1、项目七 数控铣床、加工中心刀具7.1 数控铣削刀具基础7.1.1 数控铣削加工方式一、端面铣削的铣削方式对称与不对称铣削依据铣刀与工件加工面的相对位置（或称吃刀关系）不同分为两种铣削方式对称铣削和不对称铣削。1.端面铣削方式定义 对称铣削:铣刀的中心线通过铣削宽度ae的对称线，切入量a1与切出量a2相等,如图7-1a所示。不对称铣削:铣刀的中心线偏离铣削宽度ae的对称线，按其偏离位置的不同可细分为不对称逆铣和不对称顺铣，如图7-1b、c所示。显然切入量a1与切出量a2不相等。2.端面铣削的特点 （1）对称铣削时，铣刀每个刀齿的切入与切出厚度hD（切入厚度与切入量成正比）相等，但工件受到的横向力
2、最大，引起的冲击振动较大，对加工不利，实际中应用不多。（2）不对称逆铣，铣刀的切入段相当于逆铣，铣削过程平稳，整个切削过程逆铣所占的比例较大，应用较多，广泛用于普通碳钢和高强度低合金钢的加工。（3）不对称顺铣，铣刀的切出段相当于顺铣，整个切削过程顺铣所占的比例较大，加工表面切削变形小，切削不锈钢和耐热钢等效果较好。2.端面铣削的特点 该铣削方式可能出现铣削方向的切削分力与进给运动方向同向的问题，当然数控机床进给丝杠间隙基本为零，但仍然会对铣削进给运动的平稳性造成一定影响，因此其铣削平稳性略低于不对称逆铣。立式铣刀铣削沟槽可看成是对称铣削，而铣侧面则可看成是不对称铣削。二、圆周铣削的铣削方式逆铣
3、与顺铣1.逆铣与顺铣的定义 圆周铣削过程中，当铣刀刀齿的旋转运动与工件的进给运动方向相反时称为逆铣，反之，则称为顺铣，如图7-2所示。2.逆铣与顺铣的特点分析 逆铣时，切削厚度从零逐渐增大，由于刀齿刃口存在钝圆半径rn，刀齿切入的过程实质上是挤压、滑擦，然后再切入，造成表面加工硬化严重、表面粗糙，周期性振动加大，刀具磨损剧烈逆铣用于粗铣加工精铣加工一般选择顺铣数控机床进给传动滚珠丝杠的预紧技术，使丝杠间隙几乎为零，顺铣时的工件窜动现象不易出现，故数控铣削的粗铣与半精铣加工对逆铣与顺铣方式的要求并不明显，数控铣削过程中的顺铣与逆铣的使用限制变得弱化从加工表面质量看，精铣加工仍然建议采用顺铣方式加
4、工顺铣时，刀齿从最大的切削厚度开始，避免了逆铣时的挤压、滑擦，提高了刀具寿命，改善了加工表面质量，同时刀齿对工件产生有压紧方向的分力，有助于减小工件的上下振动顺铣时水平方向的分力与进给方向相同，若丝杠存在间隙，则可能出现工件窜动，表面质量下降，甚至引起打刀现象。同时，若工件表面存在硬皮等对刀具也是不利的三、数控铣削加工中的其他铣削方式端面铣削与圆周铣削是两种基础的铣削方式，主要用于平面铣削与轮廓铣削。三、数控铣削加工中的其他铣削方式数控铣削的特点是刀具的运动轨迹可以通过编程实现铣削方式比普通铣削更为丰富多样，例如:插铣、斜坡铣削、螺旋铣削、摆线铣削及其组合应用和专用的铣削方式曲面型腔与型芯铣削
5、和螺纹铣削等4.内槽(型腔)起始切削的加工方法型腔铣主要用于工件的粗加工，快速去除毛坯余量，可加工平面铣无法加工的零件形状，可加工的工件侧壁可垂直或不垂直，包括带拔模角度的零件侧壁和带曲面的零件等，型腔底面或顶面可为平面或曲面如模具的型芯和型腔等型腔铣也可以用于直壁或斜度不大的侧壁的精加工，通过限定高度值，只作一层切削，用于平面的精加工以及清角加工等4.内槽(型腔)起始切削的加工方法（1）预钻削起始孔法预钻削起始孔法就是在实体材料上先钻出比铣刀直径大的起始孔,铣刀先沿着起始孔下刀后,再按行切法、环切法或行切+环切法侧向铣削出内槽(型腔)的方法一般不采用这种方法,因为采用这种方法,钻头的钻尖凹坑
