（一）刀具分類

刀具常按加工方式和具體用途，分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和鉸刀等幾大類型。

刀具還可以按其它方式進(jìn)行分類，

如按所用材料分為高速鋼具、硬質(zhì)合金刀具、具、立方氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等；

按結(jié)構(gòu)分為整體刀具、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀具等；

按是否標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。

（二）常用刀具簡(jiǎn)介

1車刀

車刀是金屬切削不使用簽名加工中應(yīng)用廣的一種刀具。它可以在車床上加工外圓、端平面、螺紋、內(nèi)孔，也可用于切槽和切斷等。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀和機(jī)械夾固刀片的車刀。機(jī)械夾固刀片的車刀又可分為機(jī)床車刀和可轉(zhuǎn)位車刀。機(jī)械夾固車刀的切削性能穩(wěn)定，工人不必磨刀，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越多。

2孔加工刀具

孔加工刀具一般可分為兩大類：

一類是從實(shí)體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；

另一類是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行再加工的刀具，常用的有擴(kuò)孔鉆、鉸刀及鏜刀等。

3銑刀

銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類很多。按用途分有：

1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；

2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形刀和角度銑刀等；

3）加工成形表面用的，如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀。銑削的生產(chǎn)率一般較高，加工表面粗糙度值較大。

4拉刀

拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可加工各種內(nèi)、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分為各種內(nèi)拉刀和外拉刀兩類。使用拉刀加工時(shí)，除了要根據(jù)工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據(jù)工件加工表面的尺寸（如圓孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個(gè)參數(shù)：

（1）齒升角af[即前后兩刀齒（或齒組）的半徑或高度之差]；

（2）齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離]。

5螺紋刀具

螺紋可用切削法和滾壓法進(jìn)行加工。

6齒輪刀具

齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按刀具的工作原理，齒輪分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。常用的成形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪刀具等。常用的展成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。選用齒輪滾刀和插齒刀時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）刀具基本參數(shù)（模數(shù)、齒形角、齒頂高系數(shù)等）應(yīng)與被加工齒輪相同。

（2）刀具精度等級(jí)應(yīng)與被加工齒輪要求的精度等級(jí)相當(dāng)。

（3）刀具旋向應(yīng)盡可能與被加工齒輪的旋向相同。滾切直齒輪時(shí)，一般用左旋齒刀。

7自動(dòng)線與數(shù)控機(jī)床刀具

這類刀具的切削部分總的來(lái)說(shuō)與一般刀具沒(méi)有多大區(qū)別不同情況，只是為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)線加工的特點(diǎn)，對(duì)它們提出了更高的要求。

數(shù)控刀具已形成三大系統(tǒng)：車削刀具系統(tǒng)，鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。

（三）常用刀具種類和應(yīng)用

1.車刀

1

一般使用之車刀尖型式有下列幾種：

(1)粗車刀：主要是用來(lái)切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時(shí)表面光度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。

(2)精車刀：此刀刃可用油石礪光，以便車出非常圓滑的表面光度，一般來(lái)說(shuō)精車刀之圓鼻比粗車刀大。

(3)圓鼻車刀：可適用許多不同型式的工作是屬于常用車刀，磨平頂面時(shí)可左右車削也可用來(lái)車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面，也可當(dāng)精車刀來(lái)使用。

(4)切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來(lái)切斷材料及車度溝槽。

(5)螺絲車刀(牙刀)：用于車削螺桿或螺帽，依螺紋的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。

(6)搪孔車刀：用以車削鉆過(guò)或鑄出的孔。達(dá)至光制尺寸或真直孔面為目的。

(7)側(cè)面車刀或側(cè)車刀：用來(lái)車削工作物端面，右側(cè)車刀通常用在精車軸的未端，左側(cè)車則用來(lái)精車肩部的左側(cè)面。

2

因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可區(qū)分為：

(1)右手車刀：由右向左，車削工件外徑。

(2)左手車刀：由左向右，車削工件外徑。

(3)圓鼻車刀：刀刃為圓弧形，可以左右方向車削，適合圓角或曲面之車削。

(4)右側(cè)車刀：車削右側(cè)端面。

(5)左側(cè)車刀：車削左側(cè)端面。

(6)切斷刀：用于切斷或切槽。

(7)內(nèi)孔車刀：用于車削內(nèi)孔。

(8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋。

(9)內(nèi)螺紋車刀：用于車削內(nèi)螺紋。

2.孔加工刀具

圓柱齒輪加工工藝進(jìn)程常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀、精度等級(jí)、出產(chǎn)批量及出產(chǎn)條件不同而選用不同的工藝計(jì)劃。下面列出兩個(gè)精度要求不同的齒輪典型工藝進(jìn)程供剖析比較。

