

型車床的實際轉(zhuǎn)速，取主軸轉(zhuǎn)速為900(r/min),則實際切削速度為：(r/min)●

課題一機械夾固式車刀及其使用●

課題二

徑向成形車刀模塊四

車刀課題一機械夾固式車刀及其使用一

、可轉(zhuǎn)位刀片型號及合理選用※1.可轉(zhuǎn)位刀片的型號硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片已有國家標準(GB2079—1987),其型號由按一定順序排列的、代表給定意義的十位英文字母和數(shù)字代號組成。十位代號不一定全用，但至少要有七位，后三位在必要時才用。型號中十位代號所表示的刀片特征見表6-1。代號位數(shù)12345678910代號特征刀片形狀刀片法后角刀片精度刀片有無斷屑槽和固定孔刀片長度刀片厚度刀尖園弧半徑切削刃形狀切削方向斷屑槽形式和寬度表示方法一個英文字母兩位阿拉伯數(shù)字(所表示參數(shù)的整數(shù)部分，不夠兩位的前面加0)兩位阿拉伯數(shù)字(舍去小數(shù)點后的參數(shù))一個英文字母一個英文字母和一位阿拉伯數(shù)字(寬度的整數(shù)部分)舉例T三角形A30M中等N無斷屑槽和中心固定孔1515mm066mm121.2mmF鋒刃R右切A3開口式斷屑槽(寬3mm)表4-1

可轉(zhuǎn)位刀片十位代號所表示的刀片特征2.可轉(zhuǎn)位刀片型號中主要代號的選擇※(1)刀片形狀：常用的有正三角形、正方形、菱形和圓

形等。刀片的邊數(shù)多，則刀尖角大，刀尖的強度和散熱條件好，同時由于切削刃多，也使得刀片的利用率高。但

在同樣厚度和質(zhì)量的條件下，刀片邊數(shù)越多，則切削刃

長度越短，因此允許的背吃刀量就越小。選擇刀片形狀時要考慮被加工零件的形狀、工序性質(zhì)、刀片利用率等因素?！?/p>

三

角

形

刀

片：用于90°外圓車刀、90°端面車刀、內(nèi)孔鏜刀。其優(yōu)點是加工時背向力小，特別適于工藝系統(tǒng)剛性較差

的

加

工

，缺點是刀片刀尖角(60°)小，刀尖強度較差，散熱面積小，故刀具壽命較低。為了增強刀尖強度，可以選擇偏8°三角形刀片。這種刀片刀尖角增大為82°,故不僅可提

高刀具壽命，而且還可以減小已加工表面的殘留面積，降低

殘留面積的高度，故有利于改善表面粗糙度?！?/p>

正

方

形

刀

片

：適于主偏角為45°、60°、75°的各種外圓車刀、端面車刀和內(nèi)孔鏜刀。它有較大的刀尖角(90°),通用性較好，

故使用普遍。※

五邊形、六邊形、八邊形刀片：切削刃數(shù)較多，刀片利用率較高。它們的刀尖角更大，故可提高刀具壽命和改

善已加工表面質(zhì)量。但往往受到工件形狀、工藝系統(tǒng)剛性和背吃刀量的限制，故使用范圍不如三角形和正方形刀片廣

泛

?！?/p>

其他形狀刀片：如圓形、平行四邊形和菱形刀片，主要用于仿形車削和數(shù)控機床加工。(2)有無斷屑槽和固定孔。有無斷屑槽取決于工件材料，鑄鐵等脆性材料的加工不需斷屑槽。有無固定孔取決于刀片夾緊方式，若用上壓實，

則無需帶孔。※

(3)刀片的主要尺寸。刀片切削刃長度取決于作用主切削刃長度，一般前者不小于后者的1.5倍。刀片的厚度主要取決于切削力的大小，

切削力大，則刀片厚度應較大；反之則應較小?！?4)斷屑槽型。斷屑槽型的選擇取決于工件材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)、工序內(nèi)容(加工外圓、內(nèi)孔或端面)、切削用量和工件剛性等。二、選擇可靠的刀片夾緊結(jié)構(gòu)※

1.對刀片夾緊結(jié)構(gòu)的要求為保證可轉(zhuǎn)位車刀正常工作，刀片的夾緊結(jié)構(gòu)應滿足：(1)刀片在刀槽中的定位精度高，轉(zhuǎn)位或更換刀片后不影響對刀尺寸；夾緊牢固可靠，在切削力的沖擊與振動下，刀片不會松動移位。(2)刀片的松開、轉(zhuǎn)位或更換及夾緊等操作要簡便快捷，這對于自動線刀具尤為重要。(3)夾緊結(jié)構(gòu)力求簡單、緊湊，這不僅制造容易，還可提高刀具剛性。(4)夾緊元件應滿足標準化、系列化和通用化的要求?！?.刀片的夾緊結(jié)構(gòu)常用的可轉(zhuǎn)位機夾車刀刀片夾緊結(jié)構(gòu)有以下幾種。(1)

上壓式[如圖6.10(a)]

。這種結(jié)構(gòu)采用夾緊元件從上面將刀片夾緊，夾緊可靠、定位精確，但刀頭尺寸較大，夾緊元件可能妨礙切屑的流出。適用于無孔刀片夾緊和中、重負荷的切削。如圖6.10

(a)

上壓式行夾固，擰動螺釘推動杠桿繞其支點順時針轉(zhuǎn)動一個角度，將刀片壓向兩個定位面并夾緊。其結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，定位精確，且排屑順暢，不會刮傷夾緊元件，故應用較廣，適于在中、小型機床上使用。如圖6.10(b)杠桿式※(2)杠桿式

[如圖6.10(b)所示]。該結(jié)構(gòu)利用杠桿原理對刀片進(3)

楔塊式[如圖6.10(c)所示]。該結(jié)構(gòu)利用斜面夾緊的原

理將刀片夾緊，擰動螺釘帶動楔塊下壓，楔塊將刀片向

右壓向刀片中間孔的大圓柱銷上。刀桿結(jié)構(gòu)簡單，夾緊

可靠，但由于利用孔的一個側(cè)面定位，刀片轉(zhuǎn)位后定位

精度不易保證。此外，由于切削熱的影響，將產(chǎn)生較大

的內(nèi)應力，可能造成刀片碎裂和圓柱銷變形。如圖6.10(c)楔塊式6.2可轉(zhuǎn)位機夾車刀(4)

