刀具組成和選用

刀具組成和選用刀具的種類很多，但以單個(gè)刀齒都可看作是由外圓車刀的切削部分演變而來(lái)的。1刀具的組成外圓車刀由刀頭和刀桿兩大部分組成，刀頭用于切削，它主要由以下幾個(gè)部分組成：如下有圖所示，車刀主要由刀頭和刀桿兩部分組成。刀頭為切削部分，刀桿為支承部分。刀頭由以下幾部分組成：前刀面（前面）一切屑流出所經(jīng)過(guò)的刀面。主后刀面（后面）一對(duì)著工件切削表面的刀面。副后刀面（副后面）一對(duì)著工件已加工表面的刀面。主切削刃一前刀面與后刀面的交線。副切削刃一前刀面與副后刀面的交線。刀尖一主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)，一般為半徑很小的圓弧，以保證刀尖有足夠的強(qiáng)度f(wàn)tJJ年丿』 舞;2、刀具參考系為確定刀具切削部分各表面和切削刃的空間位置，需要建立平面參考系，以組成坐標(biāo)系的基準(zhǔn)。參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系。（1）刀具靜止參考系在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)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。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)注角度參考系是正交平面參考系，它由以下三個(gè)在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成，如右圖所示。車可上的三個(gè)躺助干而基面一切削刃上任意一點(diǎn)的基面是通過(guò)該點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。切削平面一切削刃上任意一點(diǎn)的切削平面是通過(guò)該點(diǎn)并和工件切削表面相切的平面。正交平面一主刀刃上任意一點(diǎn)的正交平面是通過(guò)該點(diǎn)并垂直于主切削刃在基面上投影的平面上述三個(gè)平面在空間是互相垂直的。（2）刀具工作參考系以刀具切削時(shí)的合成切削運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐罁?jù)，建立工作基準(zhǔn)坐標(biāo)平面組成的坐標(biāo)系，稱為刀具工作角度坐標(biāo)系。工作基準(zhǔn)坐標(biāo)平面包括工作基面和工作切削平面。靜止參考系和工作參考系下的刀具幾何角度1靜止參考系中正交平面參考系刀具角度的標(biāo)注建立正交平面參考系的目的，是將構(gòu)成刀具切削部分的形狀要素（刀刃、刀面）在空間的位置確定下來(lái)。通常是用刀具幾何角度來(lái)描述刀刃和刀面在空間的位置。（1） 基面中測(cè)量的刀具角度在基面上可看到刀具切削部分（前面、主切削刃和副切削刃）的正投影。因此，可在基面內(nèi)標(biāo)注或測(cè)量主切削刃和副切削刃的偏斜程度。1主偏角 為主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度J方向之間的夾角。2、 副偏角'為副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度功|牛|反方向之間的夾角。3、 刀尖角」為主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度烏-nstr-g十JtjJ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(cè)量的刀具角度在切削平面上可描述刀具刃口的傾斜程度，即主切削刃與基面之間的夾角，定義為刃傾角?。它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測(cè)量，但有正負(fù)之分。當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)， ?=0°當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對(duì)基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)釘〉0°反之兒V0°（3） 正交平面中測(cè)量的刀具角度前角一前刀面與基面之間的夾角，它表示前刀面的傾斜程度，前角越大，刀就越鋒利，切削就越省力。但前角過(guò)大，刀刃強(qiáng)度降低，影響刀具的壽命。前角的選取決定于工件材料、刀具材料和加工性質(zhì)。后角一主后刀面與切削平面之間的夾角。它表示主后刀面的傾斜程度。后角的作用主要是減少主后刀面與工件過(guò)渡表面之間的摩擦，后角越大，摩擦越小。但后角過(guò)大會(huì)使刀刃的強(qiáng)度降低，影響刀具的壽命。后角?一后面與切削平面之間的夾角，它是個(gè)派生角。標(biāo)注桑配駅**內(nèi)常MMM￡忻汛2、工作參考系下的刀具幾何角度

