刀具复习材料.docx

刀具设计主要内容v 根据加工要求，正确选择刀具材料，设计合理刀具结构和刀具几何参数，采用合理的刀具制造工艺。使用刀具时，选择合理的刀具切削参数。高速钢车刀：由高速钢整体磨削而成硬质合金车刀：分焊接和机夹焊接车刀优点：结构简单、紧凑，刚性好、抗振、制造容易，灵活性大。缺点：焊接时氧化、过热、焊料扩散，焊接裂纹等刃磨时局部高温导致热应力，出现裂纹等机夹车刀优点：避免焊接缺陷；大工业方式生产，批量生产，参数合理；可以用超硬材料和涂层刀片；转位迅速，效率高；节省刀杆。缺点：小尺寸比较困难。钻头孔加工特点的特点1刀具刚度差孔加工刀具尺寸受被加工孔径的限制，刀具横截面尺寸较小，而悬伸较长。即刀具的长径比较大。2排屑困难孔加工容屑空间较小，很多情况下又为半封闭状态，排屑不畅。3直观性差切削过程的实际情况，操作者难以观察，往往只能根据切屑的形态、运动等来间接判断加工情况。4规格品种多孔加工刀具多时定尺寸刀具，即刀具的尺寸要与孔的尺寸相适应。刀具的种类、规格仍然繁多麻花钻1. 夹持部分用于装夹钻头和传递动力，包括柄部和颈部。柄部有圆柱柄和莫氏锥柄两种。小直径多做成圆柱柄，大直径多做成莫氏锥柄。颈部是钻柄与工作部分的连接部分，印有厂标、规格等标记。磨削柄部时，起砂轮退刀槽的作用。直柄钻头多无柄。2. 工作部分工作部分是麻花钻的主要部分，又分为切削部分和导向部分。切削部分承担主要的切削工作，它由两个螺旋前刀面。两个圆锥后刀面（刃磨方法不同，也可能是螺旋面）和两个副后刀面（即刃带棱面）组成。麻花钻有两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃。两后刀面在钻芯处相交形成的切削刃称为横刃，位于钻头的最前端。麻花钻的几何参数麻花钻的几何角度麻花钻的角度，可归纳为三类1、结构角度钻头设计时形成的角度，刃磨使用时不可改变其大小。如螺旋角、副偏角、副后角2、刃磨角度刃磨钻头时形成的角度，其大小可由刃磨者控制。如钻头后角、顶角、横刃角度（横刃前角、横刃后角、横刃斜角）3、推导角度不是由制造及刃磨形成，而是由角度间的几何关系推导出来的角度。如前角、主偏角、刃倾角等。导向部分由两条螺旋槽组成，切削时它与孔壁接触起到导向作用，同时还是切削部分的备用部分。其外径向柄部方向递减，形成倒锥，中等直径钻头的倒锥量005-0.12mm/100mm.倒锥形成了副偏角钻头外径磨有向柄部方向递减的倒锥，从而形成了副偏角。因倒锥量很小，故一般副偏角Kr Kr51）长径比大，钻杆细长，刚性差，工作时易产生偏斜和振动，因此孔的精度及表面质量难以控制。2）切屑不易排出，易断钻头。3）钻头在近似封闭状态工作，热量难以散失，刀具易磨损。对深孔加工的要求：1） 断屑要好，排屑要通畅。2）良好的导向，防止钻头偏斜。3）充分的冷却。单沟枪钻和双沟枪钻2） 单沟枪钻一般材料3） 双沟枪钻铸件焊接式枪钻和整体合金枪钻 焊接式枪钻任意深度 整体合金枪钻大进给量枪钻加工特点深孔加工一次完成，无需退刀排屑；具有自导向功能，被加工孔的直线度较高，可达到1/1000以上；被加工孔表面质量好，可达到绞孔的效果；被加工孔孔径公差小，可达0.013mm；适合加工交叉孔，孔口无毛刺；加工可重复性好；枪钻的结构枪钻头部：硬质合金，钻削、自导向；枪钻杆部：优质合金钢，中空，传输冷却液；枪钻柄部：普通合金钢，与机床连接枪钻的应用注意事项冷却压力在冷却孔一定的条件下，冷却压力越大，流量越大，有利于加工区域的冷却、润滑及切屑的折断和排出。