（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、自動線及數控機床刀具和鉸刀等幾大類型。

刀具還可以按其它方式進行分類，

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

按結構分為整體刀具、鑲片刀具、機夾刀具和復合刀具等；

按是否標準化分為標準刀具和非標準刀具等。

（二）常用刀具簡介

1車刀

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

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；

另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆、鉸刀及鏜刀等。

3銑刀

銑刀是一種應用廣泛的多刃回轉刀具，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雜成形表面用的銑刀。銑削的生產率一般較高，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，廣泛應用于大批量生產中，可加工各種內、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分為各種內拉刀和外拉刀兩類。使用拉刀加工時，除了要根據工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據工件加工表面的尺寸（如圓孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個參數：

（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，應注意以下幾點：

（1）刀具基本參數（模數、齒形角、齒頂高系數等）應與被加工齒輪相同。

（2）刀具精度等級應與被加工齒輪要求的精度等級相當。

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

7自動線與數控機床刀具

這類刀具的切削部分總的來說與一般刀具沒有多大區(qū)別不同情況，只是為了適應數控機床和自動線加工的特點，對它們提出了更高的要求。

數控刀具已形成三大系統：車削刀具系統，鉆削刀具系統和鏜銑刀具系統。

（三）常用刀具種類和應用

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，一般來說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，磨平頂面時可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面，也可當精車刀來使用。

(4)切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來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：用以車削鉆過或鑄出的孔。達至光制尺寸或真直孔面為目的。

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

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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)右側車刀：車削右側端面。

(5)左側車刀：車削左側端面。

(6)切斷刀：用于切斷或切槽。

(7)內孔車刀：用于車削內孔。

(8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋。

(9)內螺紋車刀：用于車削內螺紋。

2.孔加工刀具

高速鋼薄片T形銑刀變形校對

高速鋼薄形刀具在熱處理中易變形，假如刀具在熱處理中工藝和操作不恰當，比方加熱溫度偏高，刀具綁扎辦法不恰當或是加熱時間過長等，都會形成高速鋼薄形刀具熱處理后變形較大。因此，高速鋼薄形刀具在熱處理進程中需要特別注意操控刀具的變形，采納一些減小變形的辦法。比方采納兩次預熱；恰當降低加熱溫度；恰當縮短加熱時間；正確綁扎刀具；減小一次進爐量，防止刀具之間彼此觸莫、揉捏等辦法。但在實踐熱處理進程中，有些刀具由于形狀、巨細等因素，變形問題無法消除。并且有時候會由于熱處理中工藝和操作不恰當的原因形成成批刀具呈現變形大的狀況。咱們單位就呈現過由于刀具綁扎不恰當，一次進爐量大而形成一批高速鋼薄片T形銑刀淬火后變形十分大。

1.關于這批高速鋼薄片T形銑刀

這批高速鋼薄片T形銑刀資料為W6Mo5Cr4V2，數量為200件，硬度要求為63~66HRC。銑刀長150mm，銑刀片厚度1.5mm，熱處理前銑刀片厚度留余量為1mm左右。

這批高速鋼薄片T形銑刀的刀片厚度很薄，制品尺度為1.5mm，并且形狀為“T”形。由于W6Mo5Cr4V2刀具的加熱溫度高，這么薄的刀片簡單變形。關于這種薄片銑刀，在熱處理中應特別要注意采納辦法操控刀具的變形。比方，淬火加熱前采納兩次預熱（一次低溫預熱，加熱溫度為550℃左右；一次中溫預熱，加熱溫度為850℃左右）；采納單件綁扎，減少一次進爐量，防止刀具在加熱時彼此揉捏，形成刀具呈現較大的變形。這批銑刀就是由于綁扎數量和辦法不恰當，以及一次進爐量太大而形成大部分銑刀刀片部分平面變形很大，變形>0.3mm，蕞大變形到達0.7mm。

