《机械制造技术基础》-第二章-刀具-PPT课件.pptx

2.2 金属切削刀具金属切削刀具金属切削的基本知金属切削的基本知识一、切削运一、切削运动二、工件加工表面二、工件加工表面三、切削用量三、切削用量四、刀具几何参数四、刀具几何参数五、切削五、切削层参数参数六、刀具材料六、刀具材料主运主运动、进给运运动三个三个变化的表面化的表面三要素三要素刀具刀具组成成切削厚度、切削切削厚度、切削宽度、切削面度、切削面积性能、高速性能、高速钢、硬、硬质合金合金计算算选择刀参考系刀参考系几何角度几何角度2024/2/28 周三11.切削速度切削速度 v (m/s 或或m/min)主运主运动为旋旋转运运动v=d n/1000 往复运往复运动v=2Lnr/1000切削用量三要素切削用量三要素2.进给量量 f (mm/r 或或mm/双行程双行程)进给速度速度 vf=n f=n fz z（mm/s 或或mm/min)3.背吃刀量背吃刀量（切削深度）（切削深度）ap 车削外削外圆时 ap=(dw-dm)/2 钻孔孔时ap=dm/2 2024/2/28 周三2例例题：车外外圆时工件加工前直径工件加工前直径为62mm，加工后直径，加工后直径为56mm，工件，工件转速速为4r/s，刀具每秒，刀具每秒钟沿工件沿工件轴向移向移动2mm，工件加工工件加工长度度为110mm，切入，切入长度度为3mm，求，求v、f、ap和和切削工切削工时t。解：解：v=dn/1000=624/1000=0.779 m/sf=vf/n=2/4=0.5 mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mmt=(l+l1+l2)/vf=(110+3+0)/2=56.5 s2024/2/28 周三3 刀具刀具标注角度参考系注角度参考系 设计制造制造测量角度量角度时的基准的基准 刀具角度的参考系刀具角度的参考系刀具工作角度参考系刀具工作角度参考系实际切削中确定角度的基准切削中确定角度的基准vcReference systems for tool angles2024/2/28 周三4 法平面法平面Pn:过切削刃上切削刃上选定点并垂直于主切削刃或其切定点并垂直于主切削刃或其切线的平面的平面进给平面平面Pf:过切削刃上切削刃上选定点并垂直于刀杆定点并垂直于刀杆轴线及基面的平面及基面的平面切深平面切深平面Pp:过切削刃上切削刃上选定点平行刀杆定点平行刀杆轴线并垂直基面的平面并垂直基面的平面2024/2/28 周三52024/2/28 周三6在正交平面参考在正交平面参考系中的系中的标注角度注角度“一刃四角一刃四角”（5）副偏角）副偏角r（6）副后角）副后角o 派生角度：派生角度：楔角楔角o、刀尖角、刀尖角r余偏角余偏角rr（1）主偏角）主偏角r（4）后角）后角o（2）刃）刃倾角角s（3）前角）前角o2024/2/28 周三7在法平面参考系在法平面参考系中的中的标注角度注角度（1）主偏角）主偏角r（2）刃）刃倾角角s（3）法前角）法前角n（4）法后角）法后角n “一刃四角一刃四角”（5）副偏角）副偏角r（6）副后角）副后角o2024/2/28 周三8在在进给切深平面参切深平面参考系中的考系中的标注角度注角度（1）主偏角）主偏角r（2）进给前角前角f（3）进给后角后角f（4）背前角）背前角p（5）背后角）背后角p（6）副偏角）副偏角r（7）副后角）副后角o2024/2/28 周三9刀具的工作角度刀具的工作角度1.1.进给运运动对刀具工作角度的影响刀具工作角度的影响（1）横向）横向进给运运动的影响的影响 oe=o oe=o tanf/d当当进给量量f一定一定时，随随 d 值值，接近中心接近中心oe为负值。当当 f值横横车时f 不宜不宜过大，大，并并应适当加大适当加大o2024/2/28 周三10（2）纵向向进给运运动的影响的影响 oe=o oe=o tan tanf sinr f sinr/(dw)f 或或dw时，f、均均车削右螺削右螺纹时左左侧刃刃应o(左左 8右右2)右刃右刃应o车右螺右螺纹时左左侧刃刃fe=ff fe=ff tanff/dw2024/2/28 周三112.2.