机械制造工程学-二-金属切削刀具.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,.,*,第 2 章 金属切削刀具,1,.,2-1 车 刀,车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具，它可以在普通车床、转塔车床、立式车床、自动与半自动车床上，完成工件的,外圆、端面、切槽或切断等,不同的加工工序。,2,.,一、车刀的种类及用途,直头外圆车刀,车削外圆和外圆倒角；,弯头车刀,车削外圆、端面、倒角；,偏 刀,左偏刀和右偏刀，车削外圆、轴肩、端面；,切断刀,切断工件、切槽；,镗孔刀,镗削内孔；,螺纹车刀,车削螺纹；,成形车刀,加工成形回转表面，属专用刀具。,3,.,二、车刀的结构形式,1.整体式车刀,硬质合金焊接式车刀,，结构简单、紧凑，抗振性能好，制造方便使用灵活。,刀片易产生应力和裂纹,。,多采用高速钢材料,2.焊接式车刀,3.机夹重磨式车刀,避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；,刀杆可重复使用利用率较高。,但结构复杂、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂纹。,4,.,二、车刀的结构形式,4.机夹可转位式车刀,不需刃磨，刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削性能、硬度和抗弯强度。,减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，提高了生产效率。,可使用涂层刀片，提高刀具耐用度。,机夹刀片,：,正三角形、正四边形、,正五边形、菱形、圆形等。,5,.,二、车刀的结构形式,4.机夹可转位式车刀,刀片夹紧方式：,上压式,夹紧力大，夹紧可靠,；,缺点是夹紧螺钉及压板会阻碍切屑的流出、易被切屑擦伤,。适用于不带孔的刀片。,偏心式,零件少，制造简单，切屑流出不受阻碍，也不会擦伤夹紧元件,；,缺点是夹紧力不大,。适用切削力不大且连续切削。,综合式,兼有上述两种方式的优点,，适用切削力大及有冲击负载的切削。,6,.,2-1 孔加工刀具,孔加工刀具用途广、种类多，一般可分为两大类：,在实体材料上加工孔的刀具，,如麻花钻、中心钻、扁钻、深孔钻等；,对孔进行再加工的刀具，,如扩孔钻、绞刀、镗刀、锪钻等。,7,.,1.麻花钻,主要用于孔的粗加工，IT11级以下；表面粗糙度Ra25m6.3 m。,一、孔加工刀具的种类及用途,8,.,一、孔加工刀具的种类及用途,2.中心钻,加工中心孔,3.扁钻,机构简单、刚性好、刃磨方便，加工较大直径的孔（38mm）；,9,.,一、孔加工刀具的种类及用途,4.深孔钻,加工深孔（长径比10）。,5.扩孔钻,用于绞孔、磨孔前的加工或毛坯孔的扩大。与麻花钻相比，其切削平稳、生产率高、加工质量好。,10,.,一、孔加工刀具的种类及用途,6.锪钻,加工孔端面上的沉头孔。,7.绞刀,加工成形回转表面，属专用刀具。加工孔精度达IT6IT7级，表面粗糙度达Ra1.60.4。,11,.,一、孔加工刀具的种类及用途,7.绞刀,铰刀的类型:,（a）直柄机用铰刀,（b）锥柄机用铰刀,（c）锥柄机用铰刀,（d）手用铰刀,（e）可调节手用铰刀,（f）套式机用铰刀,（g）直柄莫式圆锥铰刀,（h）手用1:50锥度铰刀,12,.,一、孔加工刀具的种类及用途,7.绞刀,1）绞刀的结构,13,.,一、孔加工刀具的种类及用途,7.绞刀,2）绞削加工中的“,扩张,”与“,收缩,”,扩张,：实际加工的孔径比绞刀校准部的直径大。,原因,：刀齿的径向误差、工件与刀具的安装误差，积屑瘤的作用，工件材料、绞削用量、切削液等因素的影响。,收缩,：实际加工的孔径比绞刀校准部的直径小。,原因,：工件材料的弹性恢复。如加工薄壁的韧性材料、硬质合金绞刀高速绞孔等。,14,.,一、孔加工刀具的种类及用途,8.镗刀,加工直径较大的孔，精度可达IT6IT7级，表面粗糙度达Ra6.30.8，精镗可达Ra0.4。