机械加工设备与典型刀具.ppt

1、第二章是关于加工设备和典型工具。河南理工大学机械与动力工程学院的主讲人是：海军电话：第七部分是关于典型工具：车刀，以及车刀的分类。车刀可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀等。车刀可分为端面车刀、圆柱车刀、内孔车刀、切削车刀、螺纹车刀等。端面车削工具用于车削端面和短台阶。圆柱形车刀用于加工圆柱形和圆锥形表面，分为直头和弯头。弯头车刀可以车削外圆、端面和倒角。切割刀用于切断工件或车削凹槽。螺纹刀具是用来转动螺纹的。根据切削刃复杂程度的不同分类，车刀可分为普通车刀和成形车刀。根据结构的不同，车刀可分为整体车刀、焊接车刀、焊接组合车刀和机械夹紧刀片车刀。机械夹紧刀片车刀分

2、为机械夹紧重磨车刀和可转位车刀。车刀按结构分为整体车刀、焊接车刀、焊接组合车刀、机床夹紧车刀和可转位车刀。第七节典型刀具、车刀、车刀分类整体车刀主要是方形或矩形截面的高速钢车刀，俗称“白钢刀片”，适用于小型车床或有色金属加工。焊接车刀：根据刀片的几何形状，在普通碳钢刀杆上切一个凹槽，插入焊接/钎焊硬质合金刀片，打磨。适用于各种车刀，尤其是小工具。优点：结构简单紧凑；制造和使用方便；根据磨削的需要，硬质合金可以得到充分利用。缺点是：切削性能取决于工人的磨削水平；刀杆不能重复使用，辅助时间长；当焊接工艺不够合理时，容易产生热应力，所以刀槽应根据刀片的形状和尺寸开出。第7节典型切削工具，1。车削工具

3、，1。车刀分类，通槽半通槽封闭槽加强半通槽，矩形刀片用通槽等。易于处理；半圆槽用于圆弧叶片；封闭坡口焊接面积大，强度好，但焊接应力大，适用于底部面积相对较小的叶片；加强型半通槽用于切刀，切刀的宽度很小。采用底面为V形的加强型半通槽可以获得更好的焊接强度。第7节典型刀具、车刀、车刀分类、焊接组装车刀：将硬质合金刀片钎焊在刀架上，然后将刀架组装在刀架上。研磨可以节省精力；刀杆可重复使用；主要用于重型车刀。机械夹紧车刀一种车刀，其中硬质合金刀片通过机械夹紧安装在刀杆上。主切削刃只有一个，钝后可多次重新研磨，刀架可重复使用，便于刀具管理，结构简单。机床夹具重磨车刀适用于外圆、端面、切削和螺纹车刀等。第

4、7节典型的切削刀具，车刀，(一)车刀的分类，可转位车刀是使用可转位刀片的机床夹紧车刀。车刀和普通车刀的区别在于刀刃是多边形的，每一边都可以作为刀刃使用。钝化后，新的切削刃只能通过转位刀片才能投入使用。优点：该工具使用寿命长，生产效率高，有利于推广新技术、新工艺，降低工具成本。第7节典型切削工具，1。车削工具，1。车刀分类，偏心夹紧结构：螺杆作为旋转轴，偏心圆柱销放置在螺杆上。转动螺钉时，偏心销可以夹紧或松开刀片。可转位车刀夹紧结构，偏心销刀垫刀片刀杆，截面第七节典型刀具、车刀、车刀分类、可转位车刀的夹紧结构，可转位车刀是加工回转体成形面的专用刀具，其刃口形状是根据工件轮廓设计的。只要通过一次切

5、割形成，就可以切割出成形表面，这操作简单且生产率高。成形面的精度与工人的技术水平无关，而主要取决于刀具刃口的制造精度。它能保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性，加工精度可达IT9IT10，表面粗糙度Ra6.33.2。重磨次数多，使用寿命长，但刀具设计制造复杂，成本高，主要用于小零件的批量生产。由于成形车刀的刃口形状复杂，用硬质合金作为刀具材料很难制造，所以用高速钢作为刀具材料。第7节典型切削刀具，第一节车削刀具，第二节。成形车刀有三种类型：扁平体、棱柱体和圆形体。平成形车刀只能加工外成形面，沿前刀面的再磨次数不多；棱形成形车刀的重磨次数比平形成形车刀多，只能用于加工外成形面。圆形成