刀具安装位置刀具安装位置对工作角度的影响工作角度的影响（1）刀具安装高低的影响）刀具安装高低的影响pe=pppe=p p tanph/oe=o oe=o tan tanp cosr假定假定车刀刀s0,刀尖高于工件中心刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，若刀尖低于工件中心，角度角度变化与上述相反化与上述相反2024/2/28 周三12（2）刀杆中心）刀杆中心线与与进给方向不垂直的影响方向不垂直的影响 =+G =-G =-G =+G2024/2/28 周三13Tool cutting edge inclination angle2024/2/28 周三14直角切削：直角切削：s0的切削，主切削刃与切削速度方向垂直的切削，主切削刃与切削速度方向垂直斜角切削：斜角切削：s0的切削，主切削刃与切削速度方向不垂直的切削，主切削刃与切削速度方向不垂直2024/2/28 周三15 五、切削五、切削层参数参数 由切削刃正在切削的由切削刃正在切削的这一一层金属叫作金属叫作切削切削层。切削。切削层的的截面尺寸称截面尺寸称为切削切削层参数。参数。它决定了刀具切削部分所承受的它决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。内度量。1.切削厚度切削厚度 ac(s=0)ac f sinr 2.切削切削宽度度 aw aw ap/sinr3.切削切削层面面积 Ac(=0)Ac ac aw f ap2024/2/28 周三16 六、刀具材料六、刀具材料刀具的切削性能决定于刀具刀具的切削性能决定于刀具结构、切削部分的材料和几何参数构、切削部分的材料和几何参数（一）刀具材料必（一）刀具材料必须具具备的性能的性能 1.高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性常温硬度常温硬度60HRC以上，耐磨性是硬度、以上，耐磨性是硬度、组织 结构及化构及化 学性能等的学性能等的综合反映。合反映。2.足足够的的强度和冲度和冲击韧性性3.高耐高耐热性性高温硬度、高温硬度、强度、耐磨性，抗氧化性、抗度、耐磨性，抗氧化性、抗扩散粘散粘结性等性等4.良好的工良好的工艺性性锻造性能、磨削性能、造性能、磨削性能、热处理性能等理性能等5.经济性性2024/2/28 周三17（二）常用刀具材料的种（二）常用刀具材料的种类及特性及特性 碳素工具碳素工具钢、合金工具、合金工具钢、高速高速钢、硬、硬质合金合金、陶瓷、陶瓷、金金刚石、立方氮化硼等。石、立方氮化硼等。1.1.高速高速钢（1）通用型高速）通用型高速钢（含碳量（含碳量0.70.9%，6266 HRC）钨系高速系高速钢W18Cr4V W14Cr4MnRE 钼系高速系高速钢W6Mo5Cr4V2 高温塑性好高温塑性好主要用于一般材料的常主要用于一般材料的常规加工，速度不高于加工，速度不高于50m/min.（2）高性能高速）高性能高速钢（增加碳量（增加碳量钒量，添加量，添加钴铝等等6670HRC）9W18Cr4V W6Mo5Cr4V3 W6Mo5Cr4V2Co8 W2Mo9Cr4VCo8 W6Mo5Cr4V2Al W10Mo4Cr4V3Al 主要用于主要用于难加工材料的加工，加工普通材料可达加工材料的加工，加工普通材料可达90m/min.粉末冶金化，表面粉末冶金化，表面处理及涂理及涂层等等2024/2/28 周三18 2.硬硬质合金合金金属碳化物金属碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等等)金属粘接金属粘接剂(Co、Ni等等)高高压成形后，高温成形后，高温烧结而成。而成。