第二章§2-1刀具

1、1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)教案教案 適用專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化適用專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化 普通高等教育普通高等教育“十五十五”國家級(jí)規(guī)劃教材：國家級(jí)規(guī)劃教材：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)l（第三版）（第三版） 熊良山熊良山 等主編等主編 華中科技大學(xué)出版社華中科技大學(xué)出版社 總學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)：56學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)(本科）、本科）、48學(xué)時(shí)（?？疲W(xué)時(shí)（?？疲?其中實(shí)驗(yàn)：其中實(shí)驗(yàn)：6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l學(xué)時(shí)分配：學(xué)時(shí)分配：l 第一章第一章 諸論諸論 1學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l 第二章第二章 制造工藝裝備制造工藝裝備 15學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l 第三章第三章 切削過程及控制切削過程及控制 10學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)

2、量分析及控制機(jī)械加工質(zhì)量分析及控制 10 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)l 第五章第五章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 14學(xué)時(shí)（學(xué)時(shí)（l 武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院：沈奇顯武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院：沈奇顯2第二章第二章 制造工藝裝備制造工藝裝備 21 金屬切削刀具金屬切削刀具 22 金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床 23 機(jī)床夾具機(jī)床夾具 3 21 金屬切削刀具金屬切削刀具 一、金屬切削加工的基本概念一、金屬切削加工的基本概念二、刀具角度的標(biāo)注二、刀具角度的標(biāo)注三三 、刀具工作角度的計(jì)算、刀具工作角度的計(jì)算四、刀具材料四、刀具材料 五常用金屬切削刀具種類及其用途簡介五常用金屬切削刀具種類及其用途簡介4一、金屬切削加工的

3、基本概念一、金屬切削加工的基本概念.51、機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng) (主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和合成運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和合成運(yùn)動(dòng))以車削為例：以車削為例： 車削運(yùn)動(dòng)車削運(yùn)動(dòng) 工件的轉(zhuǎn)動(dòng)工件的轉(zhuǎn)動(dòng) 刀具的直線移動(dòng)刀具的直線移動(dòng) 圖21 車削運(yùn)動(dòng)6主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和合成切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和合成切削運(yùn)動(dòng) 車削運(yùn)動(dòng)中，工件的轉(zhuǎn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，刀具的直車削運(yùn)動(dòng)中，工件的轉(zhuǎn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，刀具的直線移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，外圓車刀車削軸類工件時(shí)，線移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，外圓車刀車削軸類工件時(shí)，車刀刀尖相對(duì)于工件所作的是螺旋切削運(yùn)動(dòng)車刀刀尖相對(duì)于工件所作的是螺旋切削運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)： 切削運(yùn)動(dòng)中，切削運(yùn)動(dòng)中，速度最高、

4、功率消耗最大速度最高、功率消耗最大的運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)。（如：車削中的工件的轉(zhuǎn)動(dòng)；銑削中的銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)等）（如：車削中的工件的轉(zhuǎn)動(dòng)；銑削中的銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)等） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)： 配合主運(yùn)動(dòng)，使金屬得以連續(xù)切除的配合主運(yùn)動(dòng)，使金屬得以連續(xù)切除的 運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。（如：車削中的刀具直線移動(dòng)；銑削中的工件直線移動(dòng)等）（如：車削中的刀具直線移動(dòng)；銑削中的工件直線移動(dòng)等） 合成切削運(yùn)動(dòng)：合成切削運(yùn)動(dòng)： 刀具切削刃上某選定點(diǎn)相對(duì)于工件的復(fù)合刀具切削刃上某選定點(diǎn)相對(duì)于工件的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。如：運(yùn)動(dòng)。如：車刀刀尖相對(duì)于工件所作的是螺旋切削運(yùn)動(dòng)車刀刀尖相對(duì)于工件所作的是螺旋切削運(yùn)動(dòng)。7各種切削運(yùn)動(dòng)各種切削運(yùn)動(dòng)82、工件上形成的三個(gè)表

5、面、工件上形成的三個(gè)表面 已加工表面：已加工表面：新形成的工件表面。新形成的工件表面。 待加工表面：待加工表面：即將切除的工件表面。即將切除的工件表面。 加工表面：加工表面：刀刃正在形成的工件表面刀刃正在形成的工件表面 9 3、切削速度的方向、切削速度的方向 圖22 切削速度的方向10重要概念重要概念重要概念重要概念: 主運(yùn)動(dòng)的速度稱為主運(yùn)動(dòng)的速度稱為切削速度切削速度 車削時(shí)的車削時(shí)的切削速度切削速度（主運(yùn)動(dòng)速度）方向：主運(yùn)動(dòng)速度）方向：刀具繞主軸軸線刀具繞主軸軸線作反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)在刀尖這一點(diǎn)的圓周切線方向。作反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)在刀尖這一點(diǎn)的圓周切線方向。 合成切削運(yùn)動(dòng)速度的方向：合成切削運(yùn)動(dòng)速度

