机械制造技术基础 切削基础刀具角度.ppt

2 2金属切削刀具Cuttingtools 工欲善其事必先利其器 1 切削运动2 工件加工表面3 切削用量4 切削层参数 2 2 1金属切削的基本知识 主运动 进给运动 三个变化的表面 三要素 计算 选择 1 刀具切削部分的组成三面 rakeface majorflank minorflank 前刀面A 直接作用于被切削金属层切屑沿其流出的刀面后刀面A 与工件过渡表面相对并相互作用的刀面副后刀面A 与工件已加工表面相对并相互作用的表面 2 2 2刀具的几何角度 主切削刃 副切削刃 刀尖 两刃主切削刃Smajorcuttingedge副切削刃S minorcuttingedge一尖Toolnose过渡刃 刀具标注角度参考系设计制造测量角度时的基准 2 刀具角度的参考系 刀具工作角度参考系实际切削中确定角度的基准 Referencesystemsfortoolangles 刀具标注角度参考系 1 正交平面参考系pr ps po 2 法平面参考系pr ps pn 3 进给平面背平面参考系pr ps pf pp 基面Pr通过切削刃上的选定点并垂直于切削速度方向的平面切削平面Ps通过切削刃上的选定点并与工件加工表面相切的平面正交平面Po通过切削刃上的选定点同时垂直于基面和切削平面的平面 Orthogonalplanereferencesystem cuttingedgeplane toolreferenceplane orthogonalplane 刀具正交平面参考系 法平面Pn过切削刃上选定点并垂直于主切削刃或其切线的平面进给平面Pf过切削刃上选定点平行进给方向垂直于基面的平面背平面Pp过切削刃上选定点同时垂直于进给平面和基面的平面 Normalplanereferencesystem normalplane assumedworkingplane bakeplane Referencesystemsforthemarkedanglesofturningtool 在正交平面参考系中的标注角度 1 主偏角 r 一刃四角 5 副偏角 r 6 副后角 o 派生角度 楔角 o 刀尖角 r余偏角 r 3 刀具的标注角度 Markedanglesofcuttingtool cuttingedgeangle cuttingedgeinclinationangle rakeangle clearanceangle 4 后角 o 2 刃倾角 s 3 前角 o 法平面参考系中的标注角度 1 主偏角 r 2 刃倾角 s 3 法前角 n 4 法后角 n 一刃四角 5 副偏角 r 6 副后角 o minorcuttingedgeangle normalrakeangle normalclearanceangle 在进给 背平面参考系中的标注角度 1 主偏角 r 2 进给前角 f 3 进给后角 f 4 背前角 p 5 背后角 p 6 副偏角 r 7 副后角 o 4 刀具的工作角度 进给运动对刀具工作角度的影响 1 横向进给运动的影响 oe o oe o tan f d 当进给量f一定时 随d值 值 接近中心 oe为负值 当f 值 横车时f不宜过大 并应适当加大 o 2 纵向进给运动的影响 oe o oe o tan tan fsin r fsin r dw f 或dw 时 f 均 车削右螺纹时左侧刃应 o 左8 右2 右刃应 o 车右螺纹时左侧刃 fe f f fe f ftan f f dw 刀具安装位置对工作角度的影响 1 刀具安装高低的影响 pe p p pe p ptan p h oe o oe o tan tan pcos r 假定车刀 s 0 刀尖高于工件中心 若刀尖低于工件中心 角度变化与上述相反 2 刀杆中心线与进给方向不垂直的影响 G G G G 切削层参数 由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层 切削层的截面尺寸称为切削层参数 它决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小 通常在基面Pr内度量 1 切削厚度ac s 0 ac fsin r 2 切削宽度awaw ap sin r 3 切削层面积Ac 0 Ac acaw fap 2 2 3刀具材料 刀具的切削性能决定于刀具结构 切削部分的材料和几何参数 1 刀具材料必须具备的性能 1 高的硬度和耐磨性常温硬度60HRC以上 耐磨性是硬度 组织结构及化学性能等的综合反映 2 足够的强度和冲击韧性 3 高耐热性高温硬度 强度 耐磨性 抗氧化性 抗扩散粘结性等 4 良好的工艺性锻造性能 磨削性能 热处理性能等 5 经济性 常用刀具材料的种类及特性 碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金 陶瓷 金刚石 立方氮化硼等 2 高速钢 1 通用型高速钢 含碳量0 7 0 9 62 66HRC 钨系高速钢W18Cr4VW14Cr4MnRE钼系高速钢W6Mo5Cr4V2高温塑性好主要用于一般材料的常规加工 速度不高于50m min 2 高性能高速钢 增加碳量钒量 添加钴铝等66 70HRC 9W18Cr4VW6Mo5Cr4V3W6Mo5Cr4V2Co8W2Mo9Cr4VCo8W6Mo5Cr4V2AlW10Mo4Cr4V3Al主要用于难加工材料的加工 加工普通材料可达90m min 粉末冶金化 表面处理及涂层等 3 硬质合金 金属碳化物 WC TiC TaC NbC等 金属粘接剂 Co Ni等 高压成形后 高温烧结而成 硬度 耐热性 耐磨性很高 切削速度远高于高速钢抗弯强度低 脆性大 抗冲击振动性能差 分类 YG K 类YT P 类YW M 类短切屑黑色金属加工长切屑的钢材 铸铁等有色金属非金属黑色金属有色金属非金属WC CoWC TiC CoWC TiC TaC Co 新型硬质合金简介 1 调整化学成份 提高综合性能添加TaC NbC 添加稀土元素 TiC N 基 高速钢基等 2 涂层硬质合金 可转位刀片 TiC涂层 TiN涂层 复合涂层 陶瓷涂层 3 细晶粒和超细晶粒硬质合金 其它刀具材料简介 1 陶瓷 硬 脆 价格低 普通陶瓷 复合氧化铝陶瓷 复合氮化硅陶瓷 适于精加工2 金刚石 最硬 耐磨性好 耐热性较差800 加工陶瓷 硬质合金 有色金属等 不适于铁系金属加工3 立方氮化硼硬度仅次于金刚石 化学稳定性 耐热性好 加工淬火钢等 切削运动 加工表面 切削用量 1 切削速度v m s或m min 主运动为旋转运动vc dn 1000往复运动vc 2Lnr 1000 切削用量三要素 2 进给量f mm r或mm 双行程 进给速度vf nf nfzz mm s或mm min 3 背吃刀量 切削深度 ap车削外圆时ap dw dm 2钻孔时ap dm 2 例题 车外圆时工件加工前直径为62mm 加工后直径为56mm 工件转速为4r s 刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm 工件加工长度为110mm 切入长度为3mm 求vc f ap和切削工时t 解 vc dn 1000 62 4 1000 0 779m s f vf n 2 4 0 5mm r ap dw dm 2 62 56 2 3mm t l l1 l2 vf 110 3 0 2 56 5s 主偏角 r主切削