硬度、耐硬度、耐热性、耐磨性很高，切削速度性、耐磨性很高，切削速度远高于高速高于高速钢 抗弯抗弯强度低、脆性大，抗冲度低、脆性大，抗冲击振振动性能差性能差分分类 YG(K)类YT(P)类YW(M)类短切屑黑色金属短切屑黑色金属加工加工长切屑的切屑的钢材、材、铸铁等等有色金属非金属有色金属非金属黑色金属黑色金属有色金属非金属有色金属非金属WC+Co WC+TiC+Co WC+TiC+TaC+Co 2024/2/28 周三19常用硬常用硬质合金牌号及合金牌号及应用范用范围牌牌 号号应 用用 范范 围YG3硬度、硬度、抗弯抗弯耐磨耐磨 强度、度、性、性、韧性、性、切削切削 进给速度速度 量量铸铁、有色金属、高温合金的、有色金属、高温合金的精、半精加工精、半精加工，无冲无冲击YA6冷硬冷硬铸铁、淬硬、淬硬钢、有色金属及合金的精、半精加工、有色金属及合金的精、半精加工YG6X铸铁、冷硬、冷硬铸铁、高温合金的精、半精加工，、高温合金的精、半精加工，YG6铸铁、有色金属、有色金属、高温高温合金的合金的半精加工和粗加工半精加工和粗加工YG8铸铁、有色金属、有色金属、高温高温合金合金粗加工粗加工，可用于，可用于断断续切削切削YT30硬度、硬度、抗弯抗弯耐磨耐磨 强度、度、切削切削 韧性、性、速度速度 进给碳素碳素钢、合金、合金钢的的精加工精加工YT15碳碳钢、合金、合金钢连续切切时粗、半精加工粗、半精加工，断，断续切精加工切精加工YT5碳素碳素钢、合金、合金钢的的粗加工粗加工，可用于，可用于断断续切削切削YW1同同 上上高高强度度钢、碳、碳钢、铸铁、有色金属等的、有色金属等的精、半精加工精、半精加工YW2高高强度度钢、碳、碳钢、铸铁、有色金属等的、有色金属等的半精与粗加工半精与粗加工YN05同同 上上碳碳钢、合金、合金钢的的高速精高速精车，系系统刚性好的性好的细长轴精精车YN10碳碳钢、合金、合金钢、淬硬、淬硬钢连续表面的表面的精加工精加工2024/2/28 周三20新型硬新型硬质合金合金简介介1.调整化学成份，提高整化学成份，提高综合性能合性能添加添加TaC、NbC；添加稀土元素；添加稀土元素；TiC(N)基，高速基，高速钢基等基等2.涂涂层硬硬质合金（可合金（可转位刀片）位刀片）TiC涂涂层、TiN涂涂层、复合涂、复合涂层、陶瓷涂、陶瓷涂层3.细晶粒和超晶粒和超细晶粒硬晶粒硬质合金合金其它刀具材料其它刀具材料简介介1.陶瓷（硬、脆、价格低）陶瓷（硬、脆、价格低）普通陶瓷、复合氧化普通陶瓷、复合氧化铝陶瓷、复合氮化硅陶瓷，适于精加工陶瓷、复合氮化硅陶瓷，适于精加工2.金金刚石（最硬、耐磨性好，耐石（最硬、耐磨性好，耐热性性较差差 800 加工陶瓷、硬合金、有色金属等，不适于加工陶瓷、硬合金、有色金属等，不适于铁系金属加工系金属加工3.立方氮化硼立方氮化硼硬度硬度仅次于金次于金刚石，化学石，化学稳定性、耐定性、耐热性好，加工淬火性好，加工淬火钢等等2024/2/28 周三21主偏角主偏角r 主切削刃在基面上的投影与主切削刃在基面上的投影与进给运运动方向的方向的夹角角Cutting edge angle2024/2/28 周三222.4 常用刀具常用刀具 1.车刀的种刀的种类（1）直）直头外外圆车刀；刀；（2）弯）弯头车刀；刀；（3）偏刀；）偏刀；（4）切槽或切断刀；）切槽或切断刀；（5）镗孔刀；孔刀；（6）螺）螺纹车刀；刀；（7）成形）成形车刀；刀；一、一、车刀刀2024/2/28 周三232.车刀的刀的结构形式构形式整体式（整体式（HSS)、焊接式、机械接式、机械夹固式（重磨式、可固式（重磨式、可转位式）位式）刀片刀片夹紧方式：方式：（1）上）上压式式夹紧力大，力大，定位可靠，阻碍流定位可靠，阻碍流屑屑（2）偏心式）偏心式结构构简单，不碍流屑，不碍流屑，夹紧力力不大不大（3）综合式合式夹紧力大，力大，耐冲耐冲击，结构构复复杂（4）杠杆式）杠杆式可可转位式位式车刀的刀的组成：成：可可转位刀片、刀位刀片、刀垫、刀杆、刀杆、夹紧机构机构切削性能好，切削性能好，辅助助时间短，生短，生产率高率高2024/2/28 周三243.