偏心式[如圖6.10(d)所示]。該結(jié)構(gòu)利用軸上端部的偏心將刀片夾緊在刀桿上。由于螺紋能自鎖，故夾緊較為可靠。偏心式結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，切屑流出順利，不會刮傷夾緊元

件，但往往只能使刀片靠單面加緊，難以保證兩個定位側(cè)面

都貼和，定位精度稍差，在沖擊和振動下刀片易松動，故通常在中、小型機床上進行連續(xù)切削時使用。如圖6.10(d)偏心式(5)

綜合式。為了增強夾緊力，避免刀片因振動而產(chǎn)生位移，可將上述幾種夾固結(jié)構(gòu)綜合使用。如圖6.10(e)所示是一種利

用上壓及斜楔作用而形成的結(jié)構(gòu)，稱壓桿式。壓板左端的凸起圓臺與刀片孔相配合，而壓板右端帶有斜面，與刀桿相應的斜面配合起斜楔作用。擰緊螺釘時，壓板產(chǎn)生雙向移動而

壓緊刀片。其特點是夾緊力大，刀片定位精度高，夾緊力與

切削力方向一致，使用可靠。如圖6.10(e)綜合式※

幾種實物可轉(zhuǎn)位車刀：課題二

徑向成形車刀

成形車刀又稱樣板刀，是一種專用刀具，其刃形是根據(jù)工件要求的廓形設計的。它主要用在普通車床、六角車床、半自動及自動車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體成形表面。用成形車刀加工時，工件廓形是由刀具切削刃一次切成的，同時作用切削刃長，生產(chǎn)率高；工件廓形由刀具截形來保證，被加工工件表面形狀、尺寸一致性好，互換性高，質(zhì)量穩(wěn)定；加工精度可達IT10～IT8,表面粗糙度可達3.2～6.3;刀具可重

磨次數(shù)多，使用壽命長。但成形車刀的刀具廓形大多比較復雜，

設計、制造比較麻煩，成本較高；由于同時作用切削刃長以及

其他結(jié)構(gòu)因素，切削性能較差，容易產(chǎn)生振動，影響加工質(zhì)量；

使用時對安裝精度的要求高，安裝調(diào)整比較麻煩。多用于成形

回轉(zhuǎn)表面的成批、大量生產(chǎn)中。目

前在汽車、拖拉機、紡織機械和軸承制造等行業(yè)里應用較多。成形車刀的種類、用途及裝夾※1.成形車刀的種類※

刀具結(jié)構(gòu)不同，生產(chǎn)中最常用的是下面3種沿工件徑向進給的成形車刀，如圖6.11所示。*(1)

平體成形車刀。外形為平條狀，與普通車刀相似，結(jié)構(gòu)

簡單，容易制造，成本低。但可重磨次數(shù)不多。

用于加工簡單的外成形表面，如螺紋車刀和鏟制成形銑刀的鏟刀等。(a)

平體成形車刀圖6.11

成形車刀種類6

.

3成形車刀(2)

棱體成形車刀。棱柱體的刀頭和刀桿分開制作，大大增加了沿前刀面的重磨次數(shù)，刀體剛性好，但比圓體成形車刀制造工藝復雜，刃磨次數(shù)少，且只能加工外成形表面。(b)棱體成形車刀圖6.11成形車刀種類6

.

3成形車刀※(3)

圓體成形車刀。它好似由長長的棱體車刀包在一個圓柱面上而形成。刀體是一個磨出了排屑缺口和前刀面，并且?guī)?/p>

安裝孔的回轉(zhuǎn)體。它允許重磨的次數(shù)最多，制造也比棱體成

形車刀容易，且可加工零件上的內(nèi)、外成形表面；但加工誤

差(詳見6.3.4小節(jié))較大，加工精度不如前兩種成形車刀高。(c)圓體成形車刀圖6.11成形車刀種類6.3

成形車刀另外，除了上述的徑向方向進給的成形車刀外，還有切向進給的成形車刀，如圖6.12所示。車削時，切削刃沿

工件表面的切線方向切入工件。由于切削刃相對于工件有

較大的傾斜角，所以切削刃是依次先后切入和切出，始終只有一小段切削刃在工作，從而減小了切削力；但切削行程長，生產(chǎn)率低。適于加工細長、剛性較差且廓形深度差別小的外成形表面。圖6.12切向進給成形車刀6

.

3成形車刀2.成形車刀的裝夾通常成形車刀是通過專用刀夾安裝在機床上的。對裝夾的要求是：夾持可靠、剛性好、裝卸容易、調(diào)整方便，并且夾持

結(jié)構(gòu)力求簡單和標準化。如圖6.

13所示，棱體成形車刀是以燕尾的底面或與其平行的面作為定位基準面裝夾在刀夾燕尾槽內(nèi)的，并用螺釘及彈性圖6.13棱體成形車刀的裝夾1—棱體刀；2—夾緊螺栓；3—

調(diào)節(jié)螺釘；4—螺釘；5—刀夾槽夾緊。6

.

