金属切削原理与刀具(课).pptVIP

PeopleOriented InnovationPowered 刀具与切削 基础课 本次课程主要内容 一 刀具的焊接二 刀具与使用三 切削理论 PeopleOriented InnovationPowered 刀具的发展史 刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位 中国早在公元前28 前20世纪 就已出现黄铜锥和紫铜的锥 钻 刀等铜质刀具 战国后期 公元前三世纪 由于掌握了渗碳技术 制成了铜质刀具 当时的钻头和锯 与现代的扁钻和锯已有些相似之处 然而 刀具的快速发展是在18世纪后期 伴随蒸汽机等机器的发展而来的 1783年 法国的勒内首先制出铣刀 1792年 英国的莫兹利制出丝锥和板牙 有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年 但直到1864年才作为商品生产 那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的 许用的切削速度约为5米 分 1868年 英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢 1898年 美国的泰勒和 怀特发明高速钢 1923年 德国的施勒特尔发明硬质合金 PeopleOriented InnovationPowered 第一节刀具焊接步骤 焊接刀片部分必须要铣出刀片大小的台阶 刀片露出刀杆平面大约3mm 5mm 焊接时要先烧红刀杆 不能求快开高压氧气 否则刀杆会烧伤了 影响焊接效果 再加入硼砂和铜焊条 融化后放刀片 这时候要求火力不能太大 火候不能直接对着刀片烧 焊缝要饱满 焊接后保温 刀杆焊好后迅速放在保温材料里保温 防止刀片裂开 保温材料可用石粉或铸铁粉 PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered 1 1刀杆焊接示意图 PeopleOriented InnovationPowered 焊接时刀片要垂直刀杆平面 刀片平行刀杆中轴线 刀片形状应根据车刀类型所需主 副偏角和考虑尽量多的重磨次数 1 2内孔刀杆制作示意图 PeopleOriented InnovationPowered 不要铣通更牢固 1 内孔刀杆的制作要遵循刀杆跟内孔直径的比例 通常是1 2 刀杆大小跟长度的比例 这样刀杆强度高 加工时不容易震刀 2 90度内孔车刀焊接时要小于90度 可减少磨刀的时间 第二节 刀具切削部分的几何参数及选择 2 1车刀的组成 车刀由刀头 刀杆两部分组成 1 刀面 1 前刀面 切削流出时经过的刀面 2 后刀面 与加工表面相对的刀面 3 副后刀面 与加工表面相对的刀面 PeopleOriented InnovationPowered 前刀面 副切削刃 副后刀面 刀尖 主切削刃 主后刀面 刀体 2 2刀刃 1 主切削刃 前刀面与后到面的交线 承担主要的切削工作 2 副切削刃 前刀面与副后到面的交线 承担少量的切削工作 3 刀尖 主刀刃和副刀刃的联结部位 为了提高刀尖强度 很多车刀都在刀尖磨出圆弧型或直线型过渡刃 如图 又称刀尖圆弧 4 修光刃 副刀刃接近刀尖处一小段平直的刀刃 装刀时须使修光刃与进给方向平行 且修光刃长度必须大于工件的进给量 车刀的过渡刃和修光刃 PeopleOriented InnovationPowered 2 3确定车刀角度的辅助平面 为了便于确定和测量车刀的几何角度 需要假想以下三个辅助基准 1 基面 通过刀刃上某一选定点 垂直于该点切削速度方向的平面 2 切削平面 通过主切削刃且垂直于基面的平面 3 主剖面 通过主切削刃上的选定点 又垂直于基面和切削平面的剖面 PeopleOriented InnovationPowered 加工表面 切削平面 主剖面 基面 2 4 车刀切削部分的几何角度 前角 前刀面与基面的夹角 后角 主后面与切削平面之间的夹角 主偏角 主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角 副偏角 副切削刃在基面上的投影与进给反方向间的夹角 副后角 副后刀面与切削平面之间的夹角 刃倾角 它是主切削刃与基面之间的夹角 刀尖角 主刀刃和副刀刃在基面内的投影间的夹角 它影响刀尖强度和散热条件 PeopleOriented InnovationPowered 前角 后角 副后角 副偏角 主偏角 刀尖角 PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered 第三节 刀具材料 3 1刀具材料应具备的性能 