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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,机械加工技术,第四章 刀具,课件制作：,重庆市涪陵区职教中心 数控组,胡志恒,欢迎同学们光临,2014,年秋期,机械加工技术 课件制作：,第一节,金属切削刀具,一、刀具材料,1.,刀具材料应具备的性能,保证生产率和耐用度及工艺性。,（,1,）,高硬度,60HRC,以上；,（,2,）,高耐磨性（与硬度相关）；,（,3,）,足够的强度（主要是抗弯强度）和韧性；,（,4,）,足够的耐热性（红硬性），是指刀具材料在高温下保持材料硬度的能力，可用高温硬度表示。；,（,5,）,良好的工艺性。,刀具：,对切削效率、加工质量和生产成本都有重大影响。,决定刀具的因素有：,刀具,材料,、刀具的,几何形状,和刀具的,结构,。刀具要有一定,的使用寿命。,第一节 金属切削刀具一、刀具材料 刀具：对切削效率,第一节 金属切削刀具,一、刀具材料,1.,刀具材料应具备的性能,2.,常用刀具材料的各类和用途,（,1,）,碳素工具钢 低速、小尺寸刀具，如手动刀具、锉刀、锯条、丝锥等。,（,2,）,合金工具钢 优于碳素工具钢，丝锥、板牙、拉刀等。,（,3,）,高速钢（,W18Cr4V),用于各种中、低速机用复杂刀具：麻花钻、车刀、拉刀、铣刀等。,（,4,）,硬质合金 广泛应用于高温高速切削刀具。,钨钴类（,YG,）：加工以铸铁为代表的脆性材料。,钨钛钴类（,YT,）：加工以钢为代表的塑性材料。,涂层硬质合金。,（,5,）,人造金刚石 多用于加工有色金属及非金属材料（不适合加工钢铁材料）。,（,6,）,立方氮化硼,硬度仅次于金刚石，多用加工淬火钢、耐磨铁等难加工材料,第一节 金属切削刀具一、刀具材料 2.常用刀具材料的各类和,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,车刀是各种刀具的基础：,刀具的各类、结构各异，就刀削刃而言，都可以看成是由,车刀演变而来的。,1.,刀具切削部份的组成,（典型车刀：三面两刃一刀尖）,（,1,）前刀面,A,控制切屑流向。,（,2,）主后面,A,与工件过渡表面相对。,（,3,）副后面,A,与工件已加工表面相对。,（,4,）主切削刃,S,前刀面与主后面的交线。承担主要切削工作。,（,5,）副切削刃,S,前刀面与副后面的交线。配合主切削刃完成切削工作,。,（,6,）刀尖,主、副切削刃交汇处。一小段直线或圆弧,。,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 1.刀具切削部份的组,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,2.,确定车刀角度的三个辅助平面,（,1,）基面,Pr,：,过主切削刃上选定点，与该点切削速度方向垂直的平面。与刀具底面平行。（下图黄色平面）,（,2,）切削平面,Ps,：,过主切削刃上选定点，与工件过渡表面相切的平面，与基面垂直。（下图绿色平面）,（,3,）正交平面,Po,：,过主切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面。（下,图蓝色平面）,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 2.确定车刀角度的三,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,2.,确定车刀角度的三个辅助平面,基面,Pr,、切削平面,Ps,、正交平面,Po,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 2.确定车刀角度的三,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,3.,刀具的几何角度,决定刀具的切削性能、锋利程度、刀具强度。一般有六个独立的基本角度。,（,1,）在正交平面上测量,1,）前角,o,前刀面与基面间夹角。有正、负和零。实体减小时为正。,作用：,前角增大，刀具锋利，切削轻快。但过大，刀具强度下降，散热体积减小，刀具寿命短。,硬质合金车刀切削钢件，,10,20,切削灰铸铁，,5,15,；,切削铝及铝合金，,25,35,；,切削高强度钢，,-5,-10,。,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 3.