6、会残留在内槽(型腔)内,需采用另外的铣削方法铣去该钻尖凹坑,且增加一把钻头另外铣刀通过预钻削孔时因切削力突然变化产生振动,常常会导致铣刀损坏（2）插铣法插铣法又称为Z轴铣削法或轴向铣削法,就是利用铣刀前端面进行垂直下刀切削的加工方法采用这种方法开始切削内槽(型腔),铣刀端部切削刃必须有一刃过铣刀中心(端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面)开始切削时,切削进给速度要慢一些,待铣刀切削进工件表面后,再逐渐提高切削进给速度,否则开始切削内槽(型腔)时,容易损坏铣刀适合采用插铣法的场合是当加工任务要求刀具轴向长度较大时(如铣削大凹腔成深槽),由于采用插铣法可有效减小径向切削力,因此与侧铣法相比具有更
7、高的加工稳定性（3）坡走铣法坡走铣法是开始切削内槽(型腔)的最佳方法之一采用X、Y、Z三轴联动线性坡走下刀切削加工达到全部轴向深度的切削方法 （4）螺旋插补铣法螺旋插补铣法是开始切削内槽(型腔)的最佳方法采用X、Y、Z三轴联动以螺旋插补形式下刀进行切削内槽(型腔)的加工方法螺旋铣补铣法切削的内槽(型腔)表面粗糙度Ra值较小,表面光滑,切削力较小,刀具耐用度较高,只要求很小的开始切削空间 7.1.2 数控铣削加工刀具的种类与特点1.按刀齿结构与齿背加工方法不同分分为尖齿铣刀与铲背铣刀，后者主要用于成形铣刀的设计与加工，在数控加工中应用不多。2.按结构型式不同分数控铣削刀具广泛地采用机夹可转位铣刀
8、。整体式铣刀一般用于尺寸较小，切削刃复杂的立铣刀和钻头等刀具制作，其材料以高速工具钢(如W6Mo5Cr4V2)为主，也有采用整体硬质合金材料的，常通过工作部分的涂层处理提高刀具的寿命。机夹可转位刀具的工作部分（刀片）通过机械夹固的方式固定在刀体上，刀片一般具有多个切削刃，可以转位使用；刀片材料以硬质合金居多，通过涂层处理提高刀具寿命；3.数控加工常用铣刀数控加工中使用的铣刀主要是尖齿铣刀，其一般包括面铣刀、立铣刀、模具铣刀、三面刃槽铣刀等,以及特殊用途的铣刀，如螺纹铣刀等。（a）整体式（b）机夹可转位式（c）焊接式 图7-9 铣刀的结构型式立铣刀可泛指以圆柱面切削刃为主进行切削加工的铣刀，狭义
9、地说特指平底圆柱立铣刀，其可进行阶梯面、侧面和沟槽等的加工。数控铣削加工刀具轨迹的可编程控制，使得刀具的切入、切出方式和下刀与提刀方式变得丰富多样，端面切削刃延伸至中心的立式铣刀出现并逐渐成为数控铣削刀具类型的专用铣刀。对于圆柱平端面立铣刀，其工作平面的切入、切出方式通常采用切线切入切出，本身就较为平稳，逆铣与顺铣方式可方便地通过编程实现。轴向的直接下刀方式以刀具的端面切削刃为主，其切削变形较为复杂，一般不宜太深。若工件上未钻预孔，则多采用斜坡下刀或螺旋下刀，这时的切削加工实际上是以圆周铣削为主并包含适量端面切削的铣削方式。模具铣刀应该属于立铣刀的范畴，有球头立铣刀（简称球头铣刀、球刀）和圆倒
10、角立铣刀（又称圆鼻铣刀），这类铣刀还有圆锥球头铣刀和圆锥平底铣刀等，其中球头铣刀和圆鼻铣刀在数控加工中应用广泛。对于圆角铣刀和球头立式铣刀，一般主要用于曲面的半精铣与精铣加工，其背吃刀量一般（轴线切削深度）不大于圆角半径，因此其属于端铣的不对称铣削方式，只是球头铣刀的顶点是一个切削速度为零的点，尽量避免用于加工，当然只有五轴联动数控机床才可完全回避这点的切削加工。数控铣削中用到的槽铣刀主要是三面刃铣刀，锯片铣刀也有一定程度的使用三面刃铣刀主要用于圆周铣削方式铣槽，其可较好地保证槽宽与侧面表面粗糙度锯片铣刀主要用于切断，其加工槽的宽度尺寸精度和侧面表面粗糙度均不佳两者选用的差异性主要在于对加工槽
