第一节-刀具的结构_.ppt
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第二章金属切削原理与刀具内容提要q刀具的结构q刀具材料q金属切削过程及物理现象q切削力与切削功率q切削热和切削温度q刀具磨损与刀具寿命q切削用量的选择及工件材料加工性q高速切削及刀具第一节刀具的结构q刀具的结构q刀具材料q金属切削过程及物理现象q切削力与切削功率q切削热和切削温度q刀具磨损与刀具寿命q切削用量的选择及工件材料加工性q高速切削及刀具第一节第一节刀具的结构刀具的结构u切削运动：
金属切削加工是利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层（加工余量），以获得具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量的机械加工方法。
刀具的切削作用是通过刀具相对工件之间的相互作用和相对运动来实现的。
刀具与工件间的相对运动称为切削运动。
切削运动可分解为主运动和进给运动。
一一.切削运动与切削要素切削运动与切削要素第一节刀具的结构u主运动与进给运动va）主运动是切下切屑所需的最基本的运动。
在切削运动中,主运动的速度最高、消耗的功率最大，主运动只有一个。
vb）进给运动是多余材料不断被投入切削,从而加工出完整表面所需的运动。
进给运动可以有一个或几个。
第一节刀具的结构切削运动及其方向用切削运动的速度矢量来表示。
如右图所示，用车刀进行普通外圆车削时的切削运动，图中主运动切削速度vv、进给速度vfv和切削运动速度vve之间的关系为：
vve=v+vfu切削运动的方向切削运动的方向第一节刀具的结构u切削要素v1.切削过程的三个表面：
已加工表面；已加工表面；过渡表面；过渡表面；待加工表面。
待加工表面。
第一节刀具的结构v切削用量是切削时各运动参数的合称，包括以下三要素，它们是调整机床运动的依据。
2.2.切削用量切削用量切削速度；切削速度；进给量；进给量；背吃刀量。
背吃刀量。
第一节刀具的结构u切削速度切削速度v:
v:
在单位时间内，工件和刀具沿主运动在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移；方向的相对位移；切削速度的计算：
切削速度的计算：
主运动为旋转运动，计算主运动为旋转运动，计算公式为：
公式为：
dwdw工件待加工表面或刀具工件待加工表面或刀具的最大直径的最大直径nn工件或刀具每分钟转数工件或刀具每分钟转数第一节刀具的结构主运动为往复直线运动（如刨削），计算公式为：
LL往复直线运动的行程长度往复直线运动的行程长度nrnr主运动每分钟的往复次数主运动每分钟的往复次数第一节刀具的结构u进给量进给量f:
f:
在主运动每转一在主运动每转一转或每一行程时转或每一行程时（或单位时间内或单位时间内），刀具与工件之，刀具与工件之间沿进给运动方间沿进给运动方向的相对位移；向的相对位移；第一节刀具的结构进给量的计算进给运动速度还可以用进给速度进给运动速度还可以用进给速度vvff（单位是单位是mm/smm/s）或每齿进给量或每齿进给量fzfz（用于铣刀，铰刀等多刃刀用于铣刀，铰刀等多刃刀具，单位为具，单位为mm/mm/齿齿）表示。
表示。
nn主运动的转速，主运动的转速，zz刀具齿数。
刀具齿数。
第一节刀具的结构u背吃刀量背吃刀量aapp：
待加工表面与已加待加工表面与已加工表面之间的垂直工表面之间的垂直距离。
距离。
第一节刀具的结构u背吃刀量的计算dwdw，dmdm分别为待加工表分别为待加工表面和已加工表面的直径。
面和已加工表面的直径。
第一节刀具的结构u3.切削层几何参数u切削层切削层:
工件上正被切削刃切削的工件上正被切削刃切削的一层金属，亦即相邻两个加一层金属，亦即相邻两个加工表面之间的一层金属；工表面之间的一层金属；切削层的大小反映了切削切削层的大小反映了切削刃所受载荷的大小，直接影刃所受载荷的大小，直接影响到加工质量、生产率和刀响到加工质量、生产率和刀具的磨损等。
具的磨损等。
第一节刀具的结构v切削层参数共有三个，它们通常都在垂直于切削速度v的平面内度量。
u切削宽度；切削宽度；u切削厚度；切削厚度；u切削面积。
切削面积。
第一节刀具的结构切削宽度切削宽度：
沿主切削刃方向度量的切削层尺寸：
沿主切削刃方向度量的切削层尺寸。
车削外圆时切削宽度：
车削外圆时切削宽度：
第一节刀具的结构切削厚度：
两相邻加工表面间的垂直距离。
车外圆时，切削车外圆时，切削厚度：
厚度：
第一节刀具的结构切削面积：
切削层垂直与切削速度截面内的面积。
车外圆时：
第一节刀具的结构u刀具切削部分的组成前面（前刀面）:
刀具上与切屑接触并相互作用的表面。
主后面（主后刀面）:
刀具上与工件过渡表面接触并相互作用的表面。
