切削加工方式與刀具-623

切削加工方式?jīng)Q定于刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，不同的切削加工方式下，刀具幾何特征，基本運(yùn)動(dòng)等有本質(zhì)上的差別。基本的切削加工方式有：車(chē)削、銑削、鉆削、拉削等，每種切削加工方式下，切削過(guò)程中的故障現(xiàn)象、刀具的磨損形式都有各自的特點(diǎn)。1.車(chē)削加工刀具2.切斷切槽刀具3.孔的鉆削加工刀具4.孔的精加工刀具6.拉削加工刀具5.銑削加工刀具7.螺紋加工刀具8.齒輪加工刀具切削加工刀具的種類(lèi)本節(jié)重點(diǎn)1.車(chē)削加工刀具車(chē)削是定義相對(duì)簡(jiǎn)單且最直接的金屬切削方法,也是應(yīng)用最廣泛的工藝,易于開(kāi)發(fā)，車(chē)削的基本定義是用單點(diǎn)刀具生成回轉(zhuǎn)面形狀的加工方法，并且在大多數(shù)情況下，刀具是固定的，而工件是旋轉(zhuǎn)的。車(chē)削可完成工件內(nèi)外表面的圓柱體、端面、圓錐面、球面、橢圓、溝槽和其它特殊型面等不同形式的加工，車(chē)削刀具最常用的是可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。內(nèi)圓柱體為優(yōu)化車(chē)削過(guò)程,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)按照刀具的主偏角將刀具進(jìn)行分類(lèi)車(chē)刀的頭部形式及用途車(chē)刀的頭部形式及用途(續(xù)表)車(chē)刀的頭部形式及用途(續(xù)表)2.切斷切槽刀具切斷的目的是盡可能有效且可靠地將工件的兩部分分開(kāi)，直線(xiàn)切削所能達(dá)到的深度等于工件半徑。在切槽工序中，除切削要淺并且不能達(dá)到中心外其原理與切斷大致相同切斷、切槽方式可實(shí)現(xiàn)工序切削加工方式與刀具應(yīng)用切斷刀具目前常用的切斷刀的夾緊方式有上壓式、自緊式等3.孔的鉆削加工刀具3.1孔加工特點(diǎn)孔加工在金屬切削加工應(yīng)用很廣泛，包括鉆孔、套孔、擴(kuò)孔、鉸孔和鏜孔等，其中鏜孔與車(chē)削加工方式相同。所有這些孔加工工藝的共同點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)和線(xiàn)性進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，其加工工藝簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)見(jiàn)表工藝簡(jiǎn)圖特點(diǎn)切削加工方式與刀具應(yīng)用3.2整體式普通型鉆頭3.3可轉(zhuǎn)位刀片鉆頭3.4深孔加工刀具，槍鉆是一種有效的外排屑深也加工刀具，由三部分組成：切削部分鉆桿、傳動(dòng)部。3.5套孔鉆加工大直徑孔時(shí)，為了節(jié)省材料的要求，發(fā)展了套料加工。4.孔的精加工刀具對(duì)精度和表面質(zhì)量要求較高的孔加工，需要相應(yīng)的孔加工工藝和切削加工刀具來(lái)完成，常用的切削加工精密孔的方法有：鏜削、擴(kuò)孔、鉸孔，其中鏜削既適宜于孔的精加工，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的粗鏜刀又可用于以加工效率為目標(biāo)的粗加工。鏜削及鏜刀鏜削工序主要用于加工已經(jīng)過(guò)預(yù)加工、鑄造、擠壓以及氣割的孔，以達(dá)到孔的小公差和高表面的質(zhì)量要求，孔徑精度可達(dá)IT6~IT7，孔距誤差不超過(guò)0.015mm,表面粗糙度Ra可達(dá)1.6~0.8um4.1根據(jù)鏜刀的不同，鏜削工序可分為：?jiǎn)稳戌M削、多刃鏜削、階梯鏜削4.2鏜削刀具通常是模塊化刀具，由刀柄、接桿、和以刀卡形式的切削單元、滑塊或精鏜單元組成。精鏜單元帶有半徑可調(diào)裝置，可在特定的直徑范圍內(nèi)對(duì)刀具進(jìn)行徑向調(diào)整。鉸刀的結(jié)構(gòu)及參數(shù)4.3鉸刀采用多刃刀具的輕型精加工工序，它可形成高精度的孔，能在高進(jìn)給下獲得極好的表面粗糙度和精度。預(yù)加工孔需要有一定的余量和公差要求。鉸刀結(jié)構(gòu)圖切削加工方式與刀具應(yīng)用5.銑削加工刀具銑削是非常普遍的加工方式，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的多切削刃刀具（刀具繞自身軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)為主切削運(yùn)動(dòng)），沿著工件在設(shè)定的方向進(jìn)給動(dòng)，從而完成金屬切削，形成已加工表面。