机械制造--常用刀具.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.2.4,常用刀具及加工方法,（,1,）车刀的种类,1,）直头外圆车刀；,2,）弯头车刀；,3,）偏刀；,4,）切槽或切断刀；,5,）镗孔刀；,6,）螺纹车刀；,7,）成形车刀；,1.,车刀及车削加工,（,2,）车刀的结构形式,整体式（,HSS),、焊接式、机械夹固式（重磨式、可转位式）,刀片夹紧方式：,1,）上压式,夹紧力大，,定位可靠，阻碍流屑,2,）偏心式,结构简单，,不碍流屑，夹紧力不大,3,）综合式,夹紧力大，,耐冲击，结构复杂,4,）杠杆式,可转位式车刀的组成：,可转位刀片、刀垫、刀杆、夹紧机构,切削性能好，辅助时间短，生产率高,（,3,）车刀的几何参数,1,）切削角度,六个主要角度：,主偏角、副偏角、前角、后角、,副后角、刃倾角,2,）其它几何参数的选择,过渡刃、刀刃钝圆半径、副倒棱等,三高一专的,先进刀具,高精度,高效率,高可靠性,专业化,先进的专用可转位刀具,（,4,）车削加工,1,）工件的安装,2,）车削的工艺特点,P85,学生自学,3,）车削方法及应用,2.,孔加工刀具及加工方法,（,1,）钻床及钻削加工,钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪平面,刀具作旋转,主运动,同时沿轴向移动作,进给运动,。,钻孔、扩孔、铰孔,立式钻床,通过移动工件位置,使被加工孔中心与主,轴中心对中，操作不,便，生产率不高。适,于单件小批生产中加,工,中小型零件,。,摇臂钻床,摇臂可绕立柱回转和升降，主轴箱可在摇臂上作水平移动。,工件固定不动，可方便地移动主轴，使主轴中心对准,被加工,孔中心。适于单件小批生产中加工,大而重的零件,。,其它钻床,（,a,）深孔钻床,一般采用卧式布局，工件旋转作主运动，钻头直线进给。,主要应解决的问题是：刚性及导向、断屑排屑、冷却润滑,（,b,）台式钻床,小巧灵活，钻孔直径,15mm,以下。适于单件小批生产中加,工小型零件。,（,2,）麻花钻,1,）标准麻花钻,标准高速钢麻花钻由工作部分、颈部及柄部三部分组成。,工作部分,分切削部分和导向部分。,两个前刀面、两个后刀面、,两个副后刀面、两个主刃、,两个副刃、一个横刃。,钻芯直径朝柄部方向递增。,柄部,夹持部分，有直柄和锥柄。,颈部,用于磨柄部时砂轮的退刀。,2,）麻花钻的修磨,前角从,30,到,30,横刃长前角,55,，,定心差，轴向力大，刚性差，排屑困难,磨短横刃增大前角，修磨主刃顶角分屑槽,（,3,）扩孔钻,扩钻孔是对工件已,有孔进行再加工，以扩,大孔径和提高加工质量,的刀具。,扩钻孔的刀齿一般有,3,4,个，故导向性好，切削平稳。由于扩孔余量较小，容屑槽较浅，刀体强度和刚性较好；扩孔没有横刃，改善了切削条件，因此，可大大提高切削效率和加工质量。,（,4,）铰刀,铰刀用于中、小尺,寸孔的半精加工和精加,工，也可用于磨孔或研,孔前的预加工。,铰刀齿数,6,12,个导向性好，芯部直径大刚性好。铰削余量小切削速度低，能获较高的加工精度和较好的表面质量。分手用铰刀和机用铰刀两类。手用铰刀又分为整体式和可调整式，机用铰刀分带柄的和套式的。,（,5,）镗刀及镗削加工,加工各种复杂和大型工件上（如箱体）有预制孔的孔，尤,其是直径较大的孔或孔系，一次安装多面加工，精度高。,卧式铣镗床,除镗孔外，还可,钻、扩、铰孔，,车螺纹、攻螺纹,车端面、铣端面,等，称万能镗床。,生产率较低。,镗削加工,3.,铣刀及铣削加工,（,1,）铣削加工的特点,铣刀旋转为,主运动,，工件或铣刀的移动为,进给运动,。,可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高,（,2,）铣床,1,）卧式升降台式铣床,2,）万能升降台式铣床,3,）立式升降台式铣床,工件可在三个方向进行位置,调整或作进给运动。,万能式在工作台与床鞍之间,增装一转盘，工作台可在水平面,内扳转一角度以加工螺旋槽等。,4,）龙门铣床,机床刚度高，可多,刀同时加工多个工件,或多个表面，生产率,高。适于成批大量生,产中加工大型工件上,平面和沟槽或多件同,时加工。,（,3,）铣刀,1,）铣刀的分类,圆柱平面铣刀,端铣刀,盘铣刀,单面刃、双面刃、三,面刃、错齿三面刃,锯片铣刀,立铣刀,键槽铣刀,角度铣刀,成形铣刀,（,4,）铣削方式,1,）顺铣和逆铣,周铣有顺铣和逆铣两种方式。,顺铣切削厚度大，接触长度,短，铣刀寿命长，加工表面光,洁，但不宜加工带硬皮工件，且进给丝杠与螺母间应消除间,隙。否则，应采用逆铣。,2,）对称铣与不对称铣,端铣有对称铣与不对称逆铣、,不对称顺铣三种方式。,铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小,切入冲击，刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣。,4.,刨刀、拉刀及拉削加工,刨床、拉床属直线运动机床，加工平面、沟槽、通孔及,成形面。,（,1,）刨床及刨削,1,）牛头刨床,机床和刀具简单，,应用灵活方便。但,有空行程，有冲击，,效率低。,单件小批生产中加,工平面、沟槽及纵,向成形面。,2,）龙门刨床,主要用来加工大平,面，尤其是长而窄的,平面，也可加工沟槽,或同时加工几个中小,型零件的平面。生产,率不如铣削高，主要,用于中小批生产及修,理车间。