1.3 銑刀選用及拆裝

1.3.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解常用銑刀結(jié)構(gòu)與用途。

2.銑刀安裝與拆卸。

1.3.2 相關(guān)工藝知識(shí)

1.銑刀

銑刀是多刃刀具，常用的銑刀有圓柱銑刀、端銑刀、三面刃銑刀、T 形槽銑刀、鍵槽銑刀、凸半圓銑刀、離合器銑刀、鋸片銑刀、鏜孔刀、螺旋槽刀、齒輪銑刀等，見圖1-2。在銑床上也可以加工孔，加工孔的刀具有麻花鉆、擴(kuò)孔刀、鉸刀、鏜刀等。

（1）面銑刀

端銑所用刀具為面銑刀，如圖1-37所示。面銑刀適用于加工平面，尤其適合加工大面積平面。面銑刀的主切削刃分布在外圓柱面或外圓錐面上，其端面上的切削刃為副切削刃。

面銑刀可以用于粗加工，也可以用于精加工。為使粗加工時(shí)能取較大的切削深度、切除較大的余量，粗加工宜選較小的銑刀直徑。精加工時(shí)應(yīng)該避免精加工面上的接刀痕跡，所以精加工的銑刀直徑要選大些，最好能包容加工面的整個(gè)寬度。

（2）三面刃銑刀

三面刃銑刀的外圓周和兩邊側(cè)面都有切削刃，如圖1-38所示。三面刃銑刀可以加工臺(tái)肩面、溝槽等。

（3）立銑刀

立銑刀從結(jié)構(gòu)上分為整體結(jié)構(gòu)立銑刀（如圖1-39所示）和鑲齒可轉(zhuǎn)位立銑刀（如圖1-40所示），鑲齒可轉(zhuǎn)位立銑刀又分為方肩式（如圖1-40（a）所示）和長(zhǎng)刃式（如圖1-40（b）所示），其中長(zhǎng)刃式立銑刀也稱作玉米立銑刀。

立銑刀每個(gè)刀齒的主切削刃分布在圓柱面上，呈螺旋線形，其螺旋角為 30°～45°，這樣有利于提高切削過(guò)程的平穩(wěn)性，將沖擊減到最小，并可得到光滑的切削表面。

立銑刀每個(gè)刀齒的副切削刃分布在端面上，用來(lái)加工與側(cè)面垂直的底平面。立銑刀的主切削刃和副切削刃可以同時(shí)進(jìn)行切削，也可以分別單獨(dú)進(jìn)行切削。

（4）成型銑刀

圖1-41所示為常見的幾種成型銑刀。成型銑刀一般為專用刀具，即為某個(gè)工件或某項(xiàng)加工內(nèi)容而專門制造（刃磨）的。它適用于加工特定形狀面和特形的孔、槽，常用于型模加工。

（5）麻花鉆

麻花鉆鉆孔精度一般在IT12左右，表面粗糙度值Ra為12.5μm。麻花鉆分為高速鋼鉆頭（如圖1-42（a）所示）和硬質(zhì)合金鉆頭（如圖1-42（b）所示）。按麻花鉆的柄部分類，分為直柄和莫氏錐柄，直柄一般用于小直徑鉆頭，莫氏錐柄一般用于大直徑鉆頭。按麻花鉆長(zhǎng)度分類，分為基本型和短、長(zhǎng)、加長(zhǎng)、超長(zhǎng)等類型的鉆頭。

（6）擴(kuò)孔鉆

擴(kuò)孔是對(duì)已鉆出、鑄（鍛）出或沖出的孔進(jìn)行進(jìn)一步加工，多采用擴(kuò)孔鉆（如圖1-43所示）加工，也可以采用立銑刀或鏜刀擴(kuò)孔。擴(kuò)孔鉆，一般為3～4個(gè)切削刃，切削導(dǎo)向性好；擴(kuò)孔加工余量小，一般為2～4mm；容屑槽較麻花鉆小，刀體剛度好；沒有橫刃，切削時(shí)軸向力小。所以擴(kuò)孔鉆的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均優(yōu)于鉆孔。擴(kuò)孔對(duì)于預(yù)制孔的形狀誤差和軸線的歪斜有修正能力，其加工精度可達(dá)IT10，表面粗糙度值Ra為6.3～3.2μm。

