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1、 第2章金属切削刀具 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 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 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
2、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 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 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
3、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 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 1 麻花钻主要用于孔的粗加工 IT11级以下 表面粗糙度Ra25 m 6 3 m 一 孔加工刀具的种类及用途 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 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
4、稳 生产率高 加工质量好 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IT6 IT7级 表面粗糙度达Ra1 6 0 4 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 一 孔加工刀具的种类及用途 7 绞刀 1 绞刀的结构 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
5、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 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IT6 IT7级 表面粗糙度达Ra6 3 0 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 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IT9 IT8 表面粗糙度为Ra6 3 1 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 一
6、 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 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 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 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
7、的进给方向相同 三 铣削方式 1 圆周铣削 逆铣 刀齿的切削厚度从ap 0至apmax 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apmax到ap 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 三 铣削方式 1 圆周铣削 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ap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
8、用于淬硬钢 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 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 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 一 拉刀的结构及拉削原理 1 拉刀的结构 一 拉刀的结构及拉
9、削原理 2 拉削原理 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 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 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 三 拉削方式 1 分层式拉削 2 渐成式
10、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 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 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 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
11、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 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 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 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 一 齿轮刀具的类型 2 按加工原理
12、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 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 二 齿轮滚刀 二 齿轮滚刀 三 插齿刀 1 插齿刀的基本工作原理 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
13、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 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 1 磨料 直接担负切削工作 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
14、60目孔眼的筛网 直径小于40 m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28 m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 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 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 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