6、的方向：車刀相對(duì)于工件作螺旋切削運(yùn)車刀相對(duì)于工件作螺旋切削運(yùn)動(dòng)時(shí)螺旋線在刀尖這一點(diǎn)的切線方向動(dòng)時(shí)螺旋線在刀尖這一點(diǎn)的切線方向。角角稱為稱為合成切合成切削速度角。削速度角。 11 4、切削用量三要素、切削用量三要素 切削速度切削速度 、進(jìn)給量、進(jìn)給量 ( 或進(jìn)給速度或進(jìn)給速度 )和切和切削深度削深度 ，稱為，稱為切削用量三要素切削用量三要素。切削速度切削速度 切削速度切削速度 就是主運(yùn)動(dòng)的速度：就是主運(yùn)動(dòng)的速度： m/min式中：式中： 工件直徑，工件直徑，mm ， 主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速，r/mm fv 1000wwd nv vfpavvwdwn12 切削用量三要素切削用量三要素進(jìn)給速度進(jìn)給速度

7、f n mm/min 式中：式中： 為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 mm/r 切削深度切削深度 的定義：已加工表面與待加工表面的垂直距離的定義：已加工表面與待加工表面的垂直距離 車外圓時(shí)：車外圓時(shí)： 切削用量三要素決定了金屬切除率的高低切削用量三要素決定了金屬切除率的高低 :ffvffpapa2wmpddafv13 金屬切除率金屬切除率金屬切除率金屬切除率：單位時(shí)間內(nèi)切除單位體積的多少：單位時(shí)間內(nèi)切除單位體積的多少 式中單位：式中單位： m/min mm/r mm310wpZvfavfpamin3mm14 5、例題、例題l例題：例題： 車外圓時(shí)工件加工前直徑為車外圓時(shí)工件加工前直徑為62mm，加工后

8、直徑為，加工后直徑為56mm，工件轉(zhuǎn)速為，工件轉(zhuǎn)速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移，刀具每秒鐘沿工件軸向移2mm，工件加工長度為工件加工長度為110mm，切入長度為切入長度為2mm，求，求v、f、ap和切削工時(shí)和切削工時(shí)t 。解：解： v =dn/1000 = 624/1000 = 0.779 m/sf = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/rt =(l+l1+l2)/ vf =(110+2+0)/2=56 sap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm15 6、切削層參數(shù)、切削層參數(shù) 切削層參數(shù)切削層參數(shù) 切削層參數(shù)包括：切削深度切削層參數(shù)包括：切削深度 、切削厚度、

9、切削厚度 、切削寬度切削寬度 和切削層截面面積和切削層截面面積 。這些參數(shù)會(huì)。這些參數(shù)會(huì)在本課程中用到。在本課程中用到。 pacawacA圖： 切削用量和切削層參數(shù) 16 切削層參數(shù)切削層參數(shù)切削深度切削深度 (定義同前定義同前)切削厚度切削厚度 ：相鄰兩加工表面之間的距離：相鄰兩加工表面之間的距離切削寬度切削寬度 ：沿加工表面測量的切削層截面參數(shù)：沿加工表面測量的切削層截面參數(shù)切削層截面面積切削層截面面積 mm2pacawasincrafpwraasincpAf a17二、刀具角度的標(biāo)注二、刀具角度的標(biāo)注 1、構(gòu)成刀具切削刃的三面二刃一尖、構(gòu)成刀具切削刃的三面二刃一尖圖： 刀具的組成 18切

10、削刃的三面二刃一尖切削刃的三面二刃一尖三面三面:前刀面前刀面: 切屑流經(jīng)的刀具表面切屑流經(jīng)的刀具表面后刀面后刀面: 切削時(shí)切削時(shí),與加工表面相對(duì)的刀具表面與加工表面相對(duì)的刀具表面副后刀面副后刀面: 與已加工表面相對(duì)的刀具表面與已加工表面相對(duì)的刀具表面二刃二刃:主切削刃主切削刃: 承擔(dān)承擔(dān)主要切削主要切削工作的切削刃工作的切削刃副切削刃副切削刃: 對(duì)已加工表面對(duì)已加工表面起修光作用起修光作用的切削刃的切削刃一尖一尖:刀尖刀尖: 主、副切削刃相交的一小段切削刃主、副切削刃相交的一小段切削刃19 2、標(biāo)注角度參考系、標(biāo)注角度參考系 刀具標(biāo)注角度參考系共有三個(gè)參考系：刀具標(biāo)注角度參考系共有三個(gè)參考系：