惜向址蠟運(yùn)動(dòng)時(shí)工作帝皮的掃*1工作參考系下的刀具幾何角度即刀具的工作角度。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響橫向進(jìn)給時(shí)，工作參考系為： 、?、‘工作參考系內(nèi)的工作角度為：n為合成切削速度角：縱向進(jìn)給時(shí)，刀具工作角度參考系］；,?］傾斜了一個(gè)「角，則工作角度為:縱向址蠟堆動(dòng)吋工柞曲丈飾捋響刀具安裝對(duì)工作角度的影響當(dāng)?shù)毒甙惭b高于工件中心或低于工件中心時(shí)，工作前角、后角都會(huì)有變化。此外，刀柄中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，工作主、副角將發(fā)生變化；工件形狀也影響刀具工作角度。一、刀具幾何角度的合理選用1前角的選擇前角的選擇原則為：在刀具強(qiáng)度許可條件下，盡量選用大的前角。同時(shí)應(yīng)考慮：（1） 被切削對(duì)象塑性越大，前角越大。（2） 刀具切削部分的材料高速鋼前角可大于硬質(zhì)合金鋼。（3） 粗加工前角應(yīng)取小些，精加工時(shí)前角應(yīng)取大些。具體可參考下表■黑舍金車刃合理杵*?看值工件期料ft倉(cāng)?車| tt車R車25*-SO*LD1-弟?KT時(shí)一IST1S*-2Q*i2-it"F-Wso"“ir35*^40*-15* S*牧件余4■亠in*〔臭IE卑〕15*'3D*2a'-85'平岡刀鼻材駁加工無(wú)時(shí)VT亢值IIKH理Hi臺(tái)令醫(yī) %ZMT2S*ih'>0.tor2、后角及副后角的選擇（1）后角選擇后角選擇原則：在粗加工時(shí)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，一般取耘=8°?12°在實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)在后面上磨出倒棱面亠=0.1?0.3mm，負(fù)后角6=-5。?-10°目的是為了在切削加工時(shí)產(chǎn)生支承作用，增加系統(tǒng)剛性，并起到消振阻尼作用。霞at合金軍洛含恥后琳?常值工件甘輯臺(tái)理￡工科材斡含建石均IH軍—fl4ti車M車icf-ir宀ywsr^r帕童宿合金lo^-ir￡7臚懺音金％￡L_1門心刊io*-*ir21『（2）副后角的選擇通常將副后角作成與主后角相等。有些刀具（切斷刀、銑刀、拉刀等）的副后角較小，主要用以提高刀具強(qiáng)度。3、主偏角、副偏角、過(guò)渡刃和修光刃（1） 主偏角的選擇原則粗加工時(shí)選大些，精加工時(shí)可選小些；工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，主偏角應(yīng)取小些；工藝系統(tǒng)剛性好，主偏角應(yīng)取小些，反之取大些。（2） 副偏角的選擇原則在工藝系統(tǒng)剛度允許的條件下，副偏角-通常取較小值，一般?=5°?10°最大不超過(guò)15°精加工時(shí)，應(yīng)更小，必要時(shí)可磨出?=0的修光刃。（3） 主、副偏角的選用值主HA靖用他出加工齢捧主U如工星嫌耶Hr腿鴨■申観睥用經(jīng)鑄快即丁?耳現(xiàn)緇桂犧H?町申朗切人工外華3倒附性校搖+粗乍?謝力乍削協(xié)工簾嬉刪性踐?合齢抽?堀栓給?譽(yù)丹車?優(yōu)形髦?5'-S3*r-z*（4） 過(guò)渡刃的選擇原則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)渡刃尺寸相應(yīng)加大，一般可取過(guò)渡刃偏面 隔，寬度.=0.5?2mm或取圓弧半徑卜氣=0.5?3mm。（5） 修光刃當(dāng)過(guò)渡刃與進(jìn)給方向平行，即偏角 =0°,該過(guò)渡刃亦稱為修光刃（水平刃），它的長(zhǎng)度一般為=（1.2?1.5）。