3成

形車刀※如圖6.14所示，圓體車刀3以內(nèi)孔為定位基準面，套裝在帶螺紋的心軸2上，通過銷子1與端面齒環(huán)4相連，以防車刀工作時轉(zhuǎn)動。將齒環(huán)與圓體成形車刀一起相對扇形板5轉(zhuǎn)動若干齒，則可粗調(diào)刀尖高度，扇形板同時與蝸桿9嚙合，轉(zhuǎn)動蝸桿就可微調(diào)刀尖高低。在心軸表面上還開了一條窄小長槽，利用螺釘6可避免旋緊螺母7時心軸一起轉(zhuǎn)動，但允許心軸2軸向移動。刀夾上的銷子8用來限制扇形板轉(zhuǎn)動的范圍。※平體成形車刀裝夾方法與普通車刀相同。圖6.14圓體成形車刀的裝夾1、8—銷子；2—心軸；3—圓體車刀；4—

齒環(huán)；5—扇形板；6—螺釘；7、11—夾緊螺母螺栓；9—蝸桿；10—刀夾※1.前、后角的形成及其大小※成形車刀必須具有合理的前、后角才能有效地工作。由于成形車刀的刃形復雜，切削刃上各點正交平面方向不一致，同

時考慮測量和重磨方便，前角和后角都不在正交平面內(nèi)測量，而規(guī)定在刀具的假定工作平面(垂直于工件軸線的斷面)內(nèi)測

量，并以切削刃上最外緣與工件中心等高點(圖中的1點，該點稱為成形車刀的基點)處的假定工作前角和假定工作后角作為標注值(如圖6.15所示)?！尚诬嚨兜那敖呛秃蠼鞘峭ㄟ^刀具的制造和安裝來形成的。二

、成形車刀的前角和后角αf2(a)

棱體成形車刀

(b)圓體成形車刀圖6.15成形車刀前角和后角的形成在制造棱體成形車刀時，將前刀面與后刀面的夾角磨成90°角，在工作時將刀體的燕尾基準平面與過基點1的工件圓周切線傾斜安裝，即可獲得所需的前角和后角。如圖6.15(a)所示?！?/p>

在制造時將圓體成形車刀的前刀面做成離其中心為的距離[如圖6.15(b)所示];安裝刀具時，刀具中心O0比工件中心高出

即可形成所需要的前角和后角。

h0和H

值可由式(6.1)計算※式中：——成形車徑，即基點1處的半徑?！鶊A體成形車刀不但在制造時要保證值，而且重磨前刀面后也應使值不變。為此，通常在刀具端面上刻出一個以00為中心、

為半徑的磨刀檢驗圓，重磨時應置前刀面于這個圓的切平面

內(nèi)。(mm)

(6.1)(mm)

(6.2)由圖6.15還可看出，成形車刀切削刃上，只有基點1位于工件中心等高位置上，其他各點都低于工件中心。由于切削刃

上各點的切削平面和基面位置不同，因而前角和后角也都不同

，離基點越遠的點，前角越小，后角越大。即yr2<yH,ar2>af1;而且圓體成形車刀的這種變化更為顯著?！?.

正交平面后角及其過小時的改善措施

成形車刀后面與工件過渡表面間的摩擦程度取決于切削刃各點的后角大小，因此要對切削刃上關(guān)鍵點的后角進行驗算?！鶠榱撕喕F(xiàn)以γ=

0°、λs=0°的成形車刀為例來進行討論。

如圖6.16所示，切削刃上任一點在假定工作平面內(nèi)的后角為

與該點主剖面后角為間的關(guān)系為

tanax=tanagsinK

(6.3)

式中：Krx

——切削刃上點的主偏角。圖6.16成形車刀具正交平面后角

α≤α秀并且

α

隨的

K

減小而減?。划攌=0°

時

，不論

αfx

等于多少，總有αα=0°。該段切削刃及其后面將與工件產(chǎn)生劇烈摩擦，切削條件惡劣，需采取適當措施予以改善，以保證α

>2°~3°※

常用的措施有：(1)在k=0°的切削刃上磨出凹槽以保留一條窄小的棱面

[如圖6.17(a)所示].(2)磨出k'

=2°或

k'=3°

的副偏角[如圖6.17(b)所示],此法可減小摩擦，且刃磨簡單，但仍有一棱面或棱線與工件摩擦。(3)采用與工件軸線斜裝的成形車刀[如圖6.17(c)所示],切削

條件會更好。斜角T

一般取15°~20°。(a)(b)(c)圖6.17正交平面后角為0°改善措施三、徑向成形車刀的廓形設計※

1.廓形設計的必要性

工件上包含軸線的軸向剖面廓形是已知的廓形。為了方便起見，在制造和測量成形車刀時使用的是NN

剖面上的廓形，如圖6.18所示。對于棱體成形車刀，就是垂直于主后刀面的N—N法向剖面上的廓形；對于圓體成形車刀，就是軸向剖面上的廓形。從圖6.18中可以看出，只有當Yf=0

°,α=0°時，刀具的N—N平面上的廓形和工件的軸向剖面廓形才完全相同。此時成形車刀的廓形無需修正，即刀具廓形等于工件廓形。但αf=0°成形車刀是不能進行切削工作的，必須具有合理

的前角和后角才能有效地工作。顯然，當

Yf>0°

、

αf>0°或

Yf=

0°

、αf>0°

時，刀具在N—N剖面上的廓形深度P和工件軸向剖面上的廓形深度Pw是不相等的，即P<Pw,且

、越大，兩者的差別越大。對于普通徑向進給的成形車刀，其軸向尺寸和工件的軸向尺寸是相等的，不發(fā)生變化，但廓形深度發(fā)生了變化，所以必須對刀具的廓形深度加以修正設計、計算。圖6.18棱體成形車刀的廓形設計1

、2

、3

、4—工件廓形；1'

、2'

、3

、4′

一切削刃投影；1”、2”

、3”

、

4”

—

刀

具

廓

形1

1'2.

廓形修正設計方法成形車刀廓形設計的方法，主要有圖解法和計算法?！鶊D解法較簡單，但設計精度差；計算法設計精度較高但工作量大。近年來隨著計算機的

廣泛應用，計算法的應用也十分廣泛。在此僅以計算法為例

介紹成形車刀的設計步驟。※

(1)設計成形車刀的廓形前必須做好的準備工作?！?/p>

做出工件廓形的正、俯視圖?！?/p>

確定工件廓形上的組成點和基點，并進行編號。為了減

少設計工作量，一般先選擇工件廓形上的轉(zhuǎn)折點(稱為廓形

的組成點)。如直線廓形可取兩端點作為組成點，而曲線廓

形則除兩端點外，尚需根據(jù)工件精度的要求，在曲線中間再

取若干點作為組成點。然后依次給各組成點編號(一般將工

件回轉(zhuǎn)體上半徑最小處的點編為1點，稱為基點。這與6.3.2

節(jié)中提到的刀具上的基點1是一致的)?！?/p>

注意：在工件廓形上有一些小的倒角、圓角等，在廓形設計

時可以不必考慮，等其他部分的廓形都設計好以后，再將它

們照搬到刀具廓形的相應部位即可。在工件廓形圖上，標出各組成點的軸向尺寸和徑向尺寸。在標注尺寸時，須注意有公差的徑向尺寸應取其平均值，并以

此值進行計算。根據(jù)工件的材質(zhì)、刀具類型和加工情況，參照(表6-2和表

6-3)選取前角和后角。對于圓體成形車刀還需確定其外徑d。。

do根據(jù)工件最大廓深pma由有關(guān)設計資料查得，也可由式(6.4)

