《机械制造基础》——刀具几何参数的选择教学课件.ppt

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1、前刀面Aγ主后刀面Aα副后刀面主切削刃S副切削刃S′刀尖1、指出车刀的三面二刃一尖。复习提问11231、指出车刀的三面两刃一尖。后刀面Aα主切削刃S前刀面Aγ副切削刃S′副后刀面Aα′刀尖复习提问2PrPsP02、指出正交平面参考系的三个参考面。基面切削平面正交平面复习提问343、指出图中车刀的角度及测量面123451——主偏角κr在基面中测量2——副偏角κr′3——前角γo4——后角αo在正交平面中测量5——刃倾角λs在切削平面中测量复习提问52.4刀具几何参数的选择6本次课的内容提要：一、前角和前面型式的选择；二、后角、副后角

2、的选择；三、主偏角、副偏角的选择；四、刀尖与过渡刃的选择；五、刃倾角的选择。78刀具的“合理”几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而能够达到提高切削效率、降低生产成本的目的的刀具几何参数。刀具的几何参数包括刀具角度、刀面的结构和形状、切削刃的型式等。8一、前角和前面型式的选择（一）、前角的作用（课后作业）1、影响切削力和切削功率；2、影响加工表面质量；3、影响刀具耐用度；4、影响断屑效果。99前角↑切削变形↓切削力↓→切削热↓→切削温度↓→耐用度↑楔角↓→强度↓→散热体积↓→→切削温度↑耐用度↓过大→崩

3、刃增大刀具前角，可以减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前刀面的摩擦阻力，从而减小了切削力、切削热，使刀具的耐用度提高。使刀具楔角减小，使切削刃与刀头的强度降低，刀头的导热面积和容热体积减小不易断屑工件表面质量↑若减小前角，可以增大切屑的变形，使之易于脆化断裂。影响已加工表面质量增大前角可以抑制积屑瘤和鳞刺的产生，减轻切削过程中的振动10（二）、前角的选择原则在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用度。刀具前角的合理选择，主要由刀具材料和工件材料的种类与性质以及加工要求决定。111、工件材料加工钢

4、件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时和前刀面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦，一般采用选择大的前角。加工铸铁等脆性材料时，塑性变形小，切屑为碎状，切屑与前刀面接触短，切削力主要集中在切削刃附近，受冲击时易产生崩刃，因此刀具前角相对塑性材料取得小些或取负值，以提高刀刃的强度。工件材料的强度、硬度高时，切削力大，为提高切削刃的强度，应选用较小的前角。122、刀具材料强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角，而脆性大的刀具甚至取负的前角。下图是不同刀具材料韧性的变化高速钢的抗弯强度和冲击韧性高于硬质合金，所以高速钢刀具的前角可比

5、硬质合金刀具的大些；而陶瓷刀具的脆性大，强度和韧性都不如硬质合金，所以陶瓷刀具的前角应该小些。立方氮化硼刀具陶瓷刀具硬质合金刀具高速钢刀具刀具的韧性增强，前角取大133、加工要求粗加工时，尤其是工件表面不连续、形状误差较大、有硬皮时，一般取较小的前角；精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变形与表面粗糙度。总之，前角选择方法为（课后作业）：（1）材料强度、硬度较低时，γo宜大；塑性材料γo宜大；脆性材料γo宜小；（2）刀具强度和韧性好时γo宜大；（3）粗加工、断续切削、加工铸锻件，γo宜小。14不锈钢35～4030～35铝及铝合金3

6、0～3525～30紫铜5～1010～15青铜、脆黄铜5～1010～15HT150、HT200铸、锻件、断续切削13～1810～1545（调质）18～2015～1845钢（正火）20～2518～20低碳钢精车粗车合理前角（度）工件材料硬质合金车刀合理前角参考值10～155～1015～2525～3015（三）、前刀面型式的选择：1、正前角平面型：特点是结构简单、刀刃锐利，但强度低，传热能力差。多用于切削脆性材料用刀具、精加工用刀具、成形刀具和多刃刀具。162、正前角平面带倒棱型：这种型式是沿切削刃磨出很窄的棱边，称为负倒棱。但倒棱的宽

7、度一定要使切屑沿前刀面而不是沿负倒棱流出，否则就是负前角了。这种型式多用于粗加工铸锻件或断续切削。173、负前角单面型：切削高强度、高硬度材料时，为使脆性较大的硬质合金刀片承受压应力，而采用负前角。当刀具磨损主要产生于后刀面时，可采用负前角单面型。但负前角会增大切削力。184、负前角双面型：当刀具前刀面有磨损时，刃磨前刀面会使刀具材料损失过大，重磨次数减少，应采用负前角双面型，双面型可减小前面的重磨面积，增加刀和重磨次数。这时负前角的棱面应具有足够的宽度，以确保切屑沿该面流出。195、正前角曲面带倒棱型：这种型式是在平面带倒棱的基

8、础上，前刀面上又磨出一个曲面，称为卷屑槽或月牙槽。常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。20二、后角、副后角的选择（一）、后角的功用（课后作业）1、减小刀具后刀面与加工表面的摩擦；2、当前角固定时，后角的增大与减小能增大和减小刀刃的锋利程度，改变刀刃