2.高速鋼薄片T形銑刀的校對難度剖析

這批高速鋼薄片T形銑刀的刀片厚度很薄，制品尺度為1.5mm，并且形狀為“T”形，淬火后硬度又十分高，硬度要求為63~66HRC，這種形狀的刀具淬火后假如刀片部分發(fā)生變形沒有好的辦法進行校對。長軸件刀具徑向圓跳動變形大，咱們能夠采納多種辦法校對變形，如趁熱校對法、熱點法、冷敲法。而這些辦法關于這些薄片T形銑刀不適宜，上夾具回火校對的辦法或許會有一定的作用，可是這批薄片銑刀中刀片部分變形大的數量多，這種薄片T形銑刀要校對刀片部分選用上夾具回火校對的辦法功率會很低。

3.薄片T形銑刀的校對

上夾具回火校對的辦法關于這種薄片T形銑刀的功率低，一個夾具一次只能校對一把銑刀，也不行能做幾套夾具，這種夾具是專用的，用完或許以后就再也用不上了，所以本錢很高，只能另想辦法。

（1）銑刀退火

先將變形大的薄片T形銑刀進行退火。高速剛刀具退火十分費事，一般只在刀具變形太大，校對不過來或者是硬度偏低，達不到規(guī)劃圖紙要求時才會考慮退火返修。這些T形銑刀的資料為W6Mo5Cr4V2，依據本單位現有設備狀況，選用一般電阻爐退火。由于一般電阻爐內的介質是空氣，含有很多的氧氣，假如刀具直接放到一般電阻爐里進行退火的話，刀具表面將呈現較嚴重的氧化、脫碳，返修后刀具的硬度會偏低，甚至會形成刀具裂紋。因此，高速剛刀具退火時有必要采納辦法防止和避免刀具表面氧化、脫碳，具體維護辦法能夠依據設備狀況和自身的狀況而定。咱們單位選用的是金剛砂裝箱維護。先在不銹鋼維護箱底部鋪一層金剛砂，將銑刀用廢報紙包好，一層一層擺好，擺好一層鋪一層金剛砂，終在維護箱口蓋上石棉板，再蓋上箱蓋，防止外面空氣進入維護箱。

裝好箱后就能夠進爐退火。退火加熱溫度為850℃左右，然后隨爐降溫到720℃左右，保溫一段時間，隨爐冷至550℃以下出爐。有必要嚴格操控退火工藝進程，特別是降溫進程，否則高速剛刀具的硬度很難退下來。退火后檢查刀具的硬度，要求硬度≤28HRC。刀具硬度高了，校對時簡單開裂，返修淬火時也有或許開裂。

（2）制作專用的校對模具

依據T形銑刀的外形、尺度制作了一套專用的校對模具。校對模具是用圓鋼加工成φ90mm×170mm的圓柱體，并依據T形銑刀的外形、尺度在圓柱體中心加工了臺階孔，T形銑刀的頸部尺度為φ17mm，加大1mm，按φ18mm加工；T形銑刀柄部蕞大尺度為φ24mm，加大2mm，按φ24mm加工，這是為了降低加工難度，假如能夠徹底按照T形銑刀的外形加工模具的內孔，能夠提高T形銑刀的校對作用，也就是校對后銑刀的變形會更小。選用線切割的辦法將圓柱體切成兩半，一套校對模具就做好了。

（3）銑刀校對

由于銑刀的資料為W6Mo5Cr4V2，合金含量高，塑性較差，直接校壓，刀具很有或許會開裂。因此，校對前需要將這些銑刀進行預熱，咱們選用550℃左右進行預熱。經過預熱，提高了銑刀的塑性。校對時用鉗子夾著，將銑刀放進校對模具，并將校對模具合起來，銑刀刀片上面放一個巨細適宜的圓柱體作為壓塊，壓塊兩個端面要求平行度好，用液壓機壓頭壓在壓塊上。校壓時需要調整好液壓機的壓力，壓力小了變形校對不過來，壓力太大了銑刀刀片又有或許被壓扁，形成銑刀刀片尺度發(fā)生變化。選用液壓機直接校對是使用刀具的塑性，經過液壓機對刀片部位施加壓力，使刀片部位發(fā)生塑性變形，然后到達校對變形的意圖。

