1、YCF正版可修改PPT（中職）機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目二金屬切削加工的基礎(chǔ)知識ppt電子課件機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目二金屬切削加工的基礎(chǔ)知識金屬切削加工的基礎(chǔ)知識 圖2-1 所示為常見的機(jī)械產(chǎn)品。這些機(jī)械產(chǎn)品主要都是由一個個零件、部件組合而成的。將金屬坯件轉(zhuǎn)換成一個個零件，并最終形成產(chǎn)品，都離不開金屬切削加工這一重要環(huán)節(jié)。金屬切削加工是依靠刀具和工件之間的相對運(yùn)動，從工件上切去多余的金屬部分，以獲得符合工件技術(shù)要求的形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。圖2-2 所示為金屬切削加工零件。圖2-1常見的機(jī)械產(chǎn)品圖2-2金屬切削加工零件機(jī)器上的零件除極少數(shù)采用精密鑄造或精密鍛造等無屑加工方法獲得外，絕大多數(shù)零件是靠刀具

2、切削加工獲得的。在切削過程中會產(chǎn)生金屬變形、切削力、切削熱和刀具磨損等物理現(xiàn)象。研究這些現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)和規(guī)律對于提高切削加工的勞動生產(chǎn)率、降低勞動成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量有著十分重要的意義。1任務(wù)一 切削運(yùn)動和切削要素2任務(wù)二 切削液3任務(wù)三 金屬切削刀具4任務(wù)四 刀具壽命及其影響因素5任務(wù)五 車刀的刃磨任務(wù)一 切削運(yùn)動和切削要素任務(wù)分析金屬切削機(jī)床進(jìn)行切削加工時，除了需要一定種類和型號的切削刀具外，機(jī)床還要提供毛坯與刀具間所必需的相對運(yùn)動，來完成零件的加工。那么，機(jī)床能提供哪些類型的切削運(yùn)動，又如何區(qū)分這些運(yùn)動，這些運(yùn)動的參數(shù)又如何選擇呢？本任務(wù)將帶您探索這些問題的答案。1知識鏈接金屬切削加工的主要方

3、法有車削、銑削、磨削、鉆削、鏜削（圖中未表示）等，如圖2-3 所示。常見切削加工方法的切削運(yùn)動如表2-1 所示。圖2-3金屬切削加工的主要方法一、切削運(yùn)動切削運(yùn)動是指在切削過程中刀具和工件之間的相對運(yùn)動，包括主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動和輔助運(yùn)動。 1. 主運(yùn)動主運(yùn)動是指由機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動，使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而使刀具前面接近工件。所以，主運(yùn)動的速度最高，消耗功率最大。序 號圖 例加工內(nèi)容切削運(yùn)動1在車床上車削外圓（1）工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動。（2）車刀的縱向移動為進(jìn)給運(yùn)動2在銑床上銑削平面（1）銑刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動。（2）工件的縱向移動為進(jìn)給運(yùn)動3在刨床上刨削平面（1）刨刀的往復(fù)直

4、線運(yùn)動為主運(yùn)動。（2）工件的橫向間歇移動為進(jìn)給運(yùn)動4在磨床上磨削外圓（1）砂輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動。（2）工件的縱向移動和轉(zhuǎn)動為進(jìn)給運(yùn)動表2-1常見切削加工方法的切削運(yùn)動2. 進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動是不斷地將多余金屬層投入切削，使之變成切屑，并得到具有所需幾何特征的已加工表面運(yùn)動。通常，切削加工的主運(yùn)動只有一個，而進(jìn)給運(yùn)動可能有一個或數(shù)個。主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動可以由刀具和工件分別完成，也可以由刀具單獨(dú)完成。3. 輔助運(yùn)動機(jī)床上除表面成形運(yùn)動以外的所有運(yùn)動都是輔助運(yùn)動，包括機(jī)床的快進(jìn)快退、送料、定位、夾緊、轉(zhuǎn)位分度等運(yùn)動，其功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工過程中所必需的各種輔助動作。二、工件上的加工表面如圖2-4 所示，

