《机械制造技术基础 第2版 教学课件 ppt 作者 黄健求 03第三章 金属切削刀具》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础 第2版 教学课件 ppt 作者 黄健求 03第三章 金属切削刀具（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属切削刀具,金属切削刀具是机械加工最基本的工艺技术装备，加工表面不同，加工方法和设备不同，所使用的切削刀具也不同。 本章主要介绍：刀具材料、刀具类型及常用刀具：车刀、铣刀、孔加工刀具和典型的复杂刀具的结构特点及应用。,1 概述,一、刀具材料 1.刀具材料应具备的基本性能 （1）高的硬度 （刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度；刀具材料的常温硬度，一般要求在60HRC以上）。 （2）高的耐磨性 （3）足够的强度和韧性 （4）良好的导热性；耐热性（热稳定性）和耐热冲击性能 （5）良好的工艺性能 （6）经济性,2.常用刀具材料 1）高速钢 常用高速钢的力学性能（表3-1 ）及应用:,表3-1 常用
2、高速钢的力学性能,（2）硬质合金 国际标准化组织ISO将切削用硬质合金分为三类： K类硬质合金(相当于我国YG钨钴类) P类硬质合金(相当于我国YT钨钛类) M类硬质合金(相当于我国YW碳化钨类) 常用硬质合金的牌号、性能及使用范围/表3-2:,常用硬质合金的牌号、性能及使用范围（表2-2）。,表2-2 常用硬质合金的牌号、性能及使用范围,（3）其它刀具材料 涂层刀具 (TiC;TiN) 陶瓷(Al203;+TiC;Si3N4) 金刚石(单晶天然；聚晶人造) 立方氮化硼(CBN),二、刀具的种类 刀具按加工方式和具体用途可分为以下几种类型： 车刀类: 单齿刀具, 它包括车刀、刨刀、插刀、镗刀、
3、成形车刀、自动机床和半自动机床用的切刀以及一些专用切刀。 铣刀类: 多齿刀具,它用于在铣床上加工各种平面、侧面、台阶面、成形表面以及用于切断、切槽等。根据齿形不同，铣刀可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀两类。 孔加工刀具类: 它包括从实体材料上加工孔以及对已有孔进行再加工所用的刀具。如各种钻头、扩孔钻、锪钻、铰刀、复合孔加工刀具等。 拉刀类: 这类刀具用于加工各种形状的通孔、贯通平面及成形表面等，是高生产率的多齿刀具，一般用于大批量生产。 螺纹刀具类: 它用于加工各种内外螺纹，如螺纹车刀、螺纹梳刀、丝锥、板牙、螺纹铣刀、螺纹切头、滚丝轮、搓丝板等。 齿轮刀具类: 它用于加工各种渐开线齿轮和其他非渐开线齿
4、形的工件，如齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、蜗轮滚刀、花键滚刀等。,2 车刀,一、车削与车刀 车削:工件回转,刀具移动的切削加工方法 车刀：金属切削加工中应用最广泛的一种刀具。它可以用来加工外圆、内孔、端面、螺纹及各种内、外回转体成形表面，也可用于切断和切槽等。 1.车刀的类型:车刀的主要类型如图3-1所示:,图3-1 常用车刀的种类及其用途 1切断刀 2左偏刀 3右偏刀 4弯头车刀 5直头车刀 6成形车刀 7宽刃精车刀 8外螺纹车刀 9端面车刀 10内螺纹车刀 11内槽车刀 12通孔车刀 13盲孔车刀,2.车刀结构及应用 1).整体车刀: 2).焊接车刀:,3).焊接装配式车刀,4).机夹车刀,5
5、).可转位车刀,图3-6 常用的可转位硬质合金刀片形状,二、成形车刀,1.成形车刀的作用 成形车刀:切削刃形状根据工件的廓形设计制造。是加工回转体成形表面的专用工具，用成形车刀加工，只要一次横向切削行程就能切出所需要的成形表面，生产率较；成形表面的精度主要取决于刀具的设计和制造精度，与工人技术水平无关；它可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性，加工精度可达IT9ITl0，表面粗糙度Ra6.33.2m。 成形车刀的可重磨次数多，使用寿命较长，但是刀具的设计和制造较复杂，成本较高，一般在大批大量生产中使用。由于成形车刀的刀刃形状复杂，并且用硬质合金作为刀具材料时制造比较困难，因此多用