11、主剖面參考系、主剖面參考系、法剖面參考系和進(jìn)給、切深剖面參考系法剖面參考系和進(jìn)給、切深剖面參考系。本課程重點(diǎn)介紹。本課程重點(diǎn)介紹主剖面參考系。主剖面參考系。 主剖面參考系主剖面參考系 由三個(gè)參考平面組成：基面由三個(gè)參考平面組成：基面 ，切削平面，切削平面 和主剖面和主剖面 。基面基面 的定義的定義：通過主切削刃上某選定點(diǎn)，與該點(diǎn)的：通過主切削刃上某選定點(diǎn)，與該點(diǎn)的切切削速度方向垂直削速度方向垂直的平面。的平面。切削平面切削平面 的定義的定義：通過主切削刃上某選定點(diǎn)，與主削：通過主切削刃上某選定點(diǎn)，與主削刃刃相切相切且與該點(diǎn)的且與該點(diǎn)的基面垂直基面垂直的平面。的平面。rPsPoPrPsP20刀具

12、標(biāo)注角度參考系刀具標(biāo)注角度參考系主剖面主剖面 的定義的定義：通過主切削刃上某選定點(diǎn)，：通過主切削刃上某選定點(diǎn)，同時(shí)垂同時(shí)垂直與基面直與基面 和和切削平面切削平面 的平面。的平面。oPrPsP圖：主剖面參考系 21法剖面參考系和進(jìn)給、切深剖面參考系22法剖面參考系和進(jìn)給、切深剖面參考系法剖面參考系和進(jìn)給、切深剖面參考系 法剖面參考系法剖面參考系 由基面由基面 、切削平面、切削平面 和法剖面和法剖面 構(gòu)成了法剖面構(gòu)成了法剖面參考系參考系 法平面法平面 :過切削刃上選定點(diǎn)并過切削刃上選定點(diǎn)并垂直于主切削刃垂直于主切削刃的的平面平面 進(jìn)給切深剖面參考系進(jìn)給切深剖面參考系 進(jìn)給剖面進(jìn)給剖面 :過切削刃上

13、選定點(diǎn)過切削刃上選定點(diǎn)平行于刀具進(jìn)給方向平行于刀具進(jìn)給方向且且垂直于基面垂直于基面的平面的平面 切深剖面切深剖面 :過切削刃上選定點(diǎn)過切削刃上選定點(diǎn)同時(shí)垂直于刀具進(jìn)給同時(shí)垂直于刀具進(jìn)給方向和基面方向和基面的平面的平面 由由 、 和和 構(gòu)成了進(jìn)給切深剖面參考系。構(gòu)成了進(jìn)給切深剖面參考系。rPsPnpnpfppPrPfppP23車刀標(biāo)注角度參考系車刀標(biāo)注角度參考系24 3、刀具角度的標(biāo)注方法、刀具角度的標(biāo)注方法車刀角度的標(biāo)注方法 說明：說明： 主切削刃上各點(diǎn)的基面一般不相同（僅當(dāng)刃傾角主切削刃上各點(diǎn)的基面一般不相同（僅當(dāng)刃傾角 0時(shí)除外）。時(shí)除外）。僅當(dāng)?shù)都獍惭b在工件中心等高面時(shí)，刀尖處的基面平行

14、于車刀的底面。僅當(dāng)?shù)都獍惭b在工件中心等高面時(shí)，刀尖處的基面平行于車刀的底面。無特別說明，刀具的角度都是指刀尖處一小段的刀具角度。無特別說明，刀具的角度都是指刀尖處一小段的刀具角度。25 說明說明刀刃上各點(diǎn)基面是不同的（如直角偏刀的刃傾角較大時(shí)）：刀刃上各點(diǎn)基面是不同的（如直角偏刀的刃傾角較大時(shí)）：VVAVBPr2PrPr1AB工件中心等高面26刀具角度的標(biāo)注刀具角度的標(biāo)注方法方法 刀具的標(biāo)注角度刀具的標(biāo)注角度前角前角 : 前刀面與基面的夾角；前刀面與基面的夾角；后角后角 : 后刀面與切削平面的夾角；后刀面與切削平面的夾角；主偏角主偏角 : 主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角；主切削刃在基面