5、在切削加工過程中，工件上通常有三個不斷變化的表面。圖2-4切削運(yùn)動和加工表面1. 待加工表面工件上有待切削的表面稱為待加工表面。2. 已加工表面工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面稱為已加工表面。3. 過渡表面由刀具切削刃在工件上形成的表面，即連接待加工表面和已加工表面之間的表面，稱為過渡表面。三、切削要素切削要素包括切削用量和切削層橫截面要素。1. 切削用量切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量三個要素。它是調(diào)整機(jī)床、計算切削力、切削功率、時間定額及核算工序成本的重要參數(shù)。切削用量選擇得合理與否對切削加工的生產(chǎn)率和加工質(zhì)量有著顯著的影響。（1）切削速度vc。切削速度指刀具切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主

6、運(yùn)動的瞬時速度，單位為m/min。當(dāng)主運(yùn)動是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，切削速度可按下式計算：式中，dw 為工件待加工表面直徑，mm ；n 為主運(yùn)動的轉(zhuǎn)速，r/min。 dwnvc= 1000（2）進(jìn)給量 f。進(jìn)給量指刀具（工件）在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量，可以用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述和度量，單位是mm/r（如車床）或mm/ 程（如刨床）。進(jìn)給量的大小反映進(jìn)給速度v 的大小，其公式為v=fn（3）背吃刀量ap。背吃刀量指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，其公式為dw-dm ap =2式中，dm 為工件已加工表面的直徑，mm。2. 切削層橫截面要素切削層是指刀具與工件相對移動一個進(jìn)給量

7、時，從工件待加工表面上切除的金屬層。切削層的軸向剖面稱為切削層橫截面。切削層橫截面要素包括切削寬度、切削厚度和切削面積三個要素。車削時切削層要素如圖2-5 所示。圖2-5車削時切削層要素（1）切削寬度wc。切削寬度指刀具切削刃與工件的接觸長度，單位是mm。若車刀主偏角為kr，則其公式為（2）切削厚度hc。切削厚度指刀具或工件每移動一個進(jìn)給量時，刀具切削刃相鄰的兩個位置之間的距離，單位是mm。車外圓時，其公式為（3）切削面積Ac。切削面積是指切削層橫截面的面積，單位是mm2，其公式為Ac=fap=wchc apwc = sinkrhc =f sin kr2任務(wù)二切削液任務(wù)分析什么是切削液？使用切

8、削液對切削加工有何影響？有些切削加工過程需要澆注切削液，有些不需要澆注切削液，又是為什么？切削液該如何選擇？通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，將帶您找到這些問題的答案。金屬切削加工過程如圖2-6 所示。圖2-6 金屬切削加工過程知識鏈接一、切削液的作用1. 潤滑作用金屬切削加工液（簡稱切削液）在切削過程中的潤滑作用，可以減小前刀面與切屑、后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。2. 冷卻作用切削液的冷卻作用是通過它和因切削而發(fā)熱的刀具（砂輪）、切屑和工件間的對流與汽化作用，把切削熱從刀具和工件處帶走

9、，從而有效地降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。3. 清洗作用在金屬切削過程中，要求切削液有良好的清洗作用，除去生成切屑、磨屑、鐵粉、油污和砂粒，防止機(jī)床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，不致影響切削效果。4. 防銹作用在金屬切削過程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)、切削液組分分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機(jī)床部件表面也會因此而腐蝕。此外，在工件加工后或工序之間流轉(zhuǎn)過程中暫時存放時，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質(zhì)及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質(zhì)對金屬產(chǎn)生侵蝕。特別是在我國南方地區(qū)潮濕多雨季節(jié)，更應(yīng)注意

