1-機(jī)制工藝裝備-刀具

1、第一章 機(jī)械制造工藝裝備- 金屬切削原理與刀具的基本知識金屬切削原理與刀具的基本知識 金屬切削加工的目的：金屬切削加工的目的： 使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表 面質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)與使用要求面質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)與使用要求。零件的成形原理見書零件的成形原理見書 P4。 金屬切削加工要切除工件上多余的金屬，形成已加金屬切削加工要切除工件上多余的金屬，形成已加 工表面，必須具備兩個(gè)基本條件：工表面，必須具備兩個(gè)基本條件：切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)(造型運(yùn)動(dòng)造型運(yùn)動(dòng))和和 刀具刀具(幾何形態(tài)幾何形態(tài))。造型運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度將影響機(jī)床的結(jié)構(gòu)。造型運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度將影響機(jī)床的結(jié)

2、構(gòu)。 刀具的復(fù)雜程度將影響刀具制造、刃磨的難易程度，同刀具的復(fù)雜程度將影響刀具制造、刃磨的難易程度，同 時(shí)也會促進(jìn)刀具材料、刀具制造工藝的發(fā)展。時(shí)也會促進(jìn)刀具材料、刀具制造工藝的發(fā)展。 一、金屬切削加工的基本概念一、金屬切削加工的基本概念 1. 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 圖2-1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面 （1） 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 由機(jī)床或人力提供的刀具與 工件之間主要的相對運(yùn)動(dòng), 它使刀具切削刃及其鄰近的 刀具表面切入工件材料，使 被切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行? 從而 形成工件的新表面。在切削 運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)速度最高、 耗功最大，是切下切屑所必 須的基本運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)方向主運(yùn)動(dòng)方向 切削刃上選定切削刃上選定 點(diǎn)

3、相對于工件點(diǎn)相對于工件 的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方 向。向。 切削速度切削速度vc 切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的 主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。即：單位主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。即：單位 時(shí)間內(nèi)，刀具和工件在主運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)，刀具和工件在主運(yùn)動(dòng) 方向上的相對位移。方向上的相對位移。 刀具與工件之間附加的刀具與工件之間附加的 相對運(yùn)動(dòng)，它配合主運(yùn)動(dòng)依相對運(yùn)動(dòng)，它配合主運(yùn)動(dòng)依 次地或連續(xù)不斷地切除切屑，次地或連續(xù)不斷地切除切屑， 從而形成具有所需幾何特性從而形成具有所需幾何特性 的已加工表面。的已加工表面。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由刀具完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由刀具完成 （如車削），也可由工件完（如車削），也可由工件完

4、成（如銑削），可以是間歇成（如銑削），可以是間歇 的（如刨削），也可以是連的（如刨削），也可以是連 續(xù)的（如車削）（參見下頁續(xù)的（如車削）（參見下頁 或書或書P5-7）。）。 （2） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向 切削刃上選定切削刃上選定 點(diǎn)相對于工件點(diǎn)相對于工件 的瞬時(shí)進(jìn)給方的瞬時(shí)進(jìn)給方 向。向。 進(jìn)給速度進(jìn)給速度vf 切削刃上選定切削刃上選定 點(diǎn)相對于工件點(diǎn)相對于工件 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的 瞬時(shí)速度。瞬時(shí)速度。 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 合成的運(yùn)動(dòng)稱為合合成的運(yùn)動(dòng)稱為合 成切削運(yùn)動(dòng)。成切削運(yùn)動(dòng)。 （3）合成切削運(yùn)動(dòng)）合成切削運(yùn)動(dòng) 圖圖1-11-7 書書P5-7 各

5、種切削加工的切削運(yùn)動(dòng)各種切削加工的切削運(yùn)動(dòng) 首先，切削刃相對于工件的運(yùn)動(dòng)首先，切削刃相對于工件的運(yùn)動(dòng) 過程過程, , 就是表面形成過程。就是表面形成過程。 在這個(gè)過程中在這個(gè)過程中, , 切削刃相對于工切削刃相對于工 件的運(yùn)動(dòng)軌跡面就是工件上的加工表件的運(yùn)動(dòng)軌跡面就是工件上的加工表 面和已加工表面。面和已加工表面。 有兩個(gè)要素，一是切削刃有兩個(gè)要素，一是切削刃, , 二是二是 切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)。 不同的切削運(yùn)動(dòng)的組合不同的切削運(yùn)動(dòng)的組合, ,即可形成即可形成 各種工件表面。各種工件表面。 2、切削加工過程中的工件表面、切削加工過程中的工件表面 車削加工是一種最常見的、典型的切削加工車削加工是

6、一種最常見的、典型的切削加工 方法。車削加工過程中工件上有三個(gè)不斷變化著方法。車削加工過程中工件上有三個(gè)不斷變化著 的表面的表面（上圖上圖2-1） 。 （1）待加工表面待加工表面 工件上待工件上待 切除的表面。切除的表面。 （2）已）已加工表面加工表面 工件上經(jīng)工件上經(jīng) 刀具切削后產(chǎn)刀具切削后產(chǎn) 生的新表面。生的新表面。 （3）過渡表面）過渡表面 工件上切削刃正工件上切削刃正 在切削的表面。在切削的表面。 它是待加工表面它是待加工表面 和已加工表面之和已加工表面之 間的過渡表面。間的過渡表面。 3、切削要素、切削要素 切削要素主要切削要素主要 指控制切削過程的指控制切削過程的 切削用量要素切削

7、用量要素和在和在 切削過程中由余量切削過程中由余量 變成切屑的變成切屑的切削層切削層 參數(shù)。參數(shù)。 （1）切削用量三要素）切削用量三要素 切削速度切削速度 對切削運(yùn)動(dòng)定量描對切削運(yùn)動(dòng)定量描 述的重要指標(biāo)之一。外述的重要指標(biāo)之一。外 圓車削的切削速度為圓車削的切削速度為 v vc c =d =dw wn/1000n/1000 進(jìn)給量進(jìn)給量 是指刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對工件的每轉(zhuǎn)或每行是指刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對工件的每轉(zhuǎn)或每行 程相對位移量。程相對位移量。 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指工件或刀具每回當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指工件或刀具每回 轉(zhuǎn)一周，兩者沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位為轉(zhuǎn)一周，