车刀的几何参数刀的几何参数（1）切削角度）切削角度六个主要角度：六个主要角度：主偏角、副偏角、前角、后角、主偏角、副偏角、前角、后角、副后角、刃副后角、刃倾角角（2）其它几何参数的）其它几何参数的选择过渡刃、刀刃渡刃、刀刃钝圆半径、副倒棱等半径、副倒棱等2024/2/28 周三25三高一三高一专的的先先进刀具刀具高精度高精度高效率高效率高可靠性高可靠性专业化化2024/2/28 周三26二二、孔加工刀具孔加工刀具 钻床及刀具床及刀具 钻床上可完成床上可完成钻孔、孔、扩孔、孔、铰孔、攻孔、攻丝、钻沉沉头孔、孔、锪平面平面 刀具作旋刀具作旋转主运主运动同同时沿沿轴向移向移动作作进给运运动。2024/2/28 周三27钻孔、孔、扩孔、孔、铰孔孔(点点击播放播放)2024/2/28 周三28 立式立式钻床床通通过移移动工件位置工件位置使被加工孔中心与主使被加工孔中心与主轴中心中心对中，操作不中，操作不便，生便，生产率不高。适率不高。适于于单件小批生件小批生产中加中加工工中小型零件中小型零件。摇臂臂钻床床摇臂可臂可绕立柱回立柱回转和升降，主和升降，主轴箱可在箱可在摇臂上作水平移臂上作水平移动。工件固定不工件固定不动，可方便地移，可方便地移动主主轴，使主，使主轴中心中心对准准被加工被加工孔中心。适于孔中心。适于单件小批生件小批生产中加工中加工大而重的零件大而重的零件。2024/2/28 周三29 其它其它钻床床（a）深孔深孔钻床床一般采用卧式布局，工件旋一般采用卧式布局，工件旋转作主运作主运动，钻头直直线进给。主要主要应解决的解决的问题是：是：刚性及性及导向、断屑排屑、冷却向、断屑排屑、冷却润滑滑（b）台式）台式钻床床小巧灵活，小巧灵活，钻孔直径孔直径15mm以下。适于以下。适于单件小批生件小批生产中加中加工小型零件。工小型零件。1.麻花麻花钻（1）标准麻花准麻花钻标准高速准高速钢麻花麻花钻由工作部分、由工作部分、颈部及柄部三部分部及柄部三部分组成。成。2024/2/28 周三30 1）工作部分）工作部分分切削部分和分切削部分和导向部分。向部分。两个前刀面、两个后刀面、两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面、两个主刃、两个副后刀面、两个主刃、两个副刃、一个横刃。两个副刃、一个横刃。钻芯直径朝柄部方向芯直径朝柄部方向递增。增。2）柄部）柄部夹持部分，有直柄和持部分，有直柄和锥柄。柄。3）颈部部用于磨柄部用于磨柄部时砂砂轮的退刀。的退刀。（2）麻花）麻花钻的修磨的修磨前角从前角从30到到30,横刃横刃长前角前角55，定心差，定心差，轴向力大，向力大，刚性差，排屑困性差，排屑困难磨短横刃增大前角，修磨主刃磨短横刃增大前角，修磨主刃顶角分屑槽角分屑槽2024/2/28 周三312.镗刀刀加工各种复加工各种复杂和大型工件上（如箱体）有和大型工件上（如箱体）有预制孔的孔，尤制孔的孔，尤其是直径其是直径较大的孔或孔系，一次安装多面加工，精度高。大的孔或孔系，一次安装多面加工，精度高。卧式卧式铣镗床床除除镗孔外，孔外，还可可钻、扩、铰孔，孔，车螺螺纹、攻螺、攻螺纹车端面、端面、铣端面端面等，称万能等，称万能镗床。床。生生产率率较低。低。2024/2/28 周三32 三、三、铣床及床及铣刀刀铣刀旋刀旋转为主运主运动，工件或，工件或铣刀的移刀的移动为进给运运动。可加工平面、台可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高2024/2/28 周三33（一）升降台式（一）升降台式铣床床1.卧式升降台式卧式升降台式铣床床2.万能升降台式万能升降台式铣床床3.立式升降台式立式升降台式铣床床 工件可在三个方向工件可在三个方向进行位置行位置调整或作整或作进给运运动。万能式在工作台与床鞍之万能式在工作台与床鞍之间增装一增装一转盘，工作台可在水平面，工作台可在水平面内扳内扳转一角度以加工螺旋槽等。一角度以加工螺旋槽等。