10、采取工序間的防銹措施。二、切削液的種類常用的切削液分為水溶液、乳化液和切削油三大類。1. 水溶液水溶液是由水加入一定量的添加劑制成的。其冷卻作用、清洗作用較強(qiáng)，潤滑作用和防銹能力較差，主要用于磨削。2. 乳化液乳化液是僅以礦物油作為基礎(chǔ)油的水溶性切削液。乳化液既能起冷卻作用，又能起潤滑作用。濃度低的乳化液冷卻、清洗作用強(qiáng)，適于粗加工和磨削加工使用；濃度高的乳化液潤滑作用強(qiáng)，適于精加工時使用。3. 切削油切削油的主要成分是礦物油，少數(shù)采用植物油或復(fù)合油。切削油的主要作用是潤滑，它可大大減少切削時的摩擦熱，降低工件的表面粗糙度值。三、切削液的加注方法1. 澆注法使用方便、應(yīng)用廣泛，但冷卻效果較差，

11、切削液消耗量較大。2. 噴霧法將切削液經(jīng)霧化后，噴到切削區(qū)域，霧狀液體在高溫的切削區(qū)域很快就被汽化，因而冷卻效果顯著，切削液消耗量較少。3. 高壓法將切削液經(jīng)高壓泵壓出，澆注到切削區(qū)域，當(dāng)加工深孔或較難加工材料時，用此法較好。四、切削液的選用原則切削液能很好地改善機(jī)械切削加工效果，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還必須依據(jù)工件材料、刀具材料、加工要求、加工方法等因素綜合考慮，正確選擇和使用切削液。3任務(wù)三金屬切削刀具任務(wù)分析刀具（見圖2-7）是切削加工中不可缺少的重要工具，無論是普通機(jī)床還是先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床都必須依靠刀具才能完成切削加工。刀具切削部分性能的好壞取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料、切削部分的幾何參

12、數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計是否合理。那么，對于不同形狀的零件、不同的機(jī)床是否可選用同一把刀具完成加工呢？圖2-7刀具知識鏈接一、刀具材料1. 刀具材料應(yīng)具備的性能在金屬切削加工過程中，刀具切削部分是在較大的切削壓力、較高的切削溫度及劇烈摩擦條件下工作的。在切削余量不均勻或切削斷續(xù)的表面時，刀具受到很大的沖擊與振動，切削溫度也在不斷變化。因此，刀具材料必須具備以下幾方面的性能。（1）較高的硬度。刀具要從工件上切下切屑，刀具材料的硬度必須高于加工材料的硬度。通常，室溫下刀具切削部分材料的硬度應(yīng)在60 HRC 以上。（2）較高的耐磨性。耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來講，刀具材料硬度越高，耐磨性越好

13、。（3）足夠的強(qiáng)度與韌性。強(qiáng)度和韌性反映刀具材料抵抗斷裂、崩刃的能力。強(qiáng)度與韌性高的材料，必然引起其硬度與耐磨性的下降。（4）高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性。耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要標(biāo)志，是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的性能，可用高溫硬度表示，也可用紅硬性表示。耐熱性越好，材料允許的切削速度越高，刀具材料的切削性能越好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性是指刀具材料在高溫下不易與加工工件材料或周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力，包括抗氧化、抗黏結(jié)的能力?；瘜W(xué)穩(wěn)定性越高，刀具磨損越慢，加工表面質(zhì)量越好。（5）良好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性。刀具材料的導(dǎo)熱性越好，切削熱越容易從切削區(qū)擴(kuò)散出去，越有利于降低切削溫度。

14、耐熱沖擊性好的刀具材料在切削加工時可使用切削液。（6）良好的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。為便于刀具制造，要求刀具材料具有良好的工藝性能，如鍛造性能、熱處理性能、高溫塑性變形性能和磨削加工性能等。經(jīng)濟(jì)性是刀具材料的重要指標(biāo)之一。有的刀具雖然單件成本很高，但其使用壽命較長，平均到每個零件的成本就不一定很高，因此在選用時要考慮經(jīng)濟(jì)效果。此外，在自動化和柔性制造系統(tǒng)中也要求刀具的切削性能比較穩(wěn)定、可靠，有一定的可預(yù)測性和高度的可靠性。2. 常用刀具材料的種類和用途金屬切削加工過程中常用刀具材料主要有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼和硬質(zhì)合金等，其類型、牌號和應(yīng)用場合如表2-2 所示。材料類型常用牌號應(yīng)用場合碳素工

