电子课件-《数控加工工艺学(第四版)》-A02-3692 第四章 数控铣削加工工艺

二、组合夹具 1.孔系组合夹具 2.槽系组合夹具
三、成组夹具 四、专用夹具
第二节 数控铣削用刀具 一、铣刀的种类
数控铣削用刀具
第二节 数控铣削用刀具
铣刀的种类
➢圆柱铣刀 ➢面铣刀 ➢立铣刀 ➢键槽铣刀 ➢模具铣刀 ➢角度铣刀 ➢锯片铣刀 ➢镗孔刀具及其选择 ➢铣螺纹用刀具
第二节 数控铣削用刀具
第二节 数控铣削用刀具
（2）不对称双角铣刀 两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。
第二节 数控铣削用刀具
（3）对称双角铣刀 两圆锥面上切削刃是主切削刃，无副切削刃。角度铣刀 的刀齿强度较小，铣削时，应选择恰当的切削用量，防止振 动和崩刃。
对称双角铣刀
可转位锯片铣刀
第二节 数控铣削用刀具
9．锯片铣刀
MXF
MXG
常见面铣刀
第二节 数控铣削用刀具
面铣刀按结构可以分为:
（1）整体式面铣刀
第二节 数控铣削用刀具
（2）硬质合金整体焊接式面铣刀
第二节 数控铣削用刀具
（3）硬质合金可转位式面铣刀
硬质合金可转位式面铣刀
1－刀垫 2－轴向支撑块 3－可转位刀片
第二节 数控铣削用刀具
第二节 数控铣削用刀具
小的前角。
第二节 数控铣削用刀具
铣刀前角选择参考数值
第二节 数控铣削用刀具
（2）后角选择原则和数值
1）工件材料的硬度、强度较高时，宜采用较小的后角；工 件材料塑性大或弹性大及易产生加工硬化时，应增大后角；加工 脆性材料时，应选用较小的后角。
2）工艺系统刚度差、容易产生振动时，应采用较小的后角。 3）粗加工时，选取较大的后角；精加工时，可选取较大的 后角。但当已采用负前角时，刃口的强度已得到加强，为提高表 面质量，也可采用较大的后角。 4）高速钢铣刀的后角可比硬质合金铣刀的后角大2°~3°。 5）尺寸精度要求较高的铣刀，应选用较小的后角。
3．立铣刀
立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣刀示，其结 构如图。
高速钢立铣刀
硬质合金可转位式立铣刀
第二节 数控铣削用刀具
常见立铣刀
a)可转位螺旋锥柄立铣刀
b)可转位螺旋直柄立铣刀
c)三齿直柄立铣刀 d)锥柄三齿立铣刀
第二节 数控铣削用刀具
（1）硬质合金螺旋齿立铣刀
a）每齿单条刀片
b）每齿多个刀片
1．平口虎钳
具有较大的通用性和经济性，适用于尺寸较小的方形 工件的装夹。
a）螺旋夹紧式 b）液压式正弦规 c）气动式精密
通用平口钳
平口钳
平口钳
d）液式压精密 平口钳
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
2．压板
适用于中型和大型工件。
压板安装工件所用工具
压板在立式数控铣床应用
铣刀宽度变化较小，只能取0.5°～2°的副偏角。 4）为避免铣削振动，可适当加大副偏角。
第二节 数控铣削用刀具
一、铣刀的种类
二、铣刀的选择
1.圆柱铣刀
1.铣刀形式的选择
2.面铣刀
2.铣刀主要结构参数的合理选择
3.立铣刀
3.铣刀几何参数的合理选择
4.键槽铣刀
5.模具铣刀
6.角度铣刀
7.锯片铣刀
8.镗孔刀具及其选择
1．圆柱铣刀
圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面，一般为整体式。
圆柱铣刀的几何角度
第二节 数控铣削用刀具
2．面铣刀
面铣刀主要用于立式铣床加工平面和台阶面等。面铣刀 的主切削刃分布在铣刀的圆柱面上或圆锥面上，副切削刃 分布在铣刀的端面上。
a ） 45˚可转位面铣刀 MXD
b ） 75˚可转位面铣刀 c）90˚可转位面铣刀
倾斜型单刃粗镗刀
第二节 数控铣削用刀具
（2）精镗刀 精镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节 方便，且精度高。
精镗可调镗刀
精镗微调镗刀
第二节 数控铣削用刀具
（3）双刃镗刀 双刃镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参加切削， 与单刃镗刀相比，每转进给量可提高一倍左右，生产效率 高，同时可以消除切削力对镗杆的影响。
沉
选
孔
择
铣
刀
削
具
锪孔铣刀
加工内容
改进后铣刀的特点与使用条件 表4-3
第二节 数控铣削用刀具
2．铣刀主要结构参数的合理选择
（1）铣刀直径的选择
第二节 数控铣削用刀具
（2）铣刀齿数的选择 高速钢圆柱铣刀、锯片铣刀和立铣刀按齿数的多少分为 粗齿和细齿两种，适用于粗加工。加工塑性材料时，切屑呈 带状，也可采用粗齿铣刀。细齿铣刀仅适用于半精加工和精 加工。
硬质合金螺旋齿立铣刀
第二节 数控铣削用刀具
（2）波形刃立铣刀
第二节 数控铣削用刀具
4．键槽铣刀