2024/2/28 周三34（二）（二）龙门铣床床机床机床刚度高，可多度高，可多刀同刀同时加工多个工件加工多个工件或多个表面，生或多个表面，生产率率高。适于成批大量生高。适于成批大量生产中加工大型工件上中加工大型工件上平面和沟槽或多件同平面和沟槽或多件同时加工。加工。2024/2/28 周三35（三）（三）铣刀刀1.铣刀的分刀的分类（1）圆柱平面柱平面铣刀刀（2）端）端铣刀刀（3）盘铣刀刀单面刃、双面刃、三面刃、双面刃、三面刃、面刃、错齿三面刃三面刃（4）锯片片铣刀刀（5）立）立铣刀刀（6）键槽槽铣刀刀（7）角度）角度铣刀刀（8）成形）成形铣刀刀2024/2/28 周三362.铣削方式削方式（1）顺铣和逆和逆铣 周周铣有有顺铣和逆和逆铣两种方式。两种方式。顺铣切削厚度大，接触切削厚度大，接触长度度短，短，铣刀寿命刀寿命长，加工表面光，加工表面光洁，但不宜加工，但不宜加工带硬皮工件，且硬皮工件，且进给丝杠与螺母杠与螺母间应消除消除间隙。否隙。否则，应采用逆采用逆铣。（2）对称称铣与不与不对称称铣端端铣有有对称称铣与不与不对称逆称逆铣、不不对称称顺铣三种方式。三种方式。铣淬硬淬硬钢采用采用对称称铣；铣碳碳钢和合金和合金钢用不用不对称逆称逆铣，减小，减小切入冲切入冲击，刀具寿命；刀具寿命；铣不不锈钢和耐和耐热合金用不合金用不对称称顺铣。2024/2/28 周三37四、刨床、拉床及拉刀四、刨床、拉床及拉刀刨床、拉床属直刨床、拉床属直线运运动机床，加工平面、沟槽、通孔及机床，加工平面、沟槽、通孔及成形面。成形面。（一）刨床（一）刨床1.牛牛头刨床刨床机床和刀具机床和刀具简单，应用灵活方便。但用灵活方便。但有空行程，有冲有空行程，有冲击，效率低。效率低。单件小批生件小批生产中加中加工平面、沟槽及工平面、沟槽及纵向成形面。向成形面。2024/2/28 周三382.龙门刨床刨床主要用来加工大平主要用来加工大平面，尤其是面，尤其是长而窄的而窄的平面，也可加工沟槽平面，也可加工沟槽或同或同时加工几个中小加工几个中小 型零件的平面。生型零件的平面。生产 率不如率不如铣削高，主要削高，主要 用于中小批生用于中小批生产及修及修 理理车间。2024/2/28 周三393.插床插床插刀上下运插刀上下运动为主运主运动，工件可作，工件可作纵横两个方向的移横两个方向的移动，工作台工作台还可作分度运可作分度运动。加工与安装面垂直的面、沟槽。加工与安装面垂直的面、沟槽2024/2/28 周三40（二）拉床（二）拉床拉床只有主运拉床只有主运动，结构构简单，可一次加工成形，可一次加工成形，质量好，量好，效率高，但刀具效率高，但刀具设计制造复制造复杂，适于大批量生，适于大批量生产。2024/2/28 周三41拉床按加工表面分拉床按加工表面分为内拉床内拉床和和外拉床外拉床；按布局分按布局分为卧式卧式和和立式立式两两类。2024/2/28 周三42（三）拉刀（三）拉刀1.拉刀种拉刀种类拉刀按加工表面分拉刀按加工表面分为内拉刀内拉刀和和外拉刀外拉刀；按拉削按拉削 方式分方式分普通式、普通式、轮切式、及切式、及综合式合式；按受力不同分按受力不同分拉刀拉刀和和推刀推刀2.拉刀的拉刀的结构构普通普通圆孔拉刀孔拉刀结构如下：构如下：2024/2/28 周三43 五、五、齿轮刀具刀具按按齿形的形成原理分成形法形的形成原理分成形法齿轮刀具和展成法刀具和展成法齿轮刀具刀具（一）（一）滚刀刀1.滚刀基本刀基本蜗杆杆根据根据滚切原理知，切原理知，滚刀基刀基 本本蜗杆的端面杆的端面齿形形应是是渐开开 线，法向模数和，法向模数和压力角力角应分分别等于被切等于被切齿轮的模数和的模数和压力角。力角。2024/2/28 周三44（1）渐开开线基本基本蜗杆杆齿面是面是渐开螺旋面，开螺旋面，造形造形误差差为零；零；端面端面齿形：形：渐开开线轴向向齿形：曲形：曲线制造制造较为困困难。2024/2/28 周三45（2）阿基米德基本）阿基米德基本蜗杆杆齿面是阿基米德螺旋面，面是阿基米德螺旋面，会会产生一定的造形生一定的造形误差，差，端面端面齿形：形：阿基米德螺阿基米德螺线轴向向齿形：直形：直线制造比制造比较容易。