銑刀的第一個(gè)刀齒都可以看成為一把車(chē)刀，因此銑削過(guò)程有很多現(xiàn)象與車(chē)削相似，如切屑的變形、切削熱、積屑瘤、以及加工表面硬化等。銑削還有以下特點(diǎn)：①銑削屬斷續(xù)切削，沖擊載荷較大，易發(fā)生振動(dòng)，刀齒的切削厚度和切削面積在切削過(guò)程中是變化的，因而切削力變化較大。②銑削時(shí)參加工作的切削刃總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，銑削面積較寬，單位時(shí)間內(nèi)金屬切除率高，生產(chǎn)效率高。5.1銑削加工及特點(diǎn)：5.2銑削方式及影響5.2.1銑削方式在進(jìn)行銑削工序時(shí)，根據(jù)刀刃切削過(guò)程的變化特點(diǎn)，銑削方式可分為：順銑、逆銑、對(duì)稱(chēng)銑、非對(duì)稱(chēng)銑，銑削方式的不同會(huì)影響切削的起始和完成特點(diǎn)，因此其選擇十分重要。1.工件的進(jìn)給方向與切削區(qū)域的銑刀旋轉(zhuǎn)方向相同2.刀片從最大切屑厚度處開(kāi)始切削，直至零為止。會(huì)降低熱量和減弱加工硬化趨勢(shì)3.加工時(shí)切削力容易將工件推入銑刀，銑削直分力向下,加工平穩(wěn),有利于刀片進(jìn)行切削4.在機(jī)床、夾具和工件剛度等滿(mǎn)足工藝要求時(shí)，順銑是首選方式5.2.1.1順銑順銑時(shí)切削點(diǎn)的切削速度方向在進(jìn)給方向上的分量與進(jìn)給速度方向一致。順銑是為獲得良好的表面質(zhì)量而經(jīng)常采用的加工方法。它具有較小的后刀面磨損、機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于在較好的切削條件下加工高合金鋼。使用說(shuō)明：不宜加工表面具有硬化層的工件(如鑄件)，因?yàn)檫@時(shí)的刀刃必須從外部通過(guò)工件的硬化表層，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的磨損。如采用普通機(jī)床加工，應(yīng)設(shè)法消除進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙。逆銑切削加工方式與刀具應(yīng)用1。工件的進(jìn)給方向與切削區(qū)域的銑刀旋轉(zhuǎn)方向相反2。切屑厚度開(kāi)始為零，然后隨著切削過(guò)程漸增加，這會(huì)產(chǎn)生很高的切削力，從而推動(dòng)銑刀和工件彼此遠(yuǎn)離。刀片漸強(qiáng)行推入切削區(qū)域，首先切入硬化層，同時(shí)在磨擦力和高溫的作用下產(chǎn)生磨擦和擠壓，產(chǎn)生新的加工硬化表面3。切削力也更容易將工件從工作臺(tái)舉起，但在工作臺(tái)進(jìn)給有間隙的情況下選用逆銑更為有利逆銑逆銑時(shí)切削點(diǎn)的切削速度方向在進(jìn)給方向上的分量與進(jìn)給速度方向相反。鑒于采用這種方式會(huì)產(chǎn)生一些副作用，諸如后刀面磨損加快從而降低刀片耐用度，在加工高合金鋼時(shí)產(chǎn)生表面硬化，表面質(zhì)量不理想等，所以的加工中不常使用。使用說(shuō)明：必須將工件完全夾緊，否則有抬起工作臺(tái)的危險(xiǎn)。5.2.1.2逆銑5.2.1.2逆銑示例5.2.1.3對(duì)稱(chēng)銑，銑刀位于工件寬度的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上，切入處切屑厚度由小變大，切出處切屑厚度由大變小，刀具受沖擊小，對(duì)銑削強(qiáng)度、硬度較高的工件有利5.2.1.4非對(duì)稱(chēng)銑一，刀具切入工件過(guò)程中，切削層厚度變化率較對(duì)稱(chēng)小，小了沖擊，提高了刀具壽命，適合于一般合金鋼和碳鋼5.2.1.5非對(duì)稱(chēng)銑二,刀具切入過(guò)程中，切削層厚度變化率較大，切入過(guò)程有一定沖擊，但可避免刀刃切入冷硬層，適全于不銹鋼、耐熱合金及冷硬材料的加工銑刀盤(pán)工件工件工件銑刀盤(pán)銑刀盤(pán)5.2.2銑刀刀齒的切入和切出銑刀是刀齒的斷續(xù)切削，刀齒進(jìn)入和退出切削區(qū)的接觸類(lèi)型對(duì)刀齒壽命有極為重要的影響。當(dāng)銑削寬度已給定時(shí)，銑刀直徑與吃刀關(guān)系的方案有1.用很大的直徑的銑刀進(jìn)行順銑（銑刀直徑的大小相對(duì)銑削寬度而言）這個(gè)方案是最好的2.