《刀具几何参数的合理选择.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《刀具几何参数的合理选择.ppt(45页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、1,刀具几何参数 选择与切削液,2,本次课的内容提要 一、刀具合理几何参数 二、刀具合理几何参数选择原则 三、前角的选择 四、后角的选择 五、主偏角的的选择 六、副偏角的的选择 七、刃倾角的选择 八、切削液,3,一、刀具合理几何参数 1. 定义 所谓刀具合理几何参数,是指在保证加工质量和刀具寿命的前提下,能够满足生产率高、成本低的刀具几何参数。 刀具的几何参数是一个有机的整体,各参数之间相互联系又相互制约,各参数在切削过程中对刀具切削性能的影响存在两面性。因此在进行选择时不能固执一端,要抓主要矛盾。,4,2. 刀具合理几何参数的基本内容 1)刃形 刃形是指切削刃的形状。常见的有直线刃、折线刃、
2、圆弧刃、波形刃等。,5,2. 刀具合理几何参数的基本内容 2)切削刃的剖面型式 切削刃的剖面型式有锋刃、消振棱、倒圆刃、刃带等。,负倒棱 消振棱 刃带,6,2. 刀具合理几何参数的基本内容 3)刀面型式 如卷屑槽、断屑台、后刀面的双重刃磨等, 4)刀具角度 包括前角、后角、主偏角、刃倾角及副后角、副偏角等。,7,二、刀具合理几何参数选择原则 1工件材料 工件材料的化学成分、制造方法、热处理状态、性能等。 2刀具材料和结构 刀具材料的化学成分、性能、结构形式等。 3具体加工条件 工艺系统刚性、机床功率大小、切削用量大小、切削液等。,8,三、前角的选择 1. 前角的作用 1)影响切削区域的变形程度
3、 2)影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件 3)影响切屑形态和断屑效果 4)影响已加工表面质量,9,o1,Pr,o2,10,三、前角的选择 2.前角的选择原则 1)工件材料:加工塑性材料时,应选大的前角;加工脆性材料时,塑性变形小,应选用较小的前角;工件材料的强度、硬度愈高时,应选用较小的前角。,11,三、前角的选择 2.前角的选择原则 2)刀具材料:抗弯强度和冲击韧性大的刀具材料,选较大的前角。反之,应采用较小的前角。,12,三、前角的选择 2.前角的选择原则 3)加工性质:粗加工时应选较小的前角,精加工时应选用较大的前角。成形刀具常用较小的前角,甚至取前角为零度。,13,510,钛合
4、金,3540,3035,铝及铝合金,510,1015,铜及铜合金,510,1015,灰铸铁,2025,1520,奥氏体不锈钢,-15-5,淬火钢,1520,10-15,合金钢,1520,1015,中碳钢,2530,2025,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,14,三、前角的选择 3.前刀面的型式 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。,15,三、前角的选择 3.前刀面的型式 2)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。但倒棱的宽度一定要使切屑
5、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。,16,三、前角的选择 3.前刀面的型式 3)正前角曲面带倒棱型:这种型式是在平面带倒棱的基础上,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。,17,三、前角的选择 3.前刀面的型式 4)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。,18,三、前角的选择 3.前刀面的型式 5)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,
6、应采用负前角双面型。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。,19,四、后角的选择 1.后角的功用 加大后角:能减小后刀面与过渡表面的摩擦,减少刀具磨损;可以减小切削刃钝圆半径,使刀具锋利;改善刀具切削性能降低工件表面粗糙度。,20,四、后角的选择 2.后角的选择原则 1)粗加工时,后角应取小值。精加工时,后角应取大值。 2)工件材料硬度、强度较高时,应取较小的后角。 3)工件材料塑性较大,材质较软或容易产生加工硬化时,应适当加大后角。 4)尺寸精度要求较严时,宜取较小的后角。 5)工艺系统刚性差,容易出现振动,应适当减小后角。 6)一般车刀副后角做成与主后角相等。切断刀、铣刀
