机械制造技术基础第5讲(2015)ppt课件.ppt

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1、第一节金属切削刀具基础一、切削加工的基本概念二、刀具角度（一）刀具切削部分的构造（二）刀具的标注角度1.刀具标注角度的参考系2.刀具的标注角度在正交平面参考系中，刀具的主要标注角度有以下五个，其定义如下(见图2-5)：图2-5车刀在正交平面参考系中的标注角度要完全确定车刀切削部分所有表面的空间位置，还需要标注副后角，副后角确定副后刀面的空间位置。图2-5车刀在正交平面参考系中的标注角度也可以用以下方法来判断前角、后角及刃倾角的正负：角度的顶点取在刀尖上，空心的角度为正，实心的角度为负。图2-5车刀在正交平面参考系中的标注角度附图端面车刀的标注角度附

2、图内孔车刀的标注角度附图切断刀的标注角度3.刀具的工作角度外圆车刀的标注角度，是在忽略进给运动的影响并假定刀杆轴线与纵向进给运动方向垂直以及切削刃上选定点与工件中心等高的条件下确定的。如果考虑进给运动和刀具实际安装情况的影响，参考平面的位置应按合成切削运动方向来确定，这时的参考系称为刀具工作角度参考系。在工作角度参考系中所确定的刀具角度称为工作角度。工作角度反映了刀具的实际工作状态。（1）进给运动对工作角度的影响1）横向进给（切断或切槽）对工作角度的影响图2-6横向进给运动对工作角度的影响考虑进给运动的影响后，刀具在工件上的运动轨迹为阿基米德螺旋线

3、，按合成切削速度的确定的工作基面和工作切削平面分别为Pre和Pse。工作前角和工作后角为当f增大时，值增大；工件切削直径d切越小，值越大。过大的值有可能使变为负值，后刀面将与工件相碰，这是不允许的。因此，切断刀应选用较大的，f的取值也不宜过大。2）纵向进给对工作角度的影响用螺纹车刀的左刃车削螺纹表面，刀具沿纵向进给且进给量较大时，进给运动对工作角度的影响也不可忽视。图2-7纵向进给运动对工作角度的影响考虑纵向进给的影响后，按合成速度的方向确定的工作基面和工作切削平面为Pre和Pse。图中螺纹车刀左侧刀刃上A点在正交平面内的工作前角大于标注前角

4、；而工作后角则小于标注后角，其中角为（2）刀具安装位置对工作角度的影响1）刀尖（刀刃）与工件中心不等高的影响安装刀具时，如刀尖（刀刃）高于或低于工件中心，会引起刀具工作角度的变化。图2-8刀具安装高低对工作角度的影响若不考虑车刀横向进给运动的影响，如果刀尖安装得高于工件中心，基面由Pr变为Pre，切削平面由Ps变为Pse，实际工作前角将大于标注前角,工作后角将小于标注后角。即如果刀尖安装低于工件中心：2）刀杆中心线与进给运动方向不垂直的影响图2-9刀杆中心线与进给方向不垂直对工作角度的影响当车刀刀杆中心线与进给方向不垂直时，会引起工作主偏角和工作

5、副偏角的改变。如图2-9所示。其计算公式为：式中：——刀杆中心线的垂线与进给方向的夹角。当刀杆轴线逆时针转动时，角前的正负号取其上。三、刀具材料刀具切削性能的优劣取决于刀具材料、切削部分几何形状以及刀具的结构。刀具材料的选择对刀具寿命、加工质量、生产效率影响极大。（一）刀具材料的性能要求切削时刀具要承受高温、高压、摩擦和冲击的作用，刀具切削部分的材料须满足以下基本要求：刀具切削部分的材料须满足以下基本要求：（1）较高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）较高的耐热性（4）良好的导热性和耐热冲击性能（5）良好的工艺性（二）常用刀具材料刀具材料有高

6、速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。目前，在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。碳素工具钢（如T10A、T12A）、合金工具钢（如9SiCr、CrWMn）因耐热性差，仅用于手工或切削速度较低的刀具。1.高速钢高速钢是加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的硬度(62~67HRC)和耐热性，在切削温度高达500~650℃时仍能进行切削；高速钢的强度高(抗弯强度是一般硬质合金的2~3倍,陶瓷的5~6倍)、韧性好，可在有冲击、振动的场合应用。高速钢的制造工艺性好，容易磨出锋利的切削刃，适于制造各类刀具，尤其

7、适于制造钻头、拉刀、成形刀具、齿轮刀具等形状复杂的刀具。高速钢可以用于加工有色金属、结构钢、铸铁、高温合金等范围广泛的材料。高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢；按制造工艺方法可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。普通高速钢是切削硬度在250~280HBW以下的结构钢和铸铁的基本刀具材料，切削普通钢料时的切削速度一般不高于40~60m/min。普通高速钢的典型牌号有W18Gr4V（W18）和W6Mo5Gr4V2（M2）。W18的综合性能较好，可用于制造各种复杂刀具。但其强度和韧性略低，不适于制作大截面的刀具。M2的抗弯强度和韧性比W18高，可

8、用来制造尺寸较大，承受较大冲击力的刀具；同时，M2的热塑性好，适合于制造热轧钻头等刀具。高性能高速钢是在普通高速钢的基础上