8、兩者沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位為mm/rmm/r； 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指刀具或工件每往復(fù)當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指刀具或工件每往復(fù) 直線運(yùn)動(dòng)一次，兩者沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位為直線運(yùn)動(dòng)一次，兩者沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位為 mm/mm/雙行程；雙行程； 對于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具對于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具( (如銑刀、切齒刀如銑刀、切齒刀) )， 常用每齒進(jìn)給量常用每齒進(jìn)給量 f fz z，單位為單位為mm/zmm/z或或mm/mm/齒。齒。 它與進(jìn)給量它與進(jìn)給量f f的關(guān)系為的關(guān)系為 f f=z=zf fz z 車削時(shí)進(jìn)給速度車削時(shí)進(jìn)給速度v vf f可由下式計(jì)算可由下式計(jì)算 v vf

9、 f= =f fn n 銑削時(shí)進(jìn)給速度為銑削時(shí)進(jìn)給速度為 v vf f= =f fn=zn=zf fz zn n 合成切削速度合成切削速度v ve e可表達(dá)為可表達(dá)為 v ve e=v=vc c+v+vf f 背吃刀量背吃刀量a ap p 在基面上垂直于在基面上垂直于 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向測進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向測 量的切削層最大量的切削層最大 尺寸尺寸, ,外圓車削外圓車削: : a ap p( (d dw w- -d dm m)/2 )/2 v vc c、f f、a ap p 構(gòu)成了普通外圓車削的構(gòu)成了普通外圓車削的切削用量三要切削用量三要 素素。 材料切除率，用材料切除率，用Q Qz z表示表示 三要素的

10、乘積作三要素的乘積作 為衡量指標(biāo)，單為衡量指標(biāo)，單 位為位為mmmm3 3/min/min， Q Qz z=1000=1000v vc cfafap p （2 2）切削層參數(shù)切削層參數(shù) 切削層是指在切削過程中，切削層是指在切削過程中， 由刀具在切削部分的一個(gè)單一動(dòng)由刀具在切削部分的一個(gè)單一動(dòng) 作（或指切削部分切過工件的一作（或指切削部分切過工件的一 個(gè)單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表個(gè)單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表 面的動(dòng)作）所切除的工件材料層面的動(dòng)作）所切除的工件材料層 （如下圖（如下圖2 22 2）。）。 切削層公稱厚度切削層公稱厚度h hD D 垂直于正在加工的垂直于正在加工的 表面（過渡表面）度

11、量表面（過渡表面）度量 的切削層參數(shù)。的切削層參數(shù)。 h hD Df fsinKsinKr r 切削層公稱寬度切削層公稱寬度b bD D 平行于正在加工平行于正在加工 的表面（過渡表面）的表面（過渡表面） 度量的切削層參數(shù)。度量的切削層參數(shù)。 b bD Da ap psinKsinKr r 圖圖22 車削時(shí)的切削層參數(shù)車削時(shí)的切削層參數(shù) 切削層公稱橫截面積切削層公稱橫截面積A AD D 在切削層參 數(shù)平面內(nèi)度量的 橫截面積。 ADhDbD=apf 上述公式中可看出上述公式中可看出 h hD D、b bD D均與主偏均與主偏 角有關(guān)，切削層公稱橫截面積角有關(guān)，切削層公稱橫截面積A AD D與與h

12、 hD D、b bD D 或或f f、a ap p有關(guān)。有關(guān)。 二、刀具角度二、刀具角度 （一）刀具的構(gòu)成（一）刀具的構(gòu)成 由工作部分和非工作部分構(gòu)成。由工作部分和非工作部分構(gòu)成。 車刀的工作部分比較簡單，只由切削 部分構(gòu)成，非工作部分就是車刀的柄部(或 刀桿)。 不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，就其單刀齒切 削部分，都可以看成由外圓車刀的切削部分 演變而來，本節(jié)以外圓車刀為例來介紹其幾 何參數(shù)。 （1)1)前刀面前刀面A A 切屑流過的刀面。切屑流過的刀面。 1. 1.刀刀 面面 （2)2)主后刀面主后刀面A A 與工件正在被切削加工的表面與工件正在被切削加工的表面 （過渡表面）相對的刀面。（過渡表面

13、）相對的刀面。 （3)3)副后刀面副后刀面A A 與工件已切削加工的表面相對 與工件已切削加工的表面相對 的刀面。的刀面。 刀具切削部分的基本定義刀具切削部分的基本定義 圖圖23 圖圖23 外圓外圓 車車 刀刀 的的 構(gòu)構(gòu) 成成 2. 2.刀刃刀刃 （1 1）主切削刃）主切削刃S S 前面與主后面在空間的交線。前面與主后面在空間的交線。 （2 2）副切削刃）副切削刃SS 前面與副后面在空間的交線。前面與副后面在空間的交線。 3 3刀尖刀尖 三個(gè)刀面在空間的交點(diǎn)，也可理解為主、副切三個(gè)刀面在空間的交點(diǎn)，也可理解為主、副切 削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。 在實(shí)際應(yīng)

14、用中，為增加刀尖的強(qiáng)度與耐磨性，在實(shí)際應(yīng)用中，為增加刀尖的強(qiáng)度與耐磨性， 一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。 刀具角度是為刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測刀具角度是為刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測 量時(shí)所使用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切量時(shí)所使用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切 削部分幾何形狀（各表面空間位置）的重要削部分幾何形狀（各表面空間位置）的重要 參數(shù)。參數(shù)。 用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面 稱為參考系稱為參考系; 參考系可分為參考系可分為刀具靜止參考系刀具靜止參考系和和刀具工作刀具工作 參考系參考系兩類。兩類。 （二）

15、定義刀具角度的參考系（二）定義刀具角度的參考系 在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)，用于定義刀具幾何參在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)，用于定義刀具幾何參 數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系。數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系。 1 1刀具靜止參考系刀具靜止參考系 在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。 靜止參考系中最常用的刀具標(biāo)注角度參考系是靜止參考系中最常用的刀具標(biāo)注角度參考系是正交平正交平 面參考系面參考系, ,其它參考系有法平面參考系、假定工作平其它參考系有法平面參考系、假定工作平 面參考系等。面參考系等。 2.正交平面參考系 由以下

16、三個(gè)在空由以下三個(gè)在空 間相互垂直的參考平間相互垂直的參考平 面構(gòu)成。圖面構(gòu)成。圖2 25 p175 p17 (1)基面基面p pr r 通過切削刃上選通過切削刃上選 定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切 削速度方向的平面。削速度方向的平面。 通常平行于車刀的安通常平行于車刀的安 裝面（底面）。裝面（底面）。 (2)切削平面切削平面p ps s 通過切削刃上選通過切削刃上選 定點(diǎn)，垂直于基面并定點(diǎn)，垂直于基面并 與主切削刃相切的平與主切削刃相切的平 面。面。 (3)正交平面正交平面p po o 通過切削刃上選定通過切削刃上選定 點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削 平面垂直的平面。平面垂直