导向套及导向孔枪钻在切入工件之前完全依靠导向套或者导向孔导向，因此对导向套/导向孔的要求非常严格。辅助支撑枪钻在加工过程中有时需要增加辅助支撑以提高刀具的刚性，刀具直径越小、转速越高，两支撑间距离越短。铣削的特点1、铣刀是多齿刀具，结构较复杂2、铣削是断续切削，切削层参数在铣削过程中不断变化3、铣削可以加工平面、沟槽、台阶面、成形表面及切断等铣削用量1、铣削速度铣刀切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度。可按下式计算：V=piDN/1000进给参数（1）每齿进给量指铣刀每转过一个刀齿时，铣刀相对于工件在进给运动方向上的位移量单位，为mmz。Fz（2）进给量指铣刀每转过一转时，铣刀相对于工件在进给运动方向上的位移量，单位为mmr。（3）进给速度指铣刀切削刃选定点相对工件的进给运动的瞬时速度， 单位为mmmin。Vf=FN=FzZN3、铣削深度ap（背吃刀量）指平行于铣刀轴线的切削层尺寸。4、铣削宽度ae（侧吃刀量）指垂直于铣刀轴线的切削层尺寸铣削切削层参数：切削宽度aw切削厚度ac切削面积Ac（1） 切削宽度aw：aw = ap 在基面内测量的铣刀主切削刃工作长度。对于直齿圆柱铣刀aw = ap 对于面铣刀Aw=Ap/sinKr（2） 切削厚度ac：在基面内测量的铣刀相邻刀齿主切削刃运动轨迹间的垂直距离。（3） 切削面积Ac ：每个刀齿的Ac=aw*ac总面积AcS等于同时工作的各个刀齿切削之和，由于同时工作齿数Ze、aw和ac随时都在变化，故AcS 也在变化.一、逆铣与顺铣定义：铣刀旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣；相同时称为顺铣特点：1、逆铣时，切削厚度由零逐渐增大，由于刃口钝圆半径的影响，开始切削时前角为负值，刀齿在工件表面上挤压、滑行，造成工件表面加工硬化严重，并加剧了刀齿的磨损。而顺铣时，切削厚度由最大开始，刀具磨损小，耐用度高。2、顺铣时，铣削力在进给方向的分力与工件的进给方向相同（如图所示），由于工作台丝杠螺母存在间隙，当进给力逐渐增大时，铣削力会拉动工作台而产生窜动，造成进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。逆铣时，由于进给力作用，使丝杠与螺母传动面始终贴紧，故铣削过程较平稳。3、逆铣时，垂直切削力向上，与工件的夹紧力和工件重力相反，有把工件从工作台上抬起的趋势，加剧了振动，影响工件的夹紧和表面粗糙度。顺铣时，垂直切削力向下，加紧可靠。对称铣削特点： 用面铣刀加工平面时，铣刀露出工件两侧距离相等； 具有较大的平均切削厚度，适合用较小的每齿进给量铣削淬硬钢。不对称逆铣特点： 切出侧铣刀露出工件加工面的距离大于切入侧； 切入时切削厚度最小，切出时切削厚度最大。可减小切入时的冲击，提高耐用度一倍以上； 适用于铣削碳钢和一般合金。不对称顺铣特点： 切出时切削厚度最小； 适合于加工不锈钢和耐热合金，可减少硬质合金剥落； 可提高切削速度40%60%。常用齿形加工方法成形法采用与被加工齿轮齿槽形状相同的刀刃成形刀具来进行加工如指状铣刀铣齿、盘形铣刀铣齿、齿轮拉刀拉齿和成形砂轮磨齿展成法使齿轮刀具和齿坯严格保持一对齿轮啮合的运动关系来进行加工，如：滚齿、插齿、剃齿、珩齿、挤齿和磨齿齿形加工方案的选择5级精度以上的齿轮一般采用：粗滚齿精滚齿表面淬火校正基准粗磨齿精磨齿的加工方案。大批量生产时，也可采用：粗磨齿精磨齿表面淬火校正基准磨削外珩自动线的加工方案。