,单刃镗刀、多刃镗刀，微调镗刀、浮动镗刀,浮动镗刀:,1.刀片,2.刀块,3.调节螺钉,4.斜面垫板,5.紧固螺钉,15,.,2-3 铣 刀,铣削是一种应用非常广泛的加工方法。,加工精度一般为IT9IT8，表面粗糙度为Ra6.31.6。,铣刀为多齿刀具，有较高生产率。,主要用于平面、台阶、沟槽和各种成形面的,粗加工,和,半精加工,。,16,.,一、铣刀的种类及用途,按用途可分为：,圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。,17,.,一、铣刀的种类及用途,按用途可分为：,圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。,18,.,一、铣刀的种类及用途,按齿背加工形式可分为：,尖齿铣刀、铲齿铣刀,（如成形铣刀的齿背为铲齿加工而成）,二、铣削的特点,1）断续切削,采用大螺旋角刀齿,2）使用多刃刀具,校准刀齿高度,3）容屑和排屑问题,齿疏密适当,4）切入过程,采用硬质合金刀具,19,.,三、铣削方式,1.圆周铣削,用分布于圆柱面上的刀齿进行的铣削，,称为周铣。,逆铣,：铣刀,切入,工件时的切削速度方向与工件的进给方向,相反,。,顺铣,：铣刀,切出,工件时的切削速度方向与工件的进给方向,相同,。,20,.,三、铣削方式,1.圆周铣削,逆铣：,刀齿的切削厚度从a,p,=0,至,a,pmax,；,切入时，出现打滑，刀齿较易磨损；,已加工表面冷硬现象严重；,要求工件装夹紧固；,进给比较平稳。,顺铣：,刀齿的切削厚度从,a,pmax,到,a,p,=0,；,刀齿磨损较少，提高刀具耐用度；,已加工表面质量较高；,工件表面硬皮易损坏刀齿；,进给速度时快时慢，影响工件表面粗糙度。,特点：,21,.,三、铣削方式,1.圆周铣削,22,.,三、铣削方式,2.端面铣削,用分布于铣刀端平面上的刀齿进行的铣削，,称为端铣。,1）对称铣,：刀齿切入工件与切出工件的,切削厚度a,p,相同,称为对称铣削。,特点,：切入、切出时的切削厚度相同，避免后续刀齿在冷硬层上切削，,一般端铣多采用此方式,，尤其适用于淬硬钢。,23,.,三、铣削方式,2.端面铣削,2）不对称逆铣,若切入时的切削厚度,小于,切出时的切削厚度，则为,不对称,逆铣,。,特点：,切入冲击小，切削力变化小，切削过程平稳，表面粗糙度小。,适于端铣普通碳钢和高强度低合金钢。,24,.,三、铣削方式,2.端面铣削,3）不对称顺铣,若切入时的切削厚度,大于,切出时的切削厚度，则为不对称铣,顺铣,。,特点：,可减小刀齿的滑行、挤压和加工表面的冷硬程度，提高刀具耐用度。,适于端铣普通碳钢和高强度低合金钢。,25,.,2-4 拉 刀,拉削加工质量好，生产率高。,拉刀寿命长，并且拉床结构简单。,拉刀结构复杂，制造比较麻烦，价格较高。,多用于大量和批量生产的精加工。,26,.,一、拉刀的结构及拉削原理,1.拉刀的结构,27,.,一、拉刀的结构及拉削原理,2.拉削原理,28,.,二、拉削的特点,1）生产率高，一次可完成粗、,半精、精加工,；,2）加工后的工件精度和表面粗糙度好；,3）拉刀的耐用度高；,4）可拉削特型面；,5）拉床结构简单；,6）,可修正尺寸、形状误差，,但不能修正位置误差,。,29,.,三、拉削方式,1.分层式拉削,1)成形式拉削,优点,：可获得较低的表面粗糙度。,30,.,三、拉削方式,1.分层式拉削,1)成形式拉削,缺点,：,分屑槽与切削刃交接处的尖角上散热条件最差，加剧了拉刀的磨损，,降低了拉刀的耐用度,；,刀齿上的分屑槽造成刀齿上有一条加强筋，,切屑卷曲困难,；,切屑很薄，因此,拉刀比较长,，浪费刀具材料，降低生产率；,除圆孔拉刀外，,制造都比较困难,。,31,.,三、拉削方式,1.分层式拉削,2)渐成式拉削,优点,：对于加工复杂成形表面的工件，,拉刀的制造要比成形式简单。,缺点,：在工件已加工表面上可能出现副切削刃的交接痕迹，因此加工出的,工件表面质量较差,。,32,.,三、拉削方式,2.