17、的平面。 3.其它刀具標(biāo)注參考系（略）其它刀具標(biāo)注參考系（略） （1 1）法平面）法平面p pn n與法平面參考系與法平面參考系 1)法平面 通過切削刃上選定點(diǎn)并垂直于切削 刃的平面 2)法平面參考系 pr、ps、pn組成的參考系。 （2 2）假定工作平面）假定工作平面p pf f、及其參考系及其參考系 1)假定工作平面 通過切削刃上選定點(diǎn)并垂直 于該點(diǎn)基面以及其方位平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方 向的平面。 3)假定工作平面參考系 pr、pf、pp組成的參 考系。 （三）刀具的標(biāo)注角度（三）刀具的標(biāo)注角度 （1 1）基面中測量的刀具角度）基面中測量的刀具角度 1）主偏角主偏角r 主切削刃在基面上的投影

18、與進(jìn)給主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度vf 方向之間的夾角方向之間的夾角。 2）副偏角副偏角r 副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度vf反方向之間的夾角反方向之間的夾角。 3）刀尖角刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之主、副切削刃在基面上的投影之 間的夾角，它是派生角度。間的夾角，它是派生角度。r=180-(r r) r是標(biāo)注角度是否正確的驗(yàn)證公式之一。是標(biāo)注角度是否正確的驗(yàn)證公式之一。 （2）切削平面中測量的刀具角度）切削平面中測量的刀具角度 刃傾角刃傾角s 主切削刃與基面之間的夾角主切削刃與基面之間的夾角。 它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測量，但

19、有正負(fù)之分。它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測量，但有正負(fù)之分。 當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)s=0； 當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)s 0; 反之反之s 0。 （3 3）正交平面中測量的刀具角度）正交平面中測量的刀具角度 1)前角前角O O 前面與基面之間的夾角。前面與基面之間的夾角。 2)后角后角o o 后面與切削平面之間的夾角。 后面與切削平面之間的夾角。 3)楔角楔角o o 前面與后面之間的夾角，它是個(gè)派生角。前面與后面之間的夾角，它是個(gè)派生角。 它與前角、后角有如下的關(guān)系：它與前角、后角有如下的關(guān)系：o o9090(O Oo o)

20、 ) o o也是判斷標(biāo)注是否正確的驗(yàn)證公式。也是判斷標(biāo)注是否正確的驗(yàn)證公式。 說明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀說明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀 桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向（刀具安裝理想位置），以桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向（刀具安裝理想位置），以 及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。 圖圖26 車刀的主要角度車刀的主要角度 （四）刀具工作角度（四）刀具工作角度 刀具在工作刀具在工作 參考系中確定的參考系中確定的 角度稱為刀具工角度稱為刀具工 作角度作角度. 又稱實(shí)際角度。又稱實(shí)際角度。 研究刀具工研究刀具工 作角度的變化趨作角度

21、的變化趨 勢，對刀具的設(shè)勢，對刀具的設(shè) 計(jì)、改進(jìn)、革新計(jì)、改進(jìn)、革新 有重要的指導(dǎo)意有重要的指導(dǎo)意 義義。 1 1刀具工作參考系的建立刀具工作參考系的建立 與靜態(tài)系統(tǒng)中正交平面參考系建立的定義和程序相與靜態(tài)系統(tǒng)中正交平面參考系建立的定義和程序相 似，不同點(diǎn)就在于它以合成切削運(yùn)動(dòng)似，不同點(diǎn)就在于它以合成切削運(yùn)動(dòng)e e或刀具安裝位或刀具安裝位 置條件來確定工作參考系的基面置條件來確定工作參考系的基面p pre re。 。 由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面p pse se的 的 變化，從而導(dǎo)致工作前角變化，從而導(dǎo)致工作前角oe oe、 、工作后角工作后角o

22、e oe 的變化。 的變化。 刀具工作參考系刀具工作參考系 (1)工作基面pre 通過切削刃上 的考查點(diǎn)，垂直于 合成切削運(yùn)動(dòng)速度 方向的平面。 (2)工作切削平面pse 通過切削刃上 的考查點(diǎn)，與切削 刃相切且垂直于工 作基面的平面。 (3)工作正交平面poe 通過切削刃上的考 查點(diǎn)，同時(shí)垂直于工作 基面、工作切削平面的 平面。 2 2刀具工作角度的分析刀具工作角度的分析 在工作正交平面參考系中，一般考核刀具工作角在工作正交平面參考系中，一般考核刀具工作角 度度(oe 、oe 、re、re、oe 、se)的變化，對刀的變化，對刀 具角度設(shè)計(jì)補(bǔ)償量以及對切削具角度設(shè)計(jì)補(bǔ)償量以及對切削加工過程的

23、影響情況。 在車削在車削(切斷、車螺紋、車絲杠切斷、車螺紋、車絲杠)、鏜孔、銑削等加工、鏜孔、銑削等加工 中，通常因刀具工作角度的變化，對工件已加工表面質(zhì)中，通常因刀具工作角度的變化，對工件已加工表面質(zhì) 量或切削性能造成不利影響。量或切削性能造成不利影響。 1 1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作前、后角的影響）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作前、后角的影響 （1 1）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作前、后角的影響）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作前、后角的影響 圖2-11 (p19) 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作角度的影響 2 2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作前、后角的影響）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對工作前、后角的影響 見下圖2-10 p19 結(jié)論：橫向進(jìn)給車外圓時(shí)，合成切削運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

24、加結(jié)論：橫向進(jìn)給車外圓時(shí)，合成切削運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的加 工軌跡是阿基米德螺旋線，從而使工作前角工軌跡是阿基米德螺旋線，從而使工作前角oeoe增大、增大、 工作后角工作后角oe oe 減小減小( (如上圖如上圖2-11)2-11) 。 v用刃傾角 用刃傾角s=0車刀車削外圓時(shí)，由于車刀的刀尖高車刀車削外圓時(shí)，由于車刀的刀尖高 于工件中心，使其基面和切削平面的位置發(fā)生變化，于工件中心，使其基面和切削平面的位置發(fā)生變化，工工 作前角作前角oe增大增大，而，而工作后角工作后角oe減小減小。如下圖。如下圖2-8 a) v若切削刃低于工件中心，則工作角度的變化 若切削刃低于工件中心，則工作角度的變化情況正情況正