4、刃傾角的選擇原則主要根據(jù)刀具強(qiáng)度，流屑方向和加工條件而定。一般鋼料或鑄鐵粗加工，取 =0°?-5。，若有沖擊負(fù)荷，取'=-5。?-15°精加工時(shí)為使切屑不流向已加工表面使其劃傷，取=0°?-5,進(jìn)行微量（內(nèi)=5?10叩）精細(xì)切削時(shí)，取丄?=45°?75°切削淬硬鋼、高強(qiáng)度鋼等難加工材料時(shí)，則取A420°?-30°二、常用刀具種類、材料及其選擇1、刀具的種類按加工方式分：車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、拉刀、砂輪等。按結(jié)構(gòu)方式分：整體式、焊接式、機(jī)夾式、可轉(zhuǎn)位式等。按刀具的刃形分：?jiǎn)稳械毒摺⒍嗳械毒?、成形刀具等。按?guó)家標(biāo)準(zhǔn)分：標(biāo)準(zhǔn)刀具、非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。常見的刀具有：（1）車刀車刀是車削加工使用的刀具。車刀的種類很多，按其用途的不同可分為外圓車刀、鏜孔刀、切斷刀、螺紋車刀、成形車刀等。對(duì)于外圓車刀，通常按其主偏角大小又分為 90°75°和45°的外圓車刀等。常用車刀種類及形狀如下圖所示。75"75"外料單刀銑刀銑刀種類很多，常用銑刀如下圖所示。圓柱形銑刀和端銑刀用于加工平面；三面刃銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀和T形銑刀用于加工各種溝槽；角度銑刀用于加工角度；成形銑刀用于加工成形面。標(biāo)施肚花桔的如咸標(biāo)施肚花桔的如咸鉆頭鉆頭種類較多，有中心鉆、麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、深孔鉆等，其中常用的是麻花鉆標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆由鉆柄、工作部分和頸部組成，如右圖所示。刨刀刨刀的形狀及幾何參數(shù)與車刀相似，常用刨刀如下圖所示。由于刨削是斷續(xù)切削，刨刀切削工件時(shí)受較大的沖擊力，因此，刨刀的刀桿比較粗，而且常制成彎頭。彎頭刨刀除能緩和沖擊、避免崩刃外，在受力發(fā)生彎曲變形時(shí)還不致啃傷工件表面申向槪開ft6/1 MJJ宏刃刀(5)刨刀砂輪是磨削工具，它是用顆粒狀的磨料經(jīng)結(jié)合劑粘結(jié)而成的多孔體，其構(gòu)造如右圖所示。砂輪的性能由磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑及砂輪組織等因素決定。根據(jù)磨削加工的需要，砂輪制成不同的形狀和規(guī)格，常用的砂輪有平板形、碗形、碟形等。常用的砂輪磨料有剛玉類（主要成分是AI2O3）和碳化物類（主要成分是SiC）。剛玉類砂輪的韌性好，硬度較低，主要用于磨削各種鋼；碳化物類砂輪的硬度較高，主要用于磨削硬質(zhì)合金及非金屬材料。 2、刀具材料在切削加工中，由刀具直接完成切削工作。刀具能否勝任切削工作，決定于刀具切削部分材料的性能。刀具切削部分的材料應(yīng)滿足下列要求：（1） 高的硬度刀具材料應(yīng)具有較高的硬度，且必須高于工件的硬度。（2） 高的耐熱性刀具在切削加工中經(jīng)受劇烈磨擦，磨損要小。（3） 高的熱硬性刀具材料在高溫下，能夠繼續(xù)保持一定的硬度和強(qiáng)度。（4） 足夠的堅(jiān)韌性刀具材料具有承受一定沖擊和振動(dòng)而不斷裂或崩刃的能力。（5） 良好的工藝性，便于加工制造常用的刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金及非金屬陶瓷材料等，其中應(yīng)用最多的是高速鋼和硬質(zhì)合金。高速鋼目前主要用于制造各類能承受一定切削速度、形狀復(fù)雜的刀具，如銑刀、拉刀、齒輪加工刀具等。硬質(zhì)合金由于性能較脆，一般不宜做成形狀復(fù)雜的刀具，主要用做車刀、銑刀、刨刀、鉸刀等刀具的鑲焊刀片。3、刀具選擇方法選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。為了減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。（1） 刀片材質(zhì)的選擇車刀刀片的材料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