11、宽及侧面是否有尺寸与表面粗糙度要求对于螺纹铣削加工，虽然属于成形铣削加工，但也可将其简化为圆周铣削进行考虑4.按铣刀刀具材料不同分高速工具钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、涂层材料刀具（如涂层高速工具钢刀具、涂层硬质合金刀具）等。7.1.3 铣削刀具与数控机床的连接技术刀柄数控铣床和加工中心等机床上，刀具均是通过刀柄与主轴相连的，刀柄一头连着机床主轴，一头连着刀具，实现各种铣削刀具在机床主轴上的夹持安装对于某一具体的数控铣床，其主轴锥孔与装刀参数是固定的，图为7：24锥孔主轴与相应刀柄的锥柄部分连接方式拉爪4通过拉杆(与拉爪座5相连，图中未示出)在外力(如液压缸推力)
12、向左推刀柄压缩碟簧(图中未示出)松刀，拉爪4在弹簧5的作用下张开松脱拉钉3，可手动或自动取出刀具(与锥柄2安装为一体)；反之，将刀具装入主轴，然后外力去除，拉杆通过碟簧力向右紧刀，拉爪收缩抓紧拉钉并拉紧，直至锥柄与主轴1的锥孔紧密贴合，完成装刀刀柄的夹紧力实际上是来自碟簧，因此，即使断电刀具也不会脱落1.弹簧夹头刀柄图7-12所示为某弹性夹头式刀柄结构原理图，其锥柄部分为BT型刀柄，端头有一个螺钉孔，用于安装拉钉刀具夹持部分是一个弹性夹头结构，其中弹性夹头的中间孔是一个圆柱孔，用于夹持各种直柄立铣刀一个弹性夹头刀柄往往配有孔径不等的多个弹性夹头，以适应不同规格直柄立铣刀或钻头的夹持（a）拉钉（
13、b）刀柄体（c）ER弹簧夹头（d）直柄立铣刀图7-12弹性夹头刀柄2.其他型式刀柄7.2 面铣削刀具结构分析与选用面铣刀是以端面铣削方式为主，刀片可转位、不重磨、可更换、专业化生产等特点，标准可转位面铣刀直径为16630mm粗铣时,铣刀直径要小些,因为粗铣切削力大,选小直径铣刀可减小切削扭矩精铣时,铣刀直径要大些，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率,并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹由于铣削时有冲击,故前角数值一般比车刀略小,尤其是硬质合金面铣刀,前角要更小些，铣削强度和硬度高的材料可选用负前角7.2 面铣削刀具结构分析与选用铣刀的磨损主要发生在后刀面上,因此适当加大后角,可减少铣刀
14、磨损，常取a。=512工件材料软取大值,工件材料硬取小值，粗齿铣刀取小值,细齿铣刀取大值铣削时冲击力大,为了保护刀尖,硬质合金面铣刀的刃倾角常取s=-5-l5只有在铣削强度低的材料时取s=5主偏角Kr在4590范围内选取，铣削铸铁常用45,铣削一般钢材常用75，铣削带凸肩的平面或薄壁零件时要用主偏角90主偏角面铣刀直径D以端面铣削参数侧吃刀量ae，保持1.21.6倍的状况切削效果最佳面铣刀选用尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，减小相邻两次进给之间的接刀痕迹和保证铣刀的耐用度数控编程面铣削时刀具轨迹的行距一般取刀具直径的65%85%1.面铣刀基本参数主参数(切削直径D)、主偏角Kr