計

算

?！?/p>

式中：apmax——工件最大廓深，即工件的最大半徑與最小半徑之差；e——考慮有足夠的容屑空間時所需要的距離，可按切削厚度和切屑的

卷曲程度選取，一般為3mm～12mm

(當工件為脆性材料時取小值，工件為韌性材料時取大值);d——內(nèi)

孔

直

徑，主要根據(jù)心軸的強度和剛度確定，

一般取為(0.25~0.45)do,據(jù)此取成相近之標準值10

、13

、16

、20

、22

、

27等；R1——刀具廓形最大半徑。d?=2R?≥2(apmax+e)+1.5d÷

(2)棱體成形車刀的廓形設計?！捎谄胀◤较蜻M給的成形車刀的軸向尺寸和工件的軸向

尺寸相等，但廓形深度發(fā)生了變化，所以只需對刀具各點的廓形深度P2、P3、P4

…

.進行設計計算?！鶑膱D6.18看出，P2、P3、P4、

…

.

可以通過前刀面上各相應點的距離C2、C3、

C4、.….計算出來，而C2、C3、

C4、…

又由前刀面延長線上A2、A3、A4...求出。圖

6.18

棱體成形車刀的廓形設計1

、2

、3

、4—

工件廓形；、

、

、

—切削刃投影；1”

、2”

、3”

、4”

—

刀具廓形1

1'※根據(jù)圖6.18

的幾何關(guān)系，即可按以下順序求出各切削刃點的廓形深度：①②

③

④

⑤P?=C?coS(y++α+)h=r

sinyfC?=A?-A⑧⑨⑩A?=r

cosyfA?=r2cosyf?※完成刀具各點的廓形深度P2

、P3

、P4

、

..

的計算后，結(jié)合工件的軸向尺寸就可確定棱體成形車刀的廓形?！?/p>

從以上各式可知，h及A1為共用的數(shù)值。求切削刃上任意一點y的廓形深度的步驟為：C,=A,-A(3)圓體成形車刀的廓形設計。圓體成形車刀的廓形用各點的半徑R2

、R3

、R4、….來表示，圓體成形車刀的廓形設計就是求出刀具廓形上各組成點的半徑R2

、R3

、R4

、...。如圖6.19所示，通過1點作前刀面的延長線，刀具中心Oo與該延長線的距離為ho?！暗睹嫔螩2

、C3

、C4

、..的求法和棱體成形車刀完全相同。根據(jù)圖6.18中的關(guān)系，得出各刀刃組成點的半徑R2、R3、R4、..

順序為h=R?sin(y++αf)B?=R?cos(yf+α+)※從以上各式可知，

ho和B1為共用的數(shù)值。求刀刃上任意一點y的廓形深度的步驟為B,=B?-C,

完成刀具各點的半徑R2、R3、R4

、…

的計算后，結(jié)合工件的軸向尺寸就可確定圓體成形車刀的廓形。以上所述為加工外表面徑向成形車刀廓形的原理，同樣也可用于加工內(nèi)表面的徑向成形車刀。①

B?=B?-C?B?=B?-C?②③⑤四、工件的雙曲線誤差※用成形車刀加工成形零件時會產(chǎn)生誤差，從而影響工件的加

工

精

度?！a(chǎn)生誤差的原因有：刀具設計時產(chǎn)生的設計計算誤差(如廓形設計時計算到一定有效位數(shù)而產(chǎn)生的計算誤差、作圖時的度量誤差、刀具本身的雙曲線誤差以及圓弧廓形近似計算產(chǎn)生

的誤差等)、刀具制造刃磨時產(chǎn)生的加工誤差、刀具使用時產(chǎn)

生的調(diào)整誤差和安裝誤差等。本節(jié)主要討論雙曲線誤差?！?/p>

任何一個復雜的回轉(zhuǎn)體工件，其成形表面均可分解成許多個單元錐體表面。用幾何學原理可以證明，錐體表面與平行

于軸線但不包含軸線的任何平面的交線均為雙曲線?！斢们敖谴笥?的棱體成形車刀加工錐體表面時，車刀的前刀面是一個平行于工件軸線但不包含軸線的平面M—M[如圖6.20(a)所示],它與工件錐體表面的交線是一條雙曲線1—

3′—2′,若要準確地切出此錐體表面，就要求車刀切削刃廓形

與此雙曲線形狀完全一致。但為了制造和刃磨方便，車刀切削刃都做成直線形[圖6.20(a)中的直線1'—4′—2']。用這種車刀進行切削，就要將工件的錐體表面在中間多切去一些，加工后的工件外形為一內(nèi)凹的雙曲線回轉(zhuǎn)體。工件的內(nèi)凹量稱為雙曲線誤差，由棱體成形車刀產(chǎn)生的誤差叫做第一類雙曲線誤差，一般數(shù)值較小，不超過0.05mm

,在前角大到

20°時，誤差才達0.Imm。1N—N※

圖6.20(a)

棱體成形車刀加工錐面時的誤差來源※要消除這種雙曲線誤差，又要使車刀制造方便，仍保持直線切削刃，只有使車刀切削刃位于工件軸向剖面內(nèi)，且與工件錐體表面母線完全重合才行。

一般可采用下列兩種方法：①對某些精加工用的成形車刀可使其γ+=0°;※②設計成帶刃傾角

λ的車刀，把如圖6.20中車刀上的2'點位置提高到2點的位置上，車刀的這段切削刃便與工件錐

體母線重合?！@兩種方法從理論上講都可以消除雙曲線誤差，但y,=0°的車刀對切削變形有不利影響，而有

λ

的車刀會增加工件

其他部分的加工誤差，并且設計制造復雜，目前應用不多。用圓體成形車刀加工錐體表面時[圖6.20(b)],除產(chǎn)生類似棱體成形車刀所產(chǎn)生的第一類雙曲線誤差外，還由于圓體成

