刀具大串烧，让你一次看过够

zjl144 · 发表于 2007-12-20 13:16:32

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刀具：群钻
   将标準麻花钻的切削部分修磨成特殊形状的钻头。群钻是中国人倪志福於1953年创造的﹐原名倪志福钻头﹐后经本人倡议改名为“群钻”﹐寓群眾参予改进和完善之意。标準麻花钻的切削部分由两条主切削刃和一条横刃构成﹐最主要的缺点是横刃和钻心处的负前角大﹐切削条件不利。群钻是把标準麻花钻的切削部分磨出两条对称的月牙槽﹐形成圆弧刃﹐并在横刃和钻心处经修磨形成两条内直刃。这样﹐加上横刃和原来的两条外直刃﹐就将标準麻花钻的“一尖三刃”磨成了“三尖七刃”(见图群钻的几何形状 )。修磨后钻尖高度降低﹐横刃长度缩短﹐圆弧刃﹑内直刃和横刃处的前角均比标準麻花钻相应处大。因此﹐用群钻钻削钢件时﹐轴向力和扭矩分别比标準麻花钻降低30～50％和10～30％﹐切削时產生的热量显著减少。标準麻花钻钻削钢件时形成较宽的螺旋形带状切屑﹐不利於排屑和冷却。群钻由於有月牙槽﹐有利於断屑﹑排屑和切削液进入切削区﹐进一步减小了切削力和降低切削热。由於以上原因﹐刀具寿命(见金属切削原理)可比标準麻花钻提高2～3倍﹐或生產率提高 2倍以上。群钻的三个尖顶﹐可改善钻削时的定心性﹐提高钻孔精度。为了钻削铸铁﹑紫铜﹑黄铜﹑不锈钢﹑铝合金和鈦合金等各种不同性质的材料﹐群钻又有多种变型﹐但“月牙槽”和“窄横刃”仍是各种群钻的基本特点。

滚刀
  刀齿沿圆柱或圆锥作螺旋线排列的齿轮加工刀具﹐用於按展成法加工圆柱齿轮﹑蜗轮和其他圆柱形带齿的工件(见齿轮加工﹑齿轮)。根据用途的不同﹐滚刀分为齿轮滚刀﹑蜗轮滚刀﹑非渐开线展成滚刀和定装滚刀等。
      齿轮滚刀常用的加工外嚙合直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具。加工时﹐滚刀相当於一个螺旋角很大的螺旋齿轮﹐其齿数即为滚刀的头数﹐工件相当於另一个螺旋齿轮﹐彼此按照一对螺旋齿轮作空间嚙合﹐以固定的速比旋转﹐由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的齿形。常用的滚刀大多是单头(见螺纹)的﹐在大量生產中﹐为了提高生產效率也常採用多头滚刀。单头滚刀转一转﹐齿轮绕本身轴线转过一个齿﹔多头滚刀转一转﹐齿轮转过的齿数与滚刀头数相等。
      中小模数的滚刀在螺旋昇角小於5°时﹐常製成直容屑槽﹐便於製造和刃磨﹔螺旋昇角大的滚刀常製成螺旋容屑槽﹐以免刀齿的一侧刃以大负前角(见刀具)切削的不利情况。
      用高速钢製造的中小模数齿轮滚刀一般採用整体结构。模数在10毫米以上的滚刀﹐为了节约高速钢﹑避免锻造困难和改善金相组织﹐常採用镶片结构(图1 齿轮滚刀 )。镶片滚刀的结构形式很多﹐常用的为镶齿条结构﹐即刀齿部分用高速钢製成齿条状﹐热处理后紧固在刀体上。用硬质合金製造滚刀﹐可以显著提高切削速度和切齿效率。整体硬质合金滚刀已在鐘錶和仪器製造工业中广泛地用於加工各种小模数齿轮。中等模数的整体和镶片硬质合金滚刀已用於加工铸铁和胶木齿轮。模数小於 3毫米的硬质合金滚刀也用於加工钢齿轮。硬质合金滚刀还可加工淬硬齿轮(硬度为 HRC50～62)。这种滚刀常採用单齿焊接结构﹐製有30°的负前角﹐切削时刮去齿面的一层留量。
      国际标準把滚刀的精度等级分为 AA级﹑A级和 B级。为了加工特别精密的齿轮﹐有的国家还有AAA级滚刀。在切齿过程中﹐滚刀的製造误差主要影响齿轮的齿形误差和基节偏差。
      剃齿前加工齿轮齿形用的滚刀称为剃前滚刀。剃前滚刀的齿形﹐要按剃齿餘量形式的要求製成特殊的形状(图2 剃前滚刀的齿形 )。齿顶带凸角﹑齿根带倒角的滚刀齿形是一种较常用的留剃形式﹐它使被加工齿轮的齿根处有些根切﹐齿顶处有些倒角﹐中间部分剃齿餘量均匀。(见彩图硬齿面齿轮的精加工刀具─

─硬质合金刮削滚刀 ﹑ 齿轮加工刀具──滚刀﹑插齿刀﹑剃齿刀 )