容易。轴向截形向截形应与与渐开开线蜗杆杆齿形在分度形在分度圆处相切，即相切，即齿形角形角应是是渐开开线蜗杆分度杆分度圆处的的齿形角。形角。2024/2/28 周三462.齿轮滚刀的刀的结构和构和类型型（1）整体）整体齿轮滚刀刀高速高速钢材料材料套装式套装式结构构轴肩与内孔同心肩与内孔同心装刀装刀检测径跳径跳多多为零前角零前角顶刃后角刃后角1012 侧刃后角大刃后角大约3 齿轮滚刀大多刀大多为单头，螺旋升角，螺旋升角较小，加工精度小，加工精度较高；高；粗加工用粗加工用滚刀有刀有时做成双做成双头，以提高生，以提高生产率。率。2024/2/28 周三47（2）镶齿齿轮滚刀刀齿轮模数模数较大大时，做成，做成镶齿结构，既构，既节约高速高速钢，又使刀片易又使刀片易锻造，提高性能造，提高性能和使用寿命。和使用寿命。（3）硬）硬质合金合金滚刀刀用于小模数用于小模数齿轮或精加工或精加工硬硬齿面面齿轮，代替磨，代替磨齿。常采用大的常采用大的负前角，可达前角，可达30452024/2/28 周三483.齿轮滚刀的合理使用刀的合理使用（1）齿轮滚刀刀结构参数分析构参数分析1）容屑槽形式）容屑槽形式直槽直槽制造方便，但制造方便，但左右左右侧刃前角不等，刃前角不等，零度前角直槽零度前角直槽滚刀刀左左侧刃前角小于零，刃前角小于零，04时采用。采用。螺旋槽螺旋槽 04时采用采用为使左右使左右侧刃前角相等，刃前角相等，让螺旋槽垂直于螺旋槽垂直于滚刀螺刀螺纹，即，即k=02024/2/28 周三492）滚刀直径和螺旋升角刀直径和螺旋升角滚刀直径刀直径螺旋升角螺旋升角0造形造形误差差；圆周周齿数数但但滚刀直径刀直径过大，相同速度下大，相同速度下转速降低，生速降低，生产率降低，刀率降低，刀坯坯锻造造难度增大，成本增加。精加工度增大，成本增加。精加工滚刀适当增大直径。刀适当增大直径。3）齿轮滚刀的刀的头数数滚刀刀头数主要影响生数主要影响生产率和率和齿形精度。形精度。单头滚刀，刀，0小，造形小，造形误差小，包差小，包络刃数多，刃数多，齿面光面光洁；多多头滚刀，刀，0大，造形大，造形误差大，但生差大，但生产率高。率高。精加工精加工齿轮滚刀都用刀都用单头的，粗加工和半精加工可用多的，粗加工和半精加工可用多头的的2024/2/28 周三50（2）滚刀的合理使用刀的合理使用1）齿轮滚刀的磨刀的磨损和和窜刀刀各刀各刀齿磨磨损不均，不均，齿轮中中线处刀刀齿磨磨损较严重。确定重。确定滚刀刀长度度时应考考虑轴向向窜刀刀长度，度，标准准滚刀刀长度度为导程的程的45倍。倍。2）齿轮滚刀螺旋方向的刀螺旋方向的选择齿轮滚刀旋向根据被切刀旋向根据被切齿轮旋向而定。被切旋向而定。被切齿轮螺旋角螺旋角10时，滚刀做成右旋；刀做成右旋；10时，滚刀螺旋方向刀螺旋方向应与被切与被切齿轮旋向相同，以减小旋向相同，以减小滚刀的安装角减小切入端刀的安装角减小切入端负荷荷3）滚刀的刃磨和刀的刃磨和检验刃磨后必刃磨后必须保保证前角不前角不变；检验前刀面与前刀面与滚刀刀轴线的平的平行度（直槽）或前刀面行度（直槽）或前刀面导程程误差（螺旋槽）；差（螺旋槽）；容屑槽的容屑槽的圆周周齿距距误差；差；前刀面径向性前刀面径向性误差。差。2024/2/28 周三51（二）插（二）插齿刀刀1.插插齿刀的分刀的分类和用途和用途（1）标准直准直齿插插齿刀刀盘形插形插齿刀刀加工外加工外齿轮和大径内和大径内齿轮75、100、125、160、200 碗形插碗形插齿刀刀加工多加工多联齿轮和内和内齿轮，有，有50、75、100、125mm。锥柄插柄插齿刀刀加工内加工内齿轮，有，有25mm(m12.75)、38mm(m13.75)（2）斜）斜齿插插齿刀刀盘形插形插齿刀刀100；锥柄插柄插齿刀刀38,均有均有15和和23两种。两种。（3）人字）人字齿轮插插齿刀刀加工无空刀槽的人字加工无空刀槽的人字齿轮，有有100、150、180,为30。2024/2/28 周三522.