（7）鉸刀

標(biāo)準(zhǔn)機(jī)用鉸刀如圖1-44所示。鉸刀由工作部分、頸部和柄部組成。柄部形式有直柄、錐柄和套式三種。鉸刀的工作部分（即切削刃部分）又分為切削部分和校準(zhǔn)部分。鉸孔是一種對(duì)孔進(jìn)行半精加工和精加工的加工方法，其加工精度一般為 IT9～I(xiàn)T6，表面粗糙度值 Ra 為1.6～0.4μm。但鉸孔一般不能修正孔的位置誤差，所以在鉸孔之前，孔的位置精度應(yīng)該由上一道工序保證。

鉸孔是對(duì)已加工孔進(jìn)行微量切削，其合理切削用量為：背吃刀量取為鉸削余量（粗鉸余量為0.015～0.35mm，精鉸余量為0.05～0.15mm），采用低速切削（粗鉸鋼件為5～7m/min，精鉸為 2～5m/min），進(jìn)給量一般為 0.2～1.2mm/r（進(jìn)給量太小會(huì)產(chǎn)生打滑和啃刮現(xiàn)象）。同時(shí)，鉸孔時(shí)要合理選擇冷卻液，在鋼材上鉸孔宜選用乳化液，在鑄鐵件上鉸孔有時(shí)用煤油。

2.銑刀刀具材料

刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。刀具材料是影響加工表面質(zhì)量、切削效率和刀具壽命的基本因素，所以必須合理選擇刀具材料。生產(chǎn)中使用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石、立方碳化硼等。常用的銑刀刀具材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。

（1）高速鋼

高速鋼具有較高的硬度（熱處理硬度可達(dá) 63～66HRC）和耐熱性（600～650℃），切削碳鋼時(shí)的切削速度一般不高于 50～60m/min；同時(shí)具有高的強(qiáng)度（其抗彎強(qiáng)度為一般硬質(zhì)合金的2～3倍）和韌性，能抵抗一定的沖擊振動(dòng)。高速鋼還具有較好的工藝性，可以制造刃形復(fù)雜的刀具，如鉆頭、絲錐、成型刀具、拉刀和齒輪刀具等。高速鋼刀具可加工從碳鋼到合金鋼、從有色金屬到鑄鐵等多種材料。

① 通用型高速鋼。通用型高速鋼工藝性能好，能滿足通用工程材料的切削加工要求。常用通用型高速鋼的種類有W18Gr4V、W6MO5GR4V2。

② 高性能高速鋼。高性能高速鋼是在普通型高速鋼中加入鈷、釩、鋁等元素，以進(jìn)一步提高其耐磨性和耐熱性而成的。常用的高性能高速鋼牌號(hào)有 W6Mo5Cr4V3（M3）、W2Mo9Cr4VCo8（M42）、W6Mo5Cr4V2Al（501）等。

（2）硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是由硬度和熔點(diǎn)很高的金屬碳化物（碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC、碳化鈮NbC等）和金屬粘結(jié)劑（鈷Co、鎳Ni、鉬Mo等）以粉末冶金法燒結(jié)而成的。硬質(zhì)合金的硬度高達(dá)HRA89～93，能耐850～1000oC的高溫，具有良好的耐磨性，允許的切削速度比高速鋼高4～10倍（切削速度可達(dá)100～300m/min以上），可加工包括淬火鋼在內(nèi)的多種材料，因此獲得了廣泛應(yīng)用。但是硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，工藝性差，較難加工，故不易做成形狀復(fù)雜的整體刀具。在實(shí)際使用中，一般將硬質(zhì)合金刀片焊接或機(jī)械夾固在刀體上使用。

常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷類（YG類）、鎢鈦鈷類（YT類）和通用型硬質(zhì)合金（YW類）3類。

① 鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG 類）。YG 類硬質(zhì)合金主要由碳化鎢和鈷組成，常用的牌號(hào)有YG3、YG6、YG8 等。YG 類硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性較好，不易崩刃，適宜切削呈崩碎切屑的鑄鐵等脆性材料；刃磨性較好，刃口可以磨得較鋒利，故切削有色金屬及合金的效果也較好。由于 YG 類硬質(zhì)合金的耐熱性和耐磨性較差，因此一般不用于普通鋼材的切削加工。