15、、最大背吃刀量ap和齿数z齿数z直接决定了面铣刀刀齿排列的疏密程度，其对容屑糟的大小、切削效率的高低、切削加工的平稳性和切削用量的等均有所影响根据齿距的不同，常分为粗齿、中齿和细齿(也有称为疏齿、密齿和超密齿等)2.面铣刀的安装与连接(1)基于套式面铣刀刀柄的安装与连接面铣刀刀柄一般采用圆柱与端面定位，端键传递动力，螺钉夹紧的方式根据刀具的大小，有中心单个螺钉夹紧与端面四个螺钉夹紧的方式。图示的刀柄适合于国标中的A型与B型面铣刀的安装夹紧，其刀具直径一般在125mm以下安装时，将面铣刀的圆柱孔装入刀柄的圆柱定位面内，并使传动键槽与端面传动键对齐嵌入接触至定位，然后旋入并拧紧中心夹紧螺钉即可对于
16、尺寸较大的C型面铣刀，安装结构直径在160mm、200mm和250mm规格的面铣刀则是在端面开设有4个夹紧螺钉孔，代替中心螺钉夹紧刀具3.面铣刀切削用量的确定7.3 立式铣刀结构分析与选用立式铣刀比传统的端面铣削和圆周铣削要复杂得多圆周切削刃与端面切削刃均需参加切削按刀头几何特征不同分，立式铣刀可分为圆柱(平底)立铣刀、圆角(平底)立铣刀和球头立铣刀等按立铣刀切削刃的多少不同分，还可分为粗齿、中齿和细齿立铣刀，分别应用于粗铣、半精铣和精铣加工键槽铣刀、插铣立铣刀、倒角立铣刀、雕刻立铣刀等7.3.1 立式铣刀的种类与结构1.立铣刀的种类从刀齿结构而言，属于尖齿铣刀，按结构型式不同，立式铣刀也可分
17、为整体式、机夹可转位式和焊接式三类2.整体式立铣刀的结构分析整体式立铣刀按其作用不同可分为切削部分、颈部和柄部三大部分(1)切削部分端头部分结构,按轮廓形状不同可分为平底(又称锋刃平头)、圆角头(又称圆弧头、牛鼻等)、球头三种常见型式以及倒角头(2)柄部立式铣刀的夹持部分，其不仅要实现可靠的刀具夹紧，传递一定的转矩和动力，同时还必须要有必要的定位精度，使刀具轴线与机床主轴旋转轴线尽可能误差小柄部主要有圆柱直柄和锥柄两大类圆柱直柄简称直柄：是中小型立式铣刀最常用的结构型式之一，共有普通直柄、削平直柄、斜削平直柄和螺纹柄四种型式锥柄：包括莫氏锥柄与7：24锥柄两种(3)键槽铣刀键槽铣刀专为圆柱形工
18、件圆柱面上键槽加工而设计的铣刀键槽铣刀具有轮廓铣削功能的同时有较强的垂直下刀功能，但轴向铣削深度不大，因此其端面刃要求过中心键槽铣刀刀柄结构形式与立铣刀刀柄结构形式相同732 立铣刀的安装与连接立铣刀柄部主要是普通直柄、削平型直柄、莫氏锥柄三种7：24锥柄是直接与机床主轴相连安装的,必须与机床主轴的锥柄规格相适应图示为数控机床常用的弹簧夹头刀柄,主要用于尺寸不大的普通直柄立铣刀图示为强力铣削夹头的刀柄,其也是用于直柄铣刀的装夹刀柄,只是其夹持力更大,且适应的刀具直径范围比弹簧夹头刀柄要大,可更好地适应机夹式直柄立铣刀的装夹图示为削平型立铣刀的侧固式刀柄(也称削平型刀柄)安装刀具原理,分A、B型
19、两种,分别用于单削平和双削平柄部的立铣刀图示为无扁尾莫氏圆锥孔刀柄,主要用于莫氏圆锥柄刀具的安装刀柄与刀具的莫氏圆锥号必须匹配7.3.3 立铣刀的选择与切削用量立铣刀端面刃过中心的立铣刀增强了其垂直下刀切削的能力,常出现横向进给与轴向进给合成运动的加工,如斜坡切削、螺旋切削和Z形切削方式一、立铣刀刀具的型式立铣刀主要有立铣刀(圆柱平底)、圆角铣刀和球头铣刀,另外还有倒角铣刀等图a、b均属于直角阶梯面,以平底圆柱立铣刀加工为主,但侧立面高度不同,图a以圆周铣削为主,而图b以平面铣削为主；图c是沟槽加工,显然选用直径不大的平底立铣刀加工；图d所示说明小区域不规则平面用立铣刀加工有时更好；图e所示为