形車刀本身也是一個圓錐體，在

Yf

>

0°時，它的前刀面和

車刀錐體面的交線本身就已經(jīng)是外凸的雙曲線[如圖6.20

(b)中的曲線1—4′—2'],

所以圓體成形車刀相比棱體成形車刀在工件上要切去更多一層金屬，從而產(chǎn)生了第二類雙曲線誤

差。這導致工件外形是一個更加內(nèi)凹的雙曲回轉(zhuǎn)體。

這類誤差較大，一般可達0.4mm,

當前角為20°時，可達1.4mm左

右。NM一M軸向剖面內(nèi)切削刃是直線※

圖6.20

(b)

圓體成形車刀加工錐面時的誤差來源由于圓體成形車刀在形成后角時，車刀的中心面必須高于工件的中心面，因此其刀刃就不能位于刀具軸向剖面內(nèi)。所以

加工錐體表面的車刀其刀刃一般都是外凸的雙曲線，即使是y=0°的車刀或磨出

λ

也只能消除第一類雙曲線誤差而不能消除

第二類誤差。由于第二類誤差比第一類誤差大得多，所以圓體

成形車刀的雙曲線誤差比棱體的大，加工精度低。另外，為了減輕后續(xù)工序切斷刀的負荷，并對工件端面倒角或修光，在成形車刀兩側(cè)還需配置附加切削刃。在制造成形

車刀時，為了檢驗刀具廓形，要設計一個工作樣板；為了檢驗

工作樣板的磨損程度，還要設計一個檢驗樣板；這兩塊樣板工

作面形狀共軛，是成對設計的。有關(guān)上述方面的詳細內(nèi)容可參

閱相關(guān)手冊和工具書。 1.車刀是在普通車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、自動

與半自動車床上完成工件的外圓、內(nèi)孔、端面、切

槽或切斷以及部分內(nèi)外成型面等加工的切削刀具。按用途不同可分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀及切斷刀等。按結(jié)構(gòu)不同，又可分為整體式高速鋼車刀、焊接式硬質(zhì)合金車刀和機械夾固式硬質(zhì)合金

車刀(又分為機夾可重磨式車刀和可轉(zhuǎn)位式機夾車刀)。它們在結(jié)構(gòu)復雜性、刀桿利用率、刀片使用

壽命、對生產(chǎn)率的影響等方面存在差異，正是這些

差異影響了它們在生產(chǎn)中的應用不同。小

結(jié)2.可轉(zhuǎn)位刀片的主要代碼包括刀片形狀、有無斷屑槽和固定孔、刀片的主要尺寸以及斷屑槽型等。選

擇刀片形狀時要考慮被加工零件的形狀、工序性質(zhì)、

刀片利用率等因素；有無斷屑槽則取決于工件材料

(鑄鐵等脆性材料加工不需斷屑槽);有無固定孔

取決于刀片夾緊方式(若用上壓實，則無需帶孔);

刀片切削刃長度取決于作用主切削刃長度；刀片的

厚度主要取決于切削力的大?。粩嘈疾坌偷倪x擇取

決于工件材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)、工序內(nèi)容(加工外圓、內(nèi)孔或緞面)、切削用量、工件剛性等。3.成形車刀的前、后角不僅與制造過程有關(guān)，還與

安裝有關(guān)，其前、后角是通過安裝獲得的。要注意

驗算成形車刀的后角，對于k,=0°的切削刃處的后刀

面要采取改進措施，以減小車刀后刀面與工件間的

劇烈摩擦。※

4.

對于普通徑向進給的成形車刀，其軸向尺寸和工件的軸向尺寸是相等的，當yf>0°,a,>0°時，刀具在N-N

剖面上的廓形深度P和工件軸向剖面上的廓形深度Pw是不相等的，所以必須對刀具的廓形深度加

以修正設計、計算。y=0°同時也是產(chǎn)生雙曲線誤差

的根本原因。成形車刀的廓形設計有作圖法和計算

法。橫塊五孔加工刀具課題一

標準麻花鉆課題二標準麻花鉆的修磨與群鉆課題三

深孔加工刀具與鉸刀學課題一

標準麻花鉆生產(chǎn)中使用最多的是麻花鉆，對于直徑為0.1mm～80mm的孔，都可使用麻花鉆加工但主要用于孔的粗加工，IT11級以下；表面粗糙度Ra25μm~6.3μm。一

、麻花鉆的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)標準麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖7.7a、b所示，有柄部、頸部和工作部

分

組

成。1、麻花鉆的結(jié)構(gòu)(a)一工作部分-

柄部切削部分Lo(總長一

(b)圖7.7麻花鉆的結(jié)構(gòu)1L?

(總長)工作部分—導向部分切削

部分柄部一頸部扁尾鉆頭的夾持部分，與機床連接，并在鉆孔時傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。有錐柄和直柄兩種。直柄主要用于直徑小于12mm

的小麻花鉆。錐柄用于直徑較大的麻花鉆，錐柄鉆頭的扁尾用于傳遞轉(zhuǎn)矩和拆卸鉆

頭

。是磨削鉆頭柄部時的砂輪越程槽，常用來標鉆頭的規(guī)格。(2)頸部(1)柄部鉆頭的主要部分，由切削部分和導向部分組成。起導向作用，也是切削部分的備磨部

分。為減少導向部分與孔壁的摩擦，

其外徑(即兩條刃帶上)磨有倒錐。切削部分擔負著切削工作，有兩個前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃及一個橫刃組成(3)工作部分(d)圖7.7麻花鉆的結(jié)構(gòu)前

面

副切削刃橫刃

(螺旋槽)

(c)副后面(棱邊)指鉆頭最外緣處螺旋線的切線與鉆頭軸線的夾角，外徑處最大。螺旋角的大小

不僅影響排屑情況，而且它就是鉆頭的軸向前角。(圖7.8)個

→

軸向力和扭矩!