② 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT類）。YT類硬質(zhì)合金主要由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成，常用的牌號(hào)有 YT5、YT15、YT30 等，里面加入的碳化鈦，增加了硬質(zhì)合金的硬度、耐熱性、抗粘接性和抗氧化能力。但由于 YT 類硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性較差，故主要用于切削呈帶狀切屑的普通碳鋼及合金鋼等塑性材料。

③ 鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（YW 類）。YW 類硬質(zhì)合金在普通硬質(zhì)合金中加入了碳化鉭或碳化鈮，從而提高了硬質(zhì)合金的韌性和耐熱性，使其具有較好的綜合切削性能。常用的牌號(hào)有 YW1、YW2 等。YW 類硬質(zhì)合金主要用于加工不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼，也適用于加工普通碳鋼和鑄鐵，因此被稱為通用型硬質(zhì)合金。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO 513—1975（E））規(guī)定，將切削加工用硬質(zhì)合金分為三大類，分別用K、P、M表示。

K類適用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，相當(dāng)于我國(guó)的YG類硬質(zhì)合金，外包裝用紅色標(biāo)志。

P類適用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬，相當(dāng)我國(guó)的YT類硬質(zhì)合金，外包裝用藍(lán)色標(biāo)志。

M類適用于加工長(zhǎng)、短切屑的黑色金屬和有色金屬，相當(dāng)于我國(guó)的YW類硬質(zhì)合金，外包裝用黃色標(biāo)志。

3.銑刀的安裝

在加工之前必須把刀具裝夾在銑床上，銑床主軸前端是 7∶24 的錐孔，刀具通過(guò)該錐孔定位在主軸上。錐孔內(nèi)備有拉桿，通過(guò)拉桿可將刀具拉緊。

（1）直柄銑刀的安裝

直柄銑刀常采用彈簧夾頭裝夾，如圖1-45（a）所示。裝夾直柄銑刀的步驟如下。

① 把彈簧夾頭用棉紗擦拭干凈，插入銑床主軸錐孔，用拉桿拉緊彈簧夾頭，緊固拉桿螺母，將彈簧夾頭固定在銑床主軸上。

② 把立銑刀用棉紗擦拭干凈，插入彈簧套內(nèi)，擰緊夾緊螺母，彈簧夾頭徑向收縮而將銑刀的直柄夾緊。

（2）錐柄銑刀的安裝

錐柄銑刀的裝夾步驟如下。

① 大尺寸銑刀的錐柄采用7∶24的錐度，與主軸錐孔尺寸相同，可把銑刀錐柄直接裝入主軸錐孔，并用拉桿拉緊刀具。

② 小尺寸銑刀的錐柄采用莫氏錐度，與主軸錐孔尺寸不同，需要通過(guò)過(guò)渡錐套裝夾刀具，即刀具安裝在過(guò)渡錐套上，過(guò)渡錐套安裝在主軸上，如圖1-45（b）所示。

（3）端銑刀的安裝

帶孔的端銑刀需要通過(guò)刀桿安裝在主軸上，如圖1-46（a）所示。端銑刀的刀桿上有定位鍵，刀桿下面有鎖緊螺釘，以將端銑刀鎖緊固定在刀桿上，如圖1-46（b）所示。

（4）帶孔銑刀的安裝

帶孔銑刀需要采用銑床刀桿安裝。臥式銑床刀桿如圖1-47所示，首先將刀桿錐體一端插入主軸錐孔，用拉桿拉緊；然后通過(guò)套筒調(diào)整銑刀的合適位置，最后刀桿另一端安裝在吊架上，用吊架支承，如圖1-48所示。