7、的副后角较小,用以提高刀具强度。,21,22,1015,钛合金,1012,810,铝及铝合金,68,68,铜及铜合金,68,46,灰铸铁,810,68,奥氏体不锈钢,810,淬火钢,68,57,合金钢,68,57,中碳钢,1012,810,低碳钢,精车,粗车,合理后角(度),工件材料,硬质合金车刀合理后角参考值,23,四、后角的选择 3.后刀面的形式,24,kr1,Kr,kr2,Fp,Ff,五、主偏角的的选择 1. 主偏角的功用 主偏角r影响切削分力的大小;影响加工表面粗糙度值的大小;主偏角影响刀具耐用度;影响工件表面形状。,25,五、主偏角的的选择 2.主偏角的选择原则 1)在加工强度高、硬
8、度高的材料时,应选取较小主偏角; 2)在工艺系统刚性不足的情况下,应选取较大主偏角; 3)根据加工表面形状要求选取主偏角。,26,9095,系统刚性小(L/d大于12)车细长轴、阶梯轴,6075,系统刚性较小(L/d=612),3045,系统刚性大(L/d小于6),加工盘套类零件,1030,系统刚性大、背吃刀量较小进给量较大、工件硬度高,主偏角(),工作条件,主偏角的参考值,27,六、副偏角的的选择 1副偏角的功用 减小副偏角,会增加副切削刃与已加工表面的接触长度,能减小表面粗糙度值,并能提高刀具耐用度。但过小的副偏角会引起振动。 2副偏角的选用原则 因副偏角影响表面粗糙度和刀具强度,所以副偏
9、角主要根据加工性质选取。通常是在不产生摩擦和振动的条件下,应选取较小的副偏角。,28,29,46,加工高硬度、断续切削,12,切断刀,取小值(甚至为0),精加工,510,一般情况,副偏角(),切削条件,副偏角的参考值,30,七、刃倾角的选择 1刃倾角的功用 1)控制切屑的流向。,31,七、刃倾角的选择 1刃倾角的功用 2)控制切削刃切入时,首先与工件接触的位置;,32,七、刃倾角的选择 1刃倾角的功用 3)控制切削刃在切入和切出时的平稳性; 4)控制背向力Fp和进给力F的比值。 2刃倾角的选择 刃倾角的合理数值与正、负号,主要根据加工性质选取。粗加工S 0(保护刀尖),精加工s 0(使FP小些
10、);断续切削:S 0(保护刀尖);工件b、HB大:S 0(保护刀尖);系统刚性差:S 0(使FP小些);微量切削:S取大值(使刀具实际刃口半径),33,4575,微量精细加工,0,工艺系统刚性不足,-5-12,车淬硬钢,-10-20,强力切削,-30-45,特大冲击负荷,-5-15,有冲击负荷,05,0-5,一般钢料和铸铁,精加工,粗加工,刃倾角(),切削条件,刃倾角的参考值,34,八、切削液 1.切削液的作用 1)切削液的冷却作用 通过切削液的传导、对流和汽化,使切屑、刀具和工件上的热量散逸而起到冷却作用。冷却的主要目的是使切削区的切削温度降低。,35,八、切削液 1.切削液的作用 2)切削
11、液的润滑作用 减小摩擦角并减小切屑与前刀面之间的摩擦因数和摩擦力;增大剪切角,减小切削变形从而使切削力减小,切削功率降低;由于降低了切削区的温度,致使刀具磨损减小,刀具耐用度提高;使积屑瘤不易产生,提高已加工表面的质量。,36,八、切削液 1.切削液的作用 3)切削液的清洗和排屑作用 切削液能冲走这些碎屑或粉末,起到了防止研伤加工表面和机床导轨的作用。在磨削、自动生产线和深孔加工中,加入一定压力和流量的切削液,可起到排除切屑的作用。 为了增强切削液的渗透性、流动性,往往加入剂量较大的表面活性剂和少量矿物油。 为了改善切削液的性能而加入的化学物质称为添加剂。常用的有油性剂、极压添加剂、乳化剂即表
12、面活性剂、防锈剂。,37,八、切削液 1.切削液的作用 4)切削液的防锈作用 切削液的防锈作用,是为保护工件、机床、刀具不受周围介质的影响而腐蚀。防锈作用的强弱,取决于切削液本身的成分与添加剂的作用。,38,八、切削液 2.切削液的种类 1)水溶液 水溶液的主要成分是水,再加入一定的添加剂,使其既能保持冷却性能又有良好的防锈性能和一定的润滑性能。常用的有电解水溶液和表面活性水溶液。,39,八、切削液 2.切削液的种类 2)乳化液 乳化液是在切削加工中使用较广的一种切削液,它是水与油的混合液体,常用它代替动植物油。由于油不能溶于水,为使两者混合,须要添加乳化液。乳化剂的主要成分为蓖麻油、油酸或松
13、脂。,40,八、切削液 2.切削液的种类 3)切削油 切削油是以矿物油为主要成分并加入一定的添加剂而构成的切削液。切削油的作用主要是起润滑作用。,41,42,八、切削液 3.切削液的合理选用和使用方法 1)切削液的合理选用 切削液应根据工件材料、刀具材料、加工方法和技术要求等具体情况进行选用。具体方法可查阅有关手册。总的原则是: 高速钢刀具耐热性差,需采用切削液。通常粗加工时,主要以冷却为主,同时也希望减少切削力和降低功率消耗,可采用35的乳化液;精加工时主要的目的是改善加工表面质量,降低刀具磨损,减少积屑瘤,可以采用1520的乳化液。,43,八、切削液 3. 切削液的合理选用和使用方法 1) 切削液的合理选用 硬质合金刀具耐热性高,一般不用切削液。若要使用切削液,则必须连续、充分地供应,否则因骤冷骤热产生的内应力将导致刀片产生裂纹。 切削铸铁一般不用切削液。 切削铜合金和有色金属时,一般不用含硫的切削液,以免腐工件表面。切削铝合金时不用切削液。,44,45,2)切削液的使用方法 切削液应浇注在切削变形区。 切削液浇注的方法有外浇注法、内冷却法和喷雾冷却法。,
限制150内