这种加工方案的齿轮精度可稳定在5级以上，且齿面加工纹理十分错综复杂，噪声极低，是品质极高的齿轮。8级或8级精度以下的齿轮v 对于不淬硬的齿轮用滚齿或插齿即可满足加工要求；对于淬硬齿轮可采用：滚（或插）齿端加工齿面热处理修正内孔的加工方案。热处理前的齿形加工精度应比图样要求提高一级67级精度的齿轮：对于淬硬齿面的齿轮可以采用：滚（插）齿齿端加工表面淬火校正基准磨齿，这种方案加工精度稳定；或者，采用：滚（插）剃齿或冷挤表面淬火校正基准内啮合珩齿的加工方案，此方案加工精度稳定，生产率高。标准专用刀具，成形铣刀。9级以下精度特点：（1）成本低在普通铣床上加工（2）加工精度低（3）生产率低（4）适于单件小批生产及修配工作中加工直齿、斜齿圆柱齿轮、齿条等1. 盘形齿轮铣刀的形状v盘形齿轮铣刀是按成形法加工齿轮的刀具。盘形齿轮铣刀实际上是一种铲齿成形铣刀。前角为零时，刃口形状就是所加工齿轮的渐开线形状。铣刀廓形应按被切齿槽的廓形确定。渐开线形状决定于基园半径大小。插齿加工87级精度，表面粗糙度Ra值1.6插齿刀可以加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮和齿条等，是一种应用很广泛的齿轮刀具1.插齿刀的形状像齿轮，其模数、齿形角与被加工齿轮对应相等。插齿刀有切削刃和前角、后角。2 展成法加工。3 直齿加工：插齿刀上下往复运动加工全齿宽 展成运动加工渐开线径向进给运动加工全齿高让刀运动避免插齿刀与工件摩擦。插齿刀齿面形状为了使切削刃有后角，及重磨后切削刃形状不变，一般将顶后刀面做成圆锥面，两个侧后刀面做成旋向相反的渐开线螺旋面：左侧后刀面做成右旋螺旋面，右侧后刀面做成左旋螺旋面。插齿刀齿面形状1. 插齿刀，切削刃在端面的投影是渐开线2. 插齿刀与工件啮合，其模数、压力角与被加工工件相等 3. 插齿刀每个刀齿有三个切削刃：一个顶刃、两个侧刃。4. 前角为零时，端面就是渐开线顶刃为圆弧两侧刃为渐开线。齿侧后角：该点的螺旋角。重磨前刀面后，两侧齿形仍为渐开线，仅分度圆齿厚减小些，顶插齿刀齿形修正有前角可以改善切削状况，标准插齿刀的前角gp=5；前刀面做成内圆锥面，而侧后刀面是螺旋面； 两个面的交线就不是渐开线产生齿形误差；圆半径变小；顶刃移向中心方向，为保持刀齿高度不变，根圆也同样移向中心方向。因此，插齿刀每个端面的齿形可以看做是变位系数不同的齿轮齿形。插齿刀加工齿轮时的验算1. 被切齿轮过渡曲线干涉2. 被切齿轮根切3. 被切齿轮顶切重磨后变位系数X0的确定插齿刀使用时，需要验算，需要知道变位系数，每次重磨后需要测定变位系数。通常测量前端面齿的公法线长度。、滚齿滚齿是应用一对螺旋圆柱齿轮的啮合原理进行加工的，如图所示。所用刀具称为齿轮滚刀。滚齿是齿形加工中生产率较高、应用最广的一种加工方法。滚齿加工通用性好，既可加工圆柱齿轮，又可加工蜗轮；既可加工渐开线齿形又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工小模数、小直径齿轮，又可加工大模数、大直径齿轮。齿轮滚刀齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具。可以加工标准的直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮，也可以加工各种变位齿轮。齿轮滚刀加工齿轮的模数可从0.1mm到40mm。同一把齿轮滚刀可以加工模数、压力角相同而齿数不同的齿轮1.