25、好相反。好相反。參見書參見書 P18 圖圖2-8 b)。 （3 3）刀具安裝位置對刀具工作角度的影響 ）刀具安裝位置對刀具工作角度的影響 1)1)刀尖安裝高低對工作前、后角的影響刀尖安裝高低對工作前、后角的影響 v當(dāng)?shù)稐U中心線與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向不垂直且逆時(shí) 當(dāng)?shù)稐U中心線與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向不垂直且逆時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)針轉(zhuǎn)動(dòng)G G角時(shí)，工作主偏角將增大，工作副偏角角時(shí)，工作主偏角將增大，工作副偏角 將減小。將減小。如下圖如下圖2-92-9所示。所示。 2 2）刀桿安裝偏斜對工作主、副偏角的影響）刀桿安裝偏斜對工作主、副偏角的影響 圖圖2-9 車刀安裝偏斜對工作主偏角、副偏角的影響車刀安裝偏斜對工作主偏角、副偏角的

26、影響 三、刀具材料三、刀具材料 金屬切削過程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀谓饘偾邢鬟^程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀?參數(shù)外，還要求刀具材料對工件要有良好的切削參數(shù)外，還要求刀具材料對工件要有良好的切削 性能。性能。 也就是刀具切削性能的優(yōu)劣，不僅取決于刀也就是刀具切削性能的優(yōu)劣，不僅取決于刀 具切削部分的幾何參數(shù)，還取決于刀具切削部分具切削部分的幾何參數(shù)，還取決于刀具切削部分 所選配的刀具材料。所選配的刀具材料。 金屬切削過程中的加工質(zhì)量、加工效率、加金屬切削過程中的加工質(zhì)量、加工效率、加 工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選 擇。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾

27、何形狀是構(gòu)成刀具切擇。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是構(gòu)成刀具切 削性能評估的三要素。削性能評估的三要素。 1. 刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能 （1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性 （2 2）足夠的強(qiáng)度和韌性）足夠的強(qiáng)度和韌性 （3 3）高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性）高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性 （4 4）有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等良好的工藝性 有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等良好的工藝性 （5 5）導(dǎo)熱性好，有利于切削熱傳導(dǎo)，降低切削區(qū)溫度， 導(dǎo)熱性好，有利于切削熱傳導(dǎo)，降低切削區(qū)溫度， 延長刀具壽命，便于刀具的制造，資源豐富，價(jià)格低廉。延長刀具壽命，便于刀具的制造，資源豐富，價(jià)格

28、低廉。 2. 常用刀具材料常用刀具材料 工具鋼工具鋼 包括碳素工具鋼、合金工 具鋼和 高速鋼（風(fēng)/鋒鋼） 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 有鎢鈷(YG)類硬質(zhì)合金、 鎢鈦鈷(YT)類硬質(zhì)合金和鎢 鈦鉭(鈮)(YW)類硬質(zhì)金。 陶瓷陶瓷 超硬刀具材料超硬刀具材料 推廣使用新型刀具材料如 涂層刀具、陶瓷刀具、立方氮 化硼等。 高速鋼和硬質(zhì)合金的主要 物理力學(xué)性能見表2-1(p27)。 1 1高速鋼高速鋼 它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高 它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高 合金鋼。合金鋼。 熱處理后硬度可達(dá) 熱處理后硬度可達(dá)62626666HRC, HRC, 抗彎強(qiáng)度高抗彎強(qiáng)度高，有較有較

29、 高的熱穩(wěn)定性高的熱穩(wěn)定性 、耐磨性、耐磨性 、耐熱性。切削溫度在、耐熱性。切削溫度在 500500650650C C時(shí)仍能進(jìn)行切削。時(shí)仍能進(jìn)行切削。 由于熱處理變形小、能鍛造易刃磨，所以特別適合 由于熱處理變形小、能鍛造易刃磨，所以特別適合 于制造結(jié)構(gòu)和刃型復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、于制造結(jié)構(gòu)和刃型復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、 鉆頭、切齒刀、螺紋刀具和拉刀等。鉆頭、切齒刀、螺紋刀具和拉刀等。 按用途可分為：通用高速鋼和高性能高 速鋼。 按制造工藝可分為: 熔煉高速鋼、粉末 冶金高速鋼和表面涂層高速鋼。 按基本化學(xué)成份可分為: 鎢系和鉬系。 （1 1）高速鋼的分類）高速鋼的分類 （2）常

30、用高速鋼的牌號與性能）常用高速鋼的牌號與性能 v通用型高速鋼 通用型高速鋼 W18Cr4V(18-4-1)W18Cr4V(18-4-1)由于鎢價(jià)高，熱塑性由于鎢價(jià)高，熱塑性 差，碳化物分布不均勻等原因，目前國內(nèi)外已很少采用。差，碳化物分布不均勻等原因，目前國內(nèi)外已很少采用。 v高性能高速鋼 高性能高速鋼 高性能高速鋼是指在通用型高速鋼中增高性能高速鋼是指在通用型高速鋼中增 加碳、釩、鈷或鋁等合金元素，使其常溫硬度可達(dá)加碳、釩、鈷或鋁等合金元素，使其常溫硬度可達(dá)67 70HRC，耐磨性與熱穩(wěn)定性進(jìn)一步提高?？梢杂糜诩庸げ荒湍バ耘c熱穩(wěn)定性進(jìn)一步提高?？梢杂糜诩庸げ?銹鋼、高溫合金、耐熱鋼和高強(qiáng)度鋼

31、等難加工材料。典型銹鋼、高溫合金、耐熱鋼和高強(qiáng)度鋼等難加工材料。典型 牌號有牌號有W2Mo9Cr4VCo8（M42）、）、W6Mo5Cr4V2A1 （501）。）。 v粉末冶金高速鋼 粉末冶金高速鋼 粉末冶金高速鋼是用高壓氬氣或純粉末冶金高速鋼是用高壓氬氣或純 氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水而得到細(xì)小的高速鋼粉末，然氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水而得到細(xì)小的高速鋼粉末，然 后再熱壓鍛軋制成。后再熱壓鍛軋制成。適用于制造精密刀具、大尺寸適用于制造精密刀具、大尺寸(滾刀、滾刀、 插齒刀插齒刀)刀具、復(fù)雜成形刀具、拉刀等。刀具、復(fù)雜成形刀具、拉刀等。高速鋼的主要物理高速鋼的主要物理 力學(xué)性能見表力學(xué)性能見表2-

32、1(2-1(p27)p27)。 硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的性能被廣泛用作刀具材料。 硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的性能被廣泛用作刀具材料。 大多數(shù)車刀、端銑刀等均由硬質(zhì)合金制造；大多數(shù)車刀、端銑刀等均由硬質(zhì)合金制造； 硬質(zhì)合金是由高硬度和高熔點(diǎn)的金屬碳化物 硬質(zhì)合金是由高硬度和高熔點(diǎn)的金屬碳化物( (碳化碳化 鎢鎢WCWC、碳化鈦碳化鈦TiCTiC、碳化鉭碳化鉭TaCTaC、碳化鈮碳化鈮NbCNbC等等) )和金和金 屬粘結(jié)劑屬粘結(jié)劑( (CoCo、MoMo、NiNi等等) )用粉末冶金工藝制成。用粉末冶金工藝制成。 硬質(zhì)合金刀具常溫硬度為 硬質(zhì)合金刀具常溫硬度為747482HRC82HRC，化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性

