高专机床及刀具

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1、1常用刀具的种类刀具的种类很多，根据用途和加工方法不同，通常把刀具分为以下类型。（1）切刀：包括各种车刀、刨刀、插刀、镗刀、成形车刀等。（2）孔加工刀具：包括各种钻头、扩孔钻、铰刀、复合孔加工刀具(如钻一铰复合刀具)等。（3）拉刀：包括圆拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花键拉刀)等。（4）铣刀：包括加工平面的圆柱铣刀、端铣刀等；加工沟槽的立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等；加工特殊形面的模数铣刀、凸(凹)圆弧铣刀、成形铣刀等。（5）螺纹刀具：包括螺纹车刀、丝锥、板牙、螺纹切刀、搓丝板等。（6）齿轮刀具

2、：包括齿轮滚刀、蜗轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、花键滚刀等。（7）磨具：包括砂轮、砂带、油石和抛光轮等。（8）其他刀具：包括数控机床专用刀具、自动线专用刀具等。2.刀具切削部分结构要素刀具切削部分总是近似地以外圆车刀的切削部分为基本形态，其他各类刀具可看成是它的演变和组合，故以普通车刀为例，刀具切削部分的结构要素如图5－15所示。（1）前刀面（2）主后刀面（3）副后刀面（4）主切削刃S（5）副切削刃S¢图5－15车刀切削部分结构要素（6）刀尖3.刀具材料的种类及其选用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、

3、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。目前，刀具材料中使用最广泛的仍是高速钢和硬质合金。高速钢。高速钢是加入了钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的硬度（62～67HRC）和耐热性（550～6000C），较高的强度和韧性，抗冲击、振动的能力较强。适用于制造各种形状复杂的刀具（如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）。常用的通用型高速钢牌号为W6M05Cr4V2和W18Cr4V。硬质合金。硬质合金可分为K、P、M三个主要类别，是当今主要的刀具材料之一，大多数车刀

4、、端铣刀和部分立铣刀等均已采用硬质合金制造。涂层刀具材料。它是在硬质合金或高速钢基体上，涂敷一层几微米厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物(如碳化钛、氮化钛、氧化铝等)而制成。金刚石。它是目前已知的最硬材料，硬度接近于10000HV（硬质合金为1300∼1800HV）。能对陶瓷、硬质合金等高硬度耐磨材料进行切削加工，使用寿命极高。但金刚石的热稳定性较差，因此不宜加工钢铁材料。立方氮化硼（CBN）。其硬度为8000~9000HV，仅次于金刚石。热稳定性和化学惰性比金刚石好，可耐1300~1500℃的高温；能切

5、削淬硬钢、冷硬铸铁和高温合金等。立方氮化硼刀片可用机械夹固或焊接的方法固定在刀杆上，也可以将立方氮化硼与硬质合金压制在一起成为复合刀片。陶瓷。纯氧化铝AL2O3陶瓷、复合氧化铝AL2O3—TiC陶瓷、复合氮化硅Si3N4—TiC—Co陶瓷。可用于加工钢、铸铁，对于冷硬铸铁、淬硬钢的车削和铣削特别有效，其使用寿命、加工效率和已加工表面质量常高于硬质合金刀具。其主要缺点是：抗弯强度低，冲击韧度差，导热能力低和线膨胀系数大；对冲击十分敏感，容易破裂。因此，应用受到限制。4．切削要素的概念切削要素包括切削用量和

6、切削层参数。1.切削用量三要素1）切削速度：切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬时速度。2）进给量：在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。3）背吃刀量：背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的吃刀量，单位为mm，也就是工件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯上也将背吃刀量称为切削深度。2.切削层参数切削层是指工件上正被刀具切削刃切削着的一层金属。也就是相邻的两过渡表面之间所夹着的一层金属，如图5－16所示。1）切削层厚度：是相邻两过渡表面之

7、间的垂直距离。2）切削宽度：是沿主切削刃测量的切削层尺寸。3）切削面积：切削层公称横截面积。图5－16切外圆时的切削层要素5．影响切削变形的主要因素（1）工件材料。强度和硬度越大，则摩擦系数越小。变形系数减小。（2）刀具前角。刀具前角越大，切削刃越锋利，前刀面对切削层的挤压作用越小，则切削变形就越小。（3）切削速度。在切削塑性金属材料时，切削速度对切削变形的影响比较复杂，如图5－17所示，切削脆性材料时，一般不形成积屑瘤。当切削速度增大时，切削变形相应减小。图5－17切削速度对切削变形的影响（4）切削厚

8、度。切削厚度对切削变形的影响是通过摩擦系数影响的。切削厚度增加，作用在前刀面上的法向力增大，摩擦系数减小，从而使摩擦角减小，剪切角增大，因此切削变形减小。·填空题·1.车刀的刃倾角是和基面之间的夹角。2.合理选择刀具的材料和是延长刀具寿命的有效措施。3.车刀的刃倾角的主要作用是。4.标准麻花钻的顶角为。5.常用的车刀材料有高速钢和两大类6.高速钢因为差，所以不能用于高速切削。7.精车刀修光刃的长度一般应于进给量。8.砂轮是由和结合剂以适当的