,3,）插床,插刀上下运动为主运动，工件可作纵横两个方向的移动，,工作台还可作分度运动。加工与安装面垂直的面、沟槽,（,2,）拉床及拉削,拉床只有主运动，结构简单，可一次加工成形，质量好，,效率高，但刀具设计制造复杂，适于大批量生产。,拉床按加工表面分为,内拉床,和,外拉床,；,按布局分为,卧式,和,立式,两类。,（,3,）拉刀,1,）拉刀种类,拉刀按加工表面分为,内拉刀,和,外拉刀,；,按拉削方式分,普通式、轮切式、及综合式,；,按受力不同分,拉刀,和,推刀,2,）拉刀的结构,普通圆孔拉刀结构如下：,5.,齿轮刀具,按齿形的形成原理,分成形法齿轮刀具和展成法齿轮刀具,（,1,）齿轮滚刀,1,）滚刀基本蜗杆,根据滚切原理知，滚刀基,本蜗杆的端面齿形应是渐开,线，法向模数和压力角应分,别等于被切齿轮的模数和压,力角。,（,a,）渐开线基本蜗杆,齿面是渐开螺旋面，,造形误差为零；,端面齿形：渐开线,轴向齿形：曲线,制造较为困难。,（,b,）阿基米德基本蜗杆,齿面是阿基米德螺旋面，,会产生一定的造形误差，,端面齿形：,阿基米德螺线,轴向齿形：直线,制造比较容易。,轴向截形应与渐开线蜗杆,齿形在分度圆处相切，即齿,形角应是渐开线蜗杆分度圆,处的齿形角。,2,）齿轮滚刀的结构,（,a,）整体齿轮滚刀,高速钢材料,套装式结构,轴肩与内孔同心,装刀检测径跳,多为零前角,顶刃后角,10,12,侧刃后角大约,3,齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高；,粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。,（,b,）镶齿齿轮滚刀,齿轮模数较大时，做成,镶齿结构，既节约高速钢，,又使刀片易锻造，提高性能,和使用寿命。,（,c,）硬质合金滚刀,用于小模数齿轮或精加工,硬齿面齿轮，代替磨齿。,常采用大的负前角，可达,30,45,3,）齿轮滚刀的选用,齿轮滚刀结构参数,容屑槽形式,直槽,制造方便，但,左右侧刃前角不等，,零度前角直槽滚刀,左侧刃前角小于零，,0,4,时采用。,螺旋槽,0,4,时采用,为使左右侧刃前角相等，,让螺旋槽垂直于滚刀螺,纹，即,k,=,0,滚刀直径和螺旋升角,滚刀直径螺旋升角,0,造形误差；圆周齿数,但滚刀直径过大，相同速度下转速降低，生产率降低，刀,坯锻造难度增大，成本增加。精加工滚刀适当增大直径。,齿轮滚刀的头数,滚刀头数主要影响生产率和齿形精度。,单头滚刀，,0,小，造形误差小，包络刃数多，齿面光洁；,多头滚刀，,0,大，造形误差大，但生产率高。,精加工齿轮滚刀都用单头的，粗加工和半精加工可用多头的,齿轮滚刀的合理使用,齿轮滚刀的磨损和窜刀,各刀齿磨损不均，齿轮中线处刀齿磨损较严重。确定滚刀长,度时应考虑轴向窜刀长度，标准滚刀长度为导程的,4,5,倍。,齿轮滚刀螺旋方向的选择,齿轮滚刀旋向根据被切齿轮旋向而定。被切齿轮螺旋角,10,时，滚刀做成右旋；,10,时，滚刀螺旋方向应,与被切齿轮旋向相同，以减小滚刀的安装角减小切入端负荷,滚刀的刃磨和检验,刃磨后必须保证前角不变；检验前刀面与滚刀轴线的平,行度（直槽）或前刀面导程误差（螺旋槽）；容屑槽的圆,周齿距误差；前刀面径向性误差。,（,2,）插齿刀,1,）插齿刀的分类和用途,标准直齿插齿刀,盘形插齿刀,加工外齿轮和大径内齿轮,75,、,100,、,125,、,160,、,200,碗形插齿刀,加工多联齿轮和内齿轮，有,50,、,75,、,100,、,125mm,。,锥柄插齿刀,加工内齿轮，有,25mm(m12.75),、,38mm(m13.75),斜齿插齿刀,盘形插齿刀,100,；,锥柄插齿刀,38,均有,15,和,23,两种。,人字齿轮插齿刀,加工无空刀槽的人字齿轮，,有,100,、,150,、,180,为,30,。,2,）插齿刀的齿面形状,插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为,产形齿轮,直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的,端面齿形，必,须是渐开线。,不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。,插齿刀有,顶刃后角和,侧刃后角，,重磨后顶圆,直径和分圆齿厚减小。,不同端剖面应是变位量,不同的变位齿轮，新刀,变位量最大，重磨后逐,渐减小。,O-O,剖面,变位,量为零称为原始剖面，,具有标准齿形。,插齿刀实质上是个,变变位齿轮,插齿刀的两侧面是两个,旋向相反的渐开螺旋面，,即两侧切削刃分别绕刀具,轴线作螺旋运动形成的螺,旋面，也就是斜齿轮的齿,面，制造容易，精度高。,任意端剖面的变位系数,x,0,=,b,0,tg,p,/,m,任意剖面的分圆齿厚,s,0,=s,0,2,b,0,tg,0,又,s,0,=s,0,2,x,0,m,tg,tg,0,=,x,0,m,tg,/,b,0,=,tg,tg,p,标准直齿插齿刀顶刃后角,p,=6,侧刃后角,c,2,顶刃前,角,p,=,5,侧刃投影不是渐开线，齿形角修正,(201014.5),2.2.5,磨料与磨具,砂轮 磨料结合剂,砂轮特性决定于五要素：,磨料、粒度、结合剂、硬度和,组织。