机械制造技术基础-切削基础刀具角度 PPT课件

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Sminorcuttingedge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=ooe=otanf/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=ooe=otantanfsinrfsinr/(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=fffe=fftanff/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=pppe=pptanph/,oe=ooe=otantanpcosr,假定车刀s0,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)acfsinr,2.切削宽度awawap/sinr,3.切削层面积Ac(=0)Acacawfap,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0.70.9%，6266HRC）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6670HRC）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=624/1000=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主切削刃