15、具鋼T8、T9、T10、T12用于低速、尺寸小的手動刀具，如絲錐、板牙、鋸條、銼刀等合金工具鋼9SiCr、CrWMn、9Mn2V用于手動或刃形較復(fù)雜的低速刀具，如絲錐、板牙、拉刀等高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V用于各種刃形較復(fù)雜的刀具，如麻花鉆、拉刀、車刀、銑刀等硬質(zhì)合金YG5、YT15、YW1用于高溫、高速下切削的刀具，如車刀、銑刀等表2-2常用刀具材料的類型、牌號和應(yīng)用場合二、刀具的幾何形狀刀具的種類很多，結(jié)構(gòu)各異，但就切削部分而言，它們都可以看成是由外圓車刀演變而成的?，F(xiàn)以外圓車刀為例，說明刀具切削部分的幾何形狀，如圖2-8 所示。1. 刀具切削部分的組成

16、（1）前刀面。刀具上切屑滑過的表面稱為前刀面（A）。圖2-8 車刀的組成（2）主后刀面。刀具上與切削表面（過渡表面）相對的表面稱為主后刀（A）。（3）副后刀面。刀具上與已加工表面相對的表面稱為副后刀面（A）。（4）主切削刃。前面與主后面相交構(gòu)成的切削刃稱為主切削刃（S），它擔(dān)任主要的切削工作。（5）副切削刃。前面與副后面相交構(gòu)成的切削刃稱為副切削刃（S）。它配合主切削刃完成少量的切削工作，即對已加工表面起修光作用。（6）刀尖。主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)稱為刀尖。它往往磨成一段很小的直線或圓弧，以提高刀尖的強(qiáng)度和耐磨性。 2. 輔助平面為了定義刀具角度，在切削狀態(tài)下，選定切削刃上某一點(diǎn)而假定的幾個

17、平面稱為輔助平面，如圖2-9 所示。（1）基面。過切削刃選定點(diǎn)并垂直于假定主運(yùn)動方向的平面稱為基面（Pr）。（2）切削平面。通過主切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切并垂直于基面的平面稱為切削平面（Ps）。（3）正交平面。通過主切削刃選定點(diǎn)并同時垂直于基面和主切削平面的平面稱為正交平面（Po）。（4）假定工作平面。通過切削刃選定點(diǎn)與基面垂直且與假定進(jìn)給運(yùn)動方向平行的平面稱為假定工作平面（Pf）。（5）背平面。通過切削刃選定點(diǎn)并同時垂直于基面和假定工作平面的平面稱為背平面（Pn）。圖2-9刀具的輔助平面3. 刀具的幾何角度刀具的切削性能、鋒利程度及強(qiáng)度主要是由刀具的幾何角度來決定的。其中，前角、后角、主偏

18、角和刃傾角是主切削刃上四個最基本的角度，如圖2-10 所示。（1）在正交平面內(nèi)測量的角度。前角。前角（ 0）是前面與基面間的夾角。前角的大小決定刀刃的強(qiáng)度和鋒利程度。前角大，刃口鋒利，易切削；但前角過大，強(qiáng)度低，散熱差，易崩刃。圖2-9刀具的輔助平面圖2-10刀具的主要角度后角。后角（ 0）是主后面與主切削平面間的夾角。后角的大小決定刀具后面與工件之間的摩擦及散熱程度。后角過大，散熱差，刀具壽命短；后角過小，摩擦嚴(yán)重，刀口變鈍，溫度高，刀具壽命也短。一般取 0 5 12。楔角。楔角（ 0）是前面與主后面間的夾角。一般取 0 90-（ 0+ 0）。（2）在基面內(nèi)測量的角度。主偏角。主切削平面與假

