金属切削原理与刀具认知实习.ppt

1、认知实习刀具和机床 孟五洲,机床种类分类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工床、铣床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工床、锯床以及其他机床。,任务1：从机床分类到刀具分类,比如车刀在用途上分类：通常根据加工表面特征可分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切断刀等（如下图所视）。,（a）直头外圆车刀：车削外圆、端面、倒棱； （b）弯头外圆车刀：车削外圆、端面、倒棱 ； （c）偏刀（90外圆车刀、端面车刀）：车阶梯轴、轴肩、端面、细长轴； （d）切槽或切断刀：切槽、切断，刚性强度差； （e）镗孔刀:车内孔； （f）螺纹车刀:车螺纹； （g）成形车刀：车各种成形表面；,从结构上分类：车刀可分

2、为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀和可转位车刀，装配车刀。,再如砂轮类型,磨削加工可分为下列 几种类型： 1. 外圆磨削， 2. 内圆磨削； 3. 平面磨削；,4. 成形磨削5. 砂带磨削； 6. 无心磨削； 7. 砂轮切断；,任务二：刀具基本结构,刀具切削部分由一尖二刃三面组成。,前刀面A：切屑沿其流出的刀面。 控制切屑流向,主后面A：刀具上同前刀面相交形成主切削刃的表面，与工件过渡表面相对。,副后面A ：刀具上同前面相交形成副切削刃的表面，与工件已加工表面相对。,主切削刃S： 前刀面与主后面的交线。承担主要切削工作。,副切削刃S ： 前刀面与副后面的交线。担负少量切削工作,刀尖： 主、副切削刃

3、交汇处。一小段直线或圆弧。,衡量刀具的角度,任务3：刀具材料,刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料五大类。其主要力学物理性能见下页表格。 目前应用最多的是高速钢和硬质合金。 数字统计如下：我国目前高速钢用量约占刀具的60以上，硬质合金的用量约占30以上，随着难加工材料应用的增加，陶瓷刀具和超硬刀具材料的使用量日益增长。,工具钢,高速钢材料制成的中心钻,涂层硬质合金刀片,立方氮化硼刀具,天然单晶金刚石晶体,聚晶金刚石刀具,金刚石砂轮,激光金刚石切割片,任务4：刀具的刃磨表面及方法,、刃磨工艺的选择 切削刀具刃磨的目的之一是获取性价比高的切削刃口质量，而质量好坏的关键在于刃磨砂轮

4、粒度的选择。砂轮粒度越细，切削刃崩口越小，而磨削效率越低。为此可根据刀具切削刃的精度、用途或其失效程度将PCD切削刀具刃磨工艺分为粗、精、细三个加工阶段。根据具体情况制订合理刃磨工艺可大幅度提高加工效率。 粗加工对刃口要求不高，可选电加工或磨削加工。电加工效率高，宜用于加工复杂刀具，如印刷电路板用钻头、切削强化木地板用成型铣刀等。磨削加工时可选粗粒度砂轮，刃磨时接触面积大、磨削力高（300400N），可快速去除多余的加工余量；细加工时选用细粒度砂轮，刃磨时接触面积小、磨削力低（100200N）、磨削发热量少，但材料去除率低。此阶段主要是通过研磨和抛光，进一步改善切削刃口质量。精加工居于二者之中

5、。,2：车刀刃磨的砂轮选择,1 . 砂轮的选择 砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂和组织5个因素决定。 磨料，常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3种。船上和工厂常用的是氧化铝砂轮和碳化硅砂轮。 2) 粒度：粒度表示磨粒大小的程度。以磨粒能通过每英寸长度上多少个孔眼的数字作为表示符号。 粗磨车刀应选磨粒号数小的砂轮，精磨车刀应选号数大( 即磨粒细) 的砂轮。船上常用的粒度为46 号60 号的中软或中硬的砂轮。 3）硬度：砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。 砂轮硬，即表面磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。 砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区

6、分清楚。 刃磨高速钢车刀和硬质合金车刀时应选软或中软的砂轮. 4）另外，在选择砂轮时还应考虑砂轮的结合剂和组织。 船上和工厂一般选用陶瓷结合剂(代号A)和中等组织的砂轮。 综上所述，我们应根据刀具材料正确选用砂轮。 比如刃磨高速钢车刀时，应选用粒度为46号到60号的软或中软的氧化铝砂轮。刃磨硬质合金车刀时，应选用粒度为60号到80号的软或中软的碳化硅砂轮，两者不能搞错。,3：车刀刃磨的步骤,磨主后刀面，同时磨出主偏角及主后角，如上图a)所示； 磨副后刀面，同时磨出副偏角及副后角, 如上图b)所示； 磨前面，同时磨出前角, 如上图c)所示； 修磨各刀面及刀尖, 如上图d)所示。,（1）人站立在砂

7、轮机的侧面，以防砂轮碎裂时，碎片飞出伤人； （2）两手握刀的距离放开，两肘夹紧腰部，以减小磨刀时的抖动； （3）磨刀时，车刀要放在砂轮的水平中心，刀尖略向上翘约38，车刀接触砂轮后应作左右方向水平移动。当车刀离开砂轮时，车刀需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂轮碰伤； （4）磨后刀面时，刀杆尾部向左偏过一个主偏角的角度；磨副后刀面时，刀杆尾部向右偏过一个副偏角的角度； （5）修磨刀尖圆弧时，通常以左手握车刀前端为支点，用右手转动车刀的尾部。,4、刃磨车刀的姿势及方法是：,任务5：车刀安装注意问题,1)车刀不能伸出刀架太长，应尽可能伸出的短些。因为车刀伸出过长，刀杆刚性相对减弱，切削时在切削力的作用下

8、，容易产生振动，使车出的工件表面不光洁。一般车刀伸出的长度不超过刀杆厚度的2倍。 2)车刀刀尖的高低应对准工件的中心。车刀安装得过高或过低都会引起车刀角度的变化而影响切削。根据经验，粗车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍高一些；精车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍低一些，这要根据工件直径的大小来决定，无论装高或装低，一般不能超过工件直径的 1。 3)装车刀用的垫片要平整，尽可能地减少片数，一般只用2-3片。如垫刀片的片数太多或不平整，会使车刀产生振动，影响切削。 4)车刀装上后，要紧固刀架螺钉，一般要紧固两个螺钉。紧固时，应轮换逐个拧紧。同时要注意，一定要使用专用扳手，不允许再加套管等，以免使螺

9、钉受力过大而损伤。,任务6：不重磨刀具,将能转位使用的多边形刀片用机械方法夹固在刀杆或刀体上的刀具。在切削加工中,当一个刃尖磨钝后,将刀片转位后使用另外的刃尖，这种刀片用钝后不再重磨。 19491950年间，美国最早研制成采用机械夹固的可转位车刀，并于1954年开始出售称为丢弃式(throw-away)的可转位刀片和车刀商品。中国曾称这种刀具为“不重磨刀具”。,可转位刀具,cutting tool with indexable inserts,1）可转位刀具的优点,避免了硬质合金钎焊时容易产生裂纹的缺点 可转位刀片适合用气相沉积法在硬质合金刀片表面沉积薄层更硬的材料(碳化钛氮化钛和氧化铝),以提高切削性能。 换刀时间较短 由于可转位刀片是标准化和集中生产的,刀片几何参数易于一致,切屑控制稳定。,2）可转位刀片的型号及表示方法,按国家标准规定，不同用途的可转位刀具，型号的表示也有所不同，如果型号中不