机械制造技术基础课件华中科技大学第二版

第二章制造工艺装备,2-1典型加工方法与常用刀具2-2金属切削机床的基本知识2-3车床2-4齿轮加工机床2-5磨床2-6组合机床2-7数字控制机床简介2-8机床夹具,第一节常用加工方法与常用刀具,主要内容,车刀孔加工刀具铣刀拉刀齿轮加工刀具砂轮自动化加工中的刀具,一、车刀,1.车刀的用途车刀用于加工外圆、内孔、端面、螺纹及各种内、外回转体成形表面，也可以切断和切槽等。,2.车刀的分类：按结构可分为整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位式和成型车刀等。,（1）硬质合金焊接车刀所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。,特点：结构简单，刚性好，适应性强，可根据加工条件和要求刃磨出合理的几何角度。由于焊接其切削性能和耐用度降低。,（2）硬质合金机夹重磨式车刀机夹重磨式车刀，用机械的方法将硬质合金刀片夹固在刀杆的车刀。,特点：刀片磨损后，可卸下重磨，然后再安装使用。避免了焊接缺陷，刀杆可重复使用。,（3）机夹可转位车刀机夹可转位车刀是将预先加工好的有一定几何角度的多角形硬质合金刀片，用机械的方法装夹在特制的刀杆上的车刀。,特点：刀具的几何角度由刀片形状及其在刀杆槽中的安装位置来确定，不需刃磨。一个切削刃磨钝后，将刀片转位，改用新切削刃继续切削。,偏心销式夹紧,楔销式夹紧,上压式夹紧,杠杆式夹紧,（4）成形车刀成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。操作简便、生产率高，但成形车刀制造较复杂、成本较高，刀刃工作长度较宽，故易引起振动。,实例,二、孔加工刀具,按用途分类：实体材料上加工孔、已有孔上再加工,麻花钻扩孔钻铰刀,1.麻花钻双刃钻、扩孔刀具1）麻花钻的构造,1.麻花钻双刃钻、扩孔刀具1）麻花钻的构造,2）麻花钻的主要几何参数,螺旋角顶角2主偏角r前角o,标准麻花钻的缺陷：,切削刃过长、切屑较宽、前角变化大、排屑不畅、横刃部分切削条件很差等。因此需常常进行修磨，以改变标准麻花钻切削部分的几何形状，改善其切削条件，提高钻头的切削性能。,2.扩孔钻用于对已钻孔进一步加工，以提高孔的加工质量的刀具。属多刃刀具，导向性好，切削平稳。,主要类型：整体式、套式,3.铰刀中、小孔的半精加工和精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。,铰刀的基本结构及其作用,实例,三、铣刀,铣刀是刀齿分布在圆周表面或端面上的多刃回转刀具。可加工：平面、台阶、沟槽和各种成形表面。,1.铣刀的类型,1.铣刀的类型,2.铣刀几何角度,3.铣削方式及合理选用,平面铣削类型：,（1）圆周铣削法（周铣法）用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件加工表面的方法。逆铣、顺铣（定义、特点及选择）,逆铣：（1）切入时，挤压、滑行（2）切削力向上，振动,顺铣：（1）有窜动，不平稳，易打刀（2）先切黑皮，磨损刀具,一般情况下，尤其是粗加工或加工有硬皮的毛坯时，采用逆铣；精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引起工作台窜动，可用顺铣。实际中，逆铣应用较多。,（2）端面铣削法（端铣法）利用铣刀端面的刀齿来铣削工件的加工表面。三种铣削方式：对称铣不对称逆铣不对称顺铣,四、拉刀,内拉刀、外拉刀；拉刀、推刀；整体式、组合式,1.拉刀的类型,2.拉刀的结构,3.刀齿几何参数齿升量、齿距、前角、后角4.拉削方式分层式、分块式、综合式,五、齿轮刀具,1.齿轮刀具的类型按工作原理分：成形法刀具、展成法刀具（1）成形法齿轮刀具（主要有盘状铣刀、指状铣刀）,（2）展成法齿轮刀具（主要有滚刀、插刀、剃齿刀）,展成法:用齿轮刀具和被切齿轮的啮合运动加工齿轮。,2.插齿刀可加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮和齿条等。,1）基本工作原理,2）标准插齿刀的选择,3.齿轮滚刀常用于加工直齿和螺旋齿圆柱齿轮。,滚齿运动：1）主运动2）分齿运动(展成运动)3）垂直进给运动,六、砂轮,磨削是用带有磨粒的工具（砂轮、砂带、油石等）对工件进行切削加工的方法。砂轮是最重要的磨削工具。它是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成的多孔疏松物体。,磨削加工,(1)每个磨粒都是一个微小的刀齿，磨粒的尖棱是微小的切削刃(2)磨削过程：滑擦-刻划-切削(3)切屑、碎磨粒堵塞砂轮，或砂轮失去外形精度，需要定期修磨,砂轮特性主要由以下因素决定：1.磨料2.粒度（磨粒和微粉）对加工表面粗糙度和磨削生产率影响较大。粗磨/精磨；对工件3.硬度（指砂轮的）工件（材料、磨削面积及导热）；粗磨/精磨,磨粒破碎或脱落，露出新的棱角或磨粒，叫“自砺性”，也叫“自锐”。,4.结合剂5.组织磨料、结合剂、气孔三者间的体积比例关系。6.砂轮的形状、尺寸及代号,砂轮选择的主要依据：被磨材料的性质、要求达到的工件表面粗糙度和金属磨除率。,七、自动化加工中的刀具,1、自动化加工对刀具的要求1）可靠性高2）切削性能好3）刀具能预调尺寸和便于快速更换4）尽量减少刀具品种规格5）发展刀具管理系统6）配备刀具磨损和破损在线监测装置,FMS柔性制造系统FlexibleManufacturingSystems,加工中心,2、自动化加工设备中的刀具管理1）刀具组件的组成2）刀具管理的任务3）刀具管理的内容4）刀具的识别5）选刀方式,教学目的1.掌握车刀的用途和主要结构形式。2.掌握孔加工刀具的种类，掌握麻花钻的组成和切削部分的组成，掌握钻、扩、铰刀具的用途。了解麻花钻主要几何参