機(jī)械制造基礎(chǔ)_221_刀具的幾何參數(shù)

1、2.2.1 刀具的幾何參數(shù)刀具的幾何參數(shù)2.2.2 刀具材料刀具材料2.2.3 常用常用刀具刀具2.2 金屬切削刀具金屬切削刀具刀具刀具種類(lèi)很多，形狀各異，但都種類(lèi)很多，形狀各異，但都刀體刀體用于用于裝夾，刀頭用于裝夾，刀頭用于切削，切削，各種刀具切削部分形狀 a）焊接式車(chē)刀b）整體式車(chē)刀c）機(jī)夾式車(chē)刀 建立刀具標(biāo)注角度參考系時(shí)，建立刀具標(biāo)注角度參考系時(shí)，假定假定：1) 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)條件條件：不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，用平行或垂直于主運(yùn)：不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，用平行或垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面構(gòu)成參考系。主運(yùn)動(dòng)方向與刀桿底面動(dòng)方向的平面構(gòu)成參考系。主運(yùn)動(dòng)方向與刀桿底面垂直，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向與刀桿中心線垂直垂直，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方

2、向與刀桿中心線垂直。2) 安裝安裝條件條件：刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高，刀桿中心線：刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高，刀桿中心線垂直于工件軸線。垂直于工件軸線。主切削刃主后刀面前刀面副切削刃主剖面 PoA切削平面 Ps基面 Pr車(chē)刀標(biāo)注角度坐標(biāo)系1）基面）基面 Pr ：過(guò)過(guò)切削刃切削刃上上選定點(diǎn)，選定點(diǎn)，以該點(diǎn)切削速度為法以該點(diǎn)切削速度為法線。與刀具底面平行。線。與刀具底面平行。2）切削平面）切削平面 Ps：過(guò)過(guò)切削刃切削刃上上選定點(diǎn)，選定點(diǎn)，與工件過(guò)渡表面相切，與工件過(guò)渡表面相切，與基面垂直。與基面垂直。（3）主剖面）主剖面 Po：過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切同時(shí)垂直于基面和切削

3、平面。削平面。 ArA 向f0000rrs0ArA 向f0000rrs0取決于：工件材料、刀具材料及加工要求。工件材料強(qiáng)度硬度較低時(shí)，取較大前角，反之取較小前角。切削塑性材料，取較大前角，切削鋁及鋁合金，2535；切削脆性材料，取較小前角，切削灰鑄鐵，515；切削高強(qiáng)度鋼，-5 -10。刀具材料韌性好(高速鋼)，取較大前角，反之(硬質(zhì)合金)取較小前角。粗加工，取較小前角；精加工，取較大前角。ArA 向f0000rrs0ArA 向f0000rrs0取決于：加工要求、取決于：加工要求、工件材料及工藝系統(tǒng)工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。剛度。粗加工，取小值46，保證強(qiáng)度；精加工，選大值812，保證表面質(zhì)量。

4、工件材料較硬，取小值，保證強(qiáng)度；工件材料越軟、塑性越大，后角越大。沖擊載荷時(shí)，選小值，保證強(qiáng)度；工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，適當(dāng)減小后角。q車(chē)刀常用主偏角有45、60、75、90 工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)，工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)，主偏角取較小值；反之主偏角取較小值；反之取較大值取較大值。ArA 向f0000rrsrrAA 向f0000rrs r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。粗加工時(shí)取大值，精加工取小值。5）刃傾角）刃傾角s在切削平面內(nèi)測(cè)量，主在切削平面內(nèi)測(cè)量，主切削刃與基面間的切削刃與基面間的夾角夾角有有正、負(fù)和零。正、負(fù)和零。 qs

5、影響刀尖強(qiáng)度和切削分力；q影響切屑流動(dòng)方向；q粗加工時(shí)，取負(fù)值，增大刀尖強(qiáng)度；q精加工時(shí)，取正值或零，為免切屑劃傷已加工表面。rAA 向f0000rrs切削一般鋼料和鑄鐵，無(wú)沖擊時(shí)： 粗車(chē)s 05； 精車(chē)s 0+5； 有沖擊時(shí)：s 515； 特別大時(shí)：s 3045。切削高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)：s 3045刃刃傾角傾角對(duì)排屑方向的影響對(duì)排屑方向的影響（1）在正交）在正交平面內(nèi)平面內(nèi)測(cè)量的角度測(cè)量的角度前角：前面與基面之間的夾角。前角：前面與基面之間的夾角。楔角楔角 ：前面與后面之間的夾角：前面與后面之間的夾角。派生角派生角后角后角 ：后面與切削平面的夾角：后面與切削平面的夾角。 ooo90 oo主偏

