切削刀具的工作角度123
金属切削刀具常用的5个切削角度
金属切削刀具是制造业中常用的工具,正确的切削角度对切削质量有着重要的影响。
在金属加工过程中,常用的五个切削角度包括:刀尖倒角角度、主偏角、副偏角、前角和后角。
一、刀尖倒角角度刀尖倒角角度是指刀具前端倒角的角度,它的大小会影响切削的刀尖强度和耐磨性。
一般来说,刀尖倒角角度越小,刀尖强度越高,耐磨性也越好。
常见的刀尖倒角角度为15度至45度不等,选用合适的刀尖倒角角度能够减小切屑厚度、改进切削刚度和提高刀具寿命。
二、主偏角主偏角又称前角,是指切削刃与工件表面的夹角。
主偏角的大小直接影响着刀具的切削力和切屑的形态。
通常情况下,主偏角越小,切削力越小,切削刚度越大。
然而,主偏角过小也容易导致刀具容易断裂和刀尖易磨损。
在实际加工中需要根据不同的工件材料和加工条件来选择合适的主偏角。
三、副偏角副偏角又称侧倾角,是指刀具刃部与切削面的夹角。
副偏角的大小影响着切屑的流动和刀具的耐磨性。
一般情况下,副偏角越小,切屑流动越顺畅,切屑的形态也更好。
但过小的副偏角容易导致刀具刃部的磨损加剧。
在选择副偏角时需要兼顾切屑形态和刀具的耐磨性。
四、前角前角是刀具刃部与工件表面接触时形成的角度,它的大小直接影响着切削时的切削力和切屑的形态。
一般情况下,前角越大,切削力越小,切屑流动也更加顺畅。
然而,过大的前角容易导致刀具刃部的磨损加快。
在实际加工中需要根据工件材料和加工条件来选择合适的前角。
五、后角后角是刀具刃部背面与工件表面形成的角度,它的大小影响着刀具刃部的强度和切削力。
一般情况下,后角越大,刀具刃部强度越高,切削力也相对较小。
然而,过大的后角会导致刃部切削过程中的摩擦增大,从而影响切削质量。
在选择后角时需要根据实际情况进行合理的选择。
总结:金属切削刀具的切削角度对切削质量和刀具寿命有着重要的影响。
正确选择刀尖倒角角度、主偏角、副偏角、前角和后角,可以有效地改善切削过程中的刀具性能,提高加工质量,降低成本,增加经济效益。
在实际加工中,需要根据具体的工件材料和加工条件来合理选择切削角度,以达到最佳的加工效果。
金属切削基本知识及刀具角度
04
切削液及其应用
切削液的种类和作用
油基切削液
以矿物油为主要成分,适用于多 种切削加工。
水基切削液
以水为主要成分,适用于高速切 削和难加工材料的切削。
切削液的种类和作用
乳化切削液
油和水混合而成的切削液,具有较好的润滑性和冷却性。
切削油膏
一种特殊的切削液,具有极佳的润滑性和防锈性。
切削液的种类和作用
详细描述
前角的大小决定了刀具切削刃的锋利 程度,较大前角可减小切削力、降低 切削热,提高刀具寿命,但可能导致 加工表面质量下降。
后角
总结词
影响刀具强度、刀具寿命和加工表面质量的重要角度。
详细描述
后角的大小决定了刀具后刀面的磨损程度和加工表面的质量,较大后角可减小 后刀面的磨损,提高加工表面质量,但可能降低刀具强度和寿命。
冷却
降低切削温度,防止工件热变形。
润滑
减少切削阻力,降低刀具磨损。
切削液的种类和作用
清洁
去除切屑和污物,保持切削区域清洁。
防锈
防止金属材料生锈,延长工件和刀具的使用寿命。
切削液的选用原则
根据加工材料选择
不同材料的切削加工需要选用不同类型的切削液 。例如,切削软钢材料时,可以选择油基切削液 ;切削硬钢材料时,可以选择水基切削液。
刀具在切削过程中,由于受到较大的 侧向力或热量影响,导致刀具出现卷 刃现象,影响切削效率和加工质量。
破损
刀具在切削过程中,由于受到较大的 冲击或热量影响,导致刀具出现裂纹、 崩刃等现象,影响切削效率和加工质 量。
03
刀具角度及其作用
前角
总结词
影响切削力、切削热、刀具寿命和加 工表面质量的重要角度。
加工中心车刀切削角度的合理选择
加工中心车刀切削角度的合理选择加工中心车刀切削角度的合理选择1.前角(γo)的选择前角是车刀切削部分的一个最主要的角度,加工中心车刀是否锋利主要取决于前角的大小,一般在加大前角时,可以减小切屑变形,减少切屑和前刀面的摩擦,沈阳第一机床厂使切削力降低,切削起来很轻快。
增大前角还可以使车刀前刀面上承受切削力的位置后移,改善刀刃受力情况的同时还可以抑制积屑瘤的产生。
减小前角可增强刀尖强度,但切屑变形和切削力都会增大。
前角的选择主要根据以下原则:(1)加工塑性材料时,前角应取较大值;加工脆性材料时,应选用较小的前角。
(2)工件材料的强度、硬度较低时,选用较大的前角;反之,选用较小的前角。
(3)刀具材料坚韧性好时前角应选大些(如高速钢车刀);刀具材料坚韧性差时前角应选小些(如硬质合金车刀)。
(4)粗加工和断续切削时应选较小的前角;精加工时应选较大的前角。
(5)机床、夹具、工件、刀具系统刚性差时应选较大的前角。
2.后角(αc)的选择后角与车刀强固有直接关系。
后角大,相对的摩擦可以减少,加工中心车削时较轻快,车刀的磨损也比较慢。
