项目6 正确使用机床刀具

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1、项目6 正确使用机床刀具机械制造林承全 严义章 主编机械工业出版社2010.7祝大家学习进步！ 为学须用毕生力 攀高贵在少年时 愿知识之泉， 经书籍之渠而奔流进你的心田！国家级“十二五”规划教材 基于工作过程的项目教材1项目6 正确使用机床刀具项目 6正确使用机床刀具2项目6 正确使用机床刀具1. 切削加工的意义和分类（1）切削加工是指使用切削工具从工件上切除多余材料，以获得几何形状、尺寸精度和表面质量等都符合要求的零件或半成品的加工方法。（2）切削加工是在材料的常温状态下进行的，它包括机械加工和钳工加工两种，其主要形式有：车削、刨削、铣削、磨削、齿形加工、锉削、錾削、锯割等。习惯上常说的切削

2、加工主要是指机械加工。 6.1.1切削加工6.1 切削运动和切削要素 3项目6 正确使用机床刀具6.1.1切削加工2. 切削加工在工业生产中的地位及特点（1）切削加工在机械制造过程中具有举足轻重的地位：在机械制造行业，切削加工所担负的加工量约占机器制造总工作量的40%60%。（2）切削加工的突出优点：可获得相当高的尺寸精度和较小的表面粗糙度参数值。几乎不受零件的材料、尺寸和质量的限制。非金属材料也可进行切削加工。4项目6 正确使用机床刀具在切削过程中，加工刀具与工件间的相对运动，就是切削运动 。它是直接形成工件表面轮廓的运动，如下图车床的运动。6.1.2切削运动5项目6 正确使用机床刀具切削运

3、动包括主运动和进给运动两个基本运动。 6.1.2切削运动6项目6 正确使用机床刀具举例：各种加工方法的切削运动6.1.2切削运动7项目6 正确使用机床刀具1待加工表面。2过渡表面（或称加工表面。3已加工表面。三个表面是不断变化的。6.1.3切削表面8项目6 正确使用机床刀具1. 切削速度 v (m/s 或 m/min)主运动为旋转运动 v =d n/1000往复运动 v = 2Lnr /10006.1.4切削要素2. 进给量 f (mm/r 或 mm/双行程)进给速度 vf=n f = n fz z （mm/s 或 mm/min)3. 背吃刀量（切削深度） ap车削外圆时 ap = (dw-d

4、m)/2 钻孔时 ap = dm/2 9项目6 正确使用机床刀具例题61车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56mm，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v、f、ap和切削工时t 。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 s10项目6 正确使用机床刀具6.2 刀具的几何角度 6.2.1 刀具几何角度的合理选用 1.

5、车刀切削部分的组成三面：前刀面A后刀面A副后刀面A 两刃：主切削刃 S副切削刃 S一尖：刀尖11项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 2. 车刀切削部分的几何参数 （1）正交平面参考系及三个空间相互垂直的参考平面基面 P。 主切削平面Ps。正交平面（主剖面）Po 。12项目6 正确使用机床刀具副偏角r 派生角度：如：楔角o、刀尖角 r等。r主偏角r后角o刃倾角s前角o6.2.1 刀具几何角度的合理选用 （2）刀具标注角度的基本定义副后角o六个独立角度 13项目6 正确使用机床刀具(1)合理前角选择应考虑的因素：增大前角，切屑易流出，可使切削力降低，切削轻快；但前角 过大时

6、，会削弱刀刃强度及散热能力，使刀具的寿命降低。当加工 塑性材料、工件材料硬度较低、刀头材料韧性较好或精加工时前角 值可取大些；当加工脆性材料、工件材料硬度较高、刀头材料韧性 较差或粗加工时前角值可取小些。 加工各种材料的前角参考值约为：铝合金取2535，铜合金 取35，低碳钢取2025，不锈钢取1525，中等硬度钢如45 钢、40Cr钢取1020，高碳钢取05，灰铸铁取15。 6.2.1 刀具几何角度的合理选用 3. 刀具角度的选择14项目6 正确使用机床刀具(2)合理后角选择应考虑的因素：增大后角，可减少刀具后面与工件之间的摩擦；但 后角过大时，刀刃强度将降低，散热条件变差，刀具容 易损坏。

7、一般来说，当加工塑性材料和精加工时，后角 可取大些。 通常，用高速钢制成的车刀，其后角约为615； 用硬质合金制成的车刀在强力切削时，其后角取36 ，精车时取812。 6.2.1 刀具几何角度的合理选用 15项目6 正确使用机床刀具(3)合理主偏角选择应考虑的因素：在切削尝试和进给量不变的情况下，增大主偏角， 可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加 工细长轴并减小振动；但由于主刀刃参加切削工作的长 度减小，刀刃单位长度上切削力加大，散热性能下降， 刀具磨损加快。通常，当加工细长轴时，主偏角取7590；强力 切削时，选取6075；加工硬材料时，取1030。6.2.1 刀具几何角度的合理

8、选用 16项目6 正确使用机床刀具(4)合理刃倾角选择应考虑的因素：增大刃倾角有利于提高刀具承受冲击的能力。当刃倾角为正值 时，切屑向待加工面方向流动；为负值时，切屑向已加工面方向流 出。刃倾角对切屑流向的影响如下图所示。6.2.1 刀具几何角度的合理选用 17项目6 正确使用机床刀具例如：车削时，刃倾角主要根据刀尖强度和流屑方向来选择，其 合理数值如下表：适用 范围精车 细长轴精车 有色 金属粗车 一般 钢和 铸铁粗车 余量 不均、 淬硬钢等冲击较大的 断续车削大刃倾角 薄切削s 值005050100005050100501504507506.2.1 刀具几何角度的合理选用 18项目6 正确