6、形车刀的形状为回转体，切削刃分布在圆周面上，用于加工内外成形面。因为前刀面在重磨过程中被研磨，重磨次数更多。图径向进给成形车刀a)扁平体；b)棱镜；c)圆体，第7节典型工具，车刀，成形车刀，普通孔加工工具。通常用于固体材料的粗加工。钻孔尺寸精度为IT11 - IT12，Ra为50-12.5米，加工范围为0.1-80毫米，小于30毫米时最常用。第7节典型切削工具，2。麻花钻，标准高速钢麻花钻由三部分组成：工作部分，颈部和手柄。第7节典型切削工具，2。麻花钻和1。麻花钻的结构。工作部分分为切割部分和导向部分。两个前刀面、两个后刀面、两个辅助后刀面、两个主刃、两个辅助刃和一个横刃。钻芯的直径向柄部增

7、加。第7节典型切削工具，2。麻花钻和1。麻花钻的结构。工作部分分为切割部分和导向部分。两个前刀面、两个后刀面、两个辅助后刀面、两个主刃、两个辅助刃和一个横刃。为了使钻头具有足够的强度，麻花钻的中心具有一定的厚度，形成钻芯，并且钻芯的直径(钻头直径的0.1250.15倍)朝向柄部增加。麻花钻的工作部分有两个对称的刀片(通过中间的钻芯连接在一起)和两个对称的螺旋槽(用于装屑和排屑)；导向部分有两个边缘(边缘带)。为了减少与加工孔壁的摩擦，边缘直径被研磨成倒锥形(0.030.12)/100，形成二次偏转角。第7节典型切削刀具，2。麻花钻，1。麻花钻的结构，麻花钻的两个刀片在工作部分可以看作是两个对称

8、的车刀。切削部分由：前刀面螺旋槽的螺旋面；工件过渡面(孔底)相对端的两个曲面；与工件加工面(孔壁)相对的两条边；主切削刃螺旋槽和主侧面的两条相交线；辅助切削刃的边缘和螺旋槽之间的两条相交线；钻芯十字刀片两侧面的交线。顶角2=118是平行于它的平面上两个主切削刃的投影之间的夹角。独立于基础平面。横刃斜角=5055o是横刃和主切削刃在端面投影上的夹角。确定后角是否正确削尖。后角越大，切削刃的斜角越小，切削刃越长。50o55o，118o，第7节典型切削工具，2。麻花钻，(1)麻花钻结构，手柄夹紧钻头并传递轴向力和扭矩。当直径小于钻孔时，如果进给运动被忽略，钻头将仅在一个圆内移动，并且主切削刃上的每个

9、点将围绕钻头轴线在一个圆内移动。其速度方向是该点所在圆的切线方向，如图所示，点1的切削速度垂直于点1的半径方向。不难看出，切削刃上任何一点的基面都是穿过该点并包含钻头轴线的平面。由于切削刃上各点的切削速度方向不同，切削刃上各点的基准面也不同。第7节典型工具，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，基准面Pr和切削平面Ps，切削平面：切削刃任一点的切削平面都是包含该点切削速度方向并在该点切削加工表面的平面。切削平面和切削刃上每个点的基面在空间上相互垂直，并且它们的位置变化。第7节典型工具，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，基准面Pr和切削面Ps，螺旋角螺旋角是指钻头螺旋槽最外缘的螺旋线与钻头轴线之间展

10、开成直线后的夹角，其值为：tan=2R/P (P为导程)，其值为：tan=2RY/P不同直径的钻头第7节典型工具，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数和螺旋角，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，实际上是钻头的进给前角。因此，如果螺旋角大，即钻头进给角大，钻头锋利，切削扭矩和轴向力减小，排屑条件好。然而，如果螺旋角太大，钻头的强度和散热条件将被削弱。=25o32o的标准高速钢麻花钻。主偏转角kr:麻花钻主切削刃上某一点的主偏转角是指主切削刃在该点的基面上的投影与钻头进给方向之间的角度。由于主切削刃上各点的基面不同，各点的主偏转角也不同。主切削刃上各点的主偏转角是变化的，在外刃处较大，在钻头中心处较小

11、。切削平面，基面，正交平面，进给轮廓，第7节典型切削刀具，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，前角o:麻花钻的前角是指在正交平面中前刀面和基面之间的角度。由于主切削刃上各点的基面不同，主切削刃上各点的前角也不同，如图所示。前角从外边缘到钻头中心附近从30减小到-30，切削条件差。切削平面，基面，正交平面，进给轮廓，第7节典型切削刀具，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，后角f:切削刃上任意一点的后角，即切削平面与该点后角面之间的角度。钻头前角不是在主要部分测量的，而是在假定的工作平面(进给部分)测量的。在钻孔过程中，实际上是这个后角在起作用，而且测量起来也很方便。切削平面，基面，正交平面，进给轮廓

