1、余姚市職成教中心學(xué)校 數(shù)控校本教材 課件制作人：彭華英制作人：彭華英第二章第二章 金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)2.2刀具的幾何參數(shù)刀具的幾何參數(shù) 1.刀具切削部分的幾何外形 2.刀具切削角度的參考平面 3.刀具的幾何角度4.刀具角度的選擇 5.刀具的性能與材料 6.刀具的種類刀具切削部分的幾何外形刀具切削部分的幾何外形刀具切削部分的幾何外形刀具切削部分的幾何外形刀具切削部分的幾何外形刀具切削部分的幾何外形刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)前刀面前刀面切屑沿其流出的表面切屑沿其流出的表面后刀面后刀面與工件加工表面相對(duì)的表面與工件加工表面相對(duì)的表面副后刀面副后刀面與工件已加工表面相對(duì)的表面與工件已加工表面相

2、對(duì)的表面主切削刃主切削刃前刀面與后刀面的交線前刀面與后刀面的交線 副切削刃副切削刃前刀面與副后刀面的交線前刀面與副后刀面的交線刀尖刀尖主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)刀具切削角度的參考平面刀具切削角度的參考平面一、切削平面一、切削平面Ps 通過(guò)刀具刀刃上選定點(diǎn)，切于工件過(guò)渡表面的平面，由刀刃在該點(diǎn)處的切線和切削合成運(yùn)動(dòng)Ve向量構(gòu)成的平面。二、基面二、基面Pr通過(guò)刀刃上選定點(diǎn)，垂直于Ve的平面。三、正交平面三、正交平面Po 通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。刀具的幾何角度刀具的幾何角度刀具的幾何角度刀具的幾何角度4.刀具角度的選擇刀具角度的選擇刀具角度的選擇主要包

3、括刀具的前角、后角、主偏角副偏角和刃傾角的選擇。刀具角度的選擇主要包括刀具的前角、后角、主偏角副偏角和刃傾角的選擇。一一 前角前角 前角前角o對(duì)切削的難易以程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切對(duì)切削的難易以程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切削更為輕快，并減小切削力和切削熱。但前角過(guò)大，刀刃和刀尖的強(qiáng)度下降，刀削更為輕快，并減小切削力和切削熱。但前角過(guò)大，刀刃和刀尖的強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對(duì)表面粗糙度、排屑和斷屑等具導(dǎo)熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對(duì)表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。工件材料的強(qiáng)度、硬度低，前角應(yīng)選得大些，反之

4、小些；刀具材也有一定影響。工件材料的強(qiáng)度、硬度低，前角應(yīng)選得大些，反之小些；刀具材料韌性好（如高速鋼），前角可選得大些，反之應(yīng)選得小些（如硬質(zhì)合金）；精料韌性好（如高速鋼），前角可選得大些，反之應(yīng)選得小些（如硬質(zhì)合金）；精加工時(shí)，前角可選得大些。粗加工時(shí)應(yīng)選得小些。加工時(shí)，前角可選得大些。粗加工時(shí)應(yīng)選得小些。 二后角二后角 后角后角o的主要功用是減小后刀面與工件間的摩擦和后刀面的磨損，其大小對(duì)的主要功用是減小后刀面與工件間的摩擦和后刀面的磨損，其大小對(duì)刀具耐用度和加工表面質(zhì)量都有很大影響。切削厚度越大，刀具后角越??；工件刀具耐用度和加工表面質(zhì)量都有很大影響。切削厚度越大，刀具后角越小；工件材料

5、越軟，塑性越大，后角越大。工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小后角，尺寸材料越軟，塑性越大，后角越大。工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小后角，尺寸精度要求較高的刀具，后角宜取小值。精度要求較高的刀具，后角宜取小值。 三主偏角三主偏角 主偏角主偏角r的大小影響切削條件和刀具壽命。在工藝系統(tǒng)剛性很好時(shí)，減小主的大小影響切削條件和刀具壽命。在工藝系統(tǒng)剛性很好時(shí)，減小主偏角可提高刀具耐用度、減小已加工表面粗糙度，所以主偏角偏角可提高刀具耐用度、減小已加工表面粗糙度，所以主偏角r宜取小值；在工宜取小值；在工件剛性較差時(shí)，為避免工件的變形和振動(dòng)，應(yīng)選用較大的主偏角。件剛性較差時(shí)，為避免工件的變形和振動(dòng)，應(yīng)選用較大的