銼刀
      表面上有许多细密刀齿﹑用於銼光工件的手工工具。銼刀的应用很早﹐已发现的最古老的銼刀是公元前1500年左右埃及的青铜製銼刀。现代的銼刀一般採用碳素钢经轧製﹑锻造﹑退火﹑磨削﹑剁齿和淬火等工序加工而成。它的品种很多。按用途分有﹕普通钳工銼﹐用於一般的銼削加工﹔木銼﹐用於銼削木材﹑皮革等软质材料﹔整形銼(什锦銼)﹐用於銼削小而精细的金属零件﹔刃磨木工锯用銼刀﹔专用銼刀﹐如銼修特殊形状的平形和弓形的异形銼。銼刀按剖面形状分有扁銼﹑方銼﹑半圆銼﹑圆銼﹑三角銼﹑菱形銼和刀形銼等(见图各种銼刀 )。銼刀按銼纹形式分单纹銼和双纹銼两种。单纹銼的刀齿对轴线倾斜成一个角度﹐适於加工软质的有色金属﹔双纹銼刀的主﹑副銼纹交叉排列﹐用於加工钢铁和有色金属。它能把宽的銼屑分成许多小段﹐使銼削比较轻快。銼刀按每10毫米长度内主銼纹条数分为Ⅰ～Ⅴ号﹐其中Ⅰ号为粗齿銼﹐Ⅱ号为中齿銼﹐Ⅲ号为细齿銼﹐Ⅳ号和Ⅴ号为油光銼﹐分别用於粗加工和精加工。金刚石銼刀没有銼纹﹐只是在銼刀表面电镀一层金刚石粉﹐用以銼削淬硬金属。
专用於切削各种锥齿轮齿形的齿轮加工刀具。锥齿轮加工刀具按被切齿轮的种类可分为直齿锥齿轮刀具﹑弧齿锥齿轮刀具和延长外摆线锥齿轮刀具3

zjl144 · 发表于 2007-12-20 13:17:11

直齿锥齿轮刀具主要有成对刨刀﹑成对铣刀盘﹑拉-铣刀盘和锥齿轮定装滚刀等(图1 直齿锥齿轮刀具 )。
      成对刨刀常用於加工模数为 0.3～20毫米的直齿锥齿轮。刨刀的齿形角等於被切齿轮的公称压力角﹐刀体上有前角﹐但无后角(见刀具)。工作后角是靠刨刀斜装於刀座而获得。加工时﹐两把刨刀分布在相邻齿槽内加工一个轮齿的两侧面。
      成对铣刀盘工作原理与成对刨刀基本相同(见齿轮加工)﹔但刀盘直径大(150～600毫米)﹑齿数多﹐生產率较刨齿高2～4倍。在加工齿轮时﹐齿数相等的两把铣刀盘在同一齿槽内分别切出左右侧面的齿形。但刀齿互相错开﹐一把铣刀盘的刀齿斜插在另一铣刀盘的两齿间。刀盘的直线切削刃分布在一个3°30左右的凹锥面上﹐因此能方便地切出鼓形齿﹐有利於嚙合。
      拉-铣刀盘用於加工模数为6毫米以下的直齿锥齿轮﹐刀盘直径为400～600毫米。刀体上装有15～17个扇形刀块﹐每块上有4～5个刀齿。粗切刀齿的顶刃逐渐昇高﹐齿昇量约为0.1毫米﹐它们逐渐地切入齿轮的齿槽直到全部深度﹐粗切刀齿部分最后7个刀齿的顶刃没有齿昇量﹐只用於修整齿槽的两侧面和槽底。粗切刀齿一般有18～20个﹐顶刃没有齿昇量。在精切刀齿前的缺口内﹐可安装一把成形刀﹐对齿顶进行倒角。拉-铣刀盘的切削是拉削和铣削的复合过程﹐是粗﹑精加工的混合过程。工作时刀盘一面旋转﹐同时作左﹑右往復移动。刀盘转一转可切好一个齿槽﹐生產率很高。拉-铣刀盘的刀齿均製成半径相等﹑但圆心位置不同的圆弧。刀齿是铲背的﹐用钝后刃磨前面。
      锥齿轮定装滚刀用於在具有专门附件的滚齿机上加工小模数等高齿直齿锥齿轮﹐一般有两个刀齿﹐相隔180°。它们在按一定的速比转动时﹐在两个不同的位置上分别切出齿槽的两侧。
      弧齿锥齿轮铣刀盘又称格利森 (Gleason)铣刀盘﹐用於加工模数为 0.5～15毫米的弧齿锥齿轮。常用的刀盘公称直径为12.7～457.2毫米(1/2～18英寸)﹐共有10个规格。12.7～50.8毫米(1/2～2英寸)的铣刀盘製成整体式﹐直径较大的製成镶齿式(图2 弧齿锥齿轮铣刀盘 )。铣刀盘可分为粗切刀盘和精切刀盘两类。粗切刀盘有双面(装有内切和外切两组刀齿)和三面(装有内切﹑外切和顶切三组刀齿)两种。精切刀盘有单面(仅有内切或外切中的一种刀齿)和双面两种。粗切刀盘要求刀齿多﹑刚性好﹐刀盘背后有支承环承受刀齿的切削力﹔精切刀盘要求精度高﹐有垫片和斜楔﹐可精确调整刀齿的径向位置。各种刀盘上的刀齿切削刃都是直线形﹐有一定的齿形角﹐刀齿须按计算的刀号选用﹐以得到正确的配对齿形﹐并採用铲背式﹐使刀齿重磨后的径向位置和齿形角保持不变。随著高效铣齿机的发展﹐出现了几种新型铣刀盘﹐如粗切用高刚性铣刀盘﹑楔装式铣刀盘﹐此外还有在半滚切法中加工大轮时採用的圆柱刀刀盘和螺旋成形法刀盘等。