刀具,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,3.,刀具的几何角度,（,1,）在正交平面上测量,2,）主后角,o,主后面与切削平面间夹角。为正值。,作用：,主后角减小主后刀面与工件加工表面间的摩擦、主后刀面的磨损。过大，刀刃强度下降，导热体积减小，主后刀面磨损加快。,粗加工和承受冲击载荷时，主后角选小值,4,6,，保证强度；,精加工时，选大值,8,12,，主后角保证表面质量。,3,）楔角,o,前刀面与后刀面的夹角。,楔角可以直观表达刀刃锋利程度与刀刃强度,o,90,（,o,+,o,）,此外：,还有,副后角,o,，,与主后角类似。,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 3.刀具,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,3.,刀具的几何角度,（,2,）在基面内测量的角度,1,）主偏角,r,在基面内，主切削刃在基面的投影与进给运动方向的夹角。为正值。,作用：,r,小，参加切削的刃长增加，单位长度负荷小，刀尖强度大，散热面积大，刀具寿命长。,但吃刀抗力增大，工件刚性弱时，易变形和振动。,车刀常用主偏角有,45,、,60,、,75,、,90,2,）副偏角,r,在基面内测量，副切削刃在基面的投影与进给运动反方向的夹角。为正值。,作用：,减小副切削刃与工件已加工面间的摩擦及振动。副偏角大，刀尖强度弱，已加工表面残留面积大，粗糙度值大。,3,）,主、副切削刃在基面的投影之间的夹角。,刀尖角可以直观表达刀尖强度与散热体积大小。,r,180,（,r,+,r,）,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 3.刀具,第一节 金属切削刀具,二、刀具的几何形状,3.,刀具的几何角度,（,3,）在主切削平面内测量的角度,刃倾角,s,在切削平面内测量，主切削刃与基面间的夹角。有正、负和零。,s,影响刀尖强度和切屑流动方向。,粗加工时，取负值，增大刀尖强度；,精加工时，取正值或零，为免切屑划伤已加工表面。,第一节 金属切削刀具二、刀具的几何形状 3.刀具,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,1.,车刀,金属切削刀具中应用最为广泛。,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 1,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,1.,车刀,(a),车外圆,(b),车端面,(c),车锥面,(d),切槽、切断,(e),切内槽,(f),钻中心孔,(g),钻孔,(h),镗孔,(i),铰孔,(j),车成形面,(k),车外螺纹,(l),滚花,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 1,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,车刀的常见结构,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,2.,铣刀,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 2,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,2.,铣刀,端铣刀,立铣刀,键槽铣刀,圆柱铣刀,盘铣刀,模具铣刀,成形铣刀,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 2,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,3.,孔加工刀具,（,1,）麻花钻,标准麻花钻的组成,工作部分,柄部,切削部分,导向部分,(a),锥柄麻花钻,颈部,(b),直柄麻花钻,柄部,作为钻头的夹持部分，装夹时起定心作用，切削时起传递扭矩的作用，柄部有锥柄和直柄两种。直柄麻花钻用钻夹头装夹，一般直径小于,13MM,。,颈部,颈部是钻头的工作部分与柄部的连接部分。直径较大的钻头在颈部标有钻头直径、材料牌号及商标等。,工作部分,是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成，起切削和导向作用，导向部分还为切削部分提供刃磨储备。