→切削輕快→

切削刃強度和散熱條件↓→刀具壽命↓2.

麻花鉆的幾何參數(shù)(1)螺旋角βm24mPm李=ImKmPββ2πm.-2πR?-8

麻

花

鉆

的

幾

何

參

數(shù)(導

程

)圖7βP。72(2)頂角2φ指兩主切削刃在與它們平行的平面上投影的夾角。標準麻花鉆的頂角一般為118°(圖7.8)2φ

↓→

主切削刃長度↑→

單位切削刃上的負荷及軸向力↓→

有利于散熱，提高鉆頭耐用度→

鉆尖強度↓

而扭矩個主偏角Kr

在主切削刃上選定點的基面內(nèi)度量的假定工作平面與切削平面之間的夾角。主切削刃上各點的主偏角是變化的，愈接近鉆心，主偏角愈小。主偏角與頂角的關(guān)系為：tanK,=tandcosλstmstm——

主切削刃上任意點的端面刃傾角。(3)前角γo是在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基面間的夾角。(圖7.8)由于鉆頭的前刀面是螺旋面，且各點處的基面和正交

平面位置亦不相同，故主切削刃上各處的前角也是不相同

的，由外緣向中心逐漸減小。在圖樣上，鉆頭的前角不予

標注，而用螺旋角表示。(4)后角

αf是在以鉆頭軸線為軸心的圓柱面的切平面內(nèi)測量的切削平面與主后刀面之間的夾角。住切削刃上任一點m

處的后角用

αtm

表示。為改善切削條件，并能與切削刃上變化的前角相適應，而使各點的楔角大致相等，麻花鉆的后角刃磨時應由外緣向中心逐漸增大。由于橫刃前角為負值，因此橫刃的切削條件很差，切削時因產(chǎn)生強烈的擠壓而產(chǎn)生很大的軸向力。對于直徑較大的麻花鉆，

一般都需要修磨橫刃。橫刃角度包括橫刃斜角ψ、橫刃前角yov、

和橫刃后角α(圖7.9)(5)橫刃角度基面圖7.9橫刃的幾何角度鉆削是使用鉆頭在實體材料上加工孔的最常用的方法，其加工精度可達IT12～IT11表面粗糙

度Ra

可達12.5～6.3μm,

可作為攻絲、擴孔、

鉸孔和鏜孔的預備加工。二、

鉆削原理1.鉆削運動由主運動和進給運動所組成。其中，鉆頭(在鉆床上加工時)或工件(在車床上加工時)的旋轉(zhuǎn)運動為主運動；鉆頭的軸向運動為進給運動。(2)進給量f

和每刃進給量af鉆頭或工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，鉆頭相對于工件的軸向位移(或在進給方向的位移量)稱進給量f(mm/r

)。

由于麻花

鉆有兩個切削刃，故每齒進給量為fz=fl2(mm/z)。在基面上垂直于進給運動方向度量的尺寸，它是鉆頭的半徑切削刃上選定點m

相

對于工件的主運動的瞬時速度2.

鉆削用量(3)背吃刀量a

p(1)鉆削速度：(2

)冷卻問題：根據(jù)具體的加工條件，采用合理的冷卻方法。(3)排屑問題在普通鉆削加工中，采用定時回退的方法，把切屑排出；深孔加工中，要通過鉆頭的結(jié)構(gòu)和冷卻措施結(jié)合，由壓力冷卻液把切屑強制排出。①預鉆錐形定心孔②對于大直徑孔(直徑大

于30mm),

分兩次鉆孔③刃磨鉆頭時，盡可能使兩切削刃對稱。3.鉆削的工藝特點(1)導向定心課題二標準麻花鉆的修磨與群鉆一、標準麻花鉆的修磨1.麻花鉆的結(jié)構(gòu)缺陷1)主切削刃各點的前角、后角各不相同，切削能力懸殊；刃傾角和切削速度方向也不同，各點的切屑流出方向不同，不利于切屑的卷曲，(2

)主切削刃全刃參加切削，刃上各點的切削速度不相

等，容易形成螺旋形切削，排屑困難。(3

)螺旋槽使鉆心更細，鉆頭的剛度低；孔的軸線容易偏斜；橫刃前角為負值，鉆削時軸向抗力大，定心困難。(4)刀尖和主、副切削刃交匯處切削速度最高、刀尖角小

，副切削刃后角為零。故刀尖處摩擦最大，磨損最快。2.麻花鉆的刃磨(1)

刃磨過渡刃標準麻花鉆的外緣是主副切削刃的交點，

此處磨損最快。可將該處修磨成雙重頂角，當直徑大于50mm

時，還可磨出三重頂角，也可磨出圓弧刃(相當于多重頂角)

。

由于此類修磨會使變形和切削力增大，故對于塑性大的金屬不宜采用。圖7.10修磨過渡刃1/118°2hd?Mo2φ少0.2do橫刃切削條件差，將原來的橫刃長

度修磨短，

同時修磨出前角，有利于鉆頭的定心和減小軸向力。如圖

所示圖7.11

修磨橫刃(2)修磨橫刃加工硬脆材料時，將靠近外緣處的前刀面磨平一些以減

小前角，如圖(a)所示。加工強度很低的材料時，為了減小切削變形，可在前刀面上磨出卷屑槽，以增大前角如圖(b)所示。(a)(b)(3)

修磨前刀面在鉆削塑性材料或尺寸較大的孔時，為了便于排屑，可在兩主切削刃的后刀面上交錯磨出分屑槽，也可在前刀面上軋制出分屑

槽

，使切屑分割成窄

條

，便于排屑。(4)修磨分屑槽圖7.13修磨分屑槽注意開分屑槽時應注意：a

槽深要大于進給量；

b

兩個主切削刃上后面上的分屑槽徑向位置應錯開。

c分屑槽側(cè)面應

呈圓喇叭形，以保證側(cè)刃(開分屑槽形成的)有

一定的后角，加工軟材料時，為了減小刃帶

與孔壁的摩擦，

對于直徑大于

12mm

以上的鉆

頭

，可根據(jù)圖7.14所示對刃帶進行修磨。(5)修磨刃帶圖7.14

修磨刃帶二、群鉆群鉆是將兩把或兩把以上的同類或不同類的孔加工刀具組合成一體的專用刀具，它能在一次

加工的過程中，完成鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔

和鏜孔等多工序不同的工藝復合，具有高效率、

高精度、高可靠性的成形加工特點。1.群鉆有以下特征：1)可同時或順序加工幾個表面，減少機動和輔助時間

，提高生產(chǎn)率；(2)可減少工件的安裝次數(shù)或夾具的轉(zhuǎn)位次數(shù)，以

減小和降低定位誤差；(3)降低對機床的復雜性要求，減少機床臺數(shù)，節(jié)