自动开合螺纹切头
  切削部分在工作行程终了时能自动张开或收缩的螺纹加工工具﹐包括加工外螺纹用的自动张开板牙头和加工内螺纹的自动收缩丝锥。自动开合螺纹切头快速退刀时﹐工件或刀具不必反转。自动开合螺纹切头常有4个梳形刀头(见图自动开合螺纹切头的类型 )。自动张开板牙头按梳刀的形状分圆梳刀式和平梳刀式两类﹐后者按梳刀进给(见机床)方向又分径向的和切向的两种。普通的圆梳刀式自动张开板牙头可加工直径为 4～60毫米的外螺纹。自动收缩丝锥只有径向平梳刀式一种﹐通常用於加工直径在36毫米以上的螺孔。按使用方式﹐自动开合螺纹切头有旋转式和非旋转式两种﹐分别用於自动车床﹑转塔车床﹑钻床和套丝机等机床上。自动开合螺纹切头在切削螺纹时﹐由机床的主轴或刀架带动完成工作行程﹐在工作行程终了时﹐固定在机床上的挡铁拨动螺纹切头上的拨叉或卡箍﹐触发刀头动作机构﹐使四个刀头同时张开或缩拢﹐刀头的位置可根据加工的螺纹尺寸準确地调整。自动开合螺纹切头的梳刀通常是用高速钢经磨製而成﹐精度较高。梳刀能自动张开或收缩﹐故生產率高﹐虽结构复杂﹐但应用仍很广泛。与自动张开板牙头相类似的还有自动开合螺纹滚压头﹐它利用金属的塑性变形滚压出螺纹。

扳手
      利用槓桿原理拧转螺栓﹑螺钉﹑螺母和其他螺纹紧固件的手工工具。扳手通常在柄部的一端或两端製有夹持螺栓或螺母的开口或套孔。使用时沿螺纹旋转方向在柄部施加外力﹐就能拧转螺栓或螺母。
      扳手通常用碳素结构钢或合金结构钢製造。图各类扳手为常用的几种扳手类型。
      呆扳手一端或两端製有固定尺寸的开口﹐用以拧转一定尺寸的螺母或螺栓。
      梅花扳手两端具有带六角孔或十二角孔的工作端﹐适用於工作空间狭小﹐不能使用普通扳手的场合。
      两用扳手一端与单头呆扳手相同﹐另一端与梅花扳手相同﹐两端拧转相同规格的螺栓或螺母。
      活扳手开口宽度可在一定尺寸范围内进行调节﹐能拧转不同规格的螺栓或螺母。
      鉤形扳手又称月牙形扳手﹐用於拧转厚度受限制的扁螺母等。
      套筒扳手它是由多个带六角孔或十二角孔的套筒并配有手柄﹑接杆等多种附件组成﹐特别适用於拧转地位十分狭小或凹陷很深处的螺栓或螺母。
      内六角扳手成Ｌ形的六角棒状扳手﹐专用於拧转内六角螺钉。
      扭力扳手它在拧转螺栓或螺母时﹐能显示出所施加的扭矩﹔或者当施加的扭矩到达规定值后﹐会发出光或声响信号。扭力扳手适用於对扭矩大小有明确地规定的装配工作。

板牙
   加工或修正外螺纹的螺纹加工工具。板牙相当於一个具有很高硬度的螺母﹐螺孔周围製有几个排屑孔﹐一般在螺孔的两端磨有切削锥。板牙按外形和用途分为圆板牙﹑方板牙﹑六角板牙和管形板牙(见图板牙的类型 )。其中以圆板牙应用最广﹐规格范围为M0.25～M68毫米。当加工出的螺纹中径超出公差时﹐可将板牙上的调节槽切开﹐以便调节螺纹的中径。板牙可装在板牙扳手中用手工加工螺纹﹐也可装在板牙架中在机床上使用。板牙加工出的螺纹精度较低﹐但由於结构简单﹑使用方便﹐在单件﹑小批生產和修配中板牙仍得到广泛应用。