,麻花钻的组成,直柄的装夹,锥柄的装拆,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 3.,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,3.,孔加工刀具,（,3,）铰刀,铰孔：,用铰刀从工件的孔壁上切除微量金属层，以得到精度较高的孔（通常是小孔）的方法。,铰孔的精度：,孔的精加工。,IT7IT9,Ra3.2Ra0.8,m,。,注意：铰孔不能纠正孔原来的位置误差。,铰刀的种类与结构特点,手铰刀与机铰刀,圆柱形铰刀与锥形铰刀,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 3.,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,3.,孔加工刀具,（,4,）镗刀,在镗床上使用,镗刀的种类与结构特点,整体式单刃镗刀,镗刀头,双刃镗刀块,可调式双刃镗刀块,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 3.,第一节 金属切削刀具,三、常用刀具的种类和用途,4.,刨刀,形状结构与车刀相似,刨刀的种类与结构特点,断续切削，刀杆尺寸较大。,常用刨刀,第一节 金属切削刀具三、常用刀具的种类和用途 4.,第二节 刀具寿命及其影响因素,刀具磨损对加工的影响：,表面质量下降、切削温度上升、切削力增大、振动。,一、刀具磨损的形式,磨损主要发生在刀具切削刃附近的前、后刀面上。,1.,前刀面磨损,对钢等塑材的高速切削易发生。,2.,后刀面磨损,低速切削或切削铸铁等脆材易发生。,3.,前、后刀面同时磨损 粗加工钢等,塑材易发生。,第二节 刀具寿命及其影响因素 刀具磨损对加工的影响：表,第二节 刀具寿命及其影响因素,二、刀具磨损的原因,前刀面磨损：,高速流出的切屑与工件的强烈挤压与摩擦。,后刀面磨损：,刀具主后刀面与工件加工表面的强烈挤压与摩擦。,第二节 刀具寿命及其影响因素二、刀具磨损的原因,第二节 刀具寿命及其影响因素,三、刀具磨损的过程,磨损程度：,常用刀具后刀面的磨损带,VB,值表示刀具的磨损程度。,磨损规律曲线：,VB,值与切削时间,t,的关系曲线,三个磨损阶段：,初期磨损段,不可避免,正常磨损段,正常状况,急剧磨损段,必须避免出现,t,VB,正常磨损段,A,B,C,急剧磨损段,初期磨损段,第二节 刀具寿命及其影响因素三、刀具磨损的过程tVB正常磨损,第二节 刀具寿命及其影响因素,四、刀具磨钝标准,刀具磨钝标准：,刀具磨损后，衡量能不能断续切削的判断标准。,经验观察法：,通过操作者观察切屑颜色和形状的变化、工件表面粗糙度的变化和表面质量的降低程度，以及加工中的不正常的声音、振动等变化，凭经验判断刀具是否已经磨钝，决定是否重磨或更换。,测量法：,通过测量刀具后刀面磨损的磨损量（,VB,值），判断刀具是否已经磨钝。,例：高速钢 粗加工,VBmax=1.5mm,精加工,VB=0.75mm,硬质合金,VB=0.4mm,或,VBmax=0.7mm,陶瓷刀片,VBmax=0.6mm,第二节 刀具寿命及其影响因素四、刀具磨钝标准例：高速钢,第二节 刀具寿命及其影响因素,五、刀具耐用度,1.,刀具耐用度,T,：,刀具磨损后，从开始切削一直到磨损量达到磨损标准的总切削时间。即：刀具两次重磨之间进行的纯切削时间。单位：,min.,2.,刀具寿命：,一把新刀从投入切削起，到报废为止的纯切削时间。,注意：,刀具耐用度和刀具寿命的区别。,例如：高速钢车刀,T=3090min;,高速钢钻头,T=80120min;,硬质合金刀片,T=6090min,。,3.,影响刀具耐用度的因素,主要因素：,工件材料强度硬度、导热性、刀具几何角度、切削用量等。,切削速度对刀具耐用度的影响最大：,增大切削速度，切削温度上升，摩擦更严重，加剧了磨损。,第二节 刀具寿命及其影响因素五、刀具耐用度 例如：高速,第三节 车刀的刃磨,一、砂轮的选择,磨高速钢车刀的砂轮：,氧化铝砂轮（白色）。,磨硬质合金车刀的砂轮：,绿色碳化硅。,二、磨刀的步骤和方法,（手工磨和机械磨）,手工刃磨车刀的方法：,第三节 车刀的刃磨一、砂轮的选择二、磨刀的步骤和方法（手工,第三节 车刀的刃磨,二、磨刀的步骤和方法,以硬质合金,90,偏刀为例说明车刀的刃磨步骤,(1),粗磨：,刃磨主后刀面控制主偏角和主后角，刃磨副后刀面控制副偏角和副后角，刃磨前刀面控制刃倾角。,(2),磨断屑槽控制前角,第三节 车刀的刃磨二、磨刀的步骤和方法(1)粗磨：刃磨主后,第三节 车刀的刃磨,二、磨刀的步骤和方法,以硬质合金,90,偏刀为例说明车刀的刃磨步骤,(3),精磨刀头前刀面、主后刀面和副后刀面,使其符合要求。,(4),刃
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