v二二.刀具角度刀具角度第一节刀具的结构u副后面（副后刀面）:
刀具上与工件已加工表面接触并相互作用的表面。
u主切削刃:
前刀面与主后刀面的交线，它完成主要的切削工作。
第一节刀具的结构u副切削刃:
前刀面与副后刀面的交线，它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。
u刀尖:
连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是小的直线段或圆弧。
第一节刀具的结构其它各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等，都可看作是车其它各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等，都可看作是车刀的演变和组合。
刀的演变和组合。
其它各类刀具，如刨刀、钻其它各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等，都可看作是车刀头、铣刀等，都可看作是车刀的演变和组合。
如上图所示，的演变和组合。
如上图所示，刨刀切削部分的形状与车刀相刨刀切削部分的形状与车刀相同同（图图a）;a）;第一节刀具的结构钻头可看作是两把一正一反并在一起同时车削钻头可看作是两把一正一反并在一起同时车削孔壁的车刀，因而有两个主切削刃，两个副切削孔壁的车刀，因而有两个主切削刃，两个副切削刃，还增加了一个横刃刃，还增加了一个横刃（图图b）b）；铣刀可看作由多把车刀组合而成的复合刀具，铣刀可看作由多把车刀组合而成的复合刀具，其每一个刀齿相当于一把车刀其每一个刀齿相当于一把车刀（图图c）c）。
第一节刀具的结构u刀具的参考平面v要确定和测量刀具角度，必须引入三个相互垂直的参考平面：
第一节刀具的结构基面:
通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。
第一节刀具的结构切削平面切削平面：
通过主切：
通过主切削刃上某一点并与工削刃上某一点并与工件加工表面相切的平件加工表面相切的平面。
面。
第一节刀具的结构正交平面:
通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。
第一节刀具的结构前角：
在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角，前角表示前刀面的倾斜程度，有正负之分；后角：
在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角，后角表示主后刀面的倾斜程度；u刀具的标注角度刀具的标注角度演示第一节刀具的结构主偏角：
在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角，主偏角一般为正值；作用第一节刀具的结构副偏角：
在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角，副偏角一般为正值。
演示第一节刀具的结构刃倾角刃倾角：
在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的：
在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。
夹角。
当主切削刃呈水平时，当主切削刃呈水平时，=0=0；当刀尖为主切削刃上最低点时，当刀尖为主切削刃上最低点时，000。
作用演示第一节刀具的结构u刀具种类v1.刀具分类：
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。
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;按结构形式，可分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等;按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。
第一节刀具的结构v2.常用刀具简介车刀:
可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。
第一节刀具的结构a）直头外圆车刀b）弯头外圆车刀c）弯头外圆车刀d）端面车刀e）内孔车刀f）切断刀g）宽刃光刀第一节刀具的结构u车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀；机械夹固刀片的车刀；u整体车刀常用高速钢制造；整体车刀常用高速钢制造；u焊接装配式及机夹式刀片常用硬质合金制造；焊接装配式及机夹式刀片常用硬质合金制造；u机械夹固刀片的车刀又分为机夹车刀和可转位车刀。