但后角选得过大,车刀的楔角会显著减小,使车刀的强度大大降低,容易崩刃;同时车刀刀刃的散热条件变差,磨损加剧。
后角的选择主要根据以下原则:(1)加工硬度高、机械强度大及脆性材料时,应选较小的后角。
沈阳第一机床厂加工硬度低、机械强度小及塑性材料时,应选较大的后角。
(2)粗加工时应选取较小后角,精加工时应选取较大后角。
采用负前角车刀时,后角应选大些。
(3)工件与车刀的刚性差时应选较小的后角。
(4)高速车削时,应选较小的后角。
3.主偏角(κr)的选择主偏角是一个重要的角度,它对车刀的耐用度有很大的影响。
它的变化直接影响到切削厚度o<与切削宽度《J。
的大小(图2—19)。
增大主偏角,切削厚度增大,切削宽度减小,加工中心切屑容易折断。
相反,减小主偏角时,切削刃单位长度上的负荷减轻,由于主切削刃工作长度增长,沈阳第一机床厂刀尖角增大,改善了刀具散热条件,提高了刀具的耐用度。
切削加工车刀角度详解,别再分不清!
切削加工车刀角度详解,别再分不清!☞这是金属加工(mw1950pub)发布的第10478篇文章导读削金属时,刀具切入工件,刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。
一、车刀切削部分的组成三面二刃一刀尖车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。
1)前刀面刀具上切屑流过的表面。
2)主后刀面刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面,称为主后刀面。
3)副后刀面刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面,称为副后刀面。
4)主切削刃刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。
5)副切削刃刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。
6)刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。
刀尖实际是一小段曲线或直线,称修圆刀尖和倒角刀尖。
二、测量车刀切削角度的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为基准,这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面。
1)切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。
2)基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。
3)正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面。
可见这三个坐标平面相互垂直,构成一个空间直角坐标系。
三、车刀的主要几何角度及选择1)前角(γ0 ) 选择的原则前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。
因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。
加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。
其次要根据加工性质来考虑前角的大小,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。
前角一般在-5°~25°之间选取。
通常,制作车刀时并没有预先制出前角(γ0),而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。
排屑槽也叫断屑槽,它的作用大了去了折断切屑,不产生缠绕;控制切屑的流出方向,保持已加工表面的精度;降低切削抗力,延长刀具寿命。
2)后角(α0 )选择的原则首先考虑加工性质。
精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。
《刀具的工作角度》课件
《刀具的工作角度》ppt课件
CATALOGUE
目录
刀具工作角度概述刀具的前角刀具的后角刀具的刃倾角刀具的工作角度总结
01
刀具工作角度概述
刀具工作角度是指在切削过程中,刀具相对于工件的位置和方向所形成的各种角度。这些角度对于切削力的方向、切削深度和切削速度等切削参数有着直接的影响。
刀具工作角度主要包括前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等。
根据工件材料选择前角
对于塑性材料如中碳钢和低碳钢等,为了减小切屑与前刀面的摩擦,增强刀具耐用度,一般选取较大的前角;对于脆性材料如铸铁和轴承钢等,为了使切屑易于崩落并减小切屑对刀具的冲击,一般选取较小的前角。