20、小曲率曲面半精加工或精加工,优先选择圆角铣刀,可避免球头铣刀刀心速度为零切削的情况；图f所示曲率大且变化大时的精铣加工一般选择球头铣刀；图g所示的轮廓就削是阶梯面铣削的延伸,一般选择平底立铣刀；图h是二维内轮廓铣削,显然选择平底圆柱立铣刀,但要考虑下刀工艺与刀具的选择,若型腔尺寸较小时,可能要考虑端刃过中心的立铣刀,垂直下刀切入；图i所示为倒角加工,显然选用主偏角合适的立铣刀有利于程序的编制；图j是二维轮廓与曲面的组合,包括上表面的小区域平面铣削、中间层的二维铣削和轮廓外的曲面铣削,刀具选择更为丰富；图k所示的型芯与型腔铣削是典型的复杂曲面铣削,一般用平底立铣刀粗铣、圆角立铣刀半精铣、球头立铣
21、刀精铣；图l所示的闭式凸轮槽加工,最后一刀的精铣必须使用刀具直径等于槽宽的平底立式铣刀才能更好地模拟凸轮的工作原理,达到使用目的。二、根据加工性质选择刀具平底圆柱立铣刀,以圆周切削刃切削为主,切削性能最好圆角铣刀由于最大背吃刀量相对较小,且因弧刃切削的金属变形量相对较大与复杂,切削性能次之,但其适合小切深、大进给的高速铣削二、根据加工性质选择刀具球头铣刀由于可能出现顶点切削速度等于零的问题,且越靠近刀心,切削速度越小,切削性能越差,因此其切削性能最差,但复杂曲面的精铣加工离不开球头铣刀二、根据加工性质选择刀具（1）二维铣削、小区域平面和沟槽等一般选择平底的立铣刀。（2）三维曲面且曲率不大时,以
22、立铣刀分层粗铣,去除材料,圆角铣刀半精铣和精铣完成加工。（3）三维曲面且曲率大且变化大时,以立铣刀分层粗铣,去除材料,圆角铣刀半精铣,留下小且尽可能均匀的精铣余量,球刀进行精铣加工。三、切削用量的选择1.背吃刀量ap的选择背吃刀量一般不超过刀具直径的1.01.5倍球头和圆角铣刀的背吃刀量不宜超过球头(或画角的)半径,建议采用球头(或圆角的)半径的一半或更小进行小切深、大进给的高速铣削加工2.侧吃刀量ae的选择对于粗铣加工,一般用平底圆柱立铣刀,其侧吃刀量一般取刀具直径的50%75%,尽可能高效地去除工件材料球头铣刀则按最小残留面积高度为值依据选择 3.数控铣削加工编程所需的进给量是进给速度,而
23、刀具选择时是以每齿进给量为依据的,必须掌握其换算关系式粗铣时,必须确保每齿承受的载荷不至于造成刀齿崩裂,同时,必须确保切除量不至于阻塞容屑槽精铣时则以表面质量符合要求为前提,适当增大螺旋角有利于加工质量4.切削速度的选择是保证刀具寿命的前提下,尽可能选择较大的切削速度高速工具钢立铣刀的切削速度一般为1530m/min硬质合金材料的立铣刀可达130140m/min7.4 圆盘型槽铣刀结构分析与选用圆盘型槽铣刀简称槽铣刀,主要用于加工不同断面(常见为矩形)的槽几何体一般将以切割为主的锯片铣刀归在其中槽铣刀按切削刃数不同可分为锯片铣刀、尖齿槽铣刀(单位刃铣刀)、两面刃铣刀和三面刃铣刀锯片铣刀其设计的
