《刀具的工作角度》PPT课件.ppt

刀具的工作角度,刀具工作时的实际状况与定义参考系的 假设状态不同，所以造成实际工作角度与标注角度有所不同。 刀具切削时的实际切削角度通常称为刀具的工作角度。刀具的工作角度值受刀具安装位置和进给运动影响,刀具的工作角度 刀杆轴线安装的偏斜的影响,刀具的工作角度 进给运动的影响 刀尖的安装位置的影响,一般车削加工时，进给量比工件直径小的多，所以进给运动所形成的螺旋升角也很小，对加工过程的影响常常可以忽略，但是在车削多头螺纹或大螺距螺纹使，因进给量值较大，则必须考虑由此引起的角度变化对加工过程的影响。 成形车削或车螺纹、车锥面时，刀尖和工件的中心线一定要精确等高，以保证加工表面的形状。切槽和切断时，也必须精确等高，以保证切削加工顺利进行。,小结,1.车刀的组成和切削部分的组成； 2.在假设条件下引入了刀具标注角度参考系，并在此基础上定义了刀具的标注角度，这是本章的一个重点，也是也难点； 3.应对刀具的工作角度与标注角度的区别有正确地认识，并掌握刀具的工作角度在实际工作中相对于标注角度的变化的原因。,作业,章后习题 2,刀具材料,解决两个问题: 刀具材料应具备的性能 常用的刀具材料性能应用,刀具材料应具备的性能,硬度 耐磨性 强度和韧性 化学稳定性 工艺性 经济性,工具钢 基本特性 价格便宜 容易刃磨的锋利 硬度低、耐磨性差 应用 手工刀具 低速切削刀具,刀具材料的种类和应用,常用刀具材料种类和应用,高速钢 (典型牌号：W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2) 硬度：HRC6370 热硬性：550650 切削速度：V=40m/min 强度和韧性好、工艺性好、容易磨得锋利 主要制作复杂形状刀具：如铣刀、孔加工刀具、螺纹刀具、拉刀、齿轮刀具等,常用刀具材料种类和应用,硬质合金 制作方法 特点 硬度：HRA8994，相当于HRC7481；热硬性：8001000、切削速度：比高速钢提高410倍；但较脆，抗弯强度低，韧性也很低；主要制作刃形简单，速度较高的刀具 常用种类及性能及应用 K类硬质合金（红色），相当于旧牌号YG类硬质合金（WC+Co） 韧性好，导热性好，工艺性好，适宜加工短切屑的金属材料或非金属材料 P类硬质合金（蓝色），相当于旧牌号YT类（WC+TiC+Co） 高硬度，耐热性、抗粘接性、抗氧化性好，主要用于以钢为代表的塑性材料等， M类硬质合金（黄色），相当于旧牌号YW类（添加稀有金属碳化物） （WC+TiC+Co）加入TaC、NbC，提高高温硬度和高温强度，同时改善工艺性（焊接、刃磨）,常见刀具材料种类和应用,其它 涂层材料 涂层刀具 常见涂层：TiC、TiN、MoS2、金刚石、 CBN、多相涂层 常用方法：CVD法、PVD法 陶瓷 金刚石 CBN(立方氮化硼）,第二节,关注核心： 金属切削过程伴随那些物理现象 对加工过程的影响规律 控制方法,一、切削变形,切削变形的力学模型 第一变形区、第二变形区、第三变形区 被切削层金属由于刀具的挤压而产生弹性变形和塑性变形，从而切离工件本体形成切屑,切削区金属的塑变（三个变形区）,切削变形现象 之一,切屑收缩： 切削层金属经过第I、II变形区的挤压和摩擦变形，切屑的长度将减小，厚度将增加。这种现象称为切屑收缩。切屑收缩是切削层金属塑性变形的有力证据。 切削收缩的程度可用变形系数来表示，用下式计算 = ac/a = l/lc 式中：a、l分别为切削层的厚度和长度 ac、lc分别为切屑的厚度和长度， 显然， 1,切削变形现象 之二,切屑种类： 带状切屑 节状切屑 粒状切屑 崩碎切屑 教学光盘（318”）,切屑的种类,A:带状切屑 形成条件：加工塑性金属、v较高、f较小，0较大 特征：底面光滑，表面毛绒状，连绵不断；切削稳定，但对清理和运输不利，尤其在自动机和自动线上,切屑的种类,B:节状切屑（挤裂切屑） 特征：靠近前刀面一侧有裂纹，另一面锯齿状 条件：v较低、f较大、 0较小、加工塑性金属,切屑的种类,C:粒状切屑（单元切屑） 特征：裂纹贯穿而断裂，成粒状 条件：加工塑性金属、切削层厚、v低， 0小,切屑的种类,D:崩碎切屑 特征：碎屑 条件：切削脆性材料,注意,各种不同切屑的形成，主要是由于切削过程中金属的变形能力和变形程度不同造成的 切屑的各种形态之间是可以转化的 由于各种不同切屑对切削效率、刀具寿命、和加工质量的影响不同，因此可以用改变切削条件的办法来控制切屑的形态，以控制切削过程。,切削变形现象 之三,积屑瘤 产生的原因 当前刀面与切屑底层金属的摩擦力超过切屑材料本身分子之间的结合力时，滞留层的部分金属就会粘附到刀具的前刀面上靠近刀刃处，逐渐累计便会形成一块很硬的楔状金属瘤，通常称为积屑瘤，也叫刀瘤,积屑瘤对加工过程的影响,形成过程中经过了强烈的变形，所以硬度明显提高，一般比工件材料的硬度提高1.52.5倍，因此可以代替刀刃切削，保护切削刃。另外，积屑瘤存在增大了刀具的工作前角e，切削变得轻快，所以粗加工时产生积屑瘤有一定好处。 但是积屑瘤长大到一定高度后，由于切削过程中的冲击、振动等原因，会发生破裂脱落，被切屑带走或留在已加工表面上，而且这个过程周而复始，造成积屑瘤时大时小，极不稳定，容易应起加工过程振动；另外积屑瘤沿切削刃伸出的形状很不规则，会在工件已加工表面留下不均匀的沟痕，直接影响已加工表面的形状精度和粗糙度，所以在精加工和使用定尺寸刀具加工时，尽量避免积屑瘤的产生。 教学光盘（30”）,影响积屑瘤的因素,工件材料 塑性越大，越容易产生积屑瘤 切削速度 当工件材料一定时，切削速度是影响积屑瘤的主要因素 规律：高速或低速不易产生积屑瘤,控制积屑瘤的措施,提高或降低切削速度 增大刀具前角 使用润滑性能较好的切削液 减小切屑流走时的阻力和摩擦力，都会减小积屑瘤的高度或避免积屑瘤的产生,切削变形现象 之四,已加工表面的加工硬化 表现 工件已加工表面金属的硬度比工件加工前表面的硬度有明显地提高，而塑性降低（工件基体材料硬度的1.22倍，深度可达0.010.05mm ） 产生原因 由于受基本变形区的影响、刃口挤压、后刀面的挤压和摩擦（第III变形区）等造成的 对被加工零件影响 常常伴随着残余应力和表面裂纹，使材料的疲劳强度下降，并且使下道工序的工序的加工困难，还会引起零件的变形。 减轻措施 增大刀具前角、减小刃口圆弧半径、限制后刀面磨损以及采用合适的切削液等,小结,刀具材料 应具备的