机械夹固刀片的车刀又分为机夹车刀和可转位车刀。
机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀。
机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀。
外圆刀具内孔车刀刀片的角度刀片类型的选择刀片可分为正型和负型两种基本类型。
正型刀片：
刀片可分为正型和负型两种基本类型。
正型刀片：
对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。
负型刀片：
工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。
负型刀片：
对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片选择负型刀片。
第一节刀具的结构孔加工刀具：
一般可分为两大类:
一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等;另一类是对工件上己有孔进行再加工用的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。
第一节刀具的结构工作部分（刀体）的前端为切削部分，承担主要的切削工作，后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后备部分。
麻花钻是应用最广的孔加工刀具，特别适合于麻花钻是应用最广的孔加工刀具，特别适合于30mm30mm以下的孔的粗加工，有时也可用于扩孔。
以下的孔的粗加工，有时也可用于扩孔。
工作部分有两个对称的刃工作部分有两个对称的刃瓣瓣、两条对称的螺旋槽、两条对称的螺旋槽;导导向部分磨有两条棱边。
向部分磨有两条棱边。
第一节刀具的结构v标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差等结构问题，生产中为了提高钻孔的精度和效率，常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻”使用。
群群钻钻的的基基本本特特征征为为：
“三三尖尖七七刃刃锐锐当当先先，月月牙牙弧弧槽槽分分两两边边，一一侧侧外外刃刃开开屑屑槽槽，横横刃刃磨磨得得低低窄尖窄尖”。
第一节刀具的结构中心钻用于加工轴类工件的中心孔。
钻孔时，先打中心孔，也有利于钻头的导向，可防止孔的偏斜。
第一节刀具的结构深孔钻是专门用于钻削深孔的钻头。
为解决深孔加工中的断屑、排屑、冷却润滑和导向等问题，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。
第一节刀具的结构扩孔钻常用作铰或磨前的预加工以及毛坯孔的扩大，扩孔效率和精度均比麻花钻高。
第一节刀具的结构铰刀是精加工刀具，加工精度可达IT6IT7。
第一节刀具的结构镗刀多用于箱体孔的粗、精加工，一般分为单刃镗刀和多刃镗刀两大类。
第一节刀具的结构铣刀：
铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具。
铣削的生产率一般较高，加工表面粗糙度值较大。
第一节刀具的结构加工平面用的，如圆柱平面铣刀、端铣刀（面铣刀）；第一节刀具的结构加工沟槽用的，如立铣刀、两面刃或三面刃铣刀、锯片铣刀、T形槽铣刀和角度铣刀；第一节刀具的结构加工成形表面用的，如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其它复杂成形表面用的铣刀。
第一节刀具的结构第一节刀具的结构拉刀：
拉刀是一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具，广泛应用于大批量生产中，可加工各种内、外表面。
第一节刀具的结构可拉削加工的各种内外表面举例a）a）圆孔圆孔b）b）三角形孔三角形孔c）c）方孔方孔d）d）键槽键槽e）e）花键孔花键孔f）f）内齿轮内齿轮g）g）平面平面h）h）榫槽榫槽I）I）燕尾槽燕尾槽第一节刀具的结构螺纹刀具：
螺纹可用切削法和滚压法进行加工。
螺纹加工可在车床上车削完成（外螺纹）v也可用手动或在钻床上用丝锥进行加工v（内螺纹）；第一节刀具的结构常用切削法加工螺纹所用的螺纹刀具。
常用切削法加工螺纹所用的螺纹刀具。
a）a）平体螺纹梳刀平体螺纹梳刀b）b）棱体螺纹梳刀棱体螺纹梳刀c）c）圆体圆体螺纹梳刀螺纹梳刀d）d）板牙板牙ee）丝锥）丝锥第一节刀具的结构齿轮刀具：
齿轮刀具是用于加工齿轮
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