15、上的投影與進(jìn)給方向的夾角；副偏角副偏角 : 副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角；副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角；刃傾角刃傾角 :主切削刃與基面之間的夾角（在主切削刃與基面之間的夾角（在 平面中測得）平面中測得）副后角副后角 : 副后刀面與副切削平面之間的夾角。副后刀面與副切削平面之間的夾角。 0 0 r r s 0 sP27 4、刀具角度標(biāo)注舉例、刀具角度標(biāo)注舉例 刀具角度標(biāo)注舉例刀具角度標(biāo)注舉例外圓車刀外圓車刀角度的標(biāo)注角度的標(biāo)注例一：例一：已知某外圓車刀的標(biāo)注角度參數(shù)已知某外圓車刀的標(biāo)注角度參數(shù)為：為： ， ， ， ， ， 。試用主剖面參考系標(biāo)注其各角度。外圓車刀角度的標(biāo)注如試

16、用主剖面參考系標(biāo)注其各角度。外圓車刀角度的標(biāo)注如下左圖所示下左圖所示 。例二例二 ：某切斷車刀的標(biāo)注角度參數(shù)某切斷車刀的標(biāo)注角度參數(shù)為：為： ， ， ， ， ， 。試用主剖面參考系標(biāo)注切斷刀各角度。切斷車刀角度的標(biāo)試用主剖面參考系標(biāo)注切斷刀各角度。切斷車刀角度的標(biāo)注如上右圖所示。注如上右圖所示。 016 013a60r 7s 010 a010 021a90r 7 r 0s 012 a。，8r28刀具角度標(biāo)注舉例刀具角度標(biāo)注舉例 90 9010217A0A向切斷刀角度的標(biāo)注圖25 車刀角度的標(biāo)注1613810607外圓車刀角度的標(biāo)注1212729三三 、刀具工作角度的計(jì)算、刀具工作角度的計(jì)算l1

17、、基本概念、基本概念l 上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時(shí)，都只考上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時(shí)，都只考慮主運(yùn)動(dòng)，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在慮主運(yùn)動(dòng)，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在假定運(yùn)動(dòng)條件下假定運(yùn)動(dòng)條件下確定確定的參考系。但刀具在實(shí)際使用時(shí)，這樣的參考系所確定的參考系。但刀具在實(shí)際使用時(shí)，這樣的參考系所確定的刀具角度，往往不能確切地反映切削加工的真實(shí)情形。的刀具角度，往往不能確切地反映切削加工的真實(shí)情形。只有用實(shí)際切削運(yùn)動(dòng)方向或合成切削運(yùn)動(dòng)方向只有用實(shí)際切削運(yùn)動(dòng)方向或合成切削運(yùn)動(dòng)方向v ve e來確定來確定參考系，才符合切削加工的實(shí)際。參考系，才符合切削加工的實(shí)際。l 例如，如下圖所示三把刀具的標(biāo)

18、注角度完全相同，例如，如下圖所示三把刀具的標(biāo)注角度完全相同，但由于合成切削運(yùn)動(dòng)方向但由于合成切削運(yùn)動(dòng)方向ve不同，后刀面與加工表面之不同，后刀面與加工表面之間的接觸和摩擦的實(shí)際情形有很大的不同。間的接觸和摩擦的實(shí)際情形有很大的不同。 30刀具工作角度的計(jì)算刀具工作角度的計(jì)算當(dāng)切削速度方向改變時(shí)，刀具的實(shí)際后角工作情況：當(dāng)切削速度方向改變時(shí)，刀具的實(shí)際后角工作情況：v-0v0v正常切削工作后角為零后刀面摩擦工作后角為負(fù)無法正常切削31刀具工作角度的計(jì)算刀具工作角度的計(jì)算即：即： 刀具安裝位置、切削合成運(yùn)動(dòng)方向的變化，刀具安裝位置、切削合成運(yùn)動(dòng)方向的變化，均會(huì)引起刀具工作角度相應(yīng)變化。所以，必須均

19、會(huì)引起刀具工作角度相應(yīng)變化。所以，必須以刀具與工件相對(duì)位置、相對(duì)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)建立以刀具與工件相對(duì)位置、相對(duì)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)建立坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系稱為坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系稱為工作坐標(biāo)系工作坐標(biāo)系。用工作。用工作坐標(biāo)系定義的刀具角度稱坐標(biāo)系定義的刀具角度稱工作角度工作角度。322、工作主剖面參考系、工作主剖面參考系 工作主剖面參考系工作主剖面參考系: 工作主剖面參考系由三個(gè)參考平面：工作基面工作主剖面參考系由三個(gè)參考平面：工作基面 、工作、工作切削面切削面 和工作主剖面和工作主剖面 組成。組成。 基本定義：基本定義： 工作基面工作基面 ：它是與主切削刃上選定點(diǎn)的它是與主切削刃上選定點(diǎn)的實(shí)際切削速實(shí)際切削速度