19、定工作平面間的夾角稱為主偏角（Kr）。主偏角的大小決定背向力與進(jìn)給力的分配比例和散熱程度。主偏角大，背向力小，散熱差；主偏角小，進(jìn)給力小，散熱好。副偏角。副切削平面與假定工作平面間的夾角稱為副偏角（Kr）。副偏角的大小決定副切削刃與已加工表面之間的摩擦程度。較小的副偏角對已加工表面有修光作用。刀尖角。主切削平面與副切削平面間的夾角稱為刀尖角（ r）。 r =180-（Kr+Kr）。（3）在主切削平面內(nèi)測量的角度。刃傾角（S）是主切削刃與基面間的夾角。刃傾角主要影響排屑方向和刀尖強(qiáng)度。如圖2-11 所示，刀尖位于主切削刃上最高點(diǎn)。刃傾角為正，切屑滑向待加工表面，刀尖不耐沖擊；刀尖位于主切削刃上最

20、低點(diǎn)，刃傾角為負(fù)，切屑滑向已加工表面，刀尖可受到保護(hù)；主切削刃上各點(diǎn)等高時，刃傾角為零，切屑很快卷曲，刀尖抗沖擊能力較強(qiáng)。圖2-11 刃傾角的作用三、常用刀具的種類和用途1. 車刀車刀是金屬切削中應(yīng)用最為廣泛的一種刀具。車刀按用途可分為外圓車刀、端面車刀、切斷刀、成形車刀、螺紋車刀等，如圖2-12 所示。車刀按其結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成形車刀等，如圖2-13 所示。圖2-12車刀類型（按用途分類）圖2-13車刀類型（按結(jié)構(gòu)分類）2. 銑刀銑刀的種類很多，結(jié)構(gòu)不一，應(yīng)用范圍很廣，銑刀按其用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀和加工成形面用銑刀三大類。常用的銑刀有圓

21、柱形銑刀、端銑刀、三面刃圓盤銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、T 型槽銑刀、角度銑刀和成形銑刀等，如圖2-14 所示。銑刀的結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、焊接式、機(jī)夾式等。圖2-14常用銑刀3. 孔加工刀具在金屬切削過程中，孔加工的比重是很大的，需要廣泛使用各種孔加工刀具?？准庸さ毒甙雌溆猛痉譃閮纱箢悾阂活愂菑膶?shí)心材料上加工出孔的刀具，如麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；另一類是對已有孔進(jìn)行擴(kuò)大的刀具、如擴(kuò)孔鉆、锪鉆、鉸刀和鏜刀等。1）麻花鉆麻花鉆是鉆削加工中使用最多、應(yīng)用最廣泛的刀具。麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，如圖2-15 所示。柄部主要起夾持與傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力作用，通常有圓柱直柄和莫氏錐柄兩種。一般直徑d

22、20 mm 時可采用直柄，錐柄對直徑尺寸沒有具體界定，它可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。圖2-15 麻花鉆的組成2）鉸刀鉸刀是一種尺寸精度較高的多刃刀具，有6 12 條刀齒，其由工作部分和柄部組成。其工作部分由引導(dǎo)錐、切削部分和校準(zhǔn)部分所組成。引導(dǎo)錐是為了便于將鉸刀引入孔中；切削部分擔(dān)任主要切削工作；校準(zhǔn)部分又分為圓柱部分和倒錐部分，其圓柱部分起導(dǎo)向、校準(zhǔn)和修光作用；倒錐部分起減少摩擦并防止鉸刀將孔徑擴(kuò)大的作用。鉸刀的組成如圖2-16 所示。圖2-16鉸刀的組成鉸刀的種類很多，鉸刀按使用方式分為機(jī)用鉸刀和手用鉸刀，按鉸孔形狀分為圓柱形鉸刀和圓錐形鉸刀，按鉸刀容屑槽的形狀分為直槽鉸刀和螺旋槽鉸刀，按鉸刀結(jié)構(gòu)分

23、為整體式鉸刀和調(diào)節(jié)式鉸刀。常用的鉸刀如圖2-17 所示。為了測量方便，鉸刀刀齒相對于鉸刀中心應(yīng)對稱分布。機(jī)用鉸刀刀齒在圓周上均勻分布。手用鉸刀刀齒在圓周上不均勻分布，這樣在鉸刀停歇時，刀齒在孔壁上的壓痕就不會重疊，并有利于切除孔壁上的高點(diǎn)。圖2-17 常用的鉸刀3）鏜刀鏜刀是鏜孔的專用刀具，鏜刀按不同結(jié)構(gòu)可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。（1）單刃鏜刀。如圖2-18 所示，單刃鏜刀分為盲孔鏜刀和通孔鏜刀。單刃鏜刀只有一個主切削刃在單方向進(jìn)行切削，其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、通用性大，用一把鏜刀可以加工不同直徑的孔。圖2-18 單刃鏜刀（2）雙刃鏜刀。雙刃鏜刀可分為固定雙刃鏜刀和可調(diào)雙刃鏜刀兩種，如圖2-19