33、 好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好，耐熱性達(dá)好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好，耐熱性達(dá)8 85050 10001000C C。 硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高 硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高5 5 1010倍倍 。 2 2硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 鎢鈷類鎢鈷類(YG)（WC+Co）；）； 鎢鈦鈷類鎢鈦鈷類(YT)（WC+TiC+Co）；）； 添 加 稀 有 金 屬 碳 化 物 類添 加 稀 有 金 屬 碳 化 物 類 （WC+TiC+TaC+（NbC）+Co）；）； 碳化鈦基類（碳化鈦基類（TiC+WC+Ni+Mo）。）。 （1 1）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的分類的分類 （2）常用硬質(zhì)合金的牌號及其性能）

34、常用硬質(zhì)合金的牌號及其性能 v鎢鈷類硬質(zhì)合金 鎢鈷類硬質(zhì)合金 代號為代號為YG，屬屬K類（類（ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組國際標(biāo)準(zhǔn)化組 織）?？棧?。合金中含鈷量愈高，韌性愈好，適合于粗加工，反之合金中含鈷量愈高，韌性愈好，適合于粗加工，反之 用于精加工。用于精加工。YG(K)類硬質(zhì)合金，有較好的韌性、磨削性、導(dǎo)類硬質(zhì)合金，有較好的韌性、磨削性、導(dǎo) 熱性，適合于加工產(chǎn)生崩碎切屑及有沖擊載荷的脆性金屬材熱性，適合于加工產(chǎn)生崩碎切屑及有沖擊載荷的脆性金屬材 料。料。 v鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 代號為代號為YT，屬屬P類。類。它以它以WC為基體為基體, 添加添加TiC，用用Co作粘結(jié)劑燒結(jié)而成。作粘

35、結(jié)劑燒結(jié)而成。 合金中合金中TiC含量提高，含量提高， Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐熱性進(jìn)一步提高，但抗彎含量就低，其硬度、耐磨性和耐熱性進(jìn)一步提高，但抗彎 強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、特別是沖擊韌性明顯下降，適合于精加工。強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、特別是沖擊韌性明顯下降，適合于精加工。 v鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金 鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金 代號為代號為YW，屬屬M(fèi)類。類。它在它在YT(P) 類硬質(zhì)合金中加入類硬質(zhì)合金中加入TaC或或NbC，這樣可提高抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)這樣可提高抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng) 度、沖擊韌性、抗氧化能力耐磨性和高溫硬度等。它既適用度、沖擊韌性、抗氧化能力耐磨性和高溫硬度等。它既適用 于加工脆性材料，又適

36、用于加工塑性材料。于加工脆性材料，又適用于加工塑性材料。 v常用硬質(zhì)合金的牌號與性能見表 常用硬質(zhì)合金的牌號與性能見表2-1（p27)。 3 3涂層刀具材料涂層刀具材料 在韌牲較好的刀具基體上，在韌牲較好的刀具基體上， 涂覆一層耐磨性好的難熔涂覆一層耐磨性好的難熔 金屬化合物，既能提高刀金屬化合物，既能提高刀 具材料的耐磨性，又不降具材料的耐磨性，又不降 低其韌性。常用的涂層材低其韌性。常用的涂層材 料有料有TiC、TiN、Al203及其及其 復(fù)合材料等復(fù)合材料等, 涂層厚度隨刀涂層厚度隨刀 具材料不同而異。具材料不同而異。 （1 1）TiCTiC涂層涂層 硬度高、耐磨性好、抗氧化硬度高、耐磨

37、性好、抗氧化 性好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦性好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦 膜，減小摩擦及刀具磨損。膜，減小摩擦及刀具磨損。 （2 2）TiNTiN涂層涂層 在高溫時(shí)能產(chǎn)生氧化膜，在高溫時(shí)能產(chǎn)生氧化膜， 與鐵基材料摩擦系數(shù)較小，與鐵基材料摩擦系數(shù)較小， 抗粘結(jié)性能好，并能有效抗粘結(jié)性能好，并能有效 降低切削溫度。降低切削溫度。 （3 3）TiCTiNTiCTiN復(fù)合涂層復(fù)合涂層 第一層涂第一層涂TiCTiC，與刀與刀 具基體粘牢不易脫具基體粘牢不易脫 落。第二層涂落。第二層涂TiN,TiN, 減少表面層與工件減少表面層與工件 間的摩擦。間的摩擦。 （4 4）TiC-AlTiC-Al2 20 03 3復(fù)合涂

38、層復(fù)合涂層 第一層涂第一層涂TiC, TiC, 與刀具與刀具 基體粘牢不易脫落。第基體粘牢不易脫落。第 二層涂二層涂AlAl2 20 03 3可使刀具表可使刀具表 面具有良好的化學(xué)穩(wěn)定面具有良好的化學(xué)穩(wěn)定 性和抗氧化性能。性和抗氧化性能。 目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用TiC-TiN復(fù)復(fù) 合涂層或合涂層或TiC-Al2O3-TiN三復(fù)合涂層。三復(fù)合涂層。 4其它刀具材料其它刀具材料 以氧化鋁或以氮化硅為 以氧化鋁或以氮化硅為 基體再添加少量金屬，在基體再添加少量金屬，在 高溫下燒結(jié)而成的一種刀高溫下燒結(jié)而成的一種刀 具材料。具材料。 其優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨

39、其優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨 性、耐高溫性能好，有良性、耐高溫性能好，有良 好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化 性，與金屬的親合力小、性，與金屬的親合力小、 抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng)；抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng)； 其缺點(diǎn)是脆性大、抗彎 其缺點(diǎn)是脆性大、抗彎 強(qiáng)度低，沖擊韌性差，易強(qiáng)度低，沖擊韌性差，易 崩刃，所以使用范圍受到崩刃，所以使用范圍受到 限制；限制； 可用于鋼、鑄鐵類零件 可用于鋼、鑄鐵類零件 的車削、銑削加工。的車削、銑削加工。 （1）陶瓷刀具材料）陶瓷刀具材料 （2）金剛石刀具材料）金剛石刀具材料 碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉(zhuǎn) 碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉(zhuǎn) 化而成，是