24、功能就是切割或切断,一般仅设计一个圆周切削刃，其对切割槽的两侧面及槽宽没有要求,槽两侧立面的表面质量较差三面刃则包括圆周切削刃与两侧的端面切削刃,由于其刚性远优于立铣刀,加工出的槽宽的尺寸精度和表面质量均较好单面刃和两面刃铣刀属三面刃铣刀的变种三面刃铣刀其圆周面与两端面的三条切削刃均专门刃磨有后角,使得刃口锋利,切削质量好三面刃铣刀可分为直齿三面刃铣刀和错齿三面刃铣刀错齿三面刃铣刀的圆周刃相当于有了刃倾角,而两侧的切削刃又相当于有了前角,切削刃的锋利性好于直齿三面刃铣刀三面刃铣刀不仅可以铣削沟槽,还可以铣削阶梯面整体式三面刃铣刀材料多为高速工具钢W6Mo5Cr4V2,硬度为6366HRC三面刃
25、铣刀安装连接孔有三种型式:键槽孔、端键套式和直柄式图示为键槽孔三面刃槽铣刀刀柄连接7.5 螺纹铣削刀具结构分析与选用1.螺纹数控铣削的基本原理螺纹数控编程的基本指令是螺旋插补指令加工原理:刀具的旋转运动为主运动(相当于自转),刀具旋转的同时还绕工件的轴线做螺旋进给运动(相当于公转),进而将螺纹铣出2.螺纹铣削刀具的种类与结构螺纹铣刀按照结构型式不同有整体式与机夹式之分按照铣刀上螺纹等效牙数的不同有单牙与多牙之分按照牙型不同有普通米制螺纹、梯形螺纹、管螺纹铣刀等按功能不同可分为单一螺纹铣削铣刀、铣削倒角复合铣刀和钴铣螺纹复合铣刀等（1）整体式螺纹铣刀整体式螺纹铣刀主要用手直径较小的内螺纹加工应用
26、较多的是多牙型螺纹铣刀,但也可见单牙螺纹铣刀型式图示为整体式多牙螺纹铣刀整体螺纹铣刀有螺旋槽与直槽两种,螺旋槽切削性能更好,因此应用较多,而直槽型简单多牙螺纹铣刀牙型的螺距是固定的,因此仅能适用于相同螺距螺纹的铣削,铣削螺纹质量较好（2）机夹式螺纹铣刀图示为单牙螺纹铣刀,是基于车刀刀片进行设计的，有平装刀片与立装刀片两种结构型式平装刀片机夹螺纹铣刀外形与内螺纹车刀非常相似,仅柄部改为了削平型直柄结构螺纹铣削加工中与刀具相关的参数主要有牙型和螺距,若采用单牙铣削则只剩下牙型参数3.螺纹铣刀应用注意事项（1）螺纹铣削属成形铣削,牙型的选择绝对不能错（2）单牙螺纹铣刀铣削螺纹时,螺纹直径、螺距和螺纹
27、长度等均是靠程序保证,且其螺纹是逐圈铣出,加工效率较低但刀具结构简单,通用性好,适合于单件小批量生产,齿数的增加可适当提高加工效率（3）多牙螺纹铣刀铣削螺纹时,若铣刀工作长度足够的话,一般仅需走一整圈螺旋线即可铣出全部螺纹,数控程序仅需保证螺纹直径即可,加工效率极高但这种刀具通用性差,螺纹牙型与螺距均是由刀具保证7.6 镗孔加工刀具结构分析与选用镗削加工是对已存在的孔进行扩大加工,获得所需尺寸精度、形位公差以及表面粗糙度要求孔的工艺过程已存在的孔称为预孔，可以通过与钻削等切削加工获得，也可以通过锻造、铸造等非切削加工获得镗削加工使用的刀具称为镗孔加工刀具,简称为镗刀镗铣类机床的镗削加工工件静止
28、，孔的位置由机床控制,适合于非回转体类零件(如箱体等)的孔及孔系加工镗刀与机床主轴相连,并做旋转主运动,同时沿轴线做直线进给运动,实现镗削加工7.6 镗孔加工刀具结构分析与选用镗刀有单刃、双刃和三刃等型式镗孔后的径向尺寸由镗刀控制实际生产中通常可见将内孔车削加工也称为镗孔加工,但仔细分析可见其仅为单刃刀具但运动为工件旋转,刀具进给运动除了必需的轴向运动,还可方便地实现径向运动及其合成运动,实现内孔的轮廓车削加工，其刀具结构型式较为简单7.6.1 镗孔加工刀具的种类与结构1.孔扩大加工方法分析螺旋铣削适应性强,无须准备专用镗刀,粗、精镗均可应用其加工时的径向切削力大,加工精度受刀具和机床刚性的影