20、方向度方向或或合成切削速度方向垂直合成切削速度方向垂直的參考平面；的參考平面；工作切削平面工作切削平面 ：與主切削刃相切且與工作基面垂直：與主切削刃相切且與工作基面垂直的參考平面；的參考平面；工作主剖面工作主剖面 ：過主切削刃上選定點(diǎn)，且與：過主切削刃上選定點(diǎn)，且與 和和 同時(shí)垂直的參考平面。同時(shí)垂直的參考平面。rePoePrePsePoePsePrePseP33 3、刀具工作角度的計(jì)算、刀具工作角度的計(jì)算 有兩種情況需要計(jì)算刀具工作角度的計(jì)算：有兩種情況需要計(jì)算刀具工作角度的計(jì)算：第一種情況第一種情況：在切削過程中，：在切削過程中，當(dāng)?shù)毒叩倪M(jìn)給運(yùn)動(dòng)當(dāng)?shù)毒叩倪M(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度較大速度較大（如：切斷刀

21、切斷工件、螺紋車刀車螺（如：切斷刀切斷工件、螺紋車刀車螺紋等，它們切削時(shí)的進(jìn)給速度都較大）時(shí)，刀具紋等，它們切削時(shí)的進(jìn)給速度都較大）時(shí)，刀具的實(shí)際工作角度與刀具的標(biāo)注角度存在較大的差的實(shí)際工作角度與刀具的標(biāo)注角度存在較大的差別，有時(shí)造成刀具無法正常切削，此時(shí)別，有時(shí)造成刀具無法正常切削，此時(shí)必須計(jì)算必須計(jì)算刀具的工作角度。刀具的工作角度。34工作角度的計(jì)算工作角度的計(jì)算 例一：用切斷刀切斷軸例一：用切斷刀切斷軸類零件時(shí)工作角度的計(jì)算類零件時(shí)工作角度的計(jì)算:根據(jù)計(jì)算圖的幾何關(guān)系，不難推導(dǎo)出：0oe00eDftgnDfntgtgf11135工作角度的計(jì)算工作角度的計(jì)算 例二：軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度

22、的影響： 外圓車削時(shí)，刀具相對(duì)于工件作螺旋切削運(yùn)動(dòng)：故有fffefffeooeooewrwdfdtgACsin36工作角度的計(jì)算工作角度的計(jì)算第二種情況：第二種情況：當(dāng)?shù)毒甙惭b位置不正確當(dāng)?shù)毒甙惭b位置不正確（如：刀具刀尖安裝得（如：刀具刀尖安裝得高于或低于工件中心等高面）時(shí)，也有可能造成刀具無法正高于或低于工件中心等高面）時(shí)，也有可能造成刀具無法正常切削。常切削。本課程本課程僅要求計(jì)算僅要求計(jì)算：切斷刀切斷工件或內(nèi)孔切刀切槽時(shí)，刀：切斷刀切斷工件或內(nèi)孔切刀切槽時(shí)，刀尖安裝高于或低于工件中心等高面時(shí)，刀具的工作前角尖安裝高于或低于工件中心等高面時(shí)，刀具的工作前角和工作后角和工作后角 的計(jì)算。的計(jì)

23、算。計(jì)算方法和步驟：計(jì)算方法和步驟： 根據(jù)題意，根據(jù)題意，畫出工作角度計(jì)算簡圖畫出工作角度計(jì)算簡圖，并標(biāo)注刀具各角度；，并標(biāo)注刀具各角度；從計(jì)算圖的幾何關(guān)系從計(jì)算圖的幾何關(guān)系推導(dǎo)出工作角度的計(jì)算式推導(dǎo)出工作角度的計(jì)算式，并，并進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算計(jì)算。oe oea37三三 、刀具工作角度的計(jì)算舉例、刀具工作角度的計(jì)算舉例 刀具工作角度計(jì)算舉例刀具工作角度計(jì)算舉例例題：例題： 已知用已知用 ， ， ， ， 的切斷刀切斷直徑的切斷刀切斷直徑50 mm 棒料。若刀刃安裝時(shí)高于中心棒料。若刀刃安裝時(shí)高于中心0.2 mm ，試計(jì)算（不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響）切斷后工件端面上，試計(jì)算（不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響）切斷后工件