40、目前人工制造出的最堅(jiān)硬物質(zhì)?；桑悄壳叭斯ぶ圃斐龅淖顖?jiān)硬物質(zhì)。 由于硬度極高 由于硬度極高，耐磨性好，切削刃口鋒利，耐磨性好，切削刃口鋒利， 刃部表面摩擦系數(shù)較小，不易產(chǎn)生粘結(jié)或積屑刃部表面摩擦系數(shù)較小，不易產(chǎn)生粘結(jié)或積屑 瘤，可用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷等硬度達(dá)瘤，可用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷等硬度達(dá)65 70HRC的材料。的材料。 也可用于加工高硬度的非金屬材料，如石材、 也可用于加工高硬度的非金屬材料，如石材、 壓縮木材、玻璃等，還可加工有色金屬，如鋁壓縮木材、玻璃等，還可加工有色金屬，如鋁 硅合金材料以及復(fù)合難加工材料的精加工或超硅合金材料以及復(fù)合難加工材料的精加工或超 精加工。精加工。

41、缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低、脆性大，對振 缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低、脆性大，對振 動(dòng)敏感，只宜微量切削，與鐵有強(qiáng)烈的化學(xué)親動(dòng)敏感，只宜微量切削，與鐵有強(qiáng)烈的化學(xué)親 合力，不能用于加工鋼材。合力，不能用于加工鋼材。 （3）立方氮化硼）立方氮化硼 立方氮化硼（ 立方氮化硼（CBN）是一種人工合成是一種人工合成 的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高 溫、高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成。溫、高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成。 它有很高的硬度及耐磨性，熱穩(wěn)定性 它有很高的硬度及耐磨性，熱穩(wěn)定性 好，化學(xué)惰性大，與鐵系金屬在好，化學(xué)惰性大，與鐵系金屬在1300 時(shí)不易起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)熱性好，

42、摩擦系時(shí)不易起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)熱性好，摩擦系 數(shù)低。數(shù)低。 因此可用于高溫合金、冷硬鑄鐵、淬 因此可用于高溫合金、冷硬鑄鐵、淬 硬鋼等難加工材料的加工。硬鋼等難加工材料的加工。 應(yīng)當(dāng)指出，加工一般材料大量使 應(yīng)當(dāng)指出，加工一般材料大量使 用的仍是用的仍是普通高速鋼及硬質(zhì)合金普通高速鋼及硬質(zhì)合金， 只有在加工難加工材料時(shí)，才考慮只有在加工難加工材料時(shí)，才考慮 選用新牌號合金或高性能高速鋼，選用新牌號合金或高性能高速鋼， 在加工高硬度材料或精密加工時(shí)，在加工高硬度材料或精密加工時(shí)， 才考慮選用超硬材料。才考慮選用超硬材料。 四、刀具角度的選擇四、刀具角度的選擇 1.1.前角前角O （1 1）功用功用

43、O 刀刃鋒利刀刃鋒利，切屑變形，切屑變形 切削力和切削功率切削力和切削功率 刀刃和刀尖強(qiáng)度刀刃和刀尖強(qiáng)度，散熱體積，散熱體積 刀具壽命刀具壽命 o1 Pr o2 圖 前角的選擇 O （2 2）選擇選擇 前角大小取決于：工件材料、前角大小取決于：工件材料、 刀具材料及加工要求。刀具材料及加工要求。 工件材料強(qiáng)度、硬度較低時(shí)，應(yīng)取較大前角，反 工件材料強(qiáng)度、硬度較低時(shí)，應(yīng)取較大前角，反 之應(yīng)取較小的前角。之應(yīng)取較小的前角。 加工塑性材料時(shí)，應(yīng)取較大前角，加工脆性材料 加工塑性材料時(shí)，應(yīng)取較大前角，加工脆性材料 時(shí)，應(yīng)取較小的前角。時(shí)，應(yīng)取較小的前角。 刀具材料韌性好（高速鋼），取較大前角，反之 刀

44、具材料韌性好（高速鋼），取較大前角，反之 （硬質(zhì)合金）取較小前角。（硬質(zhì)合金）取較小前角。 粗加工時(shí)，取較小前角，精加工時(shí)，取較大前角。 粗加工時(shí)，取較小前角，精加工時(shí)，取較大前角。 2.2.后角后角o （1 1）功用功用 o 后刀面與工件的摩擦后刀面與工件的摩擦后刀面的磨損率后刀面的磨損率 （2 2）選擇選擇 后角大小取決于：切削厚后角大小取決于：切削厚 度、工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。度、工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。 切削厚度越大，后角越??； 切削厚度越大，后角越小； 工件材料越軟、塑性越大，后角越大； 工件材料越軟、塑性越大，后角越大； 工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，適當(dāng)減小后角； 工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，適

45、當(dāng)減小后角； 3.3.主偏角主偏角r 和副偏角和副偏角r （1 1）功用功用 r 和和r 刀刃強(qiáng)度刀刃強(qiáng)度 表面粗糙度表面粗糙度 背向力背向力Fp 殘留面積高度殘留面積高度 ，散熱條件，散熱條件刀具壽命刀具壽命 ，進(jìn)給力，進(jìn)給力Ff （如下圖）如下圖） kr1 Kr kr2 Fp Ff 圖圖 主偏角主偏角r 和副偏角和副偏角r對切削力的影響對切削力的影響 （2 2）選擇選擇 工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)，主偏角取較小值；反 工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)，主偏角取較小值；反 之取較大值。之取較大值。 副偏角大小取決于表面粗糙度（ 副偏角大小取決于表面粗糙度（5 51515) )， 粗加工時(shí)取大值，精加工取小值。粗加

46、工時(shí)取大值，精加工取小值。 4.4.刃傾角刃傾角s （1 1）功用功用 （2 2）選擇選擇 主要影響刀頭的強(qiáng)度和切主要影響刀頭的強(qiáng)度和切 屑的流動(dòng)方向。屑的流動(dòng)方向。 加工一般鋼料和鑄鐵，無沖擊時(shí)： 加工一般鋼料和鑄鐵，無沖擊時(shí)： 粗車粗車s 0 05 5，精車，精車s 0 0+5+5； 有沖擊時(shí)：有沖擊時(shí)：s 5 51515； 特別大時(shí)：特別大時(shí)：s 30304545。 切削加工高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)： 切削加工高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)： s 30304545。 五、五、 常用金屬切削刀具與砂輪常用金屬切削刀具與砂輪 （一）、車刀（一）、車刀 1. 硬質(zhì)合金焊接式車刀硬質(zhì)合金焊接式車刀 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊

47、，抗振結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，抗振 性能好，制造方便、使用靈性能好，制造方便、使用靈 活活。但刀片易產(chǎn)生應(yīng)力和裂但刀片易產(chǎn)生應(yīng)力和裂 紋。紋。 （圖2-12p19） 車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在 普通車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、自動(dòng)與半自動(dòng)車床上，普通車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、自動(dòng)與半自動(dòng)車床上， 完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。 圖圖2-12 （p19） 幾種常用的車刀幾種常用的車刀 145彎頭車刀；彎頭車刀；2 90外圓車刀；外圓車刀；3外螺紋車刀；外螺紋車刀；475外

48、圓車刀；外圓車刀； 5成形車刀；成形車刀；690外圓車刀；外圓車刀；7切斷刀；切斷刀；8內(nèi)圓切槽刀；內(nèi)圓切槽刀；9內(nèi)螺紋 內(nèi)螺紋 車刀；車刀；10盲孔鏜刀；盲孔鏜刀；11通孔鏜刀通孔鏜刀 2. 硬質(zhì)合金機(jī)夾重磨式車刀硬質(zhì)合金機(jī)夾重磨式車刀 避免了焊接引起的缺陷，提高避免了焊接引起的缺陷，提高 了刀具耐用度；刀桿可重復(fù)使用、了刀具耐用度；刀桿可重復(fù)使用、 利用率較高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能完利用率較高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能完 全避免由于刃磨而可能引起刀片的全避免由于刃磨而可能引起刀片的 裂紋。（見書裂紋。（見書p20圖圖2-13） 3.機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀 1.不需刃磨，刀片材料能較好地保持原

49、有力學(xué)性能、切削性能、 不需刃磨，刀片材料能較好地保持原有力學(xué)性能、切削性能、 硬度和抗彎強(qiáng)度。硬度和抗彎強(qiáng)度。 2.減少了刃磨、換刀、調(diào)刀所需的輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。減少了刃磨、換刀、調(diào)刀所需的輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。 3.可使用涂層刀片，提高刀具耐用度。（如下圖可使用涂層刀片，提高刀具耐用度。（如下圖2-14） 圖圖2-14 （p20 ）可轉(zhuǎn)位式車刀的組成可轉(zhuǎn)位式車刀的組成 （二）、孔加工刀具（二）、孔加工刀具 1. 麻花鉆麻花鉆 主要用于孔的粗加工，主要用于孔的粗加工， IT11級以下；表面粗糙度級以下；表面粗糙度 Ra25m 6. 3 m 。 1 1）麻花鉆的構(gòu)造麻花鉆的構(gòu)造圖圖

50、2-15 p21 2 2）麻花鉆的主要幾何參數(shù)麻花鉆的主要幾何參數(shù) （1 1）螺旋角）螺旋角 指鉆頭最外緣處螺旋線指鉆頭最外緣處螺旋線 的切線與鉆頭軸線的夾角的切線與鉆頭軸線的夾角 。 圖圖2-15 （p21） 麻花鉆的組成和切削部分麻花鉆的組成和切削部分 螺旋角對切削過程的影響螺旋角對切削過程的影響 前角o軸向力和扭矩軸向力和扭矩切削輕快、排屑容易切削輕快、排屑容易 切削刃強(qiáng)度和散熱條件切削刃強(qiáng)度和散熱條件刀具壽命刀具壽命 螺旋角的大小不僅影響螺旋角的大小不僅影響 排屑情況，而且它就是鉆頭排屑情況，而且它就是鉆頭 的軸向前角的軸向前角。 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的螺旋角標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的螺旋角=18 30。 黃

51、銅、軟青銅： =10 17 輕合金、紫銅： =35 40 高強(qiáng)度鋼、鑄鐵:圖=10 15 213 （2 2）頂角）頂角2 2 指兩主切削刃在與它們指兩主切削刃在與它們 平行的平面上投影的夾角平行的平面上投影的夾角 。 （見上圖見上圖2-15） 頂角對切削過程的影響頂角對切削過程的影響 2 主切削刃長度主切削刃長度單位切削刃上的負(fù)荷及軸向力單位切削刃上的負(fù)荷及軸向力 鉆尖強(qiáng)度鉆尖強(qiáng)度 有利于散熱，提高鉆頭耐用度有利于散熱，提高鉆頭耐用度 （3 3）前角）前角 o o 是在正交平面內(nèi)測量的是在正交平面內(nèi)測量的 前刀面與基面間的夾角前刀面與基面間的夾角 。 （見下圖見下圖） 由于鉆頭的前刀面是螺旋面

52、，且各點(diǎn)處的基面和正交由于鉆頭的前刀面是螺旋面，且各點(diǎn)處的基面和正交 平面位置亦不相同，故主切削刃上各處的前角也是不相同平面位置亦不相同，故主切削刃上各處的前角也是不相同 的，的，由外緣向中心逐漸減小由外緣向中心逐漸減小。在圖樣上，鉆頭的前角不予。在圖樣上，鉆頭的前角不予 標(biāo)注，而用螺旋角表示。標(biāo)注，而用螺旋角表示。 圖圖 麻花鉆的幾何角度麻花鉆的幾何角度 （4 4）后角）后角 f 是在假定工作平面內(nèi)是在假定工作平面內(nèi) （軸向剖面）測量的切削平（軸向剖面）測量的切削平 面與主后刀面之間的夾角面與主后刀面之間的夾角 。 （見上圖）見上圖） 為改善切削條件，并能與切削刃上變化的前角相適應(yīng)，為改善切

53、削條件，并能與切削刃上變化的前角相適應(yīng)， 而使各點(diǎn)的楔角大致相等，麻花鉆的后角刃磨時(shí)應(yīng)而使各點(diǎn)的楔角大致相等，麻花鉆的后角刃磨時(shí)應(yīng)由外緣由外緣 向中心逐漸增大向中心逐漸增大。 （5 5）橫刃角度）橫刃角度 橫刃角度包括橫刃斜角橫刃角度包括橫刃斜角、 橫刃前角橫刃前角 o 、和橫刃后角 和橫刃后角 o 。（。（如下圖）如下圖） 由于橫刃前角為負(fù)值，因此橫刃的切削條件很差，切由于橫刃前角為負(fù)值，因此橫刃的切削條件很差，切 削時(shí)因產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓而產(chǎn)生很大的軸向力。削時(shí)因產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠壓而產(chǎn)生很大的軸向力。 對于直徑較大的麻花鉆，一般都需要修磨橫刃。對于直徑較大的麻花鉆，一般都需要修磨橫刃。 圖圖 橫刃