29、响,特别是切削余量的影响较大,加工精度的控制较精镗稍难,加工效率也不高铰削加工效率高,但切削余量不宜太大,主要用于尺寸不大的孔精加工,加工过程无法提高孔的位置度误差,且属定尺寸刀具加工,刀具的适应性差7.6.1 镗孔加工刀具的种类与结构1.孔扩大加工方法分析单刃镗刀镗孔,其刀杆较粗,刀尖径向位置精密可调,径向切削力较小且均匀,镗孔的尺寸和形位精度以及表面粗糙度好,多用于精镗孔加工多刃镗孔加工，切削力径向平衡性较好,切削效率较高,多用于孔的粗镗加工,其切屑控制优于传统扩孔钻,适合自动化加工,数控加工中多用其替代传统扩孔钻扩孔加工2.镗孔刀具种类与结构分析镗刀按加工性质的不同分为粗镗镗刀与精镗镗刀
30、；按切削刃数不同分为单刃镗刀、双刃镗刀和多刃镗刀；按加工孔特征不同分为通孔镗刀、不通孔镗刀、阶梯镗刀和背镗镗刀；按结构型式可分为整体式与模块化镗刀(系统)。(3)模块化与整体式镗刀结构分析图示模块化镗刀结构可分为三个层次第I、II层属于工具系统的范畴,第III层为各式镗刀(杆)镗刀可以直接通过第I层的基本刀柄与机床相连,必要时可以増加第II层的过渡杆加长或改变接口直径等与机床相连图7-38（a）为直角式整体单刃粗镗刀，镗杆包含锥柄为一整体图7-38（b）为倾斜式整体单刃粗镗刀，可用于不通孔镗削7.6.2 镗孔加工刀具的选择与切削用量1.镗孔加工刀具型式的选择与应用(1)粗镗刀是扩孔加工的首选刀
31、具粗镗镗刀扩孔加工优于整体式扩孔钻与机夹式浅孔钻粗镗刀多为两刃或三刃等,其典型的镗削方式有对称镗削、阶梯镗削对称镗削适合于预孔加工余量相对均匀的扩孔加工(如切削加工)阶梯加工更适合于预孔加工余量不均匀的扩孔加工,如锻造、铸造和切割等方式加工的孔(2)精镗工艺与铰孔工艺分析精镗孔加工一般为单刃切削,径向切削力小,且镗杆较粗,其加工过程中不仅可以提高孔的加工精度,同时能提高孔的位置精度,如垂直度、直线度等铰孔加工仅能提高孔的尺寸精度,无法修正预孔的形位误差,因此孔的精加工尽可能选用精镗工艺孔径较小,不便镗孔时选用铰孔工艺铰孔工艺的加工效率还是优于精镗加工(3)刀片及主偏角选择正前角刀片切削力较小,
32、刀片多为螺钉夹紧,应用广泛,但切削力较大(如大尺寸镗刀),切削力不稳定的粗加工等,可考虑选择负前角刀片,采用上压式压板夹紧等镗刀型式中通过选择不圆的刀片及其安装方式提供了几种主偏角选择型式供选择,90主偏角较为通用,适合于一般工序、阶梯镗削和阶梯孔加工等小于90主偏角(如75、60、84等)刀尖强度较好,可用于断续切削、夹砂、硬皮、堆叠等粗镗削加工,但仅能用于通孔镗削大于90主偏角(如92、95等)多用于不通孔镗削、精镗加工配合修光刃可提高表面加工质量(4)圆孔铣削与镗孔加工工艺分析数控机床可以方便地通过编程控制刀具整圆或螺旋铣削加工铣削整圆,圆弧铣削不须单独配备镗刀,使用灵活不足之处是效率略
33、低,且因为铣削加工圆柱切削刃较长,径向切削力较大,因此加工精度不如精镗加工2.切削用量的选择镗孔加工类似于内孔加工,精镗加工与内孔车削非常相似,其切削用量的选择可以借鉴(1)精镗加工与内孔削车基本相同,背吃刀量不宜太大,一般控制在0.10.3mm进给量的选择要考虑残留面积高度,以表面粗糙度满足要求为原则控制,高的切削速度有利于降低表面粗糙度值,但要考虑切屑的控制为减小径向切削分力对加工精度的影响,刀尖圆角不宜太大,推荐选用0.2mm的刀尖圆角半径（2）粗镗加工以去除材料为目的,开始的切削速度应降低50%,以便确保正确地进行排屑最大切削深度不应超过切削刃长度的50%多刃粗镗孔加工进给量可取刀片允许进给量的倍数,但切削速度的选择需确保机床功率满足要求。