刀具在工作工作中要承受很大的压力和冲击力 同时 由于切削时生产的工件材料塑性变形以及在刀具 切削 工件相互接触表面间产生的强烈摩擦 使刀具切削刃上产生很高的温度和承受很大的应力 1 高的硬度 刀具材料必须具备高于被加工材料的硬度 一般刀具材料的常温硬度都在HRC62以上 2 高的耐磨性 耐磨性是指车刀材料抵抗磨损的能力 3 足够的强度和韧性 为了承受切削时较大的切削力 冲击力和振动 防止脆裂和崩刃 车刀材料必须具有足够的强度和韧性 4 高的耐热性 耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度 耐磨性 强度和韧性的性能 它是衡量车刀材料切削性能好坏的主要指标 PeopleOriented InnovationPowered 3 2刀具材料的种类和牌号碳素工具钢 碳素工具钢 是含碳量为0 65 1 35 的优质高碳钢 如锉刀 手工锯条等 合金工具钢 合金工具钢热处理后的硬度为HRC60 HRC65 与碳素工具钢相近 耐热性 耐磨性略高 切削速度和刀具寿命远不如高速钢 如手用丝锥 手用铰刀等 高速工具钢 高速钢是一种含钨 W 鉻 Cr 钼 Mo 钒 V 等合金元素较多的工具钢 其红硬性比碳素工具钢和合金工具钢显著提高 550 650 如成形车刀 铣刀 钻头等 PeopleOriented InnovationPowered 4 硬质合金 硬质合金是钨 W 和钛 Ti 的碳化物粉末加钴 Co 作为粘结剂 高压成形后再高温烧结而成的粉末冶金制品 特点 硬质合金的硬度很高 常温硬度可达HRC74 HRC81 耐磨性好 红硬性高 在850C 1000C仍能保持良好的切削性能 其缺点是韧性较差 怕冲击 5 立方氮化硼 是由软的六立氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成的 它是20世纪70年代才发展起来的一种新的刀具材料 它有很高的硬度和耐磨性 热稳定性很好 在1400 C的高温下仍然保持很高的硬度和耐磨性 另外 立方氮化硼的化学惰性很大 它与铁族金属直至1200 1300 C时也不易起化学作用 因此立方氮化硼刀具可加工淬火钢和冷硬铸铁 PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered 第四节 金属切削基本知识 PeopleOriented InnovationPowered 2 2车刀的工作角度 在实际切削中 车刀安装的高低 车刀刀杆轴线是否垂直对车刀的角度影响很大 因此 车刀的工作角度与车刀安装的高低 歪斜度有关 a 刀尖对准工作轴线b 刀尖高于工件轴线c 刀尖低于工件轴线 PeopleOriented InnovationPowered 3 1车削运动和切削用量的基本概念 1 车削运动 在切削过程中 为了切除多余的金属 必须使工件和刀具作相对的切削运动 在车床上用车刀切除工件上多余金属的运动称为车削运动 车削运动可分为主运动和进给运动 1 主运动 直接切除工件上的切削层 使之转变为切屑 从而形成工件新表面的运动 称为主运动 切削时 工件的旋转运动是主运动 通常 主运动的速度较高 消耗的切削功率较大 2 进给运动 使新的切削层不断投入切削的运动 进给运动是沿着所要形成的工件表面的运动 进给运动可以是连续运动 也可以是间歇运动 比如 卧式车床上车刀的进给运动是连续运动 牛头刨床上工件的进给运动为间歇运动 PeopleOriented InnovationPowered 2 工件上形成的表面 在切削过程中 在工件上形成已加工表面 加工表面和待加工表面 1 已加工表面指已经车去多余金属而形成的新表面 2 待加工表面指即将被切去金属的表面 3 加工表面指车刀车削刃正在车削的表面 PeopleOriented InnovationPowered PeopleOriented InnovationPowered 2 断屑槽的宽度 断屑槽的宽度对断屑的影响很大 槽宽小 切屑的卷曲半径也小 切屑上的弯曲应力越大 容易折断 PeopleOriented InnovationPowered 3 断屑槽斜角 断屑槽的侧边与主刀刃之间的夹角叫断屑槽斜角 PeopleOriented InnovationPowered 内斜式 平行式 外斜式 轴类车削加工 轴类零件的技术要求 一般轴类零件以尺寸精度和表面粗糙度为主 对各表面间的形状和位置精度也有一定的要求 PeopleOriented InnovationPowered 2 车刀的要求 零件的车削一般分为粗车和精车两个阶段 因此 将使用的车刀分为粗车刀和精车刀两种 1 粗车刀 要求车刀具有足够的强度 能一次车去较多的余量 以适应粗车时切削深 进给快的