24、端面上留下的剪斷芯柱直徑。留下的剪斷芯柱直徑。解：解： 根據(jù)題意，畫出計(jì)算簡圖，如下圖所示。根據(jù)題意，畫出計(jì)算簡圖，如下圖所示。 計(jì)算計(jì)算 由計(jì)算簡圖的幾何關(guān)系可知：由計(jì)算簡圖的幾何關(guān)系可知：90r sin/2hD 2 r 05 012a00 3839刀具工作角度計(jì)算舉例刀具工作角度計(jì)算舉例 圖： 計(jì)算簡圖 D切削平面工作切削平面hooe基面工作基面0oe40刀具工作角度計(jì)算舉例刀具工作角度計(jì)算舉例由于當(dāng)工作后角由于當(dāng)工作后角 時(shí)刀刃無法切入工時(shí)刀刃無法切入工件，刀具繼續(xù)進(jìn)給時(shí)，后刀面推擠工件料芯，最終件，刀具繼續(xù)進(jìn)給時(shí)，后刀面推擠工件料芯，最終被剪斷。故只要計(jì)算此時(shí)料芯的直徑即可：被剪斷。故

25、只要計(jì)算此時(shí)料芯的直徑即可：由由 可得：可得： ； D= = =1.9 mm即：即： 切斷后工件端面上留下的剪斷芯柱直徑為切斷后工件端面上留下的剪斷芯柱直徑為 1.9 mm 00oeaa 100sin02oehaaaD 0sin2haD02shinh0122 . 02shin41四、刀具材料四、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)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料對(duì)工件要有良好的切削性參數(shù)外，還要求刀具材料對(duì)工件要有良好的切削性能。能。刀具切削性能的優(yōu)劣，不僅取決于刀具切削刀具切削性能的優(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所選配的部

26、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。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擇工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。因此，。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是構(gòu)成刀具切削性材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是構(gòu)成刀具切削性能評(píng)估的三要素。能評(píng)估的三要素。421、刀具材料應(yīng)具備的性能、刀具材料應(yīng)具備的性能 刀具材料的硬度應(yīng)高于被加工材料的硬度刀具材料的硬度應(yīng)高于被加工材料的硬度 一般應(yīng)在一般應(yīng)在HRC60以上。以上。 刀具材料應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性刀具材料應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性 刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就

27、越好；材料中含碳刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就越好；材料中含碳化物越多化物越多,晶粒越細(xì)，則刀具越耐磨；晶粒越細(xì)，則刀具越耐磨； 刀具材料應(yīng)具有足夠大的強(qiáng)度和韌性刀具材料應(yīng)具有足夠大的強(qiáng)度和韌性 一般用抗彎強(qiáng)度和沖擊值來衡量。一般用抗彎強(qiáng)度和沖擊值來衡量。 應(yīng)具有高的耐熱性應(yīng)具有高的耐熱性 耐熱性是指刀具材料在高溫下保持材料硬度的能力，可耐熱性是指刀具材料在高溫下保持材料硬度的能力，可用高溫硬度表示。用高溫硬度表示。 應(yīng)具有良好的工藝性能應(yīng)具有良好的工藝性能 包括：焊接性能、磨削加工性能和熱處理能力包括：焊接性能、磨削加工性能和熱處理能力432、 高速鋼刀具材料及用途高速鋼刀具材料及用途

28、高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；其制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對(duì)于一些形狀復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要，是制造這些刀具的主要材料。 44454647 普通高速鋼普通高速鋼 鎢鋼鎢鋼 典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為W18Cr4VW18Cr4V（簡稱（簡稱W18W18）。）。含含W18W18、Cr4%Cr4%、V1V1。有良好的綜合性能，有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具?？梢灾圃旄鞣N復(fù)雜刀具。但熱塑性差，很難用但熱塑性差，很難用作熱成形方法制造的刀具（如熱軋鉆頭）。作熱成形方法制

29、造的刀具（如熱軋鉆頭）。 鎢鉬鋼鎢鉬鋼 將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為W6MoCr4V2W6MoCr4V2（簡稱（簡稱M2M2）具有良好）具有良好的機(jī)械性能，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的機(jī)械性能，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等頭等；磨加工性也好，目前各國廣為應(yīng)用。；磨加工性也好，目前各國廣為應(yīng)用。48高性能高速鋼高性能高速鋼 高性能高速鋼高性能高速鋼：在普通高速鋼材料中，加入一些合金元素，使其耐熱性、 耐磨性得以提高。耐用度較通用型高速度較通用型高速鋼高鋼高

30、1.33倍。倍。適合于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度適合于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。鋼等難加工材料。 典型牌號(hào)：典型牌號(hào)：高碳高速鋼（如高碳高速鋼（如9W18Cr4V） 高釩高速鋼高釩高速鋼(W12Cr4V4Mo)鈷高速鋼（如鈷高速鋼（如W2Mo9Cr4VCo8）鋁高速鋼（）鋁高速鋼（W6Mo5Cr4V2Al 高速鋼材料的高速鋼材料的特點(diǎn)特點(diǎn)：具有較高的抗彎強(qiáng)度和韌性，抗沖具有較高的抗彎強(qiáng)度和韌性，抗沖擊能力強(qiáng)，但耐熱性和耐磨性比硬質(zhì)合金差擊能力強(qiáng)，但耐熱性和耐磨性比硬質(zhì)合金差 用途用途：主要作為主要作為低速切削刀具低速切削刀具材料（麻花鉆、拉刀、銑刀、材料（麻花鉆、拉刀、