約費用，降低制造成本；(4)可保證加工表面間的相互位置精度，加工質(zhì)量高。通常在同時鉆螺紋底孔與孔口倒角，或鉆擴階梯孔時，使用如圖所示的復合鉆。(a)

為高速鋼(b)

為硬質(zhì)合金1

.

復合鉆2.常用群鉆(b)(a)120°15°3.復合鉸小直徑的復合鉸刀可制成整體的，

大直徑的可制成套式的；直徑相差較大時，可制成裝配式的。在組合機床上加工階梯孔、倒角等時，廣泛的使用復

合擴孔鉆2.

復合擴孔鉆圖

7

.

2

7

復

合

鉸

按主切削刃的數(shù)目來分，有單刃深孔鉆

和

多刃深孔鉆；按排屑通道方式來分，有外排屑深孔鉆和內(nèi)

排屑深孔鉆、深孔加工主要解決的是冷卻、導向和排屑三大問題。課題三

深孔加工刀具與鉸刀一、深孔加工刀具1

.

槍

鉆槍鉆最早用于鉆槍孔而得名～，多用于加工直徑較小加工后精度可達IT10～IT8,表面粗糙度值Ra

可達0.2~0.8μm,孔的直線性較好。(1)結(jié)構(gòu)如圖7.15所示

(2)工作原理如圖7.16所示(3

13mm)、長徑比較大

(100～250mm

)

的深孔。E圖7.15

槍鉆的結(jié)構(gòu)B

鉆桿

鉆頭B

B

內(nèi)刃AAIA—AKK放大ψr1

外刃鉆柄切屑的排出切削液的進入圖7.16

槍鉆的工作原理①槍鉆的外刃偏角略大于內(nèi)刃偏角，外刃所受徑向力略大于內(nèi)刃的徑向力。使鉆頭的支撐面始終緊貼孔壁，又鉆頭前面及切削刃不通過中心，避免了切削速度為零的不利情況，并在孔底形成一芯柱，此芯柱在切削過程中具有阻抗徑向振動的作用。具有導向作用，并可防止孔徑擴大。②由于切削液進出路分開，使切削液在高壓下，不受干擾，容易到達切削區(qū)，解決了冷卻、潤滑問題；③刀尖具有偏心e,切削時可起分屑作用，切屑變窄，切削液便于將切屑沖出，排屑容易。2.

錯齒內(nèi)排屑深孔鉆錯齒內(nèi)排屑深孔鉆根據(jù)刀片的鑲嵌方

式一般有焊接式和可轉(zhuǎn)位式，如圖7.19a、b所示。該鉆頭的切削部分呈交錯齒排列(故稱錯齒內(nèi)排屑深孔鉆),其后部的矩形螺紋與中空的鉆桿連接。適用于加工直徑15～180mm

的孔。

其結(jié)構(gòu)和工作原理見下張幻燈片。液封口

進液口鉆桿受液器中心架刀架排液箱圖7.17

錯齒內(nèi)排屑深孔鉆結(jié)構(gòu)及工作原理(a)

(b)噴吸鉆的切削部分與錯齒內(nèi)排協(xié)鉆頭基本相同。它的鉆桿由內(nèi)鉆管及外鉆管組成，內(nèi)外鉆管之間留有環(huán)形空隙。利用的是流體的噴吸效應原理。如圖7.18所示。噴吸鉆是一種新型的高效、高質(zhì)量加工的內(nèi)排協(xié)深孔鉆，用于加工長徑比小于100,直徑為16～65mm

的孔，鉆孔精度為IT10～IT11

,

加工表面粗糙度Ra為0.8～3.2

μm,

孔的

直線度為1000:0.1。3.噴吸鉆切削液進口工件

夾爪中心架

引導架

導向套

支持座前噴嘴鉆頭外鉆管

內(nèi)鉆管

噴嘴連接套08液屑出口圖7.18噴吸鉆套料鉆又叫環(huán)孔鉆，用來加工直徑大于60mm的孔。由于它切下的金

屬少，節(jié)省了金屬材料、刀具和動

力的消耗。生產(chǎn)率高，加工精度也高。因此在重型機械的孔加工中應用較多。料芯

導向塊4

.套料鉆刀齒

刀體口鉸刀是孔的精加工刀具，也可用于半精

加工。鉸孔余量小，常用于鉆孔或擴孔等工序之后。為了提高鉸孔精度，鉸孔時，最好是工件旋轉(zhuǎn)，鉸刀只作進給運動。但也可采

用鉸刀既旋轉(zhuǎn)又進給，工件固定不動的辦法。二、鉸刀一)鉸刀種類和用途1.鉸刀的種類：見圖7.202.用途①鉸削適用于孔的精加工和半

精加工，也可用于磨孔或研孔

前的預加工。②鉸刀是定尺寸刀具，適合于

小直徑孔的精加工和半精加工。圖7.20

鉸刀的

種類(b)機用整體式圓柱絞刀(a)

手用整體式圓柱鉸刀(c)

可調(diào)式手用鉸刀(e)

圓錐精鉸刀(d)

圓錐粗鉸刀鉸刀有工作部分、頸部和柄部組成工作部分包括切削部分和修光部分，

切削部分呈錐形，擔負主要的切削工作；修光部分用于校準孔徑、修光孔壁和導向鉸刀的柄部為夾持和傳遞扭矩的部分，手用鉸刀一般為直柄，機用鉸刀多為錐柄。二)鉸刀的結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)1.鉸刀的結(jié)構(gòu)鉸刀的公稱直徑d?