一、普通精度齒輪加工工藝剖析

（一）工藝進(jìn)程剖析

 圖9－17所示為一雙聯(lián)齒輪，資料為40Cr，精度為7－6－6級(jí)，其加工工藝進(jìn)程見表9－6。

 從表中可見，齒輪加工工藝進(jìn)程大致要通過(guò)如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)批改及齒形精加工等。

粗車外圓及端面，留余量1.5～2mm，鉆鏜花鍵底孔至尺度φ30H12

拉花鍵孔

鉗工去毛刺

上芯軸，精車外圓，端面及槽至要求

查驗(yàn)

滾齒（z＝42），留剃余量0.07～0.10 mm

插齒（z＝28），留剃余量0.0,4～0.06 mm

倒角（Ⅰ、Ⅱ齒12°牙角）

剃齒（z＝42），公法線長(zhǎng)度至尺度上限

剃齒（z＝28），選用螺旋視點(diǎn)為5°的剃齒刀，剃齒后公法線長(zhǎng)度至尺度上限

齒部高頻淬火：G52

推孔

珩齒

總檢入庫(kù)

外圓及端面

φ30H12孔及A面

花鍵孔及A面

花鍵孔及B面

花鍵孔及端面

 加工的地一階段是齒坯初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。因?yàn)辇X輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距散布均勻性，而這與切齒時(shí)選用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的聯(lián)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度根本到達(dá)規(guī)則的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，關(guān)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。

 第二階段是齒形的加工。關(guān)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是齒輪的終加工階段，通過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全契合圖樣要求的齒輪來(lái)。關(guān)于需要淬硬的齒輪，有必要在這個(gè)階段中加工出能滿意齒形的終精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是確保齒輪加工精度的要害階段。應(yīng)予以特別注意。

 加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對(duì)齒面的淬火處理，使齒面到達(dá)規(guī)則的硬度要求。

 加工的終階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的意圖，在于批改齒輪通過(guò)淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步進(jìn)步齒形精度和降低表面粗糙度，使之到達(dá)終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)發(fā)生變形，如果在淬火后直接選用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難到達(dá)齒輪精度的要求的。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位經(jīng)確可靠，余量散布也比較均勻，以便到達(dá)精加工的意圖。

（二）定位基準(zhǔn)的斷定

 定位基準(zhǔn)的精度對(duì)齒形加工精度有直接的影響。軸類齒輪的齒形加工一般挑選鼎尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多挑選齒輪軸頸和一端面定位。盤套類齒輪的齒形加工常選用兩種定位基準(zhǔn)。

 1）內(nèi)孔和端面定位 挑選既是規(guī)劃基準(zhǔn)又是丈量和安裝基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，既契合“基準(zhǔn)重合”原則，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)一致，只要嚴(yán)格操控內(nèi)孔精度，在專用芯軸上定位時(shí)不需要找正。故出產(chǎn)率高，廣泛用于成批出產(chǎn)中。

 2）外圓和端面定位 齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來(lái)決定孔中心方位，故要求齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)要小。因找正功率低，一般用于單件小批出產(chǎn)。

（三）齒端加工

 如圖9－18所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。

   用銑刀進(jìn)行齒端倒圓，如圖9－19所示。倒圓時(shí)，銑刀在高速旋轉(zhuǎn)的一起沿圓弧作往復(fù)搖擺（每加工一齒往復(fù)搖擺一次）。加工完一個(gè)齒后工件沿徑向退出，分度后再送進(jìn)加工下一個(gè)齒端。

 齒端加工有必要安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。

（四）精基準(zhǔn)批改

 齒輪淬火后基準(zhǔn)孔發(fā)生變形，為確保齒形精加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔有必要給予批改。

 對(duì)外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀批改。推孔時(shí)要避免歪斜，有的工廠選用加長(zhǎng)推刀前引導(dǎo)來(lái)避免歪斜，已獲得較好作用。

 對(duì)圓柱孔齒輪的批改，可選用推孔或磨孔，推孔出產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但出產(chǎn)率低，關(guān)于整體淬火后內(nèi)孔變形大硬度高的齒輪，或內(nèi)孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜。

 磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖9－20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動(dòng)較小，對(duì)以后磨齒或珩齒有利。為進(jìn)步出產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜替代磨孔也獲得了較好的作用。

