第3章切削过程及控制.ppt

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1、机械制造技术第三章切削原理54-14-15机械制造技术第二章机械加工方法与机械加工系统54-103.1切削刀具3.1.1刀具结构车刀a）焊接式车刀b）整体式车刀c）机夹式车刀车刀的结构外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。车刀的切削部分由3个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），2个刀刃（主切削刃和副切削刃）和1个刀尖组成。3.1.2刀具几何角度刀具标注角度坐标系（主剖面坐标系）1）基面Pr：通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。2）切削平面Ps：通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。3）主剖面Po：通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削

2、平面Ps的平面。1）前角γo在主剖面内测量，是前刀面与基面的夹角。通过选定点的基面位于刀头实体之外时γo定为正值；位于刀头实体之内时γo定为负值。γo影响切削难易程度。增大前角可使刀具锋利，切削轻快。但前角过大，刀刃和刀尖强度下降，刀具导热体积减小，影响刀具寿命。刀具标注角度用硬质合金车刀切削钢件，γo取10～20°；切削灰铸铁，γo取5～15°；切削铝及铝台金，γo取25～35°；切削高强度钢，γo取-5～-10°。2015.4.8(周三）下午7.8节1232/124到此！Aκr′A向f车刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλs2）后角αo后角αo在主剖面内测量，是主后刀面与切

3、削平面的夹角。后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角过大，刀刃强度下降，刀具导热体积减小，反而会加快主后刀面的磨损。粗加工和承受冲击载荷的刀具，为了使刀刃有足够强度，后角可选小些，一般为4°～6°；精加工时切深较小，为保证加工的表面质量，后角可选大一些，一般为8°～12°。Aκr′A向f车刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλs3）主偏角κr在基面内测量，是主切削刃在基面上投影与假定进给方向的夹角。κr的大小影响刀具寿命。减小主偏角，主刃参加切削的长度增加，负荷减轻，同时加强了刀尖，增大了散热面积，使刀具寿命提高。κr的大小还影响切削分力。

4、减小主偏角使吃刀抗力增大，当加工刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。主偏角应根据加工对象正确选取，车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°几种。Aκr′A向f车刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλs4）副偏角κr′κr′在基面内测量，是副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向的夹角。副偏角的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生振动。副偏角的大小影响刀尖强度和表面粗糙度。在切深、进给量和主偏角相同的情况下，减小副偏角可使残留面积减小，表面粗糙度降低。2015.3.30（周一）晚上9、10节121、122到此！a）b）c）刃倾角对排屑方向的影

5、响5）刃倾角λs——切削平面内测量，是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,λs定为正值；反之为负。λs影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度，λs常取负值；精加工时为防止切屑划伤已加工表面，λs常取正值或零。刀具工作角度◆刀具安装对工作角度的影响车刀安装高度对工作角度的影响γre=γrα0e=α0a）α0e＜α0b）α0e>α0c）γre＜γrγre＞γr刀具工作角度式中μ角是主运动方向与合成切削速度方向间的夹角。◆进给运动对工作角度的影响α0e=α0-μγ0e=γ0+μμγ0μPsPes切断刀的工作角度fxα0（2-8）刀具工作前角刀具工作后角第三章机械加工方

6、法与机械加工系统54-113.1.3刀具材料对刀具切削部分材料的要求1）高的硬度和耐磨性1)高的硬度和耐磨性刀具材料的硬度必须比工件材料的硬度高，一般都在60HRC上。耐磨性是指材料抗磨损的能力。一般说来，刀具材料的硬度越高、晶粒越细、分布越均匀，耐磨性就越好。2）足够的强度和韧性有足够的强度和韧性切削过程中，刀具承受很大的压力、冲击和振动，刀具必须具备足够的抗弯强度和冲击韧性。3）较好的热硬性耐热性高耐热性是指刀具材在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能，也包括刀具材料在高温下抗氧化、粘结、扩散的性能，故耐热性有时也称为热稳定性。4）良好的工艺性良好的工艺性能作为刀具材料除具备

7、上述性能外，还应具备一定的可加工性能，如切削加工性、可磨削性、热处理性能、焊接工艺性、锻造性能及高温塑性变形性能等。5）经济性刀具材料种类很多，常用的有工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具。◆碳素工具钢含碳量0.65%~1.35%的优质高碳钢；价格便宜，被加工性能好；淬透性差，热处理时的变形较大；主要用于低速刀具。丝锥、扳牙、手用铰刀等常