6、主偏角。 四副偏角四副偏角 副偏角副偏角r的作用是可減小副切削刃和副后刀面與工件已加工表面之間的摩擦，的作用是可減小副切削刃和副后刀面與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削振動(dòng)。副偏角防止切削振動(dòng)。副偏角r的大小主要根據(jù)表面粗糙度的要求選取。的大小主要根據(jù)表面粗糙度的要求選取。 五刃傾角五刃傾角 刃傾角刃傾角s主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑流動(dòng)的方向。主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑流動(dòng)的方向。 刀具的性能與材料刀具的性能與材料 刀具的性能刀具的性能1高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性 刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62以上；耐磨性表以上；耐磨性表示抵抗磨損的

7、能力，它取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、數(shù)量和分布。示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、數(shù)量和分布。2足夠的強(qiáng)度和韌性足夠的強(qiáng)度和韌性 為了承受切削中的壓力沖擊和韌性，避免崩刀和折斷，刀具材料應(yīng)為了承受切削中的壓力沖擊和韌性，避免崩刀和折斷，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性。具有足夠的強(qiáng)度和韌性。3高耐熱性高耐熱性 刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。4良好的工藝性良好的工藝性 為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性；如切削加工性、為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性；如切削加工性、鑄造性、鍛造性和熱處理性等。鑄造

8、性、鍛造性和熱處理性等。5良好的經(jīng)濟(jì)性良好的經(jīng)濟(jì)性 在制造和選用時(shí)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前超硬材料及涂層刀具材料在制造和選用時(shí)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用都較貴，但其使用壽命很長(zhǎng)，在成批大量生產(chǎn)中，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件費(fèi)用都較貴，但其使用壽命很長(zhǎng)，在成批大量生產(chǎn)中，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而有所降低。因此在選用時(shí)一定要綜合考慮。以最低的刀具中的費(fèi)用反而有所降低。因此在選用時(shí)一定要綜合考慮。以最低的刀具成本，滿足加工需求，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。成本，滿足加工需求，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。刀具的性能與材料刀具的性能與材料 常用的刀具材料常用的刀具材料目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合

9、金居多。碳素工具鋼目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼（如（如T10A、T12A）、工具鋼（如）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。于一些手工或切削速度較低的刀具。1高速鋼高速鋼 高速鋼是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡(jiǎn)有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀、單，容易磨成鋒利的切削刃，可

10、鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等的主要材料。齒輪刀具等的主要材料。2硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物（如硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。經(jīng)粉末冶金法制成。 具有高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強(qiáng)度低、沖擊韌性差，很少用于具有高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強(qiáng)度低、沖擊韌性差，很少用于制造整體刀具。它還可用于高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。制造整體刀具。它還可用于高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。ISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類：將切削用的硬質(zhì)合金分為三類： 1）YG(K)類，即類，即WC-Co類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金

11、2）YT(P)類，即類，即WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 3）YW(M)類，即類，即WC-TiC-TaC-Co類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金3其它刀具材料其它刀具材料 涂層刀具、涂層刀具、 陶瓷、陶瓷、 金剛石、立方氮化硼等。金剛石、立方氮化硼等。刀具的種類刀具的種類刀具的種類刀具的種類名名 稱稱特特 點(diǎn)點(diǎn)適適 用用 場(chǎng)場(chǎng) 合合整體式整體式用整體高速鋼制造，刃口可磨得較鋒利用整體高速鋼制造，刃口可磨得較鋒利小型車床或加工非鐵金屬小型車床或加工非鐵金屬焊接式焊接式焊接硬質(zhì)合金或高速鋼刀片，結(jié)構(gòu)緊湊，焊接硬質(zhì)合金或高速鋼刀片，結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活使用靈活各類車刀特別是小刀具各類車刀特別是小刀具機(jī)夾式機(jī)夾式避免了焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、裂紋等缺陷，避免了焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、裂紋等缺陷，刀桿利用率高。刀片可集中刃磨獲得所刀桿利用率高。刀片可集中刃磨獲得所需參數(shù)；使用靈活方便需參