二、齒輪加工工藝特色（二）齒輪加工工藝特色

（1）定位基準(zhǔn)的精度要求較高  

    由圖9－21可見，作為定位基準(zhǔn)的內(nèi)孔其尺度精度標(biāo)示為φ85H5，基準(zhǔn)端面的粗糙度較細(xì)，為Ra1.6μm，它對(duì)基準(zhǔn)孔的跳動(dòng)為0.014mm，這幾項(xiàng)均比一般精度的齒輪要求為高，因此，在齒坯加工中，除了要注意操控端面與內(nèi)孔的筆直度外，需要留必定的余量進(jìn)行精加工。精加工孔和端面選用磨削，先以齒輪分度圓和端面作為定位基準(zhǔn)磨孔，再以孔為定位基準(zhǔn)磨端面，操控端面跳動(dòng)要求，以確保齒形精加工用的精基準(zhǔn)的經(jīng)確度。  （2）齒形精度要求高  圖上標(biāo)示6－5－5級(jí)。為滿意齒形精度要求，其加工計(jì)劃應(yīng)挑選磨齒計(jì)劃，即滾（插）齒－齒端加工－高頻淬火－批改基準(zhǔn)－磨齒。磨齒精度可達(dá)4級(jí)，但出產(chǎn)率低。本例齒面熱處理選用高頻淬火，變形較小，故留磨余量可縮小到0.1 mm左右，以進(jìn)步磨齒功率。

機(jī)械加工進(jìn)程中，孔的加工一向都是整個(gè)加工工程中的要點(diǎn)和難點(diǎn)，通常會(huì)用到鉆頭、鉆夾頭、鉸刀，珩磨棒等加工刀具，起浮夾具一般業(yè)界說(shuō)的比較少，但常常聽工人師傅說(shuō)起浮夾頭，那么什么是起浮夾具呢？

起浮夾具（Floating holder)是指東西可以沿平行于東西軸線的軸向起浮或沿筆直空間內(nèi)角度搖擺或一起具有這2種起浮。

為什么要運(yùn)用起浮夾具？

在機(jī)械零部件制造進(jìn)程中經(jīng)常有很多的、高外表質(zhì)量的孔加工需求，而孔加工一向都是機(jī)械加工中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，鉆孔，鉸孔后運(yùn)用高精密珩磨加工無(wú)疑是一種重要和常見的加工辦法。

在單沖程珩磨工藝中，對(duì)精度保持高水準(zhǔn)加工的一起，還要在單次往復(fù)中完成包括外表粗糙度，圓柱度等一系列精度的加工，其本身對(duì)主軸和工件的直線度要求也較為高。如果是采用珩磨專用機(jī)，由于專用機(jī)特殊的起浮主軸和追隨馬達(dá)的裝配，所以一般情況下運(yùn)用高品質(zhì)的萬(wàn)向節(jié)即可實(shí)現(xiàn)率單沖程珩磨。

加工中心的功能提升

雖然國(guó)產(chǎn)機(jī)床的制造商們?cè)诓粩嗯M(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量和精度以滿意各種精度的需求，但機(jī)床的主軸和待珩磨的孔之間的直線性仍是很難到達(dá)，由于這涉及到廠商幾十年的研發(fā)水準(zhǔn)，以及機(jī)床中任何一個(gè)零件的上下游供應(yīng)鏈水準(zhǔn)問(wèn)題。我們不行能要求一臺(tái)國(guó)產(chǎn)十幾萬(wàn)的機(jī)床或加工中心，到達(dá)它們?nèi)妒蹆r(jià)的進(jìn)口機(jī)床相同水準(zhǔn)；所以要使內(nèi)孔到達(dá)很高的圓心度、圓柱度仍然是個(gè)非常扎手的問(wèn)題。

另外，導(dǎo)致主軸與工件直線性差的另一個(gè)重要的也是難處理的原因是機(jī)床軸承的發(fā)熱導(dǎo)致主軸的同心度誤差，這幾乎是個(gè)不行消除的要素。要獲得孔和機(jī)床主軸的的同心度，就要使珩磨棒很的伸進(jìn)孔中而且保證不受任何徑向力，起浮夾具正是為此類情況規(guī)劃的，一起起浮夾具還補(bǔ)償工件裝置、珩磨棒等在水平軸向或在筆直空間內(nèi)的差錯(cuò)。所以無(wú)論是國(guó)產(chǎn)機(jī)床仍是進(jìn)口高精密數(shù)控機(jī)床，起浮夾具對(duì)孔的直線度和圓柱度的進(jìn)步都是決定性的。

起浮夾具的特點(diǎn)

? 徑向振幅按捺在5μm以下；

? 出資少卻能進(jìn)行比曾經(jīng)更的加工；

? 東西替換時(shí)刻減少，進(jìn)步出產(chǎn)效率；

? 消除因切削抵抗發(fā)生的誤差；

? 按捺品質(zhì)不穩(wěn)定，減少不良品和修正工件；

? 糾正前工序的孔加工誤差。起浮夾具的使用

起浮夾具使用加工機(jī)械：鉆床、立式加工中心、珩磨機(jī)等。

使用東西：金剛石珩磨棒、鉸刀、絲錐、滾光刀等。

使用領(lǐng)域包括：轎車發(fā)動(dòng)機(jī)、船只發(fā)動(dòng)機(jī)以及液壓、衣療、動(dòng)力、航空等各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)械零部件制造中。