用直徑比銑削寬度稍大的銑刀進(jìn)行對(duì)稱(chēng)銑，這是次好的方案3.用大直徑進(jìn)行對(duì)稱(chēng)銑，是不好的方案4.用大直徑進(jìn)行逆銑，是最差的方案5.3常用銑刀類(lèi)型5.3.1端面銑刀5.3.1.1端銑刀主偏角大小對(duì)切屑厚度、切削力和刀具壽命有重要影響。在給定的進(jìn)給量下減小主偏角，則切屑厚度會(huì)減??；并且薄屑效應(yīng)會(huì)使切削刃在更大的范圍內(nèi)與工件接觸。較小的主偏角也可使刀片更為平緩的進(jìn)入切口，這有助于減小徑向壓力和保護(hù)刀片的切削刃。但是，軸向力太大會(huì)增加工件上的壓力。常用端銑刀主偏角的特點(diǎn)及應(yīng)用5.3.1.2常用端銑刀主偏角的特點(diǎn)及應(yīng)用5.3.1.3常見(jiàn)銑刀主偏角及其對(duì)切削力和切屑厚度的影響5.3.1.4平面銑削加工中常出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施5.3.2立銑刀立銑刀切削形式及吃刀量示意5.3.2.1槽銑槽銑示意圖5.3.2.3側(cè)銑側(cè)銑示意圖5.3.2.4端銑端銑示意圖5.3.3整體式立銑刀焊刃式硬質(zhì)合金立銑刀。包括焊接式硬質(zhì)合金斜齒立銑刀、焊接式硬質(zhì)合金螺旋齒立銑刀、焊接式硬質(zhì)合金螺旋玉米齒立銑刀等。5.3.4焊接式硬質(zhì)合金立銑刀焊接式硬質(zhì)合金立銑刀5.3.5機(jī)夾可轉(zhuǎn)位立銑刀，機(jī)夾可轉(zhuǎn)位立銑刀。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位立銑刀的適宜直徑范圍可達(dá)D10~50mm，根據(jù)直徑的不同有1~6個(gè)刀齒，廣泛用于銑削平面、溝槽、臺(tái)肩等。立銑加工常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施5.4.1三面刃銑刀三面刃銑削主要利用刀具周邊的切削刃進(jìn)行切削，開(kāi)放式的容屑槽使排屑更順暢，常用于銑槽和切斷。三面刃銑刀的進(jìn)給量較大，可達(dá)到每齒進(jìn)給0.4mm，提高了生產(chǎn)效率。插銑法（又稱(chēng)Z軸銑削法），主要利用刀具端面或末端的切削刃，并通過(guò)軸向進(jìn)給，來(lái)執(zhí)行局部銑削作用。插銑是實(shí)現(xiàn)高金屬切除率最有效的方法之一，常于難加工材料的曲面加工、切槽加工、型腔加工以及刀具懸伸較大的加工.5.5.1插銑刀切削加工方式與刀具應(yīng)用仿形銑刀仿形銑削主要是指對(duì)凸形、凹腔和曲面的銑削刀片采用自定位雙刃刀片，一個(gè)切削刃用于同邊切削，一個(gè)切削刃用于中心部位切削，切削過(guò)程平穩(wěn)，工作臺(tái)進(jìn)給率可達(dá)單刃的二倍。5.6.1仿形銑刀5.7.1車(chē)銑復(fù)合銑刀車(chē)-銑加工，即在工件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使用一把旋轉(zhuǎn)著的銑刀進(jìn)行切削，工件的轉(zhuǎn)速必須與刀片的推薦進(jìn)給一致。其優(yōu)點(diǎn)：大金屬切除率加工；具有銑刀良好斷續(xù)切削性；優(yōu)良的斷屑性；通過(guò)多刃切削的載荷分配，刀具壽命高，切削效率增加；能進(jìn)行偏心或異形加工復(fù)雜零件的外形輪廓。5.8.1銑削操作要點(diǎn)①檢查功率和機(jī)床剛性，確保機(jī)床可充分適宜于所需的刀具直徑。②在主軸上以盡可能短的刀具懸伸進(jìn)行切削。③使用正確的刀具齒距進(jìn)行切削以避免振動(dòng)，同時(shí)，對(duì)于狹窄工件表面或當(dāng)銑削超過(guò)空間時(shí)應(yīng)確保刀片吃刀充足.④確保使用正確進(jìn)給量,選用推薦的最大進(jìn)給量,獲得大的切削厚度,高生產(chǎn)率⑤優(yōu)先使用順銑⑥使用正前角槽形的可轉(zhuǎn)位刀片,可獲得輕快的切削效果和最低功耗.⑦選擇與工件寬度相對(duì)應(yīng)的正確刀具直徑⑧選擇最合適的主偏角.⑨正確定位銑刀.⑩遵守刀片維護(hù)建議,并監(jiān)控刀具磨損5.8.銑刀的應(yīng)用5.8.2銑刀的走刀路線(xiàn)5.8.2.2坡走銑坡走銑是在工件上加工凹窩，型腔的一種常用有效方法，在X-Y和Z方向進(jìn)行線(xiàn)性坡走銑的最大坡角由刀具直徑所決定。走刀路線(xiàn)的主要選擇標(biāo)準(zhǔn)是如何最通暢地排出切屑。在連續(xù)切削情況下應(yīng)該采用順銑。

對(duì)于大直徑孔，螺旋插