根据加工要求选择前角
在精加工时为了减小工件表面粗糙度值要选择较大的前角;在粗加工时为了提高刀具耐用度和断屑能力要选择较小的前角。
提高刀具强度
改善散热条件
适当增加后角可以增加切削刃的强度,提高刀具的抗冲击性能。
后角可以改善切削过程中的散热条件,降低切削温度,减少刀具磨损。
03
02
01
根据工件材料硬度、刀具材料和切削条件选择后角大小。较硬的工件材料需要较大的后角,以减小切削刃与工件之间的摩擦;较软的工件材料则可以适当减小后角。
后角的大小影响刀头的强度和切削刃的锋利程度。增大后角可以减小后刀面与工件表面之间的摩擦,但过大的后角会导致刀头强度降低。
主偏角的大小影响切削力的方向和切削宽度。减小主偏角可以增加切削宽度,提高切削效率,但过小的主偏角会导致切削刃强度降低。
副偏角的大小影响切削刃的强度和切削残留物的形状。减小副偏角可以减小切削残留物,但过小的副偏角会导致切削刃强度降低。
刃倾角的大小影响切削刃的锋利程度和切屑的排出方向。调整刃倾角可以改变切屑的排出方向,减轻排屑负担,但过大的刃倾角会导致刀头强度降低。
刀具几何角度的基本定义与标注及工作角度
汇报人:XX
目录
• 刀具几何角度概述 • 刀具标注方法 • 工作角度及其影响因素 • 刀具几何角度的优化设计 • 刀具几何角度的测量与调整 • 刀具几何角度的应用实践
01
CATALOGUE
刀具几何角度概述
定义与重要性
定义
刀具几何角度是指刀具切削部分 各表面的倾斜角度和刀尖形状。
刀具几何形状
刀具的刃形、刃倾角等几何形状因素也会对 工作角度产生影响。
04
CATALOGUE
刀具几何角度的优化设计
优化设计原则与目标
原则
在满足切削性能的前提下,尽可能减小刀具的结构尺寸和重量,提高刀具的刚性和耐用度。
目标
通过优化刀具的几何角度,改善切削力、切削热和刀具磨损等状况,从而提高切削效率和加工质量。
案例三
针对难加工材料的切削,通过采 用具有大前角和大后角的刀具优 化设计,有效减少了切削刃的磨 损和破损,提高了切削稳定性和 加工精度。
05
CATALOGUE
刀具几何角度的测量与调整
测量方法与工具介绍
测量方法
通常采用投影法、坐标法、光学法等 进行测量。
测量工具
主要包括投影仪、万能角度尺、光学 分度头等。
工件表面质量
工作角度对工件表面的粗糙度、残 余应力等有直接影响。
04
影响工作角度的因素分析
刀具材料
不同材料的刀具具有不同的强度和韧性,需 要相应调整工作角度以适应其特性。
切削用量
切削速度、进给量和切削深度等切削用量参 数的变化会导致工作角度的调整。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对工作角 度的选择有重要影响。
刀具的标注角度[指南]
刀具的标注角度1.前角:当前面与切削平面夹角小于90度时,前角为正值,大于90度时为负值.2.后角; 当后面与基面夹角小于90度时,后角为正值,大于90度时,后角为负值。
车切基本知识一、车刀材料在切削过程中,刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。
因此,刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性,还需具有高的耐热性(红硬性),即在高温下仍能保持足够硬度的性能。
常用车刀材料主要有高速钢和硬质合金。
1.高速钢高速钢又称锋钢、是以钨、铬、钒、钼为主要合金元素的高合金工具钢。
高速钢淬火后的硬度为HRC63~67,其红硬温度550℃~600℃,允许的切削速度为25~30m/min。
高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性,可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工,有良好的磨削性能,刃磨质量较高,故多用来制造形状复杂的刀具,如钻头、铰刀、铣刀等,亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。
常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2.硬质合金硬质合金是用高耐磨性和高耐热性的WC(碳化钨)、TiC(碳化钛)和Co(钴)的粉末经高压成形后再进行高温烧结而制成的,其中Co起粘结作用,硬质合金的硬度为HRA89~94(约相当于HRC74~82),有很高的红硬温度。
在800~1000℃的高温下仍能保持切削所需的硬度,硬质合金刀具切削一般钢件的切削速度可达100~300m/min,可用这种刀具进行高速切削,其缺点是韧性较差,较脆,不耐冲击,硬质合金一般制成各种形状的刀片,焊接或夹固在刀体上使用。
