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电子教案与课件:《金属切削刀具与机床》 2 刀具结构和材料

b图的前倒棱刃口(第一前刀面)多 用于硬质合金刀具,且棱宽应该小 于进给量,负前角约-5°~-30°;
c图的消振棱和d图的后直刃(第一 后刀面)常用于消除加工振动,降 低表面粗糙度值;同时具备前倒棱 和后倒棱(即负前角和负后角)刀 具用于强力切削。
e图倒圆刃主要用于提高刀具耐用度。
第二节 刀具角度 1.刀具角度的参考系
①前(刀)面Aγ 前刀面是切下的切屑流过的刀面。如果前刀面由几个相互倾 斜的表面组成,则从切削刃开始,依次把它们称为第一前刀面(有时称为 负倒棱)、第二前刀面等。
②(主)后(刀)面Aα 后刀面是与工件上新形成的过渡表面相对的刀面。也可 以分为第一后刀面(有时称刃带)、第二后刀面等。
③副后(刀)面Aα’ 与副切削刃毗邻、与工件上已加工表面相对的刀面。同 样,也可以分为第一副后刀面、第二副后刀面等。
切断刀比较特殊,它具有 两个刀尖、三条刀刃(一条 主切削刃、两条副切削刃)、 四个刀面(一个前刀面、一 个后刀面、两个副后刀面)。 正交直角切削的切断刀的 主偏角为90°,刃倾角为 0°,其余的前角、后角、 副偏角和副后角等角度见 图中标注
②右偏刀标注角度示例,图2.13b。
3.刀具工作角度
1).进给运动对工作角度的影响 ①横向进给(如切断工件)的影响
刀尖有三种形式(图2.4): a图的交点(点状)刀尖、 b图的圆弧(修圆)刀尖和 c图的倒棱(倒角)刀尖。 最佳修光效果的倒棱见图2.5
3.刃口形式:
a图锋利刃并非理想中的锋利,而是 有一定的圆弧,常常用于高速钢刀 具,如车刀、钻头、铰刀、拉刀前 端刀齿、滚齿刀、插齿刀、剃齿刀 等整体刀具;
《金属切削刀具与机床 》
朱派龙 编著
广东轻工职业技术学院
第二章 刀具结构和材料
第一节 刀具结构 1.总体结构: 切削刀具都由切削部分和夹持部分组成。 分为整体刀具(图2.1)和(刀粒)组装刀具两大类。 组装刀具进一步分为焊接式(图2.2)和机夹式(图2.3)两类。
夹持部分:矩形和圆形
2.切削部分结构
2).在正交面po-po截面上标注的角度(图 2.9)
①前角γo:基面与前刀面之间的夹角。它有正、负之分,当前 刀面低于基面时,前角为正,即γo > 0;前刀面高于基面时,前 角为负,即γo < 0,图2.10。
②主后角αo:后刀面与切削平面之间的夹角。加工过程中,一 般不允许αo < 0。
③楔角βo:后刀面与前刀面之间的夹角。
2.刀具的标注角度
1).在基面上标注的角 度(图2.8)
①主偏角kr:主切削刃在基 面上的投影与进给运动方向 之间的夹角。 ②副偏角kr’:副切削刃在基 面上投影与进给运动反方向 之间的夹角。 ③刀尖角εr:主切削刃、副 切削刃在基面上投影的夹角。 由上可知:kr+ kr’+ εr = 180°
④主切削刃S 前刀面与后刀面相交而得到的切削边锋。主切削刃在切削过 程中承担主要的切削任务,完成金属切除工作,它在工件上切出过渡表面。
⑤副切削刃S’ 前刀面与副后刀面相交而得到的切削边锋。它协同主切削 刃完成金属切除工作,以最终形成工件的已加工表面。
⑥刀尖 刀尖是指主切削刃和副切削刃的连接处相当短的一部分切削刃, 刀尖是刀具切削部分工作条件最恶劣的部位。
标注角度参考系,即静止参考系 工作角度参考系,确定刀具在切削运动中有效工作角度的参考系
假设:①不考虑进给运动的影响; ②车刀安装绝对正确,即刀尖与工件中心等高,刀杆轴线垂
直工件轴线; ③刀刃平直,刀刃选定点的切削速度方向与刀刃各处的平行。
①切削平面ps 切削平面是指通过刀刃上选定点,包含该点假定 主运动方向和刀刃的平面,即切于工件过渡表面的平面。 ②基面pr 基面是指通过刀刃上选定点,垂直于该点假定主运动 速度方向的平面。由假设可知,它平行于安装底面和刀杆轴线。 ③po-po平面(又称为正交平面或主剖面) 它是过主切削刃上选 定点,同时垂直于基面和切削平面的平面。
3).在切削平面上标注的角度(图2.11)
刃倾角λs:主切削刃与基面之间的夹角。刃倾角有正、负之 分,当刀尖处在切削刃上最高位置时,取正号;若刀尖处于 切削刃上最低位置时,取负号;当主切削刃与基面平行时, 刃倾角为零,图2.12。
4). 切 断 刀 标 注 角 度 示 例
①图2.13a是切断刀的标注 角度示例。
1.刀具材料应具备的性能
主要有工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢)、 硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料等四大类。
目前应用最广泛的刀具材料是高速钢和硬质合金。
发展历史及其出现年份见图2.19;图2.20是八层涂层刀具的剖面图
2.高速钢 高速钢是加入了W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工
具钢,其合金元素W、Mo、Cr、V等与C化合形成高硬度的碳 化物,使高速钢具有较好的耐磨性。W和C的原子结合力很强, 增加了钢的热硬性。Mo的作用与W基本相同,提高钢的韧性。 V与C的结合力比W的更强,使钢的热硬性提高更强烈。W和V 的碳化物在高温时有力地起到阻止晶粒长大的作用。Cr在高速 钢中的主要作用是提高淬透性和回火稳定性以及抑制晶粒长大。
性能特点: 高速钢具有高的强度和高的韧性,具有一定的 硬度(热处理硬度在62~66HRC)和良好的耐磨性,其红硬温 度可达600~660℃左右。它具有较好的工艺性能,可以制造 刃形复杂的刀具。刃磨时切削刃易锋利,故又名锋钢,有时还 称作白钢
2)普通高速钢
普通高速钢工艺性能好,切削性能可满足一般工程材料的 常规加工要求。常用的品种有: ①W18Cr4V钨系高速钢 也称18-4-1,具有较好的综合性能 和刃磨工艺性,可制造各种复杂刀具,但强度和韧性不够, 精加工寿命不太高,且热塑性差,因此现在应用正在减少。
γ0e=γ0+η α0e=0-η
②纵向进给运动 对工作角度的影响
γ0e=γ0+η
α0e=α0-η 其中,
η=tan-1(f/πdw)
2).刀具安装情况对工作角度的影响 ①刀具安装高度对工作角度的影响
②刀体(刀杆)安装倾角的工作角度影响
③刀杆中心线与进给方向垂直度误差对工作角度产生影响
第三节 刀具材料
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