机械制造技术基础第3版 教学课件 作者 卢秉恒 西安交大 主编 第二章.ppt

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1、第二章金属切削原理与刀具第一节刀具的结构第二节刀具材料第三节金属切削过程及其物理现象第四节切削力与切削功率第五节切削热与切削温度第六节刀具磨损与刀具寿命第七节切削用量的选择及工件材料加工性第一节刀具的结构一、切削运动与切削要素二、刀具角度三、刀具种类1.切削运动刀具与工件间的相对运动称为切削运动，即表面成形运动。切削运动可分解为主运动和进给运动。一、切削运动与切削要素图2-1切削运动与切削表面2.切削要素(1)切削用量1)切削速度vc2)进给量f3)背吃刀量（切削深度）αp图2-1切削运动与切削

2、表面图2-2切削用量与切削层数(2)切削层几何参数切削宽度αw2)切削厚度αc3)切削面积Ac2.切削要素图2-3车刀的组成二、刀具角度1.刀具切削部分的组成2.刀具角度的参考平面图2-5确定车刀角度的参考平面3.刀具的标注角度(1)前角γo(2)后角αo(3)主偏角κr(4)副偏角κr(5)刃倾角λs图2-6车刀的主要角度4.刀具的工作角度以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。(1)刀具安装位置对工作角度的影响图2-8车刀安装高度对

3、工作角度的影响a)刀尖高于工件轴线b)刀尖低于工件轴线图2-9车刀安装偏斜对工作角度的影响(θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)4.刀具的工作角度图2-10纵向进给运动对工作角度的影响(2)进给运动对工作角度的影响图2-11横向进给运动对工作角度的影响4.刀具的工作角度1.刀具分类按加工方式和具体用途，可分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型；按所用材料性质，可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具和金刚石刀具等；按结构形

4、式，可分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。三、刀具种类(1)车刀图2-12常用的几种车刀a)直头外圆车刀b)45°弯头外圆车刀c)90°弯头外圆车刀d)端面车刀e)内孔车刀f)切断刀g)宽刃光刀2.常用刀具简介孔加工刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工用的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。(2)孔加工刀具2.常用刀具简介图2-16中型标准群钻a)外形图

5、b)投影图图2-15麻花钻的结构2.常用刀具简介图2-19扩孔钻a)高速钢整体式b)镶齿套式c)镶硬质合金可转位式2.常用刀具简介图2-20不同种类的铰刀图2-21单刃镗刀2.常用刀具简介(3)铣刀图2-22铣刀种类2.常用刀具简介图2-24常用内拉刀a)圆孔拉刀b)花键拉刀(4)拉刀图2-25外拉刀2.常用刀具简介螺纹可用切削法和滚压法进行加工。图2-26切削法工作的螺纹刀具a)平体螺纹梳刀b)棱体螺纹梳刀c)圆体螺纹梳刀d)板牙e)丝锥(5)螺纹刀具2.常用刀具简介齿轮刀具是用于加工

6、齿轮齿形的刀具。图2-27盘形齿轮铣刀(6)齿轮刀具图2-28插齿刀a)盘形直齿插齿刀b)碗形直齿插齿刀c)锥柄直齿插齿刀2.常用刀具简介图2-29滚刀图2-30两种典型的剃齿刀2.常用刀具简介1.高的硬度2.高的耐磨性3.高的耐热性4.足够的强度和韧性5.良好的工艺性6.良好的热物理性能和耐热冲击性能第二节刀具材料一、刀具材料应具备的性能1.碳素工具钢与合金工具钢碳素工具钢是含碳量最高的优质钢（碳的质量分料为0.7%～1.2%），如T10A。二、常用的刀具材料2.高速钢又称为锋

7、钢或风钢，它是含有较多W、Cr、V合金元素的高合金工具钢，如W18Cr4V。3.硬质合金它是以高硬度、高熔点的金属碳化物（WC，TiC）为基体，以金属Co，Ni等为粘结剂，用粉末冶金方法制成的一种合金。三、新型刀具材料陶瓷是以氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）等为主要成分，经压制成形后烧结而成的刀具材料。陶瓷的硬度高、化学性能高、耐氧化，所以被广泛用于高速切削加工中。但由于其强度低、韧性差，长期以来主要用于精加工。陶瓷刀具与传统硬质合金刀具相比，具有以下优点：①可加工硬度高达65HRC的高硬

8、度难加工材料；②可进行扒荒粗车及铣、刨等大冲击间断切削；③耐用度可提高几倍至几十倍；④切削效率提高3-10倍，可实现以车、铣代磨。1.切屑过程及切屑种类第三节金属切削过程及其物理现象一、切削过程及切屑种类图2-31切屑的形成过程a)金属切削层变形图像b)切削过程晶粒变形情况c)切削过程3个变形区图2-32切屑类型a)带状切屑b)挤裂切屑c)单元切屑d)崩碎切屑2.切屑的类型及其控制3.积屑瘤现象在切削速度不高而又能形成连