剃齿刀
齿面上开有许多形成切削刃的窄槽﹐按螺旋齿轮嚙合原理加工工件的齿轮形齿轮加工刀具。在加工时﹐刀具从齿轮的齿面上切下鬍鬚状的细切屑﹐故称剃齿刀。剃齿刀用於在滚齿﹑插齿(见齿轮加工)后对轮齿进行精加工。常用的盘形剃齿刀像一个淬硬的斜齿圆柱齿轮(图1 盘形剃齿刀 )﹐齿面上的沟槽有两种形式﹕一种是在整个齿圈上开有圆环形或螺旋形的通槽﹐槽的截面可以是矩形﹐也可以是梯形﹐这种剃齿刀用钝后只刃磨前面(槽部)﹐齿形和外径都不改变﹐由於通槽不能做得太深﹐只适用於模数小於1.75毫米的剃齿刀﹔另一种为两侧面的沟槽不通﹐是用梳形插刀分别插出来的﹐为使插刀能够退刀﹐在每个齿的齿根处钻有倾斜的小孔。这种剃齿刀用钝后需重磨齿形和齿顶圆柱面。
      为了减小每个齿的切削负荷﹐剃齿刀的齿数较多﹐一般取质数﹐以避免与被切齿轮的齿数有公因数﹐否则剃齿刀的误差将复印到被加工齿轮上去。剃齿刀的精度按国际标準有AA级﹑A级和B级3种。在实际生產中﹐用正确的渐开线齿形的剃齿刀剃出的齿轮齿形﹐往往在齿轮的节圆附近偏离正确的渐开线﹐向内凹进﹐偏差约0.01～0.03毫米﹐直齿齿轮的齿形偏差要比斜齿轮大些。为了使工件得到正确的渐开线齿形﹐剃齿刀的齿形应经过修正﹐在大量生產中都是通过实验的方法来决定剃齿刀的齿形修正曲线。
      剃齿刀可以加工直齿和斜齿的内﹑外圆柱齿轮﹐生產效率高﹑加工表面光洁。此外﹐还有加工精密蜗轮用的蜗轮剃齿刀(图2 蜗轮剃齿刀 )﹐其基本蜗杆的类型和参数均应与蜗轮相匹配的工作蜗杆(见蜗杆传动)相同。它与齿轮剃齿刀一样﹐在螺旋面上开有许多窄的沟槽﹐以形成切削刃并容纳切屑。蜗轮剃齿刀难於製造﹐只有在加工精度要求很高的蜗轮时才使用。(见彩图齿轮加工刀具──滚刀﹑插齿刀﹑剃齿刀 )

套料钻
   以环形切削方式在实体材料上加工孔的钻头。套料加工能留下料芯﹐可以节约材料﹐减少机床的动力消耗。当需要从材料中心取出试样作性能检验时﹐套料钻是别种刀具所不能代替的。套料钻通常用於加工直径60毫米以上的孔﹐套料深度可达十几米。套料钻有外排屑和内排屑两种(见深孔钻)。外排屑套料钻的主要优点是所需的切削液系统的设备简单﹐但钻杆直径较小﹐因而强度和刚度较差﹐多用於单件小批生產﹔内排屑套料钻依靠切削液的压力﹐将切屑从钻杆中衝出﹐因此需要配备较为复杂的供液系统和解决密封问题﹐但生產率高﹐适用於成批生產。套料钻(见图多齿外排屑套料钻 )可有一个或多个高速钢或硬质合金刀头﹐刀体上装有导向块﹐以防止切削时振动和减小孔的偏斜。导向块用硬质合金﹑胶木或尼龙等耐磨材料製造。刀体与管状钻杆可用焊接或特殊方牙螺纹联接。为了保证排屑畅通﹑降低切削负荷﹐套料钻各个刀头的刀刃被设计成不同的形状﹐使切屑分得较窄﹐同时在各个刀齿的前面上磨有断屑台﹐使切屑碎断。对大直径的盲孔套料时﹐需要用专门的切断装置﹐使料芯与本体分离。

zjl144 · 发表于 2007-12-20 13:17:46

深孔钻
专门用於加工深孔的钻头。在机械加工中通常把孔深与孔径之比大於6的孔称为深孔。深孔钻削时﹐散热和排屑困难﹐且因钻杆细长而刚性差﹐易產生弯曲和振动。一般都要藉助压力冷却系统解决冷却和排屑问题。深孔钻按排屑方式分为外排屑和内排屑两类。外排屑的有枪钻﹑深孔扁钻和深孔麻花钻等﹔内排屑的因所用的加工系统不同﹐分BTA(Boring and Trepanning Association)深孔钻﹑喷射钻和DF(double feeder)深孔钻3种(见图几种不同的深孔钻 )。枪钻﹕只有一个切削部分﹐最早用於加工枪管。钻削时﹐切削液从钻杆中间进入﹐经钻头头部的小孔喷射到切削区﹐然后带著切屑从钻头的V形沟槽中排出。枪钻适用於加工孔径2～20毫米﹑孔深与孔径之比大於100的深孔。BTA深孔钻﹕切削液从钻杆与孔壁的间隙处送入﹐靠切削液的压力将切屑从钻杆的内孔中排出。BTA深孔钻适用於钻削孔径6毫米以上﹐孔深与孔径之比小於100的深孔﹐其生產效率比枪钻高3倍以上。喷射钻﹕一种多刃内排屑深孔钻﹐有内﹑外两层钻管﹐大部分切削液从内﹑外钻管的间隙中进入切削区﹐然后连同切屑进入内管﹔另一小部分切削液则经由内管尾端的月牙形孔进入内管﹐產生喷射效应﹐形成低压区﹐帮助抽吸切屑。喷射钻不要求严格的切削液密封装置﹐适用於钻削直径18毫米以上﹑孔深和孔径比小於100的深孔。DF深孔钻﹕这种钻头吸收了BTA深孔钻和喷射钻的优点﹐採用单管﹐排屑靠推压和抽吸双重作用﹐提高了排屑能力﹐可钻削孔径在8毫米以上的深孔。
      枪钻常用高速钢或硬质合金製造。各类内排屑深孔钻可根据尺寸大小﹐採用焊接或机械夹固式可转位硬质合金刀片的结构。深孔钻上的导向块起导向和定心作用﹐减少钻孔的偏斜和切削时的振动。深孔钻的刀齿和导向块的布置主要考虑分屑和切削时径向力的平衡。刀体与钻杆可用焊接或方牙螺纹联接。