4.校對作用

經過校對，刀片部位變形大的T形銑刀變形≤0.3mm，基本上到達要求。假如能夠徹底按照T形銑刀的外形加工模具的內孔，能夠提高T形銑刀的校對作用，也就是校對后銑刀的變形會更小。

T形銑刀悉數校對好后，咱們用箱式電阻爐銑刀用550℃進行回火，以消除校對時發(fā)生的應力，有利于減小從頭淬火時的變形。高速剛刀具淬火，咱們是選用中溫鹽爐對高速剛刀具進行中溫預熱，然后轉移到高溫鹽爐對高速剛刀具進行淬火加熱。這些T形銑刀從頭淬火時，咱們選用單件綁扎，一個淬火鉤只允許掛兩件T形銑刀，并且減少一次的進爐量。從頭淬火后，這些T形銑刀變形不大，刀片部位蕞大變形為0.35mm，能夠保證刀片部位能夠加工起來。

5.結語

經過先對這些薄片T形銑刀進行退火，制作一套專用的校對模具，選用液壓機直接校壓刀片部位，使用刀具退火后較好的塑性，經過液壓機對刀片部位施加壓力，使刀片部位發(fā)生塑性變形，到達了校對T形銑刀刀片部位變形的意圖。這種校對辦法功率較高，供給了一種相似零件或刀具淬火變形的校對辦法。

不過這只是一種搶救辦法，更重要的是咱們在對高速剛刀具進行熱處理時要注意一些操作細節(jié)，比方刀具的綁扎方式、辦法、裝爐量，以及提高操作人員的技術水平和責任心等，只要這樣才干有效地減小高速剛刀具的變形，保證高速剛刀具的熱處理質量。

在批量加工如圖1所示的高溫合金球形軸承內球面時，原編制工藝道路為：粗加工→去應力→精車內球面→內球面開安裝槽→探傷→查驗→油封。

為驗證工藝，實驗選用如圖2所示高速鋼尖刀（假定刀尖圓弧半徑為零），前角為0o，刃傾角為0o，調整刀尖與車床主軸反轉中心線等高，在新購精細數控車床上編程精車3件45鋼制內球面φ19.15 0.0130   mm。

由于通用內徑量具無法實施在線丈量內球面φ19.15 0.0130   mm，所以在車床上選用改制專用測具（見圖3）檢測，直徑合格，經三坐標丈量機復檢，直徑合格，球面概括度差錯為0.005mm（小于直徑公役一半），合格。

但將零件材料改為高溫合金GH605，刀具改為YW1硬質合金尖刀后，用與高速鋼尖刀同樣的切削條件試車3件，經三坐標查驗全部不合格，原因是球面概括度差錯為0.03～0.05mm，經仔細觀察發(fā)現刀尖已磨損，且編程時沒有選用刀尖圓弧半徑補償程序。為此，改用如圖4所示SANDEVIK菱形可轉位機夾硬質合金刀具VCMW070204加工，刀尖圓弧半徑為rε=0.4mm，前角為0o，刃傾角為0o，調整刀尖與車床主軸中心線等高，選用刀尖圓弧半徑補償程序編程，加工了3件，經三坐標丈量查驗，3件全部不合格，原因是球面概括度差錯為0.015～0.02mm。至此，證明原工藝是不現實的。為了、經濟批量加工，改用了如下工藝道路：粗加工→去應力→精車內球面→內球面開裝配槽→用外球面形狀研磨具研磨內球面達圖樣要求→探傷→查驗→油封。工藝改進后已成功加工出一批合格產品。