24、 所示，雙刃鏜刀的兩刀刃在兩個對稱方向同時切削，故可消除由徑向力對鏜桿的作用而造成的加工誤差。這種鏜刀切削時，刀具外徑是根據(jù)工件孔徑確定的，結(jié)構(gòu)比單刃鏜刀復(fù)雜，應(yīng)用于加工精度要求較高、生產(chǎn)批量大的場合。固定雙刃鏜刀直徑尺寸不能調(diào)節(jié)。刀片一端有定位凸肩，供刀片裝在鏜桿中定位用，刀片用螺釘或楔塊緊固在鏜桿中?？烧{(diào)雙刃鏜刀的直徑尺寸可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。鏜孔時，刀片不緊固在刀桿上，可浮動和自動定心。刀片位置由兩切割刃上的切割力平衡，故可消除由于鏜桿偏擺及刀片安裝所造成的誤差，但這種鏜刀不能校準(zhǔn)孔的軸線歪斜。圖2-19 雙刃鏜刀4. 刨刀刨刀的形狀和幾何參數(shù)與車刀相似，因刨削是斷續(xù)切削，刨刀切入工件時會

25、受到較大的沖擊力，故刨刀桿的橫截面比車刀要大。常用刨刀有平面刨刀、成形刨刀、角度偏刀、寬刃刨刀及內(nèi)孔刨刀等，如圖2-20 所示。圖2-20 常用刨刀刨刀刀桿有直桿和彎頸兩種，如圖2-21 所示。直桿刨刀用于粗加工。彎頸刨刀用于精加工，這種刨刀除能緩和沖擊、避免崩刃外，在受力彎曲時，刀尖還會離開加工表面而不致“扎刀”。圖2-21 彎頸刨刀刨削與直桿刨刀刨削5. 砂輪砂輪是由細(xì)小而堅硬的磨粒通過結(jié)合劑粘接而成，磨粒之間遍布?xì)庀丁ＤチＲ云渎懵对诒砻娌糠值睦饨亲鳛榍邢魅?，氣隙則在磨削過程中起容納切屑、切削液和散逸磨削熱的作用。砂輪的組成如圖2-22 所示。砂輪的特性取決于磨料、結(jié)合劑、砂輪的組織、砂輪

26、的硬度及砂輪的形狀等因素。每一種砂輪根據(jù)其自身的特性，都有一定的適用范圍。故磨削時，應(yīng)根據(jù)工件的材料、形狀、尺寸、熱處理方法和加工要求合理選用砂輪。圖2-22殺輪的組成4任務(wù)四刀具壽命及其影響因素任務(wù)分析在生產(chǎn)實(shí)踐中，操作者很難用一個恒定的刀具控制車刀重磨。常常都是根據(jù)車刀切削過程中所產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象來判斷車刀的磨損情況（見圖2-23），以確定車刀是否應(yīng)該重磨，這種方式只是取決于操作者經(jīng)驗(yàn)的豐富程度。通過本任務(wù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可找到更方便、直觀的標(biāo)志來判斷適時重磨車刀。圖2-23磨損后的刀具知識鏈接一把磨好的刀具，經(jīng)過一段時間切削后，刀刃由鋒利逐漸變鈍，如繼續(xù)使用就會發(fā)現(xiàn)工件已加工表面粗糙度增大，切