分块式拉削,优点,：,由于切削厚度（即齿升量）大，在相同拉削余量下，轮齿式拉刀所需的,刀齿总数,要比成形式拉刀,少,很多；,不存在切屑加强筋，切屑卷曲顺利，,缩短了拉刀长度，节省刀具材料，提高拉削生产率,；,拉削带硬皮的铸铁件，,不易损坏刀齿,。,33,.,三、拉削方式,2.分块式拉削,缺点,：,由于切削厚度大，拉削后的工件,表面质量不如成形式拉刀好,。,34,.,三、拉削方式,3.综合式拉削,集中了成形式拉刀和轮切式拉刀的优点：既缩短了拉刀长度，保持较高的生产率，又能获得较好的工件表面质量。,综合式拉刀的粗切齿制成分块式结构，精切齿采用成形式结构。,35,.,2-5 齿轮加工刀具,齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，加工要求又各不相同，因此齿轮刀具的品种及其繁多。,36,.,一、齿轮刀具的类型,1.按加工齿轮的品种分,渐开线圆柱齿轮刀具,如齿轮铣刀，插齿刀，齿轮滚刀，剃齿刀；,蜗轮刀具,蜗轮滚刀、飞刀，蜗轮剃齿刀；,锥齿轮刀具,直齿锥齿的刨刀、铣刀，加工弧齿和摆线锥齿轮的铣刀盘；,非渐开线齿形刀具,花键滚刀，圆弧齿轮滚刀，棘轮滚刀，花键插齿刀，展成车刀。,37,.,一、齿轮刀具的类型,2.按加工原理分,成形齿轮刀具,如盘形模数齿轮铣刀，指形模数齿轮铣刀，齿轮拉刀，插齿刀盘等；,38,.,一、齿轮刀具的类型,2.按加工原理分,展成齿轮刀具,插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、曲线锥齿轮铣刀盘等。,39,.,二、齿轮滚刀,1.滚刀基本蜗杆,形式：,整体式齿轮滚刀、镶齿式齿轮滚刀、硬质合金齿轮滚刀,理论上，,只有渐开线为基本蜗杆的滚刀，造形误差才是零,。但由于渐开线蜗杆的轴截面和法截面都是曲线，制造较为困难，故生产中采用,阿基米德蜗杆,代替渐开线蜗杆。也可用,法向直廓蜗杆,代替渐开线蜗杆，但造形误差较大，一般不采用。,通常把滚刀切削刃所在的蜗杆叫做滚刀,产形蜗杆,，即,基本蜗杆,。,40,.,二、齿轮滚刀,41,.,二、齿轮滚刀,42,.,三、插齿刀,1.插齿刀的基本工作原理,43,.,三、插齿刀,2.插齿刀的齿面形状,插齿刀切削刃运动轨迹形成一个齿轮，称为,产形齿轮,。,要加工出正确的齿轮渐开线齿形，和它共轭的产形齿轮齿形必须是渐开线。因此，,插齿刀切削刃的端面投影必须是渐开线,。不考虑前角的影响插齿刀端面的齿形就是产形齿轮的齿形。,44,.,2-6 砂 轮,砂轮是磨削加工中使用最广泛的模具。砂轮是由结合剂将磨料颗粒黏合在一起后经烧结而成，因此其切削性能主要决定于,磨料、粒度、结合剂、硬度、组织,等基本要素。,45,.,1.磨 料,直接担负切削工作。,46,.,2.粒 度,粗磨,用粗粒度（,30,46,）,精磨,用细粒度（,60,120,）,磨削硬度低、塑性大的工件材料和磨削面积较大时,，为避免砂轮堵塞，可采用粗粒度的砂轮。,磨料颗粒的大小,。以磨粒刚能通过的那一号筛网（,1,英寸长度上多少目孔眼）来表示。如，,60,粒度,是指磨粒刚好可通过每英寸长度上有,60,目孔眼的筛网。,直径小于,40m,的磨粒称为微粉,。微粉的粒度以其尺寸大小来表示。如,尺寸为,28m,的微粉,，其粒度号为,W28,。,粒度对加工表面粗糙度和磨削生产率影响较大,。,47,.,3.结合剂,将磨料粘结一起，使砂轮具有必要的形状和强度的材料。,48,.,4.组 织,砂轮的组织反映了砂轮中磨料、结合剂和气孔三者间的体积比例关系。,以砂轮中气孔数量的大小即,气孔率,来表示。,组织号越大，磨粒所占体积越小，表明砂轮越疏松,。这样，气孔就越多，砂轮不易被切屑堵塞，同时可把冷却液或空气带入磨削区，使散热条件改善。,高密度、中等密度、疏松密度,。,49,.,5.硬 度,指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度,（即自砺性）。,工件材料较硬,时，选用较软的砂轮；,工件与砂轮接触面积大，工件的导热性差时,，选用较软的砂轮；,成形磨削,，选用较硬的砂轮；,50,.,