2.精車內球面概括度超差問題

早在數控車床沒有普及的時代，用成型車刀精車之后再研磨的工藝辦法成功地加工出如圖5所示的球面上色量規(guī)（其技術要求是：環(huán)規(guī)按塞規(guī)上色修合，上色面積100%）?，F在數控車床替代了一般車床，數字程序替代了原來成型車刀，卻沒有加工出圖1所示的零件?，F剖析如下：

（1）精細球面加工工藝基礎。精細球面能夠看作是精細半圓（見圖6）繞經過該半圓圓心的剖分線反轉一周構成的反轉體。

在一般車床上用圓弧構成型樣板刀加工時（見圖7），樣板刀圓弧半徑是所車球的半徑，樣板刀圓弧刃的圓心有必要準確調整到車床主軸反轉軸線上，且圓弧刃地點平面與車床主軸反轉中心線等高共面，才干車出精細圓球面。為了完成以上條件，照顧到加工對刀便利，通常調整圓弧樣板切削刃安裝高度，使圓弧刃地點平面與車床主軸反轉軸線等高（共面），再經過車削丈量車出球面直徑，確保圓弧切削刃圓心坐落車床主軸反轉中心線上。

當圓弧刃地點平面與車床主軸反轉中心線共面但圓弧刃圓心與車床反轉中心間隔不為零時，車出的球面就不圓，而是橢球（見圖8）。

當圓弧刃平面平行于車床主軸反轉中心線，但高于或低于車床反轉軸線（即不共面）時，只要直徑大于所車球面的水平截面圓直徑，與圓弧刃構成的圓位置重合時，才有或許車成圓球，但此刻所車球面直徑已大于要求直徑（見圖9）。

當圓弧構成型切削刃或數控刀尖車出的軌道圓?。ㄒ韵潞喎Q母線圓?。┑攸c平面平行于車床主軸反轉中心線，但高于或低于車床主軸反轉中心線（以下簡稱車床軸線）時，即便母線圓弧半徑很準確且其圓心位置也準確坐落包括車床軸線的鉛垂面內，假定圖樣要求球面半徑為R，母線圓弧地點平面與車床軸線間隔為H，則車出的球面半徑為（R2 H2）0.5mm，若為了確保球面半徑R持續(xù)進刀，則車成橢球（見圖10）。

總歸，有必要確保母線圓弧半徑和母線圓弧圓心準確調整到車床軸線上，且母線圓弧與車床軸線等高共面，才干車出預訂半徑的精細圓球，三者缺一不可。

（2）數控車床加工精細內球面。首要調整車刀安裝高度使刀尖與數控車床軸線等高，當運用刀尖圓弧半徑為零（假定理想刀尖）的車刀編程時，使刀尖走過的圓弧軌道半徑等于球面半徑；當運用刀尖圓弧半徑不等于零的圓弧刀尖車刀加工時，運用刀尖圓弧半徑補償程序編程。對不具備刀尖圓弧半徑主動補償功用的經濟型數控車床，假定圖樣要求球面半徑為R，刀尖圓弧半徑為rε，可選用刀尖圓弧圓心軌道編程，刀尖圓弧圓心編程半徑為（R－rε）。這樣切削球面時，圓弧切削刃逐點參加切削，母線圓弧半徑R相當于半徑為（R－rε）的圓等距rε后得出的（見圖11）。

當刀尖與數控車床軸線不等高時，假如按母線圓弧圓心和車床軸線坐落同一鉛垂面準則進刀，在不考慮其他原因的狀況下車出的球面直徑差錯由公式（1）核算：

ΔR=(R2 H2)0.5－R （1）

式中，R為所車球面半徑，H為刀尖走過的母線圓弧平面高于或低于車床軸線的間隔。當R=19.15÷2＝9.575（mm），ΔR=0.013÷2=0.006 5（mm）。由公式（1）核算出H=0.35mm。也就是說，當刀尖高于或低于車床軸線0.35mm時，車出的球面就超出公役帶。在批量生產高溫合金零件時，遍及運用可轉位不重磨機夾刀片，經查閱SANDEVIK刀具手冊，精度等級為M的刀片厚度公役為±0.13mm，假定地一次將切削刃調整到與車床軸線等高，那么，當替換刀片時，如不調整刀尖高度，壞的狀況是刀尖與車床軸線間隔為0.26mm，其小于0.35mm，可見獨自由刀尖高度引起的球面差錯不會超出公役帶。