31、銑刀、齒輪刀具等）齒輪刀具等）493、 常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途l 硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物（如硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。）經(jīng)粉末冶金法制成。 l 因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物，熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物，硬質(zhì)合金的硬度、耐硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá)。硬度可達(dá)HRA8993，在，在8001000 C還能承擔(dān)切削，還能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼耐用度較高速鋼高幾十倍高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時(shí)

32、，切削速度可提高。當(dāng)耐用度相同時(shí)，切削速度可提高410倍。倍。 l 50 常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途l 但但抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。 l 碳化物含量較高時(shí)，硬度高，但抗彎強(qiáng)度碳化物含量較高時(shí)，硬度高，但抗彎強(qiáng)度低；粘結(jié)劑含量較高時(shí)，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低；粘結(jié)劑含量較高時(shí)，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低。低。 l 硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀被廣泛用作刀具材料具材料（約占（約占50）。如大多數(shù)的車刀、端銑）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔

33、鉆、鉸刀、齒輪刀具等。它還可用刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。它還可用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。 51 常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途 鎢鈷類（鎢鈷類（YG類）類） 主要成分：主要成分： 常用牌號(hào)：常用牌號(hào)：YG3、YG3X、YG6、YG8; 數(shù)字表示含鈷量：數(shù)字表示含鈷量：如：如：YG3的含鈷量為的含鈷量為0.3、YG8的含鈷量為的含鈷量為0.8，含鈷量越高，刀具材料的抗彎強(qiáng)度就，含鈷量越高，刀具材料的抗彎強(qiáng)度就越大，但硬度和耐磨性下降。越大，但硬度和耐磨性下降。 YG3和和YG3X ：含鈷量相對(duì)較少，硬度較

34、高，耐磨性：含鈷量相對(duì)較少，硬度較高，耐磨性好，好，適用于精加工適用于精加工； YG6和和YG8 ：含鈷量相對(duì)較多，抗彎強(qiáng)度大，耐沖擊，：含鈷量相對(duì)較多，抗彎強(qiáng)度大，耐沖擊，適用于粗加工適用于粗加工。0WCC52常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度高，耐沖擊；材料的導(dǎo)熱性能好抗彎強(qiáng)度高，耐沖擊；材料的導(dǎo)熱性能好，有利于降低切削區(qū)的切削溫度；但硬度和耐熱性比有利于降低切削區(qū)的切削溫度；但硬度和耐熱性比YT類硬類硬質(zhì)合金低。質(zhì)合金低。 用途用途：常用于常用于鑄鐵鑄鐵、不銹鋼、高溫合金和有色金屬工件、不銹鋼、高溫合金和有色金屬工件材料的切削加工。材料的

35、切削加工。 鎢鈷鈦類（鎢鈷鈦類（YT類）類） 主要成分：主要成分： 常用牌號(hào)：常用牌號(hào)：YT5、YT15、YT30。 數(shù)字表示含鈦量：如：數(shù)字表示含鈦量：如：YT5的含鈦量為的含鈦量為0.05、YT30的含鈦量為的含鈦量為0.30iWCTCC53常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：硬度、耐磨性和耐熱性比硬度、耐磨性和耐熱性比YG類硬質(zhì)類硬質(zhì)合金高，但材料的合金高，但材料的抗彎強(qiáng)度低，不耐沖擊抗彎強(qiáng)度低，不耐沖擊。 用途：用途：常用于常用于一般鋼料一般鋼料的工件材料的切削加工，的工件材料的切削加工，適用于切削比較平穩(wěn)的場合。適用于切削比較平穩(wěn)的場合。 由

36、于由于YT類硬質(zhì)合金材料中含有鈦合金元素，類硬質(zhì)合金材料中含有鈦合金元素，切削溫度較高時(shí)，容易與工件材料中的鈦元素切削溫度較高時(shí)，容易與工件材料中的鈦元素發(fā)發(fā)生親和現(xiàn)象生親和現(xiàn)象，造成刀具表面上的鈦元素的流失造成刀具表面上的鈦元素的流失而而加劇刀具的磨損加劇刀具的磨損，故，故YT類硬質(zhì)合金不能用來切類硬質(zhì)合金不能用來切削不銹鋼材料削不銹鋼材料。 54常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途常用硬質(zhì)合金牌號(hào)、性能及用途 通用硬質(zhì)合金（通用硬質(zhì)合金（YW類）類）主要成分：主要成分： 常用牌號(hào)：常用牌號(hào)：YW1、YW2 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：在在YT類中加入類中加入 可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)