6、高速钢作为刀具材料。,2.成形车刀的种类 (1)平体成形车刀 结构特点： 前角及后角的形成： 制造形成 安装容易：底面与 基面平行 应用：,图3-7 平体成形车刀,(2)棱体成形车刀 结构特点： 前角及后角的形成： 制造安装形成 安装：专用夹具安装 应用：,图3-8 棱体成形车刀,(3)圆体成形车刀 结构特点： 前角及后角的形成： 制造安装形成 安装：刀具中心高 於工件中心 H/R=sina 应用：,图3-9 圆体成形车刀,3 铣削与铣刀 一、铣削 刀具旋转工件移动的切削方法 1.圆周铣削：如下图3-12所示:,逆铣和顺铣 1）逆铣 铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反，这种铣削方
7、式称为逆铣。如图3-12a所示，加工平稳，用於粗加工。 2）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，这种铣削方式称为顺铣。如图3-12b所示，加工不平稳但表面质量好，用於精加工。,2.端铣：对称铣削与不对称铣削,1）对称铣削:切入、切出时切削厚度相同 2）不对称逆铣:切入时切削厚度最小，切出时切削厚度最大，可减小切入时的冲击 3）不对称顺铣:切入时切削厚度最大，切出时切削厚度最小,a)对称铣削 b) 不对称逆铣 c) 不对称顺铣,图3-13 端铣的三种铣削方式,3.铣削特点及应用 特点： ).断续切削 ).多刃切削 3.)属于半封闭或封闭式容屑方式 4.)有切入切出过程 ?应用
8、：,二、铣刀的种类和用途,1.按用途分类 a)圆柱铣刀 b)端铣刀 c)槽铣刀(锯片铣刀) d)两面刃铣刀 e)三面刃铣刀 f)交错齿三面刃铣刀 g)立铣刀 h)键槽铣刀 i-j)角度铣刀 k)成形铣刀,2.按齿背加工形式分类 (1)尖齿铣刀 尖齿铣刀的特点是齿背经铣制而成，并在切削刃后磨出一条窄的后刀面，铣刀用钝后只需刃磨后刀面，刃磨比较方便。 (2)铲齿铣刀 铲齿铣刀的特点是齿背经铲制而成，铣刀用钝后仅刃磨前刀面，易于保持切削刃原有的形状，因此适用于切削刃廓形复杂的铣刀，如成形铣刀等。 此外，铣刀还按齿数疏密程度分为粗齿铣刀和细齿铣刀。粗齿铣刀刀齿少、刀齿强度高、容屑空间大，用于粗铣。细齿
9、铣刀齿数多、容屑空间小，用于精铣。,三、成形铣刀,成形铣刀:刀具廓形根据工件轮廓形状设计制造。是在铣床上加工成形表面的专用刀具,用成形铣刀可在通用的铣床上加工复杂形状的表面，并获得较高的精度和表面质量，生产率也较高。成形铣刀常用于加工成形直沟和成形螺旋沟。 齿背的加工形式:成形铣刀分为尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀两种。廓形复杂的成形铣刀常做成铲齿成形铣刀:其后刀面是渐开面;前刀面是平面，刃磨很方便，且能保证铣刀的廓形不变:,图3-15 成形铣刀的铲齿,4.孔加工刀具,一、孔加工刀具的种类和用途 按其用途可分为两大类： 1.实体材料孔加工刀具: 常用的有中心钻、麻花钻、和深孔钻等。 2.已有孔进行
10、再加工的刀具: 常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。,二、中心钻的种类和用途,图3-23 标准高速钢麻花钻的组成,三、麻花钻的结构和用途 1.麻花钻的结构组成,2.麻花钻的用途 麻花钻是孔加工刀具中应用最为广泛的刀具（如下图3-23所示），特别适合与30mm以下孔的粗加工，有时也可用于扩孔。麻花钻按其制造材料分为高速钢麻花钻和硬质合金麻花钻。用高速钢麻花钻加工的孔精度可达IT11ITl3，表面粗糙度可达Ra6.32.5m；用硬质合金钻头加工时则分别可达ITl0IT11和Ra12.53.2m。,四、深孔钻 深孔钻一般是用来加工孔深度与直径之比大于510的孔。为解决深孔加工中的断屑、排屑、冷却润滑和导向