鉸孔加工

1  孔徑增大、差錯(cuò)大

依據(jù)具體情況恰當(dāng)減小鉸刀外徑；下降切削速度；恰當(dāng)調(diào)整進(jìn)給量或削減加工余量；恰當(dāng)減小主偏角；校直或報(bào)廢曲折的不能用的鉸刀；用油石細(xì)心修整到合格；操控?cái)[差在允許的范圍內(nèi)；挑選冷卻性能較好的切削液；安裝鉸刀前必須將鉸刀錐柄及機(jī)床主軸錐孔內(nèi)部油污擦凈，錐面有磕碰處用油石修光；修磨鉸刀扁尾；調(diào)整或替換主軸軸承；重新調(diào)整浮動(dòng)卡頭，并調(diào)整同軸度。

2  孔徑縮小

替換鉸刀外徑尺度；恰當(dāng)進(jìn)步切削速度；恰當(dāng)下降進(jìn)給量；恰當(dāng)增大主偏角；挑選潤(rùn)滑性能好的油性切削液；定時(shí)互換鉸刀，正確刃磨鉸刀切削部分；規(guī)劃鉸刀尺度時(shí)，應(yīng)考慮上述因素，或依據(jù)實(shí)際情況取值；作試驗(yàn)性切削，取適宜余量，將鉸刀磨尖利。

3  鉸出的內(nèi)孔不圓

剛性缺乏的鉸刀可選用不等分齒距的鉸刀，鉸刀的安裝應(yīng)選用剛性聯(lián)接，增大主偏角；選用合格鉸刀，操控預(yù)加工工序的孔方位公差；選用不等齒距鉸刀，選用較長(zhǎng)、較精細(xì)的導(dǎo)向套；選用合格毛坯；選用等齒距鉸刀鉸削較精細(xì)的孔時(shí)，應(yīng)對(duì)機(jī)床主軸空隙進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)向套的合作空隙應(yīng)要求較高；選用恰當(dāng)?shù)膴A緊方法，減小夾緊力。

4  孔的內(nèi)表面有明顯的棱面

減小鉸孔余量；減小切削部分后角；修磨刃帶寬度；挑選合格毛坯；調(diào)整機(jī)床主軸。

5  內(nèi)孔表面粗糙度值高

下降切削速度；依據(jù)加工資料挑選切削液；恰當(dāng)減小主偏角，正確刃磨鉸刀刃口；恰當(dāng)減小鉸孔余量；進(jìn)步鉸孔前底孔方位精度與質(zhì)量或添加鉸孔余量；選用合格鉸刀；修磨刃帶寬度；依據(jù)具體情況削減鉸刀齒數(shù)，加大容屑槽空間或選用帶刃傾角的鉸刀，使排屑順利；定時(shí)替換鉸刀，刃磨時(shí)把磨削區(qū)磨去；鉸刀在刃磨、運(yùn)用及運(yùn)送過(guò)程中，應(yīng)采納保護(hù)措施，防止碰傷。

6  鉸刀的運(yùn)用壽命低

依據(jù)加工資料挑選鉸刀資料，可選用硬質(zhì)合金鉸刀或涂層鉸刀；嚴(yán)格操控刃磨切削用量，防止稍傷；常常依據(jù)加工資料正確挑選切削液；常常清除切屑槽內(nèi)的切屑，用足夠壓力的切削液，通過(guò)精磨或研磨到達(dá)要求。

7  鉸出的孔方位精度超差

定時(shí)替換導(dǎo)向套；加長(zhǎng)導(dǎo)向套，進(jìn)步導(dǎo)向套與鉸刀空隙的合作精度；及時(shí)修理機(jī)床、調(diào)整主軸軸承空隙。

8  鉸刀刀齒崩刃

修正預(yù)加工的孔徑尺度；下降資料硬度或改用負(fù)前角鉸刀或硬質(zhì)合金鉸刀；操控?cái)[差在合格范圍內(nèi)；加大主偏角；注意及時(shí)清除切屑或選用帶刃傾角鉸刀；注意刃磨質(zhì)量。

9  鉸刀柄部折斷

修正預(yù)加工的孔徑尺度；修正余量分配，合理挑選切削用量；削減鉸刀齒數(shù)，加大容屑空間或?qū)⒌洱X空隙磨去一齒。

10  鉸孔后的孔中心線不直

添加擴(kuò)孔或鏜孔工序校正孔；減小主偏角；調(diào)整適宜的鉸刀；調(diào)換有導(dǎo)向部分或加長(zhǎng)切削部分的鉸刀。