12、，第7节典型切削刀具，2。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，后角f:钻头的后角是通过磨削获得的，磨削时要注意使钻头的外缘变小(约810)，变大(约2030)。这种刃磨的原因是后角可以适应主切削刃前角的变化，各点的楔角大致相等，从而达到锋利度、强度和耐用度的相对平衡；其次，它可以弥补钻头轴向进给运动造成的影响，使切削刃上各点的实际工作后角减小该点的合成速度角(见图中f-f部分)；此外，切削刃的切削条件可以改变。正交平面，进给轮廓，切削平面，基面，第7 . 2节中的典型工具。麻花钻，2。麻花钻的几何参数：麻花钻沿主切削刃的前角值从外刃到钻头中心附近从30减小到-30；离隙角从外边缘到钻头中心逐渐增加。

13、1-2:主切削刃的位置此外，主切削刃上每个点的倾斜角都发生变化，并且越靠近钻头中心，倾斜角的绝对值越大。切割平面，第7 . 2节中的典型工具。麻花钻，2。麻花钻的几何参数、角度、切割平面和底座，第7.2节中的典型工具。麻花钻，2。麻花钻的几何参数，切削刃的切削角度，-60o-54o，30o36o，50o55o。标准麻花钻存在一些结构问题，如切削刃长、前角变化大(从外刃约30到钻芯约-30)、螺旋槽排屑不畅、横刃切削条件差(横刃前角约-60)等。在生产中，为了提高钻孔精度和效率，标准麻花钻通常以特定的方式被加工成“组钻”。磨削特点是：通过磨削窄而低的横刃来改善横刃处的切削条件，靠近钻头中心的主刃

14、被磨削成一个具有较大顶角的内直刃和一个圆弧刃，以增加切削刃的前角。同时，对称的弧边在钻孔过程中起到对中和切屑分离的作用；打磨外直边上的分屑槽，改善断屑和出屑条件。综合磨削后，群钻的切削性能显著提高。钻孔时，轴向力降低35P%，扭矩降低100%，刀具寿命提高35倍，生产率和加工精度显著提高。第7节典型切削工具，2。麻花钻，3。麻花钻切削部分的结构改进，标准组钻1，1外侧面2，2齿槽3，3内侧面4，4切屑分离槽，第7节典型切削刀具，2。麻花钻，3。麻花钻切削部分的结构改进，一种具有高加工精度和切削效率的多齿刀具。渐开线花键拉刀，带圆孔的方形拉刀，第7节典型刀具，第3节。拉削刀具，拉削刀具的特点：切

15、削刃的横截面形状与加工表面相同。切削刃的高度按齿增加，增量为每齿进给量。拉刀的最后一个齿是抛光齿，其形状和尺寸与加工表面的最终尺寸和形状完全一致。第7节典型工具，3。拉刀，根据工件表面分为内拉刀：加工工件内表面，一般有圆孔拉刀、键槽拉刀和花键拉刀。外拉刀：加工外表面。平面拉刀、成型表面拉刀、齿轮拉刀等。根据拉削刀具的结构，可分为：整体式：主要用于中小型高速钢拉削刀具；组合式：主要用于大型硬质合金拉削刀具；第七节：典型工具；第三节：拉削工具；(1)拉削刀具的分类；头部：拉削工具的夹紧部分，用于传递拉力。颈部：头部和过渡锥之间的连接部分，便于头部穿过拉床的挡壁，也是标记处。过渡锥度：将拉刀逐渐导入

16、工件的孔中，起到对中的作用。引导部分：引导拉刀正确进入孔内，防止拉刀偏斜。切削部分：负责所有的切削工作，由粗切削齿、过渡齿和精切削齿组成。第7节典型工具，3。拉削工具，2。拉削工具部件，校准部：几乎没有切削，只有工件的弹性恢复被切断，起到抛光和校准的作用，可以作为精切齿的备用齿。后导向：保证拉刀的最终位置，防止拉刀的刀齿被切断后，由于下垂而损坏加工面或刀齿。尾部：只有当拉刀又长又重时，才用来支撑拉刀，防止拉刀下垂。第7节典型刀具，第3节拉削刀具，第2节拉削刀具的部件，拉削速度：拉削刀具的直线运动速度。进给速度或齿升fz:两个相邻齿的径向高度之差。切削厚度：切削层垂直于基础平面内加工表面的尺寸。如果是Kr90，hD fz，第7节典型工具，3。拉削工具，(3)拉削零件的几何参数，第7节典型工具，3。拉削刀具，(3)拉削零件的几何参数，即齿升，即切削零件的前后齿(或组)的高度差；p节距是两个相邻刀齿之间的轴向距离；Ba1刀片带用于在制造拉刀时控制刀齿的直径，并增加拉刀校准齿前刀面的重新研磨次数，延长拉刀的使用寿命。使用刀片带可以提高拉削过程的稳定性。o拉削前角；打开后角。第7节典型工具，3。拉削，4。拉削是指通