插插齿刀的刀的齿面形状面形状插插齿刀往复运刀往复运动时刀刃运刀刃运动轨迹形成一迹形成一齿轮称称为产形形齿轮直直齿插插齿刀切削刃的端面投影就是刀切削刃的端面投影就是产形形齿轮的的端面端面齿形，必形，必须是是渐开开线。不考不考虑前角影响，插前角影响，插齿刀端面刀端面齿形是形是渐开开线。插插齿刀有刀有顶刃后角和刃后角和 侧刃后角，刃后角，重磨后重磨后顶圆直径和分直径和分圆齿厚减小。厚减小。不同端剖面不同端剖面应是是变位量位量不同的不同的变位位齿轮，新刀，新刀变位量最大，重磨后逐位量最大，重磨后逐渐减小。减小。O-O剖面剖面变位位量量为零称零称为原始剖面，原始剖面，具有具有标准准齿形。形。插插齿刀刀实质上是个上是个变变位位齿轮2024/2/28 周三53插插齿刀的两刀的两侧面是两个面是两个旋向相反的旋向相反的渐开螺旋面，开螺旋面，即两即两侧切削刃分切削刃分别绕刀具刀具轴线作螺旋运作螺旋运动形成的螺形成的螺旋面，也就是斜旋面，也就是斜齿轮的的齿面，制造容易，精度高。面，制造容易，精度高。任意端剖面的任意端剖面的变位系数位系数 x0=b0tgp/m任意剖面的分任意剖面的分圆齿厚厚s0=s02 b0tg0 又又s0=s02 x0 m tg tg0=x0 m tg/b0=tgtgp标准直准直齿插插齿刀刀顶刃后角刃后角p=6,侧刃后角刃后角c 2,顶刃前刃前角角p=5,侧刃投影不是刃投影不是渐开开线，齿形角修正形角修正(201014.5)2024/2/28 周三542.5 磨料与磨具磨料与磨具一、砂一、砂轮磨料磨料结合合剂砂砂轮特性决定于五要素：特性决定于五要素：磨料、粒度、磨料、粒度、结合合剂、硬度和、硬度和组织。（一）磨料（一）磨料锋利的形状、高硬度和利的形状、高硬度和热硬性、适当的硬性、适当的坚韧性性1.氧化物系（氧化物系（刚玉玉类，主要成份，主要成份Al2O3）棕棕刚玉（玉（A）韧，硬度低，磨碳素，硬度低，磨碳素钢、合金、合金钢、可、可锻铸铁白白刚玉（玉（WA）韧性低、硬，磨淬火性低、硬，磨淬火钢、高速、高速钢、高碳、高碳钢铬刚玉（玉（PA）韧，硬度低，硬度低，Ra小，磨高速小，磨高速钢、不、不锈钢等等2024/2/28 周三55 2.碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）黑色碳化硅（黑色碳化硅（C）韧性低、硬度高，磨性低、硬度高，磨铸铁、黄、黄铜等脆材等脆材绿色碳化硅色碳化硅(GC)韧性差、更硬，磨性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等合金、陶瓷、玻璃等 3.超硬磨料超硬磨料人造金人造金刚石（石（D）、立方氮化硼（）、立方氮化硼（CBN）（二）粒度（二）粒度以以刚能通能通过的那一号的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如网的网号来表示磨料的粒度，如60微粉：磨粒的直径微粉：磨粒的直径40um时，如，如W20磨粒尺寸在磨粒尺寸在2014um 粗磨用粗粒度，精磨用粗磨用粗粒度，精磨用细粒度粒度；当工件材料；当工件材料软，塑性大，塑性大，磨削磨削 面面积大大时，采用粗粒度，以免堵塞砂，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。工件。2024/2/28 周三56（三）（三）结合合剂1.陶瓷陶瓷结合合剂（V）化学化学稳定性好、耐定性好、耐热、耐腐、耐腐蚀、价廉，、价廉，占占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，高速，线速度一般速度一般为35m/s。2.树脂脂结合合剂（B）强度高度高弹性好，耐冲性好，耐冲击，适于高速磨或，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐切槽切断等工作，但耐腐蚀耐耐热性差性差(300)，自，自锐性好。性好。3.