,1.,磨料,锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性,（,1,）氧化物系（刚玉类，主要成份,Al,2,O,3,）,棕刚玉（,A,）韧，硬度低，磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁,白刚玉（,WA,）韧性低、硬，磨淬火钢、高速钢、高碳钢,铬刚玉（,PA,）韧，硬度低，,Ra,小，磨高速钢、不锈钢等,（,2,）碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）,黑色碳化硅（,C,）韧性低、硬度高，磨铸铁、黄铜等脆材,绿色碳化硅,(GC),韧性差、更硬，磨,Y,合金、陶瓷、玻璃等,（,3,）超硬磨料,人造金刚石（,D,）、立方氮化硼（,CBN,）,2.,粒度,以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如,60,微粉：磨粒的直径,40um,时，如,W20,磨粒尺寸在,20,14um,粗磨用粗粒度，精磨用细粒度；当工件材料软，塑性大，,磨削 面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。,3.,结合剂,1),陶瓷结合剂（,V,）,化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，,占,90%,，但性脆，不宜制成薄片，不宜,高速，线速度一般为,35m/s,。,2),树脂结合剂（,B,）,强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或,切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差,(300),，自锐性好。,3),橡胶结合剂（,R,）,强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、,导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差,(200),，自锐性好。,4),金属结合剂（,M,）,青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，,但自锐性差，适于金刚石、立方氮化,硼砂轮。,4.,硬度,指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。,取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。,硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。,分,7,大级,(,超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬,),，,16,小级,砂轮硬度选择原则：,1,）磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；,2,）磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；,3,）砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；,4,）成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。,5.,组织,反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，,即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类,13,级。,紧密组织,成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨,和强力磨削。,中等组织,适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。,疏松组织,不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内,圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件,6.,砂轮的标志方法,按,GB248484,规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨,料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。,砂轮标志方法示例如下：,PB 4004060 A 60 L 5 B 35,形状代号薄片,外经,D,400mm,厚度,H,40mm,内径,d,60mm,磨料（棕刚玉）,60,号粒度,硬度中软,2,5,号组织,树脂结合剂,最高工作线速度（,m/s,）,7.,砂轮的修整,磨损表现为磨耗磨损和破碎磨损。自锐性有限，应及时,修整，保证砂轮有合理使用寿命，否则引起振动、,Ra,值,增大、表面烧伤或裂纹等。,砂轮修整除用于磨损砂轮外，还用于以下场合：,砂轮被切屑堵塞；,部分工材粘结在磨粒上；,砂轮廓形失真；,精密磨中的精细修整等。,常用修整工具是单颗粒金刚石。修整用量包括修整导程,f,x,（磨粒平均尺寸）和修整深度,a,p,（粗磨,0.01,0.03mm),修整时应使用充足的切削液。,