27、削溫度升高，切屑顏色開始發(fā)生變化，甚至?xí)a(chǎn)生振動或不正常的噪聲。這說明刀具已嚴(yán)重磨損，必須重磨或換刀。一、刀具磨損的形式刀具正常磨損時，按其發(fā)生的部位不同可分為三種形式，如圖2-24 所示。1. 后面磨損如圖2-24（a）所示，在切削脆性金屬或以較低的切削速度、較小的切削層厚度（hD 0.1 mm）切削塑性金屬時，前面上的壓力和摩擦力不大，磨損主要發(fā)生在后面上。后面磨損后，在刀刃附近形成后角接近于0的小棱面，用高度VB 表示。圖2-24刀具磨損形式2. 前面磨損如圖2-24（b）所示，在以較高的切削速度和較大的切削厚度（h D 0.5 mm）切削塑性金屬時，切屑對前面的壓力大、摩擦劇烈、溫度高

28、，磨損主要發(fā)生在前面上。磨損后在前面上切削刃口附近出現(xiàn)月牙洼，用月牙洼的深度KT 表示。3. 前、后面磨損如圖2-24（c）所示，發(fā)生的條件介于上述兩種磨損之間。二、刀具磨損的原因刀具磨損與一般機(jī)械零件的磨損不同，有兩點(diǎn)比較特殊：一是刀具前面所接觸的切屑和后面所接觸的工件都是新生表面，不存在氧化層或其他污染；二是刀具的摩擦是在高溫、高壓作用下進(jìn)行的。對于一定的刀具材料和工件材料，切削溫度對刀具的磨損具有決定性的影響，溫度越高，刀具磨損越快。三、刀具磨損的過程刀具磨損的過程如圖2-25 所示，一般可分為以下三個階段。1. 初期磨損階段（AB 段）由于刃磨后的刀具表面微觀形狀高低不平，后面與加工表

29、面的實(shí)際接觸面積很小，故磨損較快。2. 正常磨損階段（BC 段）由于刀具上微觀不平的表層被迅速磨去，表面光潔，摩擦力減小，故磨損較慢。圖2-25刀具磨損的過程3. 劇烈磨損階段（CD 段）刀具經(jīng)過正常磨損階段后即進(jìn)入急劇磨損階段，切削刃將急劇變鈍。若繼續(xù)使用，將使切削力驟然增大，切削溫度急劇上升，加工質(zhì)量顯著惡化。四、刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損量的大小將直接影響切削力和切削溫度，并使工件的加工精度和表面質(zhì)量降低。因此，操作者可根據(jù)觀察切屑的顏色和形狀的變化、工件表面粗糙度的變化及加工過程中所發(fā)生的不正常聲響等來判斷刀具是否已磨鈍。在自動化生產(chǎn)中，也可以根據(jù)切削力的大小或切削溫度的高低來判斷刀具是否鈍

30、化。一般情況下，刀具后面都會磨損，且后面磨損量VB 的測量也比較方便，因此，常根據(jù)后面磨損量來制定刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，即用刀具后面磨損帶寬度VB 的最大允許磨損尺寸作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。在不同的加工條件下，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是不同的。例如，粗車中碳鋼VB=0.6 0.8 mm，粗車合金鋼VB=0.4 0.5 mm，精加工VB=0.1 0.3 mm 等。五、刀具耐用度 在正常磨損階段后期、急劇磨損階段之前換刀或重磨，既可保證加工質(zhì)量，又能充分利用刀具材料。1. 刀具磨損限度 在大多數(shù)情況下，后面都有磨損，而且測量也較容易，故通常以后面磨損的寬度VB 作為刀具磨損限度。2. 刀具耐用度 刀具耐用度是指兩次刃磨之間

31、實(shí)際進(jìn)行切削的時間，以T（min）表示。在實(shí)際生產(chǎn)中，不可能經(jīng)常測量VB 的高度，而是通過確定刀具耐用度，作為衡量刀具磨損限度的標(biāo)準(zhǔn)。刀具耐用度的數(shù)值應(yīng)規(guī)定得合理。對于制造和刃磨比較簡單、成本不高的刀具，耐用度可定得低些；對于制造和刃磨比較復(fù)雜、成本較高的刀具，耐用度應(yīng)定得高些。通常，對于硬質(zhì)合金車刀，T 60 90 min ；對于高速鋼鉆頭，T 80 120 min ；對于齒輪滾刀，T 200 300 min。3. 刀具壽命刀具壽命t 是指一把新刀具從開始切削到報廢為止的總切削時間。刀具壽命與刀具耐用度之間的關(guān)系為 t nT式中，n 為刀具刃磨次數(shù)。4. 影響刀具耐用度的因素影響刀具耐用度的

