《机械制造技术基础》课件-第5章 金属切削基础与刀具2

机械制造技术基础第5章

金属切削基础与刀具5.1认识平面四杆机构的类型及其判别条件车刀5.2铰链四杆机构的性质5.3铰链四杆机构的性质铣刀的种类及选用铰链四杆机构的性质金属切削基础知识5.4孔加工刀具的种类及选用5.5其它机械加工刀具介绍学习目标1.熟悉金属切削的基础知识；2.熟悉金属切削参数的选用常识；3.熟悉刀具材料常识；4.熟悉车刀的种类及用途，会正确选用车刀；5.熟悉铣刀的种类及选用，会正确选用铣刀；6.熟悉孔加工刀具的种类与选用；7.了解刨刀、螺纹加工刀具、齿轮加工刀具的种类与选用。5.刀具结构和刀具材料

金属切削过程中，刀具的各类繁多，形状各异，但它们切削部分的几何形状基础是普通外圆车刀切削部分的几何形状。

（1）车刀的组成

车刀由刀头(刀体)和刀柄两部分组成。5.1.1切削加工概述

切削部分由刀面、切削刃组成，采用各种专用刀具材料，根据需要制造成不同形状。其组成要素包括：

前刀面

主后刀面

副后刀面

主切削刃

副切削刃

刀尖

5.1.1切削加工概述①三个表面

前刀面：刀头上切屑流走所经过的刀面，即与切屑相接触的刀面。

后刀面：刀头上与加工表面相对的刀面。

副后刀面：刀头上与已加工表面相对的刀面。

②二个刀刃

主切削刃：前刀面与主后刀面的交线，通常由它承担主要的切削工作。

副切削刃：前刀面与副后刀面的交线，通常靠近刀尖处的副切削刃起微量的切削作用。在大进给量切削时，副切削刃也起较大的切削作用。

③一个刀尖

刀尖是主、副切削刃的交点。通常将刀尖磨成很短的直线或圆弧来提高其强度。5.1.1切削加工概述（2）刀具角度

刀具角度是用来描述刀具切削部分结构形状的几何参数。车刀角度测量、标准的三个辅助平面。

基面：过主切削刃上的选定点，

垂直于该点切削速度方向的平面。

切削平面：过切削刃上的选定点，

与工件加工表面相切，又与基面

垂直的平面。

正交平面：过切削刃上的选定点，

同时与切削平面、基面相垂直的

平面。

5.1.1切削加工概述主切削刃主后刀面前刀面正交面PoA切削平面Ps基面Pr5.1.1切削加工概述车刀几何角度5.1.1切削加工概述前刀面投影线在主截面上显示的角度—前角γ0

正交平面中定义和标注的角度

前角：γo

，正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角。

前角γ0基面投影线5.1.1切削加工概述切削平面投影线主后刀面投影线后角α0υc

正交平面中定义和标注的角度

后角：αo

，正交平面内度量的后刀面与切削平面之间的夹角。在主截面上显示的角度—后角α05.1.1切削加工概述2、由基面向底平面投影所显示的角度—主偏角κr

基面中定义和标注的角度主偏角：κr

基面内度量的主切削刃在基面上的投影与假定进给运动方向之间的夹角。主偏角一般为正值，它影响刀头强度、主切削刃的工作长度、散热条件。主偏角κr基面中定义和标注的角度副偏角：κ′r

基面内度量的副切削刃与假定进给运动反方向之间的夹角。副偏角一般为正值，它影响刀头强度和表面粗糙度。副偏角κr’2、由基面向底平面投影所显示的角度—副偏角κ’r

基面投影线主切削刃刃倾角λsυc3、在切削平面中测量的角度—刃倾角λs

切削平面中定义和标注的角度刃倾角：λs

切削平面内度量的主切削刃与基面之间的夹角。车刀几何角度的含义及作用5.1.1切削加工概述（3）刀具材料

①刀具切削部分材料应具备的性能

刀具在切削过程中，和工件直接接触的切削部分要承受极大的切削力，尤其是切削刃及紧邻的前、后刀面，长期处在切削高温环境中工作。并且切削中的各种不均匀、不稳定因素，还将对刀具切削部分造成不同程度的冲击和振动。为了适应如此繁重的切削负荷和恶劣的工作条件，刀具切削部分材料应具备以下几方面性能。5.1.1切削加工概述a.足够的硬度和耐磨性

硬度是刀具材料应具备的基本性能。刀具硬度应高于工件材料的硬度，常温硬度一般须在60HRC以上。

耐磨性是指材料抵抗磨损的能力，它与材料硬度、强度和组织结构有关。材料硬度越高，耐磨性越好；组织中碳化物和氮化物等硬质点的硬度越高、颗粒越小、数量越多且分布越均匀，则耐磨性越高。

5.1.1切削加工概述b.足够的强度与韧性

切削时刀具要承受较大的切削力、冲击和振动，为避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。材料的强度和韧性通常用抗弯强度和冲击值表示。

5.1.1切削加工概述c.较高的耐热性和传热性

耐热性：指刀具材料在高温下保持足够的硬度、耐磨性、强度和韧性、抗氧化性、抗黏结性和抗扩散性的能力(亦称为热稳定性)。

热硬性：材料在高温下仍保持高硬度的能力称为热硬性(亦称高温硬度、红硬性)，它是刀具材料保持切削性能的必备条件。刀具材料的高温硬度越高，耐热性越好，允许的切削速度越高。

刀具材料的传热系数大，有利于将切削区的热量传出，降低切削温度。

5.1.1切削加工概述d.较好的工艺性和经济性

为了便于刀具加工制造，刀具材料要有良好的工艺性能，如热轧、锻造、焊接、热处理和机械加工等性能。同时，还应尽可能采用资源丰富和价