一金属切削刀具的基本知识.ppt

第二章 制造工艺装备 本章是全书重点 主要内容： 金属切削刀具 机床 机床夹具 第一节 金属切削刀具的基本知识 一.金属切削加工的基本概念 金属切削加工： 金属切削加工是利用刀具从工件待加工表面上切去一层多余的金属，从而使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的机械加工方法。 一.金属切削加工的基本概念 金属切削加工分为钳工和机械加工（简称机工）两部分。 钳工 一般时通过工人手持工具进行切削加工的。钳工加工方式多种多样，使用的工具简单、方便灵活，是装配和修理工作中不可缺少的加工方法。 机工 主要是通过工人操纵机床来完成切削加工的。其主要加工方法有车削、钻削、铣削、刨削、磨削等，所用的机床分别为车床、钻床、铣床、刨床、磨床等。 1. 切削运动与切削用量 为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对运动，即切削成形运动（简称切削运动）。切削运动可分为主运动和进给运动。 1. 切削运动与切削用量 （1）主运动 含义：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，主运动的速度最高，所消耗的功率最大。 1. 切削运动与切削用量 （2）进给运动 进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切削出整个表面的运动。进给运动一般速度较低，消耗的功率较少。 1. 切削运动与切削用量 主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。合成切削方向为切削刃选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向。 2．切削时的工件表面 在切削过程中，工件上通常存在以下三个表面 (1)待加工表面：工件上即将被切除的表面。 (2)已加工表面：工件上经刀具切削后形成的表面。 (3)过渡表面（加工表面）：工件上被切削刃正在切削着的表面。它总是处在待加工表面与已加工表面之间。 3．切削用量三要素 切削速度vc，进给量f(或进给速度vf)和背吃刀量ap切削用量三要素。 切削用量三要素是调整刀具与工件相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。 3．切削用量三要素 （1）切削速度 ?切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，计算公式为： 旋转运动： vc=πd n/1000 往复运动： v = 2Lnr /1000 单位：(m/s 或 m/min) 3．切削用量三要素 （2）进给量f、进给速度vf和每齿进给量fz 进给量f：工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量，单位为（mm/r）。 进给速度vf：在切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，单位为（mm/s或mm/min）。 3．切削用量三要素 每齿进给量fz： 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量，即后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm／z(毫米／齿) 。 3．切削用量三要素 对于外圆车削和刨削，背吃刀量为工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。 车削外圆时 ap = (dw-dm)/2 4．切削层参数 二、刀具角度 金属切削刀具的种类很多，要使刀具能够切除材料，刀具必须具有正确的角度。 （一）刀具切削部分的组成 其他刀具可看作是车刀的演变和组合 （二）定义刀具角度的参考系 1．刀具标注角度参考系 设计制造测量角度时的基准 （1）基面Pr （2）切削平面Ps： 1．刀具标注角度参考系 （3）切削刃剖平面 正交平面Po： 通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。 正交平面参考系: 基面、切削平面和正交平面组成标注刀具角度的正交平面参考系 1．刀具标注角度参考系 法平面Pn :过切削刃上选定点并垂直于主切削刃的平面 进给平面Pf :垂直于基面平行于进给方向的平面 切深平面Pp :垂直基面和假定工作平面的平面 2．刀具工作角度参考系 （三）刀具的标注角度 前角?0： 前刀面—基面（正交平面） 后角? 0 ：主后刀面—切削平面（正交平面） 主偏角?r ：主刃投影—假定进给方向（基面） 副偏角?’ r ：主刃投影—假定进给方向（基面） 刃倾角? s ：主刃—基面（切削平面） （四）刀具的工作角度 2.轴向进给运动的影响 3.安装高度的影响 4.刀杆中心线偏斜的影响 三、刀具材料 高的硬度?：比工件高(2-4倍），HRC60 高的耐磨性：耐磨性是硬度、 组织 结构及化学性能等的综合反映。 足够的强度和韧性：不崩刃，不断裂 高的耐热性（热稳定性）：高温时可以加工 良好的热物理性能和耐热冲击性能：热传导系数大，除敌人良多，线膨胀系数小。 良好的工艺性能： 锻造性能、磨削性能、热处理性能等，刀具制造成本低 2. 高速钢 常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方炭化硼等。 2.高速钢 含有较多钨、钼、烙、钒等元素的高合金工具钢。 较高的硬度（热处理硬度