安裝帶孔圓柱銑刀的步驟如下。

① 根據(jù)銑刀的孔徑，選用合適的刀桿。

② 用拉緊螺桿把刀桿拉緊固定在主軸上。

③ 刀桿上先套上幾個(gè)墊圈，調(diào)整銑刀位置。

④ 銑刀外邊再套上幾個(gè)墊圈，擰上螺母。

⑤ 裝上支架，擰緊支架緊固螺母，軸承孔內(nèi)加注潤(rùn)滑油。

⑥ 初步擰緊墊圈螺母，開車觀察銑刀是否裝正，裝正后擰緊螺母。

1.3.3 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目——銑刀安裝

● 圓柱帶孔銑刀的安裝、拆卸

● 錐柄銑刀的安裝、拆卸

● 直柄銑刀的安裝、拆卸

【操作步驟】

1.銑刀展示

根據(jù)圖1-49說(shuō)出各銑刀名稱、加工范圍。

（a）圖，圓柱銑刀，銑削平面、垂直面、平行面。（b）圖，三面刃銑刀，銑削臺(tái)階面、溝槽面。

（c）圖，片銑刀，銑削窄溝槽，切斷工件。

（d）圖，成型齒輪銑刀，銑削齒輪，根據(jù)齒輪模數(shù)、齒數(shù)選擇銑刀。

（e）圖，單角銑刀，銑削單面角度，根據(jù)工件角度選擇銑刀。

（f）圖，雙角銑刀，銑削雙面角度，根據(jù)工件角度選擇銑刀。

（g）圖，凸形銑刀，銑削凹形面。h圖，凹形銑刀，銑削凸形面。

（i）圖，端銑刀，銑削平面。

（j）圖，鍵槽銑刀，銑削鍵槽。

（k）圖，立銑刀，銑削溝槽、臺(tái)階面。

（l）圖，燕尾槽銑刀，銑削燕尾槽。

（m）圖，T形槽銑刀，銑削T形槽。

2.圓柱帶孔銑刀的安裝、拆卸

圓柱帶孔銑刀（圖1-50（a））和三面刃銑刀（圖1-50（b））安裝在臥式銑床上。

（1）圓柱帶孔銑刀的裝夾

帶孔銑刀在臥式銑床上安裝的操作步驟如下。

① 將床頭的主軸安裝孔用棉紗擦拭干凈，按照刀具孔的直徑選擇標(biāo)準(zhǔn)刀桿。銑刀桿常用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸有φ32mm、φ27mm、φ22mm。把刀桿推入主軸孔內(nèi)。右手將銑刀桿的錐柄裝入主軸孔，此時(shí)銑刀桿上的對(duì)稱凹槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)床體上的凸鍵，左手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸孔的拉緊螺桿（簡(jiǎn)稱拉桿），使其前端的螺紋部分旋入銑刀桿的螺紋孔。用扳手旋緊拉桿（提示：用扳手緊固拉桿時(shí)必須把主軸轉(zhuǎn)速放在空擋位并夾緊主軸），如圖1-51所示。

② 將刀桿口、刀孔、刀墊等擦拭干凈，根據(jù)工件的位置選擇合適尺寸的刀墊，推入刀桿，放好刀墊、刀具，旋緊刀桿螺母，如圖1-52所示。銑刀的切削刃應(yīng)和主軸旋轉(zhuǎn)方向一致，在安裝圓盤銑刀時(shí)，如鋸片銑刀等，由于銑削力比較小，所以一般在銑刀與刀軸之間不安裝鍵。此時(shí)應(yīng)使螺母旋緊的方向與銑刀旋轉(zhuǎn)方向相反，否則當(dāng)銑刀在切削時(shí)，將由于銑削力的作用而使螺母松開，導(dǎo)致銑刀松動(dòng)。另外，若在靠近螺母的一個(gè)墊圈內(nèi)安裝一個(gè)鍵，則可避免螺母松動(dòng)和拆卸刀具時(shí)螺母不易擰開的現(xiàn)象。

③ 將銑床橫梁調(diào)整到對(duì)應(yīng)的位置。雙手握住掛架，將其掛在銑床橫梁導(dǎo)軌上，如圖1-53所示。

④ 旋緊刀軸的螺母，把銑刀固定。需注意的是，必須把掛架裝上以后，才能旋緊此螺母，以防把刀軸扳彎。用扳手旋緊掛架左側(cè)螺母，再把刀桿螺母用扳手旋緊。把注油孔調(diào)整到過(guò)油的位置。在旋緊螺母時(shí)要把主軸開關(guān)放在空位擋，并把主軸夾緊開關(guān)置于夾緊位置，夾緊主軸（注意：手部不要碰到銑床橫梁，避免手部碰傷），向內(nèi)搬動(dòng)扳手，如圖1-54所示。