當刀尖高度與車床軸線等高時，在不考慮機床進給空隙影響時，刀尖圓弧半徑差錯是影響球面加工的直接要素。肯定的尖刀是不存在的，假定刀尖圓弧半徑為零的車刀耐用度很低，不適合批量加工高溫合金零件，選用刀尖圓弧半徑補償程序編程時，有必要輸入刀尖圓弧半徑數值，經查閱SANDEVIK刀具手冊，仿形加工用圓弧切削刀具刀尖圓弧直徑2rε公役為±0.02mm。而SANDEVIK刀片VCMW070204，刀尖圓弧半徑為rε=0.4mm，沒有給出公役，查國標GB2078—87，刀片VCMW070204刀尖圓弧半徑為rε=0.4±0.10mm，數控系統主動將理想刀尖圓弧半徑補償到母線圓弧加工中，刀尖圓弧半徑差錯以1﹕1倍率影響到加工球面半徑差錯。經過作圖與理論核算，能夠算出，在圖1所示軸向長度14mm范圍內，包括在公役為0.006 5mm圓度公役帶內理想圓弧半徑為R=9.575±0.013 9mm，當不考慮其他要素影響，按刀尖圓弧圓心R=（9.575－0.4）mm編程時，刀尖圓弧半徑有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm。由此可推理，尖刀加工，刀尖磨損后刀尖圓角半徑有必要是rε≤0.013 9mm才有或許車出符合公役要求的內球面，當刀尖磨損至rε＞0.013 9mm時，將車出Z向偏長的橢圓形球面；假如運用圓弧刀尖刀具加工，刀具半徑有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm，而刀片VCMW070204的刀尖rε=0.4±0.10mm，不符合球面的精度加工要求?？梢?，獨自由刀尖圓弧半徑引起的球面加工直徑差錯已超出球形軸承內球面φ19.15 0.0130   mm的加工要求，假如運用刀片VCMW070204加工，有必要精修刀尖圓弧半徑精度，使得rε＜0.013 9mm。

（3）進給絲杠螺母副空隙對加工球面的影響?，F代數控車床遍及選用滾珠絲杠螺母副作為伺服進給執(zhí)行元件，盡管滾珠絲杠螺母副進行了預緊，在受載及運轉中不可避免會發(fā)生回程空隙。在編程時有必要引起注意，避免回程空隙引起形位差錯。在加工圖4所示零件時，能夠選用一段程序從A點車到C點，但車刀在經過B點時，X軸進給由正向轉換為反向，反向脈沖使絲杠反轉，消除空隙所需的反轉沒有使車刀得到應有的X反向進給，形成AB段與BC段形狀不對稱（見圖12），形成球面不圓。當回程空隙超越0.065mm時，車出的球面就超出

公役帶。因此，當車削精細球面時，假如車床回程空隙超越零件公役1/3，有必要編兩段程序，一段從A到B，另一段從C到B。這樣避免了圖12所示形狀差錯，但會發(fā)生如圖13所示由Z軸進給反向形成的形狀差錯，盡管左右是對稱的，但晦氣于球形研磨東西定心。

為此，在編程時選用積極補償的辦法，使圓弧AB段、CB段Z向各少進給0.005mm（沿X向少進給0.000 001 3mm），即便AB、CB兩端圓弧在B點相交，B點不再是圓的象限點，而是脫離象限點的圓上點，精車后橢球形狀如圖14所示。