9、使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 4.车刀主要标注角度的测量（1）车刀量角仪工作原理车刀的标注（静态）角度可以用车刀量角仪进行测量，其测量的基本原理是：按照车刀静态角度的定义，在刀刃选定点上，用量角仪的指针平面（或侧面或底面），与构成被测角度的面或线紧密贴合（或相平行、或相垂直），把要测量的角度测量出来。 19项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 （2）回转工作台式车刀量角仪结构其结构主要由底盘刻度盘1、底盘指针2、支撑板3、导向块4、测量指针5、扇形刻度盘6、升降杆7、升降螺母8、滚花手轮9、小指针10、小刻度盘11等组成。 20项目6 正确使用机床刀具6

10、.2.1 刀具几何角度的合理选用 （3）测量步骤校准车刀量角仪的原始位置。用回转工作台式车刀量角仪测量车刀几何角度之前，必须先将量角仪的底盘指针、测量指针和小指针全部调整到零位，然后将车刀平放在支撑板上，使其侧面紧贴导向块侧面，称这种状态下的车刀量角仪位置为测量车刀的原始位置。 21项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 测量主偏角r。从测量车刀标注角度的原始位置起，顺时针转动支撑板使车刀主切削刃和测量指针前面紧密贴合，此时指针在底盘上所指示的刻度数值，即为主偏角r的数值。 22项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 测量刃倾角s。测量完主偏角r之后，此

11、时测量指针位于切削平面内，转动测量指针使其下边A与车刀主切削刃紧密贴合，则测量指针在扇形刻度盘上所指示的刻度数值就是刃倾角s的数值。测量指针在0左边时s取正值，测量指针在0右边时s取负值。 23项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 测量副偏角r。参照测量主偏角r的测量方法，逆时针方向转动支撑板，使车刀副切削刃和测量指针前面紧密贴合，此时指针在底盘上所指示的刻度数值即为副偏角r的数值。 24项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 测量前角o与后角o。首先将车刀量角仪放在测量主偏角r的位置上，使支撑板 逆时针转动90或使指针从底盘上的0刻度起逆时针转动90

12、-r 刻度的数值。此时，主切削刃在基面上的投影恰好垂直于测量 指针前面，然后用测量指针底边A与通过主切削刃上选定点的 前刀面紧密贴合，则测量指针在扇形刻度盘上所指示的刻度数 值就是前角o的数值。测量指针在0右边时o取正值，测量指 针在0左边时o取负值。测量完前角之后，支撑板不需要调整，只需平移导向块和 车刀，使测量指针的侧面C与通过主切削刃上选定点的后刀面 紧密贴合，此时测量指针在扇形刻度盘上所指示的刻度数值就 是后角o的数值。测量指针在0左边时o取正值，测量指针在 0右边时o取负值。 25项目6 正确使用机床刀具6.2.1 刀具几何角度的合理选用 测量车刀前角、后角示意图 26项目6 正确使

13、用机床刀具6.2.2常用刀具种类、材料及其选择 1. 刀具分类生产中所使用的刀具种类很多，可按照不同的方式进行分类： （1）按加工方式和具体用途，可分为车刀、孔加工刀具、铣 刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具 等几大类型。 （2）按所用材料性质，可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、 陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等。 （3）按结构形式，可分为整体式刀具、焊接式刀具、机夹式 刀具和可转位刀具等。 （4）按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。 刀具的种类及其划分方式将随着科学技术的发展而不断变化。27项目6 正确使用机床刀具2. 刀具切削部分的材料（1）刀具

14、切削部分材料的性能要求高的硬度和耐磨性常温硬度60HRC以上，耐磨性是硬度、 组织结构及化学性能等的综合反映。 足够的强度和冲击韧性高耐热性高温硬度、强度、耐磨性，抗氧化性、抗扩散粘结性等良好的工艺性锻造性能、磨削性能、热处理性能等经济性6.2.2常用刀具种类、材料及其选择 28项目6 正确使用机床刀具（2）常用的刀具材料目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢碳素工具钢是一种含C量较高的优质钢（含C一般为0.651.35%）。A、常用牌号有 T7A、T8AT13A等B、主要性能 淬火后硬度较高，可达HRC6165；红硬

15、性为200250，价格低廉，不耐高温，切削速度因此而不能提高，允许切削速度VC10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、锯条、锉等。6.2.2常用刀具种类、材料及其选择 29项目6 正确使用机床刀具合金工具钢在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr）、钨（W）、锰（Mn）等合金元素，能够提高材料的耐热性、耐磨性和韧性，同时还可以减少热处理时的变形。A、主要牌号有 9SiCr CrWMnB、主要性能 淬火后的硬度可达HRC6165，红硬性为300400，允许切削速度Vc=1015m/min,制作低速、形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具。如板牙、拉刀、手用铰刀（孔的精加工）等。6.2.2常用刀具种类、材料及其选择 30项目6 正确使用机床刀具高速钢 A、通用型高速钢（含碳量0.70.9%，6266HRC）钨系高速钢 W18Cr4V W14Cr4MnRE钼系高速钢 W6Mo5Cr4V2 高温塑性好主要用于一般材料的常规加工，速度不高于50m/min.B、高性能高速钢（