37、度、沖擊韌性、高溫硬度、強(qiáng)度和抗氧能力、耐磨性強(qiáng)度、沖擊韌性、高溫硬度、強(qiáng)度和抗氧能力、耐磨性等。既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼，因而又有通用硬等。既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼，因而又有通用硬質(zhì)合金之稱。質(zhì)合金之稱。 用途：用途：適用于切削各種適用于切削各種鋼料、鑄鐵和高強(qiáng)度鋼。鋼料、鑄鐵和高強(qiáng)度鋼。 YW1適用于適用于精加工精加工，YW2適用于適用于粗加工粗加工。 0iaWCTCT CCaT C55 其它刀具材料其它刀具材料 涂層刀具材料涂層刀具材料 它是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上，或在高速它是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上，或在高速鋼刀具基體上，涂抹一薄層耐磨性高的難熔金屬鋼刀具基體上，涂抹一薄

38、層耐磨性高的難熔金屬化合物而獲得的。化合物而獲得的。 常用的涂層材料有常用的涂層材料有TiCTiC、TiNTiN、Al2O3Al2O3等。等。 涂層刀具具有較高的抗氧化性能，因而涂層刀具具有較高的抗氧化性能，因而有較有較高的耐磨性和抗月牙洼磨能力高的耐磨性和抗月牙洼磨能力；有低的摩擦系數(shù)，；有低的摩擦系數(shù)，可降低切削時(shí)的切削力及切削溫度，可降低切削時(shí)的切削力及切削溫度，可提高刀具可提高刀具的耐用度的耐用度（提高硬質(zhì)合金耐用度（提高硬質(zhì)合金耐用度1 13 3倍，高速鋼倍，高速鋼刀具耐用度刀具耐用度2 21010倍）。倍）。 但也存在著鋒利性、韌性、抗剝落性、抗崩但也存在著鋒利性、韌性、抗剝落性、

39、抗崩刃性及成本昂貴之弊。刃性及成本昂貴之弊。 5657 其它刀具材料其它刀具材料人造金剛石人造金剛石很適于精密加工。但其熱穩(wěn)定性差，切削溫度不宜超過700800；強(qiáng)度低、脆性大、對(duì)振動(dòng)敏感，只宜微量切削；與鐵有極強(qiáng)的化學(xué)親合力，不適于加工黑金屬。目前主要用于磨具和磨料，對(duì)有色金屬及非金屬材料進(jìn)行高速精細(xì)車削及鏜孔；加工鋁合金、銅合金時(shí)，切削速度可達(dá)8003800m/min。 。立方氮化硼立方氮化硼（CBN） 硬度與耐磨性僅次于金剛石，一般用于高硬度、難加工材料的精加工。58五、常用金屬切削刀具種類及其用途簡介五、常用金屬切削刀具種類及其用途簡介要求：一般了解各種刀具的種類、形狀要求：一般了解各

40、種刀具的種類、形狀和用途。和用途。 59五、常用金屬切削刀具種類及其用途簡介五、常用金屬切削刀具種類及其用途簡介 1、車刀及其用途、車刀及其用途圖： 車刀的 構(gòu) 成60車刀及其用途車刀及其用途車刀的種類：車刀的種類：焊接式車刀、機(jī)夾不重磨式車刀、機(jī)夾可轉(zhuǎn)焊接式車刀、機(jī)夾不重磨式車刀、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀位式車刀 a)整體式 b)焊接式 c)機(jī)夾重磨式 d)可轉(zhuǎn)位式61車刀及其用途車刀及其用途車刀的用途：車刀的用途：車外圓、車端面、倒角、切槽、車車外圓、車端面、倒角、切槽、車螺紋、車圓弧面、鏜孔、鉆孔、擴(kuò)孔和絞孔等。螺紋、車圓弧面、鏜孔、鉆孔、擴(kuò)孔和絞孔等。622、孔加工刀具、孔加工刀具 麻花鉆麻花鉆用途：用途：在工件上在工件上加工加工出出孔孔，也可用于加工攻絲、絞孔、，也可用于加工攻絲、絞孔、 鏜鏜 孔、磨孔時(shí)的孔、磨孔時(shí)的預(yù)制孔預(yù)制孔。63孔加工刀具孔加工刀具 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆的刀齒數(shù)一擴(kuò)孔鉆的刀齒數(shù)一般為般為34個(gè)，且沒個(gè)，且沒有橫刃，故不能用有橫刃，故不能用來鉆孔來鉆孔用途：用途：對(duì)工件上已