插齿刀
一种齿轮形或齿条形齿轮加工刀具。插齿刀用於按展成法(见齿轮加工)加工内﹑外嚙合的直齿和斜齿圆柱齿轮。插齿刀的特点是可以加工带台肩齿轮﹑多联齿轮和无空刀槽人字齿轮等。特形插齿刀还可加工各种其他廓形的工件﹐如凸轮和内花键等。(见彩图特殊形状插齿刀及其所加工的工件 ﹑ 特殊形状插齿刀及其所加工的工件 ﹑ 齿轮加工刀具──滚刀﹑插齿刀﹑剃齿刀 )
      插齿刀按外形分为盘形﹑碗形﹑筒形和锥柄4种(图1 插齿刀的类型 )。盘形插齿刀主要用於加工内﹑外嚙合的直齿﹑斜齿和人字齿轮。碗形插齿刀主要加工带台肩的和多联的内﹑外嚙合的直齿轮﹐它与盘形插齿刀的区别在於工作时夹紧用的螺母可容纳在插齿刀的刀体内﹐因而不妨碍加工。筒形插齿刀用於加工内齿轮和模数小的外齿轮﹐靠内孔的螺纹旋紧在插齿机的主轴上。锥柄插齿刀主要用於加工内嚙合的直齿和斜齿齿轮。
      为了產生后角(见刀具)和重磨后不影响所加工齿轮的齿形﹐在垂直於插齿刀轴线的各剖面内做成变位齿轮的形状﹐变位係数X 由前端面向后端面逐渐减小﹐并由正变负(图2 插齿刀不同剖面中的齿形 )。插齿刀在使用中受到一些限制。齿轮根切的限制﹕插齿刀的齿顶在切削过程中切入被切齿轮根部的渐开线齿形时称为根切﹐被加工齿轮的齿数越少﹐根切的可能性就越大。齿轮顶切的限制﹕顶切是指被切齿轮的齿顶进入插齿刀根部齿形以内而被切去齿顶的现象﹐插齿刀齿数和变位係数越小越容易產生顶切。齿轮过渡曲线干涉的限制﹕插齿刀在切齿时﹐不能在整个齿面上切出渐开线齿形﹐在齿轮根部是过渡曲线。插齿刀齿数越少﹑齿形变位係数越大﹐则过渡曲线就越长﹐如配对齿轮的齿顶与该过渡曲线接触即產生干涉。对加工内齿轮的插齿刀﹐则还应考虑插齿刀在径向切入过程中不发生顶切的限制。
      标準插齿刀的精度按国际标準分为AA级﹑A级和B级3种﹐在通常条件下分别用於加工6﹑7和8级精度的齿轮。为加工需要再剃齿或磨齿的齿轮﹐要分别使用剃前或磨前插齿刀﹐使齿轮齿面留有一定的加工餘量﹐因此这些插齿刀的齿形需要专门设计。
      在加工外嚙合和内嚙合的斜齿轮和人字齿轮时﹐需要用斜齿插齿刀。加工一对外嚙合的斜齿圆柱齿轮时﹐需要用两把斜齿插齿刀﹐其旋向与被加工齿轮相反﹔加工一对内嚙合的斜齿圆柱齿轮时﹐加工内齿斜齿轮的刀具与齿轮的旋向相同。斜齿插齿刀由於刀齿倾斜﹐两侧刃的前角相差很大﹐一侧为正前角﹐另一侧为负前角﹐为了改善插齿刀的工作条件﹐需要採用特殊的刃磨。

铣削、铣床与铣刀
铣削用旋转的铣刀作为刀具的切削加工。铣削一般在铣床或镗床上进行，适于加工平面、沟槽、各种成形面(如花键、齿轮和螺纹)和模具的特殊形面等。铣削的特征是：①铣刀各刀齿周期性地参与间断切削；②每个刀齿在切削过程中的切削厚度是变化的。图1是几种常见的铣削加工方式。
图1 几种常见的铣削方式切削速度v(米/分)是铣刀刃的圆周速度。铣削进给量有3种表示方式：①每分钟进给量vf(毫米/分)，表示工件每分钟相对于铣刀的位移量；②每转进给量f(毫米/转)，表示在铣刀每转一转时与工件的相对位移量；③每齿进给量af(毫米/齿)，表示铣刀每转过一个刀齿的时间内工件的相对位移量。铣削深度ap(毫米)是在平行于铣刀轴心线方向测量的铣刀与工件的接触长度。铣削切削弧深度ae(毫米)是垂直于铣刀轴心线方向测量的铣刀与工件接触弧的深度。用高速钢铣刀铣削中碳钢的切削速度一般为20～30米/分；用硬质合金铣刀可达60～90米/分。