54、切削角度橫刃切削角度 2. 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆 用于對已鉆孔的進(jìn)一步加用于對已鉆孔的進(jìn)一步加 工，工，IT10 IT11級；表面粗糙級；表面粗糙 度度6. 3 3.2m 。 （1 1）擴(kuò)孔鉆的類型擴(kuò)孔鉆的類型 （2 2）擴(kuò)孔鉆與麻花鉆的比較擴(kuò)孔鉆與麻花鉆的比較 圖圖2-19 p21 1）刀齒數(shù)多（）刀齒數(shù)多（34個(gè)），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；個(gè)），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)； 2）刀體強(qiáng)度和剛性較好；）刀體強(qiáng)度和剛性較好； 3）沒有橫刃，改善了切削條件。）沒有橫刃，改善了切削條件。 因此，大大提高了切削效率和加工質(zhì)量。因此，大大提高了切削效率和加工質(zhì)量。 圖2-19 擴(kuò)孔鉆 a)高速鋼整體式 b)鑲齒套式

55、3. 鉸鉸 刀刀 用于中、小尺寸孔的半精用于中、小尺寸孔的半精 加工和精加工，加工和精加工，IT6 IT8級；級； 表面粗糙度表面粗糙度1.6 0.4m 。 （1 1）鉸刀的類型鉸刀的類型 （2 2）鉸刀）鉸刀與擴(kuò)孔鉆的比較與擴(kuò)孔鉆的比較 圖圖2-20 p22 1）刀齒數(shù)多（）刀齒數(shù)多（612個(gè)），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；個(gè)），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)； 2）刀體強(qiáng)度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）；）刀體強(qiáng)度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）； 因此，鉸孔的加工質(zhì)量更好。因此，鉸孔的加工質(zhì)量更好。 圖圖2-20（p22） 鉸刀的類型鉸刀的類型 （a）直柄機(jī)用鉸刀直柄機(jī)用鉸刀 （b）錐柄機(jī)用鉸刀錐

56、柄機(jī)用鉸刀 （c）硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用 鉸刀鉸刀 （d）手用鉸刀手用鉸刀 （e）可調(diào)節(jié)手用鉸刀可調(diào)節(jié)手用鉸刀 （f）套式機(jī)用鉸刀套式機(jī)用鉸刀 （g）直柄莫式圓錐鉸刀（兩把一套）直柄莫式圓錐鉸刀（兩把一套） （h）手用手用1:50錐度鉸刀錐度鉸刀 圖圖 鉸刀的結(jié)構(gòu)鉸刀的結(jié)構(gòu) （三）、銑（三）、銑 刀刀 1. 銑刀的幾何角度銑刀的幾何角度 主要用于平面、臺階、溝槽主要用于平面、臺階、溝槽 和各種成形面的加工和各種成形面的加工 。（如下（如下 圖圖2-22） 1 1）圓柱銑刀）圓柱銑刀的幾何角度的幾何角度 如后圖示如后圖示 前前 角角 為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的為了便于制造，規(guī)定圓柱銑

57、刀的 前角用法平面前角前角用法平面前角n表示。表示。 cos on tgtg 銑削鋼件：銑削鋼件： o=10 20 銑削鑄鐵件：銑削鑄鐵件： o=5 15 圖圖2-22（p22） 銑刀種類銑刀種類 圖圖 圓柱銑刀的幾何角度圓柱銑刀的幾何角度 后后 角角 圓柱銑刀的后角是用正交圓柱銑刀的后角是用正交 平面后角平面后角o表示。（見上圖）表示。（見上圖） 粗加工：粗加工： o 12 精加工：精加工： o 16 螺旋角螺旋角 圓柱銑刀的螺旋角圓柱銑刀的螺旋角就是其就是其 刃傾角刃傾角，它能使切削刃逐漸切它能使切削刃逐漸切 入和切離工件，而且同時(shí)工作入和切離工件，而且同時(shí)工作 齒數(shù)較多，故能提高銑削過程

58、齒數(shù)較多，故能提高銑削過程 的平穩(wěn)性。的平穩(wěn)性。 粗齒銑刀：粗齒銑刀： 40 60 細(xì)齒銑刀：細(xì)齒銑刀： 30 35 2 2）端銑刀）端銑刀的幾何角度的幾何角度 端銑刀的每個(gè)刀齒類似車刀，有主、端銑刀的每個(gè)刀齒類似車刀，有主、 副切削刃和過渡刃。在正交平面副切削刃和過渡刃。在正交平面 參考系內(nèi)端銑刀的標(biāo)注角度有：參考系內(nèi)端銑刀的標(biāo)注角度有：o、o、 kr、kr和和s。如下圖。如下圖。 2. 硬質(zhì)合金端銑刀（略）硬質(zhì)合金端銑刀（略） 圖圖 端銑刀的幾何角度端銑刀的幾何角度 3. 銑削方式及其合理選用銑削方式及其合理選用 銑削方式是指銑削時(shí)銑刀相對于工件的運(yùn)動(dòng)和位置關(guān)銑削方式是指銑削時(shí)銑刀相對于工

59、件的運(yùn)動(dòng)和位置關(guān) 系。不同的銑削方式對刀具的耐用度、工件的加工表面粗系。不同的銑削方式對刀具的耐用度、工件的加工表面粗 糙度、銑削過程的平穩(wěn)性及切削加工的生產(chǎn)率等都有很大糙度、銑削過程的平穩(wěn)性及切削加工的生產(chǎn)率等都有很大 的影響。的影響。 （1 1）圓周銑削法（周銑法）圓周銑削法（周銑法） 周銑法有兩種銑削方式：逆周銑法有兩種銑削方式：逆 銑法和順銑法。銑法和順銑法。 1） 逆逆 銑銑 逆銑時(shí)，刀齒的切削厚度從逆銑時(shí)，刀齒的切削厚度從ac=0至至acmax。當(dāng)當(dāng)ac=0時(shí)，刀齒時(shí)，刀齒 在工件表面上擠壓和摩擦，在工件表面上擠壓和摩擦，刀齒比較容易磨損刀齒比較容易磨損。同時(shí)，工件表。同時(shí)，工件表

60、 面受到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，更加劇了刀齒的磨損，面受到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，更加劇了刀齒的磨損， 并并影響已加工表面質(zhì)量影響已加工表面質(zhì)量。此外，逆銑時(shí)刀齒作用于工件上的垂。此外，逆銑時(shí)刀齒作用于工件上的垂 直進(jìn)給力直進(jìn)給力FfN朝上有挑起工件的趨勢，這就朝上有挑起工件的趨勢，這就要求工件裝夾緊固要求工件裝夾緊固。 但是逆銑時(shí)刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，但是逆銑時(shí)刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，當(dāng)工件表面有硬當(dāng)工件表面有硬 皮時(shí)，對刀齒沒有直接影響皮時(shí)，對刀齒沒有直接影響；同時(shí)作用于工件上的進(jìn)給力；同時(shí)作用于工件上的進(jìn)給力Ff與與 其進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的其進(jìn)