（2）圓柱帶孔銑刀的拆卸

圓柱帶孔銑刀和圓盤形銑刀的拆卸，基本按照安裝過(guò)程反向操作。

① 松開銑刀。首先松開夾緊螺母，在旋松螺母時(shí)要把主軸開關(guān)放在空位擋，并把主軸夾緊開關(guān)放在夾緊位置（注意：手部不要碰到銑床橫梁，避免手部碰傷），逆時(shí)針旋松螺母。

② 松開掛架。逆時(shí)針旋松掛架螺母，移出掛架。

③ 拆卸銑刀。將夾緊銑刀螺母旋下，移出銑刀刀墊，卸下銑刀。

④ 將移出銑刀刀墊安裝回刀桿，旋上螺母。

⑤ 拆卸銑刀刀桿。松開拉桿螺母，輕擊拉桿使銑刀刀桿松動(dòng)，旋下拉桿，移出銑刀刀桿。

⑥ 將橫梁移回原位。

3.錐柄銑刀的安裝、拆卸

錐柄銑刀（如圖1-55所示）安裝在立式銑床上。

（1）錐柄銑刀的裝夾

錐柄銑刀分為7∶24錐度的錐柄面銑刀和莫氏錐度的錐柄立銑刀兩種，見圖1-55。

① 具有 7∶24 錐度錐柄的銑刀（圖1-55（a）），由于銑床主軸錐孔的錐度與銑刀柄部的錐度相同，所以只要把銑刀錐柄和主軸錐孔擦拭干凈后，把立銑刀直接裝在主軸上，用拉桿把銑刀緊固即可。

② 對(duì)于莫氏錐度的錐柄銑刀（圖1-55（b）），銑床主軸的錐孔與立銑刀的錐度不同，需要采用中間套過(guò)渡。中間套的內(nèi)孔是莫氏錐度（或采用彈簧夾頭），其外圓錐柄錐度為 7∶24，即中間套的錐孔與銑刀錐柄同號(hào)，而其外圓與機(jī)床主軸錐孔相同。所以通過(guò)中間套的過(guò)渡，就可以把銑刀安裝在銑床主軸上，如圖1-56所示。

（2）錐柄銑刀的拆卸

將上述錐柄銑刀的安裝步驟進(jìn)行反向操作，即可把錐柄銑刀拆卸下來(lái)。

① 旋松拉桿螺母，用手錘由上往下輕擊拉桿，使銑刀或夾套松動(dòng)。

② 用棉紗墊在夾套端面或銑刀上，以防銑刀刀刃劃傷手。取下拉桿，拿下銑刀或夾套。

③ 卸下銑刀。用兩塊平行墊塊墊住夾套端面，用手錘由上往下輕擊，使銑刀松動(dòng)，取下銑刀。或把拉桿旋上（拉桿使銑刀松動(dòng)），然后旋松拉桿螺母使其脫離銑刀，取下銑刀。

4.直柄銑刀的安裝、拆卸

直柄銑刀（如圖1-55（a）所示）安裝在立式銑床上。

（1）直柄銑刀的安裝

在立式銑床上采用彈簧夾頭裝夾直柄銑刀，如圖1-57（b）所示。彈簧夾頭的種類很多，結(jié)構(gòu)大同小異，一般根據(jù)機(jī)床的型號(hào)選用。銑刀直柄放在彈簧夾頭孔中，旋緊彈簧夾頭螺母即可夾緊刀具。操作步驟如下。

① 根據(jù)直柄銑刀柄部的外圓尺寸選擇一個(gè)彈簧夾頭，其彈簧套的內(nèi)孔尺寸與直柄銑刀柄部直徑尺寸相同。

② 用棉紗擦拭干凈直柄銑刀柄部和彈簧套接觸面。將直柄銑刀刀柄放在彈簧夾頭孔中，把彈簧夾頭的夾緊螺母旋緊。

③ 開動(dòng)銑床，檢查銑刀的徑向跳動(dòng)是否符合要求。若跳動(dòng)太大，則應(yīng)拆下重新安裝，并檢查出造成跳動(dòng)過(guò)大的原因。

（2）直柄銑刀的拆卸

① 用夾頭板手松開夾緊螺母，用棉紗包住銑刀，用手將銑刀拔出即可。

② 如果要換夾不同柄部尺寸的直柄銑刀，則需把夾頭的彈簧套取出，更換彈簧套的尺寸規(guī)格，否則卸下直柄銑刀后不用取出彈簧套。