32、因素很多，主要有工件材料、刀具材料、刀具幾何角度、切削用量及是否使用切削液等因素。切削用量中切削速度的影響最大，所以為了保證各種刀具所規(guī)定的耐用度，必須合理地選擇切削速度。5任務(wù)五車刀的刃磨任務(wù)分析子曰：“工欲善其事，必先利其器。”根據(jù)加工要求，選擇刀具后，怎樣才能獲得正確的刀具幾何角度？另外，在切削過程中，刀具會因切削刃磨損而失去切削能力，怎樣才能使得刀具恢復(fù)切削能力？這就需要刃磨工具了，如圖2-26 所示。圖2-26 刃磨工具知識鏈接一、砂輪的選擇刃磨車刀的砂輪大多采用平形砂輪，按其磨料不同目前常用的砂輪分為氧化鋁砂輪和碳化硅砂輪兩類，刃磨時必須根據(jù)刀具材料來選定。1. 氧化鋁砂輪氧化鋁砂

33、輪又稱剛玉砂輪，多呈白色，其磨粒韌性好，比較鋒利，硬度較低（指磨粒在磨削抗力作用下容易從砂輪上脫落），自銳性好，適用于高速鋼和碳素工具鋼刀具的刃磨和硬質(zhì)合金車刀刀柄部分的刃磨。2. 碳化硅砂輪碳化硅砂輪多呈綠色，其磨粒的硬度高、刃口鋒利，但脆性大，適用于硬質(zhì)合金車刀的刃磨。刃磨高速鋼車刀宜采用粒度為46 號至60 號、中軟至中等硬度的白色氧化鋁砂輪。刃磨硬質(zhì)合金車刀的刀片宜采用粒度為60 號至80 號、軟至中軟硬度的綠色碳化硅砂輪；刃磨刀桿應(yīng)采用粒度為36 號至46 號的普通氧化鋁砂輪。粗磨時，宜采用小粒度號的砂輪；精磨時，宜采用大粒度號的砂輪。二、車刀刃磨的步驟和方法刃磨車刀的方法有機(jī)械刃磨

34、與手工刃磨兩種。目前在中小型企業(yè)中，還是以手工刃磨為主。現(xiàn)以主偏角為90的焊接式硬質(zhì)合金車刀為例，介紹其刃磨的步驟和方法。車刀的刃磨步驟如圖2-27 所示。圖2-27車刀的刃磨步驟1. 粗磨后刀面先磨去刀桿底部和后刀面上的焊渣，隨后在刀片后刀面、副后刀面下面的刀桿部分分別磨出一個比后角、副后角大約2的后角（見圖2-28），以便刃磨刀片處的后角。當(dāng)砂輪剛磨到硬質(zhì)合金刀片時即可結(jié)束。粗磨后角、副后角時，要同時控制主、副偏角。刃磨方法與磨刀桿后角一樣，磨到硬質(zhì)合金刀片全磨出為止。圖2-28 磨刀桿后角2. 磨前刀面用砂輪的端面磨去前刀面的焊渣，此時要控制好刃傾角。卷屑槽一般用砂輪的棱角磨出，如砂輪棱角上圓弧過大時，要修整砂輪。刃磨的起始位置與主切削刃的距離為卷屑槽的一半左右，與刀尖的距離為卷屑槽長度的一半左右。刃磨時，車刀轉(zhuǎn)過一個角度，使車刀側(cè)面與砂輪端面交角大致等于前角。車刀要握穩(wěn)，刃磨時應(yīng)順著刀桿方向緩慢移動，特別是接近刀刃時，用力要輕，并注意不要把主刀刃磨掉。磨卷屑槽如圖2-29 所示。為延長刀具的壽命