第二节 数控铣削用刀具
5．模具铣刀
圆柱形 球头铣刀
圆锥形 球头铣刀
圆锥形 立铣刀
第二节 数控铣削用刀具
6.成形铣刀
成形铣刀一般是为特定形状的工件或加工内容专门设计 制造的,如渐开线齿面、燕尾槽和T形槽等
9.铣螺纹用刀具
第三节 数控铣削用刀具系统
一、典型刀具系统的种类
1.整体式数控刀具系统
整体式数控刀具系统
第三节 数控铣削用刀具系统
2．模块式数控刀具系统
主柄模块 模块式 中间模块
工作模块
第三节 数控铣削用刀具系统
二、刀具系统
数控铣削常用刀具 加工中心常用刀柄的类型及其使用场合
第三节 数控铣削用刀具系统
a）用三爪自定心卡盘装夹
b）用两顶尖装夹
定中心装夹
卡盘装夹工件
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
8．自定心虎钳
装夹方便、迅速、也很稳固、键槽位置不受钳口和压 板的影响，但精确度不高。
c)用自定心虎钳装夹
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
二、组合夹具
1．孔系组合夹具
孔系组合夹 具主要元件表面 上具有光孔和螺 纹孔。组装时， 通过圆柱定位销 （一面两孔）和 螺栓实现元件的 相互定位和紧固。
3）为增强刀尖强度，提高刀具寿命，面铣刀常磨出 过渡刃。
第二节 数控铣削用刀具
第二节 数控铣削用刀具
（5）副偏角的选择原则和数值 1）精铣时，副偏角应取小些，以使表面粗糙度值较小。 2）铣削高强度、高硬度的材料时，应取较小的副偏角，
以提高刀尖部分的强度。 3）对锯片铣刀和槽铣刀等，为了保证刀尖强度和重磨后
第二节 数控铣削用刀具
（4）镗孔刀刀头 分为粗镗刀刀头和精镗刀刀头。
粗镗刀刀头
精镗刀刀头
第二节 数控铣削用刀具
11.螺纹加工刀具 （1）铣螺纹用刀具
a)整体螺纹铣刀
b)带组合倒角的整体螺纹铣刀
c)带可换刀片的螺纹铣刀及可换刀片
第二节 数控铣削用刀具
(2)攻螺纹刀具 攻螺纹是用丝锥切削内螺纹的一种加工方法,在加工中心上有 两种攻螺纹方法,浮动攻螺纹(张力补偿型攻螺纹)和刚性攻螺纹。
第二节 数控铣削用刀具
铣刀后角选择参考数值
第二节 数控铣削用刀具
（3）刃倾角的选择原则和数值 1）铣削硬度较高的工件时，可选取绝对值较大的负刃
倾角。 2）粗加工时，可取正刃倾角。 3）工艺系统刚度不足时，不宜取负刃倾角。 4）为了使圆柱铣刀和立铣刀切削平稳轻快，切屑容易
从铣刀容屑槽中排出，提高铣刀寿命和生产率，减小已加 工表面的粗糙度值，可选取较大的 正刃倾角。
第二节 数控铣削用刀具
3．铣刀几何参数的合理选择
（1）前角的选择原则和数值 1）根据不同的工件材料，选择合理的前角数值。 2）不同的铣刀材料，加工相同材料的工件，铣刀的前
角也不应相同。 3）粗铣时一般取较小前角，精铣时取较大前角。 4）工艺系统刚度较差和铣床功率较低时，宜采用较大
的前角，以减小铣削力和铣削功率，并减少铣削振动。 5）对数控机床、自动机床和自动线用铣刀，应选用较
孔系组合夹具组装示意图
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
2．槽系组合夹具
l-紧固件 2-基础板 3-工件 4-活动V形架 合件 5-支承板 6-垫铁 7-定位键及其 紧定螺钉
槽系组合夹具组装过程示意图
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹 三、成组夹具（拼装夹具）
矩形基础板
1-T形槽 2-定位销孔 3-紧固螺纹孔 4-连接孔 5-耳座 6-定位销孔 7、10-衬套 8、9-防尘罩 11-法兰盘
第四章 数控铣削加工工艺
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹 第二节 数控铣削用刀具 第三节 数控铣削用刀具系统 第四节 数控铣削用高速切削刀柄 第五节 数控铣削切削用量的确定 第六节 典型轮廓的数控铣削加工 第七节 典型零件的数控铣削工艺分析
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
一、数控铣削通用夹具
第二节 数控铣削用刀具
二、铣刀的选择
1．铣刀形式的选择
加工内容
平
面
45°面铣刀 八角面铣刀 65°面铣刀
铣
削选
择
刀 具 立铣刀
立铣刀 立铣刀 八角铣刀
轮
廓
铣
削
粗切削铣刀
第二节 数控铣削用刀具
台
阶
铣 削
粗切削铣刀 粗切削铣刀 粗切削铣刀 立铣刀
选
择
刀
具
圆刃端铣刀 圆刃端铣刀 圆刃端铣刀 立铣刀
倒 角 铣 削
第二节 数控铣削用刀具
7.鼓形铣刀
铣削时通过控制铣刀 上下位置改变刀刃的切削 部位,从而在工件上加工 出由负到正的不同斜角表 面,常用于数控铣床和加 工中心加工立体曲面或变 斜角面。