橡胶橡胶结合合剂（R）强度高度高弹性好，耐冲性好，耐冲击，适于抛光，适于抛光轮、导轮及薄片砂及薄片砂轮，但耐腐，但耐腐蚀耐耐热性差性差(200)，自，自锐性好。性好。4.金属金属结合合剂（M）青青铜、镍等，等，强度度韧性高，成形性好，性高，成形性好，但自但自锐性差，适于金性差，适于金刚石、立方氮化石、立方氮化硼砂硼砂轮。2024/2/28 周三57 （四）硬度（四）硬度指砂指砂轮工作工作时在磨削力作用下磨粒脱落的在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。易程度。取决于取决于结合合剂的的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。合能力及所占比例，与磨料硬度无关。硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。性好。分分7大大级(超超软、软、中、中软、中、中硬、硬、超硬、中、中硬、硬、超硬)，16小小级砂砂轮硬度硬度选择原原则：1.磨削硬材，磨削硬材，选软砂砂轮；磨削；磨削软材，材，选硬砂硬砂轮；2.磨磨导热性差的材料，不易散性差的材料，不易散热，选软砂砂轮以免工件以免工件烧伤；3.砂砂轮与工件接触面与工件接触面积大大时，选较软的砂的砂轮；4.成形磨精磨成形磨精磨时，选硬砂硬砂轮；粗磨；粗磨时选较软的砂的砂轮。2024/2/28 周三58 （五）（五）组织反映砂反映砂轮中磨料、中磨料、结合合剂和气孔三者体和气孔三者体积的比例关系，的比例关系，即砂即砂轮结构的疏密程度，分构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三密、中等、疏松三类13级。紧密密组织成形性好，加工成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨量高，适于成形磨、精密磨和和强力磨削。力磨削。中等中等组织适于一般磨削工作，如淬火适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。、刀具刃磨等。疏松疏松组织不易堵塞砂不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨，适于粗磨、磨软材、磨平面、内材、磨平面、内圆等接触面等接触面积较大大时，磨，磨热敏性敏性强的材料或薄件的材料或薄件2024/2/28 周三59 （六）砂（六）砂轮的的标志方法志方法按按GB248484规定，定，标志志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨序如下：磨具形状、尺寸、磨料、粒度、硬度、料、粒度、硬度、组织、结合合剂和最高和最高线速度。速度。砂砂轮标志方法示例如下：志方法示例如下：PB 4004060 A 60 L 5 B 35 形状代号薄片形状代号薄片外外经D400mm 厚度厚度H40mm 内径内径d60mm 磨料（棕磨料（棕刚玉）玉）60号粒度号粒度硬度中硬度中软2 5号号组织树脂脂结合合剂最高工作最高工作线速度（速度（m/s）2024/2/28 周三60 二、砂二、砂轮的修整的修整磨磨损表表现为磨耗磨磨耗磨损和破碎磨和破碎磨损。自。自锐性有限，性有限，应及及时修整，保修整，保证砂砂轮有合理使用寿命，否有合理使用寿命，否则引起振引起振动、Ra值增大、表面增大、表面烧伤或裂或裂纹等。等。砂砂轮修整除用于磨修整除用于磨损砂砂轮外，外，还用于以下用于以下场合：合：砂砂轮被切屑堵塞；被切屑堵塞；部分工材粘部分工材粘结在磨粒上；在磨粒上；砂砂轮廓形失真；廓形失真；精密磨中的精精密磨中的精细修整等。修整等。常用修整工具是常用修整工具是单颗粒金粒金刚石。修整用量包括修整石。修整用量包括修整导程程fx （磨粒平均尺寸）和修整深度磨粒平均尺寸）和修整深度ap（粗磨（粗磨0.010.03mm)修整修整时应使用充足的切削液。使用充足的切削液。2024/2/28 周三61