图2 两种周铣方式
图3 三种端铣方式铣削一般分周铣和端铣两种方式。周铣(图2)是用刀体圆周上的刀齿铣削，其周边刃起切削作用，铣刀的轴线平行于工件的加工表面。端铣(图3)是用刀体端面上的刀齿铣削，周边刃与端面刃同时起切削作用，铣刀的轴线垂直于一个加工表面。周铣和某些不对称的端铣又有逆铣和顺铣之分。凡刀刃切削方向与工件的进给运动方向相反的称为逆铣；方向相同的称为顺铣。逆铣时，铣刀每齿的切削厚度是从零逐渐增大，所以刀齿在开始切入时，将与切削表面发生挤压和滑擦，这对铣刀寿命和铣削工件的表面质量都有不利影响。顺铣时的情况正相反，所以顺铣能提高铣刀寿命和铣削表面质量，并能减小机床的功率消耗。但顺铣时铣刀所受的切削冲击力较大，当机床的进给传动机构有间隙或铸锻毛坯有硬皮时不宜采用顺铣，以免引起振动和损坏刀具。  铣刀是一种多齿刀具，同时参与切削的切削刃总长度较长，并可使用较高的切削速度，又无空行程，故在一般情况下铣削的生产率比用单刃刀具的切削加工(如刨削、插削)为高，但铣刀的制造和刃磨较为困难。普通铣削的加工精度不高，一般粗铣精度为IT11～10，表面粗糙度为Ra20～2.5微米；精铣精度可达IT9～7，表面粗糙度为Ra2.5～0.16微米。

zjl144 · 发表于 2007-12-20 13:19:00

铣床用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。
简史最早的铣床是美国人E.惠特尼于1818年创制的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗，J.R.于1862年创制了第一台万能铣床，是为升降台铣床的雏形。1884年前后出现了龙门铣床。20世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。
类型铣床种类很多，一般按布局形式和适用范围加以区分。①升降台铣床：有万能式、卧式和立式等，主要用于加工中小型零件，应用最广。②龙门铣床：包括龙门铣镗床龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件。③单柱铣床和单臂铣床：前者的水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；后者的立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。两者均用于加工大型零件。④工作台不升降铣床：有榘形工作台式和圆工作台式两种，是介于升降台铣床和龙门铣床之间的一种中等规格的铣床。其垂直方向的运动由铣头在立柱上升降来完成。⑤仪表铣床：一种小型的升降台铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件。⑥工具铣床：用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。⑦其他铣床：如键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，是为加工相应的工件而制造的专用铣床。按控制方式，铣床又分为仿形铣床、程序控制铣床和数字控制铣床。

图4 各种铣刀铣刀用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。铣刀按用途区分有多种常用的型式(图4)。①圆柱形铣刀：用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；细齿铣刀适用于精加工。②面铣刀：用于立式铣床、端面铣床或、龙门铣床、上加工平面，端面和圆周上均有刀齿，也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。③立铣刀：用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给。④三面刃铣刀：用于加工各种沟槽和台阶面，其两侧面和圆周上均有刀齿。⑤角度铣刀：用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种。⑥锯片铣刀：用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有15’～1°的副偏角。此外，还有键槽铣刀燕尾槽铣刀 T形槽铣刀和各种成形铣刀等。铣刀的结构分为4种。①整体式：刀体和刀齿制成一体。②整体焊齿式：刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成，并钎焊在刀体上。③镶齿式：刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头，也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式；刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。④可转位式：这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。

用于高速高精度切削的“ZMAC”镗刀头
最近几年，材料技术和涂层技术的显著进步使得用于高速切削的刀片迅速普及。但是，将传统的镗刀头与高速切削用的刀片组合使用时，会出现不能满足加工精度(特别是圆度、表面粗糙度) 或刀片寿命缩短的情况。这是高速回转时离心力的影响导致刀尖稍微弯曲，因为传统的镗刀头是面向中低速用刀片、在没有考虑高速回转离心力的影响下开发的。

传统的镗刀头中，刀片的后背没有支撑(即调整直径越大刚性越低)，刀筒的夹紧只有镗刀杆中心一个位置。而ZMAC型镗刀头对刀尖的后背和头部本体进行了两面定位(肩部支撑)，让刀筒的夹紧位置更接近刀尖(口部锁紧)，这样就可以避免高速回转时离心力的影响，可进行高速高精度的镗孔加工，并通过肩部支撑来抑制微小振动，大幅提高刀片的寿命。