11、等问题，人们先后开发了外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻和套料钻等多种深孔钻。图3-17是用于加工枪管的外排屑深孔钻的工作原理:,图3-17 深孔钻,五、扩孔钻,扩孔钻通常用于铰或磨前的预加工或毛坯孔的扩大。扩孔钻的外形和麻花钻相类似，只是加工余量小，主切削刃较短，因而容屑槽浅，刀齿数目较麻花钻多，刀体强度高，刚性好，故加工后的质量比麻花钻加工的好。一般加工精度可达ITl0IT11，表面粗糙度可达Ra6.33.2m，通常作为孔的半精加工刀具。常见的结构型式有高速钢整体式、镶齿套式和镶硬质合金可转位式，分别见下图3-18a、b、c:,六、锪钻,锪钻用于在孔的端面上加工圆柱形沉头孔（如下图3-19
12、a所示）、锥形沉头孔（如图3-19b所示）或凸台表面（如图3-19c所示）。锪钻上的定位导向柱是用来保证被锪的孔或端面与原来的孔有一定的同轴度或垂直度的。导向柱可以拆卸，以便制造锪钻的端面齿。锪钻可制成高速钢整体结构或硬质合金镶齿结构。,图3-19 锪钻,七、铰刀,1.铰刀的应用:对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。铰刀是精加工或半精加工刀具，由于加工余量小，齿数多，加工精度和表面质量都较高，加工精度可达IT6IT7，加工表面粗糙度可达Ra1.60.2m 。铰孔在生产中应用很广，常用于中小孔的半精加工和精加工。,2.铰刀的类型 铰刀一般分为手用铰刀及机用铰
13、刀两种。 手用铰刀柄部为直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式(如图3-30a所示)和外径可调整式(如图3-30b所示)两种。 机用铰刀可分为带柄的(如图3-30c所示)和套式的(如图3-30d所示)。 铰刀不仅可加工圆形孔，也可用锥度铰刀加工锥孔(如图3-30e所示)。,图3-27 铰刀,3.铰刀的结构组成,八、镗刀,镗刀是一种很常见的扩孔用的刀具，在许多机床上都可以用镗刀镗孔(如车床、铣床、镗床以及组合机床等)。镗孔的加工精度可达IT6IT7，加工表面粗糙度可达Ra6.30.8m，常用于较大直径的孔的粗加工、半精加工和精加工。根据镗刀的结构特点及使用方式，可分为单刃镗刀、双
14、刃镗刀。单刃镗刀如图3-20所示，结构与车刀类似，只有一个主切削刃，结其构简单、制造方便、通用性强，但刚性差，镗孔尺寸调节不方便，生产效率低，对工人操作技术要求高。单刃镗刀一般均有调整装置。,图3-20 单刃镗刀,在精镗机床上常采用微调镗刀以提高调整精度(如图3-21所示)。 双刃镗刀两边都有切削刃，工作时可以消除径向力对镗杆影响，工件的孔径尺寸与精度由镗刀径向尺寸保证。镗刀上的两个刀片径向可以调整，因此，可以加工一定尺寸范围的孔。图3-22为常用的装配式浮动镗刀，刀块2以动配合状态浮动安装在镗杆的径向孔中，工作时，刀块在切削力的作用下保持平衡对中，可以减少镗刀块安装误差及镗杆径向跳动所引起的
15、加工误差。,图3-21 微调镗刀 图3-22 双刃镗刀,5 复杂刀具,螺纹刀具、拉刀和齿轮加工刀具常称为复杂刀具，一般有专业化刃具厂生产。,一、螺纹刀具,1. 螺纹车刀* 2.丝锥* 3.板牙*,二、拉刀,1.拉削过程 拉削时，拉刀沿其轴线作等速直线运动，由于拉刀的后一个(或一组)刀齿高出前一个(或一组)刀齿，所以能够依次从工件上切下金属层，从而获得所需的表面（如图3-35所示）。,图3-38,2.拉削特点,生产率高 拉刀是多齿刀具，同时参加工作的刀齿多，切削刃的总长度大，又多为直线运动，一次行程即完成粗、半精及精加工，因此生产率很高。 加工后工件精度与表面质量高 拉削时的切削速度很低（一般=
16、1.028 m/min），拉削过程平稳，切削厚度小(一般精切齿的切削厚度=0.0050.015mm)，因此可加工出精度为IT7，表面粗糙度不大于Ra0.8的工件。 拉刀使用寿命高 由于拉削速度很低，而且每个刀齿实际参加切削的时间极短，因此拉刀使用寿命很高。 加工范围广，可拉削各种特型表面 图3-39所示是其中的一些例子。 拉削运动简单 拉削只有主运动，拉削过程的进给量即相邻两刀齿的齿高差。 由于拉刀构造比较复杂，制造成本高，因此般多用于大量或成批生产。,3.拉刀的种类和应用范围,拉刀是一种高生产率、高精度的多齿刀具。由于拉削加工方法应用广泛，拉刀的种类也很多。 按加工表面不同 可分为内拉刀和外拉刀。前者用于加工如圆孔、方孔、花键孔等内表面；后者用于加工平面、成形面等外表面。 按拉刀工作时受力方向的不同 可分为拉刀和推刀。 按拉刀的结构 可分为整体式和组合式 整