第二节 数控铣削用刀具
8．角度铣刀
主要用于卧式铣床上加工各种角度槽、斜面等。 （1）单角铣刀
圆锥面上切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切 削刃。
1.刀柄
切削刀具通过刀柄与数控铣床主轴连接,其强度、刚度、 耐磨性、制造精度以及夹紧力等对加工均有直接的影响。
第三节 数控铣削用刀具系统
第三节 数控铣削用刀具系统
第三节 数控铣削用刀具系统
2．拉钉
刀柄尾部的拉钉的尺寸也已标准化，ISO或GB规定了A 型和B型两种形式的拉钉，其中A型拉钉用于不带钢球的拉紧 装置，而B型拉钉用于带钢球的拉紧装置。
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
a）大工件基础板
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
b）立方基础板
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
应用实例
成组夹具的应用
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹 四、专用夹具
l一夹具体 2一压板 3、7一螺母 4、5一垫 圈 6一螺栓 8一弹簧 9一定位键 10一菱形销
第二节 数控铣削用刀具
铣刀刃倾角或螺旋角选择参考数值
第二节 数控铣削用刀具
（4）主偏角的选择原则和数值 1）当工艺系统刚度足够时，应尽可能采用较小的主
偏角。当工艺系统刚度不足时，为避免铣削振动加大， 应采用较小的主偏角。
2）加工高强度、高硬度的材料时，应取较小的主偏 角。加工一般材料时，主偏角可取稍大些。
45°倒角铣刀
加工内容
第二节 数控铣削用刀具
加工内容
选 槽 择 粗切削铣刀 粗切削铣刀 立铣刀 铣刀 削具
球形端铣刀
立铣刀 粗切削铣刀 粗切削铣刀 圆刃端铣刀
第二节 数控铣削用刀具
型 腔 铣 削
选 择 球形端铣刀 球形端铣刀 八角铣刀 刀 具
加工内容
立铣刀 立铣刀 圆刃端铣刀 圆刃端铣刀
第二节 数控铣削用刀具
11一圆柱销
a)连杆加工专用夹具零件图
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
专用夹具具有结构合理，刚度强，装夹稳定可靠，操 作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。
b)实物图
பைடு நூலகம்c)应用图
连杆加工专用夹具
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
一、数控铣削通用夹具 1.平口虎钳 2.压板 3.分度回转用夹具 4.角铁 5.V形架 6.轴用虎钳 7.三爪自定心卡盘 8.自定心虎钳
压板在卧式加工中心上的应用
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
3．分度回转用夹具
适用于加工有等分结构的零件。
数控分度头
回转工作台
交换工作台
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
4．角铁
适用于加工基准面比较宽而加工面比较窄的工件。
角铁装夹宽而薄的垂直面
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
5．V形架
整体硬质合金 （GB/T14301—2008）
φ 18～φ 125
0.20～5.0
第二节 数控铣削用刀具
10．镗孔刀具及其选择
（1）粗镗刀 粗镗刀结构简单，用螺钉将镗刀刀头装夹在镗杆上。刀杆 顶部和侧部有两只锁紧螺钉，分别起调整尺寸和锁紧作用。 镗孔时，所镗孔径的大小要靠调整刀头的悬伸长度来保证， 调整麻烦，效率低，大多用于单件小批量生产。
常用来加工圆柱形工件。
a)V形架装夹下 立铣键槽
b)V形架装夹下 卧铣键槽
c)T形架装夹下 铣长轴
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
6．轴用虎钳
因具有用虎钳装夹和V形架装夹的优点，所以装夹简 便迅速。
用轴用虎钳装夹轴类零件
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
7．三爪自定心卡盘
常作为圆柱形毛坯的夹具。
主要用于大多数材料的切槽、切断、内外槽铣削、组合 铣削、缺口实验的槽加工和齿轮毛坯粗齿加工等。
中小型规格的锯片铣刀分类及适用范围
分类范围
粗 中 高速钢 细
锯片铣刀外圆直径d /mm
φ 50～φ 315 φ 32～φ 315
φ 20～φ 315
锯片铣刀厚度l /mm
0.80～6.0 0.30～6.0 0.20～6.0