刀筒螺纹部的硬度是HRC 50-55，经超精密研磨精加工而成，刻度圆盘螺母的内螺纹具有经特殊淬火处理的HV 800的硬度。因为是高硬度和高精度螺纹的组合，主螺纹可实现零磨损，从而使该结构在耐久性和直径调整的精度方面卓越非凡。加工直径的调整范围可由11种镗刀头组合来实现φ16mm~180mm的部件切削任务。关于刀片种类，备有精加工切削用的三角刀片和半精加工切削用的菱形刀片。尽管可以对应高压中心贯通冷却，但对精加工切削推荐使用低压冷却(因为使用高压冷却时，由于高压，加工物和刀尖间产生的微小振动可能会导致表面粗糙度偏高)。

另外，对于铝材的超高速切削，可选用淬火轻合金(铝质刀身)的ZMACα型镗刀头，用平衡铅来实现其平衡。目前，这种铝质刀身的镗刀头的用途不仅仅局限于超高速切削，它的适用范围正在不断扩大。为了使切削上一个精度等级，镗刀头自身也将大型化。但是，加工中心的自动换刀速度越来越快，并且由于内置主轴马达的采用，主轴自身也在不断变轻变小，可以使用的把持部的重量及重量力矩的限制将越来越严格。为了使把持部变轻，大直径及复合镗刀头有采用铝质刀身的倾向，当然，指定加工直径下取得动平衡的镗刀头、中心贯通冷却规格等也是时代的要求。

ZMAC镗刀头是用斜规将镗刀轴本体和镗刀头夹紧的模块类型。一般来说，模块类型的镗刀杆是欧洲工具的主流，不过它的夹紧方式却因各个厂家要求的不同而千差万别。我公司采用最简单的、紧固刚性高并且重复精度高的方式：用斜面前端的螺栓(前端斜面是非常缓的斜面)拉进刀柄，让端面大端径紧密接触，这样，基本上单个镗刀头的预装成为可能，不管交换多少次，刀尖的位置误差都在3μｍ以内。而且，为使镗刀轴本体驱动键的相位与镗刀头刀尖的相位能够改变，在镗刀轴本体的圆周方向上，每90 有3个固紧用的部位，刀头处有2个。

在模块类型的镗刀杆配合使用的本体轴、斜规及头部的选用上，选用步骤错误的用户还有很多。特别是当中间有干涉物或仅深处直径小的时候，只按基准线测出的有效长度来组合刀柄颈部下端的细的基本把持部和小径斜规的用户很多。模块类型的正确选用步骤如左下图所示，不要弄错加工孔的深度和基准线测出的有效长度很重要。根据这个步骤，可以选到最适合于加工特点的高刚性镗刀杆。对于型号为BT40(MBT40)和NC5-63的刀柄，推荐使用Q26型(固紧孔径26mm，轴径50mm)的基本把持部，可用于最大到φ70mm的粗/精加工的交替镗孔。对于BT50(MBT50)和NC5-85/100，推荐使用Q42型(固紧孔径42mm，轴径83mm)，可用于最大到φ180mm的交替镗孔。即使镗刀轴本体的手柄形状(BT40，MBT40,NC5-63等)不同，镗刀头和斜块也可以共用，镗刀头和斜块也可以共用，因模块的固紧方式是一致的，紧急的时候，用户也可以提出制作特殊的镗刀头。

zjl144 · 发表于 2007-12-20 13:20:20

新开发的高速切削车刀
目前车削刀具的一个发展趋势是，继续开发高速和大走刀量切削刀具。

KB9640
KC5510 Kennametal公司的KB9640是一种表面涂覆有CVD铝合金多层镀层的整体式CBN车刀。据称，CVD铝合金多层镀层具有较好的抗裂韧性和优良的对扩散和氧化的化学磨损和月牙洼磨损的综合抵抗能力，加上坚韧的CBN底层更适合用于较大切削深度下的高可靠性和高效率加工。因而其主要用途是对珠光体灰口铸铁材料进行大功率的粗、精加工和对淬硬钢、冷硬铸铁及硬镀层材料进行粗加工。  该公司还为航空航天、医疗器械及食品制造业用材料的大批量加工开发出几种新型硬质合金刀具。其中KC5510和KC5525以具有纳米晶粒、可进行大功率切削及表面涂覆有高性能TiAlN涂层为主要特点，并能在高切削速度下延长刀具使用寿命，加上断屑器的微观几何形态设计，可保证非常高的切削稳定性和优良的工件表面粗糙度。  铸铁的高速加工可使用Kyocera陶瓷公司新开发的CA4010硬质含金刀具。该刀具的一大特征是具有多层复合涂覆表面。最表层为能抵抗氧化的TiN涂层；中间为较厚的微细晶粒Al2O3薄膜，以在高切削速度下进一步防止刀具表面氧化；底层为TiCN涂层，能抵抗刀具的破损和微裂纹产生。刀具还设计有新的ZS型断屑槽几何形状，据称能提高刀片的切削稳定性及切削刃强度，减少加工中的振动，适用于间断及重载切削。  专利的Xcel刀具由Sandvik生产，其主要结构特点是使用80°刀片进行加工。据介绍它能提供高速加工，与菱形刀片相比，更适用于半粗加工超耐热合金和钛合金。据称加工中，80°刀片能同正方形刀片一样，使用45°的切入角进行加工，具有编程容易和能减少刀具磨损的优点。该刀具还具有能够加工复杂形状零件的拐角处、在有限空间提供优良的可接近性及能够在两个方向进行加工的特点。与圆形刀片相比，具有能减少径向力和保持切屑厚度不变等特点。