齿轮滚刀的工作原理齿轮滚刀加工过程中，滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿轮，同被加工齿轮成空间交轴螺旋齿轮啮合。滚刀轴线安装成与被加工齿轮端面倾斜一个角度。切削时，滚刀回转形成主运动，同时工件轴线方向移动以切出全齿长。滚刀转一转，工件相应转过一个齿（单头滚刀时）或数个齿（多头滚刀时），以形成展成运动和圆周进给运动。加工斜齿轮时，还应给工件一个附加转动渐开线基本蜗杆齿面是渐开螺旋面，制造齿形误差为零；端面齿形：渐开线，轴向齿形：曲线；制造较为困难。阿基米德基本蜗杆齿面是阿基米德螺旋面，会产生一定的制造齿形误差，端面齿形：阿基米德螺线，轴向齿形：直线；制造比较容易。实际生产中，工厂制造的是阿基米德滚刀。3. 齿轮滚刀的种类、精度等级及应用 整体齿轮滚刀：高速钢材料，套装式结构，轴肩与内孔同心，齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高；粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。镶齿齿轮滚刀：齿轮模数较大时，做成镶齿结构，既节约高速钢，又使刀片易锻造，提高性能和使用寿命。 齿轮滚刀的容屑槽可分为螺旋槽和直槽两类。4. 插齿、滚齿与铣齿的比较（1）一般来讲，插齿和滚齿精度相当，都高于铣齿但是，滚刀的刀齿是同一螺旋线开出来的（如单头滚刀），所以滚刀的齿距误差不影响被切齿轮齿距；插齿则直接复映插齿刀的齿距误差。同样精度等级，滚刀加工出的齿形精度低。（2）插齿齿面表面粗糙度Ra值小滚切时，被加工齿侧面会出现波纹，即残留高度。影响表面质量。（3）生产率：滚齿插齿铣齿（4）插齿刀和滚齿刀加工齿轮齿数范围大滚刀加工是连续切削运动，没有空程，且刀齿多。（5）同一把滚齿刀，即可加工直齿轮，也可加工斜齿轮，仅安装角不同。（6）滚刀不能加工内齿轮和空刀槽小的双联齿轮中直径小齿轮。拉削过程是用拉刀进行的，它是靠拉刀的后一个(或一组)刀齿高于前一个(或一组)刀齿，一层一层地切除余量，以获得所需要的加工表面。拉削方式拉刀按加工表面分为内拉刀和外拉刀；按拉削方式分普通式、轮切式、及综合式；按受力不同分拉刀、推刀和旋转拉刀按结构不同分整体式、焊接式、装配式和镶齿式拉床拉床按加工表面分为内拉床和外拉床；按布局分为卧式和立式两类1. 柄部（头部）：由拉床夹头夹住，带动拉刀前进。2. 颈部：连接柄部与其后各部分，使拉刀的第一个刀齿尚未进入工件孔之前，柄部有可能被夹在拉床夹头内；还可在这部分打标记。3. 过渡锥：使拉刀容易进入拉削前的孔中，起对准中心的作用。4. 前导部：起导向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉削前的孔是否过小，以免拉刀的第一个刀齿负荷过重而损坏。5. 切削部：承担全部切削工作，包括：粗切齿、过渡齿、精切齿，它们的直径由第一个刀齿向后逐渐增大，最后一个切削齿的直径应保证被拉削孔获得所要求的尺寸。6. 校准部：有几个直径都相同，且基本上等于拉削后的孔径的校准齿，起校准和修光作用，提高工件的加工精度及获得光洁的加工表面。7. 后导部：用以保证拉刀最后的正确位置。以防止拉刀在即将离开工件时因工件下垂而损坏已加工表面或刀齿。8. 支托部：以支托直径大于60mm既长又重的拉刀。防止拉削过程中因拉刀自重下垂而影响加工表面质量和损坏刀齿。直径小的拉刀可以不设此部。根据工件表面最终轮