2-1_金属切削刀具

第二章 制造工艺装备§2-1 金属切削刀具 §2-2 金属切削机床 §2-3 机床夹具

机械制造系统：单台加工设备或加工中心；多台加工 设备、工具和辅助系统组成的制造单元。 输入：毛坯、刀具、夹具、量具等；经储运、加工、检验 输出：成品或半成品。 机械加工工艺系统：是机械制造系统的一部分，由机 床、夹具、刀具和工件四要素组成。 金属切削加工必须具备三个条件： ① 刀具与工件之间要有相对运动； ② 刀具具有适当的几何参数，即切削角度等； ③ 刀具材料应具有一定的切削性能。

2.1 金属切削刀具 一、金属切削加工的基本概念 二、刀具角度 三 、刀具材料

四、常用金属切削刀具种类及其用途简介五、磨具

一、金属切削加工的基本概念.

1、机床的切削运动 (主运动、进给运动和合成运动) 切削运动: 刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。 以车削为例： 车削运动 工件的转动 + 刀具的直线移 动

图2-1 车削运动

1. 切削运动1)主运动 是切下切屑的最基本运动，切削运动中消耗功率 最大，速度最高。有且仅有一个。 运动形式： 旋转运动，如车削、镗削的主轴运动， 直线运动，如刨削、拉削的刀具运动； 运动主体： 工件，如车削， 刀具，如铣削。

1. 切削运动

2)进给运动 使新切削层不断投入切削。速度较低，消耗功率较少。 运动形式： 旋转运动、直线运动或两者组合。 连续的，如车削；间歇的，如刨削。 一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向 与横向进给运动。 运动主体： 工件，如铣削、磨削， 刀具，如车削、钻削。

1. 切削运动

3)合成切削运动Ve 主运动与进给运动同时 进行时，刀具切削刃上一 点相对工件的运动。 合成速度向量等于主运 动速度与进给运动速度的 向量和。 Ve=Vc+Vf

切削时的工件表面切削过程中，工件上有三个不断变化的表面，如图。 ① 待加工表面 工件上即将被切除的表面。 ② 过渡表面 正被切削的表面。 下一切削行程将被切除。 ③ 己加工表面 切削后形成的新表面。

2. 切削参数(1)切削用量 即切削三要素： 切削速度、进给量和切削深度。 切削速度Vc 指单位时间内工件与刀具沿主运动方向相对移动的 距离，单位m/s。 主运动为旋转运动时(如车、钻、铣、镗、磨等), Vc=πnd/60×1000 d—工件待加工表面直径或刀具的最大直径mm; n—主运动转速r/min。

2. 切削参数

进给量f或进给速度Vf 进给量f —刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。 mm/r或mm/str。 每齿进给量fz: mm/z,多刃刀具，如铣刀，有z齿。 每分钟进给量Vf:mm/min 则Vf、fz与f的关系为：Vf=f· n=fz· n

z· 合成切削速度ve按平行四边形法则求。

2. 切削参数

切削深度ap (背吃刀量) 是工件上已加工表面与待加工 表面间的垂直距离，mm 。在与 主运动和进给运动方向所组成的 平面的法线方向上度量。 车外圆时： ap=(dw-dm)/2 钻孔时： ap=dw/2

例题：车外圆时工件加工前直径为62mm,加工后直径为56 mm,工件转速为4r/s,刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm,

工件加工长度为110mm,切入长度为3mm,求vc、f、ap和切削工时t 。

解：vc =πdn/1000 = π·62· 4/1000 = 0.779 m/s

f = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/rap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm

t =(l+l1+l2)/ vf =(110+3+0)/2=56.5 s

(2) 切削层参数切削层：切削过程中，刀具 相对于工件沿进给运动方向每 移动 f或 fz时，一个刀齿切下 的工件材料层。 假设：刀尖为主、副切削刃的 实际交点，且λs=0,Kr’=0, 则切削层截面为平行四边形； 切削层参数测量平面为基面。切 削 层 公称宽度bD 参 数 公称横截面 积AD 公称厚度hD 在过渡表面法线方向度量，即相邻两过渡表面间距离。反映 切削刃单位长度上的切削负荷。越小，单位负荷越小。 沿过渡表面测量。反映切削刃参加切削的长度。越大，散热 越好。 hD=fsinkr,bD=ap/sinkr,AD=hD*bD=fsinkr*ap/sinkr=f*ap

(2)切削层参数 切削厚度

h D f sin k r

切削宽度 bD=ap/sinKr

公称截面积AD=hD*bD=f*sinkr*ap/sinkr=f*ap

f

ap

a)

b)

c)

图2-7 切削层截面

残留面积⊿A=名义切削层面积AD -实际切削层面积Ae 即刀具副偏角Kr′≠0时，残留在已加工表面上的不平部分 面积。

bD = ap hD = f

Dm

dw

Κr

二、刀具的角度1. 刀具切削部分的组成

图2-47 各种刀具切削部分形状

切削刀具种类很多，形状各异，但其切削部分都有共同 的特征。可看作是外圆车刀的演变和组合。 刀具由刀头和刀体组成