CoroTure XS 此外，Sandvik公司还新推出CoroTure XS特小型车刀，用于车削内槽和小螺纹(如孔直径为f1mm的螺纹)。当在瑞士CNC机床上使用、刀片装进镗杆镗孔时，需有冷却液供给，以改进排屑性能和有效冷却切削刃。铝杆供应的直径范围为f10～f25.4mm。  有时，零件本身而非加工材料的尺寸变化使刀具在加工中产生问题。Seco-Carboloy公司新研制的TP3000，就是用于具有较大尺寸变化的零件车削。据称它可对单件小批量或大批量的大型零件毛坯进行间断切削和高进给速度加工。  对于高生产率车削加工，由Iscar新开发的HeliTurn系统的主要特征是能沿切线方向夹紧螺旋形切削刃刀片。在切削钢件时，能达到8mm的切削深度和较大走刀量(约1.2mm/r)。刀片的4个螺旋形切削刃保证了正径向前角，从而产生较小的切削力，提高了刀具使用寿命和切削刃口的高稳定度。系统备有能安装25或32mm见方的刀具柄部刀夹。

新开发的高效铣削刀具
为适应高效铣削的市场需要，各国著名刀具制造公司新研发出以下几种先进刀具：  Ceratizit公司(位于美国南卡罗来纳州的哥伦比亚市)开发的HSC-11铣削系统，具有以下3个特点：①能在56000rpm的高主轴转速下加工，切除率高达 3500cm3/min；②铣削系统中使用的刀片结构及形状都经过精心设计，并经微米级的超精加工；③可用于在各种条件下加工各种材料。

KC935M
CoroMill 210
F4042
F4033 Kennametal公司(位于宾夕法尼亚州的Latrobe)推出的硬质合金铣刀，据说在加工黑色金属材料时，能提高刀具使用寿命30%。KC935M硬质合金铣刀主要用于钢和球墨铸铁的干式或湿式切削。KC915M硬质合金铣刀主要用于灰铸铁和球墨铸铁的轻到中载切削。两种刀具表面都采用了中温CVD(MTCVD)新技术涂覆的多层复合涂层，并对涂层进行了后处理，极好地提高了涂层的附着力，降低了摩擦系数，提高了涂层质量。
  Walter公司(位于威斯康辛州的Waukesha)开发出用于端面和台阶铣削的Xtra-tec铣刀系列。其中，F4033型端铣刀，选用的是具有8个有效切削刃的双面正方形刀片，由于刀片的结构对称、受力均匀，所以特别适合于朝左右两个方向转位交换(切削刃)，使用非常方便。F4042型通用台阶式铣刀，以具有大正前角为主要特点。大正前角铣刀能使切削力降低，功率消耗减少，表面粗糙度降低，是粗、精加工钢制零件和铸件的最好选择。  几家公司最近将新开发的插铣法(plunge-cut milling)运用于新型铣刀的设计中，以便进一步提高铣刀的加工功能。其中 Sandvik Coromant公司的 CoroMill 210型铣刀就是复合了端铣和插铣两种功能，能使进给速度提升为4mm/齿。在端铣时，则可使切除量提升至1400cm3/min，还能对零件的较深型腔和外型深台阶采用插铣法进行加工。目前该铣刀提供的尺寸规格范围是f25～f82mm。同时研制出插铣刀的还有Stellram公司(位于田纳西州的LaVergne)。该公司新研制的7791 V S刀具，据说能比传统的轮廓铣削提高10倍以上生产效率，是轮廓粗铣和半精加工黑色金属和有色金属材料的理想刀具。该系统使用具有4个切削刃的刀片，根据加工直径的不同，径向切削深度最大达8～11mm。  M A Ford公司(位于爱俄华州的Davenport)开发的TuffCutXR硬质合金立铣刀能对几乎所有的材料进行租、精加工。该刀具已有240种规格，包括正方形柄部，多种尺寸的刀尖圆弧半径，短型、标准型、长型和超长型的槽长等。该公司将刀具设计成heli-pith排屑槽形，据称可减少加工中产生的谐振荡，允许进行大走刀量和高切削速度加工。目前该产品已有1/8"～1"和3～25mm直径规格的英制和公制AlTiN涂覆刀具供用户选择使用。  Emuge公司(位于华盛顿州Northborough)主要为适应高效率加工低硅(含硅量5%)铝合金的市场需要，研制出整体式硬质合金专用立铣刀。其主要特点是设计的刀具几何形状能极好地减小切屑和刀具间的接触面积。同时为使切屑容易排除和减少刀具因快速磨损而引起的频繁换刀，公司还特别在刀具表面涂覆有TIB2涂层，以提高刀具使用寿命。公司还为高效率加工高硅铝合金研制出整体式硬质合金刀片和铣刀。

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