机械加工工艺装备-刀具
133页1、1,第1章 机械加工工艺装备,本章要点,机床的分类、型号及技术参数,典型机床的加工工艺范围,车床的传动原理,工件定位、夹紧与典型夹具,刀具几何角度、种类与选用,金属切削加工的基本概念,2,机械制造基础,第1章 机械加工工艺装备 Mechanical Manufacturing Process Equipments,3,1.2.1 金属切削加工的基本概念 1.2.2 刀具材料 1.2.3 刀具几何角度 1.2.4 刀具种类及选用 1.2.5 砂轮,4,1.2.1 金属切削加工的基本概念,5,切削加工种类,6,轨迹法成形法相切法展成法,7, 主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动,可以由刀具来完成,也可以由工件来完成;可以是直线运动(用 T 表示),也可以是回转运动(用 R 表示)。正是由于上述不同运动形式和不同运动执行元件的多种组合,产生了不同的加工方法。,8,9,10,11,12,13,1.2.1 金属切削加工的基本概念,切削运动,待加工表面:工件上即将被切除的表面。 已加工表面:工件上已切去切削层而形成的新表面。 过渡表面(正在加工表面):工件上正被刀具切削着的表面,介于已加工表面
2、和待加工表面之间。,主运动:速度最高、消耗机床功率最多的运动。 进给运动:金属层不断投入切削的运动,以逐渐加工出完整表面所需的运动。 合成运动:主运动、进给运动合成的运动。,加工表面,14,1.2.1 金属切削加工的基本概念,工件,刀具,15,1.2.1 金属切削加工的基本概念,此方向为进给运动,主运动,刀具,16,常见机床的切削运动,17,1.2.1 金属切削加工的基本概念,切削参数(切削用量三要素),切削速度vc:切削刃上点在主运动方向的瞬时速度,m/min 进给量f:每转刀具相对工件的位移量,mm/转(齿) 背吃刀量ap:垂直于主运动和进给运动的切削层最大尺寸,俗称切削深度。mm,切削速度的计算公式:,进给速度的计算公式:,车,铣,车、铣、磨,18,1.2.1 金属切削加工的基本概念,式中: dw-工件上待加工表面直径(mm) dm-工件上已加工表面直径(mm),19,1.2.1 金属切削加工的基本概念,切削截面参数(切削层三要素),切削层公称厚度,(2-4),切削层公称宽度,(2-5),切削层公称横截面积,AD =hDbD=apf,20,1.2.1 金属切削加工的基本概念,21
3、,刀具材料应具备的性能,足够的硬度和耐磨性:足够的耐磨性。 足够的强度和韧性:承受振动和冲击, 不致断裂。 足够的热硬性 红硬性:高温下能继续切削,高温下能抗氧化、抗粘结、抗扩散。 良好的工艺性:便于制造 经济性:寿命与加工零件数量的比值。,1.2.2 刀具材料,22,常用刀具材料,碳素工具钢,合金工具钢,高速钢,硬质合金,陶瓷、立方氮化硼、金刚石、聚晶金刚石,手工工具和切削速度较低的刀具,23,24,25, 高速钢,高速钢是一种加入了较多的W钨、Mo钼、Cr铬、V钒等合金元素的高合金工具钢。特点:1)强度高,抗弯强度为硬质合金的23倍;2)韧性高,比硬质合金高几十倍;3)硬度HRC63以上,且有较好的耐热性;4)可加工性好,热处理变形较小。应用:常用于制造各种复杂刀具(如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等)。,1.2.2 刀具材料,常用刀具材料,CVD(化学气相沉积法)90010500C,5um10um,用于硬质合金 PVD(物理气相沉积法)3005000C,2um5um,用于高速钢 保持原有韧性的情况下,大大提高刀具耐磨性,刃磨前刀面提高刀具寿命。,26,切削速度比碳素工具钢及
4、合金工具钢高13倍,故称为高速钢,又称锋钢、白钢。高速钢的常温硬度为6370HRC,热硬性为5406200C。高速钢刀具易磨出较锋利的刀口,特别适用于制造结构复杂的成形刀具、孔加工刀具及铣刀、拉刀、螺纹刀具、切齿刀具等。 高速钢分为普通高速钢和高性能高速钢,普通高速钢常用牌号有W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V等。高性能高速钢是指在普通高速钢中增加碳、钒、钴或铝等合金元素的新钢种,常见有高碳高速钢(如9W18Cr4V)、高钒高速钢(如W12Cr4V4Mo)、钴高速钢(如W2Mo9Cr4VCo8)、铝高速钢(如W6Mo5Cr4V2AI)。高速钢刀具的表面进行氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)等涂层后,使其硬度高和耐磨性强同时又有较好的强度与韧性,目前广泛应用在钻头、丝锥、成形铣刀、切齿刀具上。,1.2.2 刀具材料,27,1.2.2 刀具材料,28,1.2.2 刀具材料, 硬质合金,硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)粉末和金属粘结剂(如Co、Ni、Mo等)经高压成型后,再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高,允许的
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