6、角主偏角 ：主切削主切削刃在基面內(nèi)的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角刃在基面內(nèi)的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角?？偸强偸钦怠Ｕ?。副偏角副偏角 ：副副切削刃在基面內(nèi)的投影切削刃在基面內(nèi)的投影與進(jìn)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)給運(yùn)動(dòng)反方向反方向的夾角。的夾角。刀尖刀尖角角 ：派生角：派生角rrrr180 r刃刃傾角傾角 : 主切削刃與基面之間的夾角主切削刃與基面之間的夾角。在刀具工作圖上在刀具工作圖上只需標(biāo)注只需標(biāo)注六個(gè)六個(gè)基本：基本：oorsros刀具安裝高度對(duì)工作角度的影響re=r0e=0a） 0e0b） 0e0c） rer rer 考慮了實(shí)際考慮了實(shí)際安裝安裝情況情況和和切削運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具切削運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具的影響的影響。即刀具在

7、工作參考系中確定的角度。刃傾角s=0的車(chē)刀車(chē)削外圓時(shí)v若刀尖高于工件中心，工作前角oe增大，工作后角oe減小v若刀尖低于工件中心，工作前角oe減小，工作后角oe增大 刀刀桿與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，工作主偏角桿與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，工作主偏角krekre和工和工作副偏角作副偏角k krere將發(fā)生變化：將發(fā)生變化： ； G進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的垂線和刀桿中心線夾角進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的垂線和刀桿中心線夾角。在在基面內(nèi)測(cè)量。基面內(nèi)測(cè)量。Gkkre0Gkkrre 式中角是主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削速度方向間的夾角。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響0e=0-0e=0+ 0PsPes切斷刀的工作角度f(wàn)x00000eetanWfD tanf

8、wfd 在進(jìn)給剖面，有：將其換算到主剖面內(nèi)得：在主剖面內(nèi)：oeooeotantansinsinfrrwfDO O外圓車(chē)刀工作角度f(wàn)foeoedwooforACAO vf B C B f O dwf ffefef ffefe切削方式切削方式：1）自由切削與非自由切削）自由切削與非自由切削自由切削：參加切削的主切削刃為直線。自由切削：參加切削的主切削刃為直線。非自由切削：參加切削的主切削刃為曲線，主、副非自由切削：參加切削的主切削刃為曲線，主、副切削刃同時(shí)參加切削。切削刃同時(shí)參加切削。2）正切削與斜切削）正切削與斜切削正切削：正切削：s0，切削刃與合成切削速度垂直，切削刃與合成切削速度垂直斜切削：

9、斜切削：s0，切削刃與合成切削速度不垂直。，切削刃與合成切削速度不垂直。2.2.3.1 前角、前刀面的功用和選擇 前角選擇原則：在刀具強(qiáng)度許可條件下，盡量選用大的前角。對(duì)于成形刀具來(lái)說(shuō)(車(chē)刀、銑刀和齒輪刀等)，減小前角；可減少刀具截形誤差，提高零件的加工精度。前角的數(shù)值應(yīng)由工件材料、刀具材料和加工工藝要求決定。2.2.3.2 后角和后刀面的功用和選擇 后角的選擇原則是：在粗加工以確保刀具強(qiáng)度為主，可在4 6 范圍內(nèi)選??；在精加工時(shí)以保證加工表面質(zhì)量為主，一般08 12 。 主偏角kr主要影響切削寬度bD和切削厚度hD的比例并影響刀具強(qiáng)度。 此外，增大主偏角kr是控制斷屑的一個(gè)重要措施。 主偏角

10、kr選擇原則主要是： 在工藝系統(tǒng)剛性不足的情況下，為減小切削力，選取較大的主偏角。 在加工強(qiáng)度高、硬度高的材料時(shí)，為提高刀具耐用度，選取較小主偏角； 根據(jù)加工表面形狀要求選取，如車(chē)削臺(tái)階軸取kr 90 ，車(chē)外圓又車(chē)端面取kr45 、鏜盲孔取kr90 。 副偏角kr影響加工表面粗糙度和刀具強(qiáng)度。通常在不產(chǎn)生摩擦和振動(dòng)條件下應(yīng)選取較小的副偏角。表 2.13為不同加工條件時(shí)的主、副偏角值，供選擇參考。適用范圍 加工條件加工系統(tǒng)剛性足夠、淬硬鋼、冷硬鑄鐵 加工系統(tǒng)剛性較好，中間切入，加工外圓、端面、倒角可加工系統(tǒng)剛性較差，粗車(chē)，強(qiáng)力車(chē)削、加工系統(tǒng)剛性差、臺(tái)階軸、細(xì)長(zhǎng)軸、多刀車(chē)，仿形車(chē)切斷、切槽主偏角kr1030456070759390副偏角kr10545151010612 過(guò)渡刃的選擇原則是，普通切削刀具常磨出較小圓弧過(guò)渡刃，以增加刀尖強(qiáng)度和提高耐用度。隨著工件強(qiáng)度和硬度提高，切削用量增大，則過(guò)渡刃尺寸可相應(yīng)加大，一般可取過(guò)渡刃偏角kr1/2 kr，寬度b 0.52mm或取圓弧半徑r 0.53mm。 刃傾角s主要影響切