是指校準部分的圓柱部分的直徑，它應等于被加工孔的基本尺寸dww,

而其工差則與被鉸削孔的公差、鉸刀的制造公差、鉸刀的磨損儲備量H和鉸削過程中孔徑的變形性質(zhì)有關(guān)。鉸刀是定尺寸刀具，直徑及其公差的選取主要取決于被加工孔的直徑及其精度，同時，也要考慮鉸刀的使用壽命和制造成本。1)直徑及其公差G2鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)domax=dmax-Pmaxdomin=dmax-Pmax-Gdomax:

鉸刀的最大極限尺寸；

domin:

鉸刀的最小極限尺寸

；Pmax:

鉸孔時孔的最大擴張量鉸孔時，由工藝系統(tǒng)引起的顫動以及鉸刀的安裝偏差、切削液和積屑瘤等因素的影響，都會使孔徑擴張。這時，鉸刀直徑的極限尺寸可由下式計算：①加工后孔徑擴大domax=dmax+Pmdomin=dmax+Pmax-GPmin

:

鉸孔后孔的直徑最小收縮量鉸削力較大或工件孔壁較薄時，

由于工件的彈性變形或熱變形的

恢

復

，鉸孔后孔徑常會縮小。②加工后孔徑縮小2)

齒數(shù)z及槽形(1)齒數(shù)鉸刀齒數(shù)一般為4～12個。通常在保證刀齒強度的和容屑空間的條件下，應選取較多的齒數(shù)。鉸刀的齒數(shù)和鉸刀的直徑

及加工材料的性質(zhì)有關(guān)。大直徑鉸刀取較多齒數(shù)；加工韌性

材料取較小齒數(shù)；加工脆性材料取較多齒數(shù)。為了便于測量直徑，鉸刀齒數(shù)一般取偶數(shù)。刀齒在圓周上一般為等齒距分

布。在某些特定情況下，也可選用不等齒距結(jié)構(gòu)。(a)(b)

(c)鉸刀的齒槽形式有直線形、折線形和圓弧形三種(分別如圖a

、b

、c)圖7.22鉸刀的齒槽形式(2)鉸刀的齒槽形式鉸刀后角較小(一般α。為6°~8°)。高速鋼鉸刀切削部分的刀齒刃磨后應鋒利不留刃帶，校準部分刀齒則

必須留有0.05～0.3mm

寬的刃帶，以起修光和導向作用，

也便于鉸刀制造和檢驗。一般取0°。粗鉸塑性材料時，為了

減少變形及抑制積屑瘤的產(chǎn)生，可取

Yo=5°

~10°,硬質(zhì)合金鉸刀為防止崩刃，取

γ?=0～5°。(

1

)

前

角Y。(2)

后角

α。3

.鉸刀的幾何角度(3)切削錐角2φ切削錐角主要影響進給抗力的大小、孔的加工精度和表面粗糙度以及刀具耐用度。手用鉸刀取較小的2φ值，

通常φ=1°~3°。對于機用鉸刀，工作時的導向由機床及夾具來保證，故可選用較大的φ值。加工鋼料時φ=30°,加工鑄鐵等脆性材料時φ=6°~10°,加工盲孔時φ=90°。在鉸削塑性材料時，高速鋼直槽鉸

刀切削部分的切削刃，沿軸線傾斜

15°~20°

形成刃傾角入s,它適用

于加工較大的孔。硬質(zhì)合金鉸刀一

般取入s=0°

。鉸削盲孔用帶刃傾角

的鉸刀，但在鉸刀端部開一沉頭孔

以容納切屑，如圖7.23(4)刃傾角入s圖7.23鉸刀齒數(shù)多，心部直徑大，導向性及剛性好。余量小，切削速度低，且具有修光的作用，故加工精度和表面質(zhì)量高。③適應性差一種鉸刀只能用于加工一種尺寸的孔。此外，鉸削對孔經(jīng)

也有限制，一般應

小于80mm。1.鉸削的特點①鉸削精度高②鉸削效率高鉸刀屬于多齒刀

具，其進給量比較大，所以生產(chǎn)效率要高。三)鉸削特點與鉸刀的合理利用2.

鉸刀的合理利用(1)合理選擇鉸刀的直徑(2)鉸刀的裝夾要合理(3)鉸削余量要適中(4)選擇合適的切削用量并合理澆注切削液(5)合理刃磨，并認真璧刀(6)根據(jù)加工對象正確選擇鉸刀的類型小結(jié)1)孔加工刀具的種類和用途：在實體材料上加工的有：麻花鉆、扁鉆、中心鉆和深孔鉆等

。在已有孔的基礎上加工孔的刀具有：擴孔鉆、锪鉆、鏜

刀和鉸刀

。(2)麻花鉆：麻花鉆是用的最多的孔加工刀具，其結(jié)構(gòu)

特點、幾何參數(shù)及其修磨方法是我們掌握的重點。(3)鉸刀：精加工和半精加工刀具，熟知其結(jié)構(gòu)和參數(shù)

的確定，并能合理的使用鉸刀。(4)群鉆：兩把或兩把以上的同類或不同類孔加工刀

具組成為一體的孔加工刀具，具有加工精度高，效率高，

可靠性高等特點模塊六

銑刀課題一

銑刀的種類和用途課題二銑刀的幾何參數(shù)和銑削用量平銑刀是金屬切削刀具中種

類最多的刀具之一，屬于多齒刀具，其每一個刀齒都相當于一把單刃刀具固定在銑刀的回轉(zhuǎn)表面上。銑刀可以按用途分類，也可以按齒背形式分類。課題一

銑刀的種類和用途(a)

(b)

(c)圖三面刃銑刀又稱盤銑刀，刀體的圓周及兩側(cè)環(huán)形端面上均有刀齒，其圓

周刀刃為主切削刃，側(cè)面是副切削刃，只對加工側(cè)面起修光

作用。主要用于加工臺階面和一端或兩端貫穿的淺溝槽。有

直齒(圖8.3a)

斜齒(圖8.3b)

之分，直徑較大的常采用鑲齒結(jié)構(gòu)(圖8