常用的硬质合金有钨钴和钨钛钴两大类:(1)钨钴类(YG)由碳化钨和钴组成,适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。
常用牌号有YG3、YG6、YG8等,后面的数字表示含钴量的百分比,含钴量愈高,其承受冲击的性能就愈好。
因此,YG8常用于粗加工,YG6和YG3常用于半精加工和精加工。
(2)钨钛钴类(YT)由碳化钨、碳化钛和钴组成,加入碳化钛可以增加合金的耐磨性,可以提高合金与塑性材料的粘结温度,减少刀具磨损,也可以提高硬度;但韧性差,更脆、承受冲击的性能也较差,一般用来加工塑性材料,如各种钢材。
刀具的工作角度
小结
刀具材料 应具备的性能 常用的刀具材料种类、特点、应用 切削变形 切削变形机理 现象 切屑收缩 不同切屑种类 形成条件 对加工过程的影响 积屑瘤 产生原因 特点、对加工过程的影响 影响因素及控制所示 已加工表面加工硬化 表现 对零件不利影响和控制措施
高速钢 (典型牌号:W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2) 硬度:HRC63~70 热硬性:550~650℃ 切削速度:V=40m/min 强度和韧性好、工艺性好、容易磨得锋利 主要制作复杂形状刀具:如铣刀、孔加工刀具、螺纹刀具、拉刀、齿轮刀具等
常用刀具材料种类和应用
作业
章后习题 2
刀具材料
解决两个问题: 刀具材料应具备的性能 常用的刀具材料\性能\应用
刀具材料应具备的性能
硬度 耐磨性 强度和韧性 化学稳定性 工艺性 经济性
工具钢 基本特性 价格便宜 容易刃磨的锋利 硬度低、耐磨性差 应用 手工刀具 低速切削刀具
刀具材料的种类和应用
常用刀具材料种类和应用
积屑瘤对加工过程的影响
形成过程中经过了强烈的变形,所以硬度明显提高,一般比工件材料的硬度提高1.5~2.5倍,因此可以代替刀刃切削,保护切削刃。另外,积屑瘤存在增大了刀具的工作前角γe,切削变得轻快,所以粗加工时产生积屑瘤有一定好处。 但是积屑瘤长大到一定高度后,由于切削过程中的冲击、振动等原因,会发生破裂脱落,被切屑带走或留在已加工表面上,而且这个过程周而复始,造成积屑瘤时大时小,极不稳定,容易应起加工过程振动;另外积屑瘤沿切削刃伸出的形状很不规则,会在工件已加工表面留下不均匀的沟痕,直接影响已加工表面的形状精度和粗糙度,所以在精加工和使用定尺寸刀具加工时,尽量避免积屑瘤的产生。 教学光盘(30”)
切削变形现象 之二
刀具角度
刀具角度刀尖刀具刀具工作角度是刀具在工作参考系中定义的一组角度。
在切削过程中,由于刀具安装位置和进给因素的影响,使刀具在工作角度(即刀具的实际切削角度)不同于其在静止参考系中的角度。
表2-4列出了各种不同影响因素下,车到工作角度的修正计算。
刀具几何角度与刃部参数的选择刀具切削部分的几何参数,对切削过程中的金属变形、切削力、切削温度、工件的加工质量都有显著影响。
选择合理的刀具几何参数,就是要在保证工件加工质量和刀具经济耐用度的前提下,达到提高生产率、降低生产成本的目的。
影响刀具合理几何参数选择的主要因素是工件材料、刀具材料及类型、切削用量、工艺系统钢度以及机床功率等。
图2-3 外圆车刀刀具角度刀具(1)定义刀具角度的参考系:为了定义刀具切削部分的几何角度,需选定适当组合的基准坐标平面作为参考系。
其中用于规定刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系称为刀具静止参考系,如图2-2所示。
规定刀具进行切削加工时几何参数的参考系称为刀具工作参考系。
刀具静止参考系的各平面名称、表示符号及定义见表2-1。
图2-2 刀具静止参考系(2)刀具角度的定义:刀具角度是刀具在静止参考系中的一组角度,其名称,表示符号及定义见表2-2。
外圆车刀刀具角度见图2-3。
表2-2 刀具角度定义角加一撇“′”以示区别,例如车刀副偏为k′r,副后角为a′o。
(3)刀具角度的换算:制造或刃磨刀具时常需在不同坐标平面间进行刀具角度换算。
各坐标平面间刀具角度的换算关系见表2 -3表2-3 刀具角度的换算关系刀具图2-1 车刀切削部分的结构要素外圆车刀的切削部分可以看作是各类刀具切削部分的基本形态。
图2-1所示是外圆车刀的切削部分,其结构要素及其定义如下:1)前刀面Ay—切下的切屑沿其流出的表面。
2)主后刀面Aa—与工件上过渡表面相对的表面。
3)副后刀面A'a—与工件上已加工表面相对的的表面。
4)主切削刀S—前刀面与主后刀面的交线,它承担主要切削工作。
切削刀具的标注角度1
(2)影响背向力 Fp 与进给力 Ff 的比例
(3)影响表面粗糙度 对切屑的形状和刀具寿命的影响
主偏角小:切屑宽且薄。 (散热好,刀具寿命提高) 主偏角大:切屑窄且厚。
主偏角对表面粗糙度大小的影响
主偏角小:表面粗糙 度小。主偏角大:表 面粗糙度大。
常用角度:45°、 60° 、75° 、90°
(6)副偏角( kr')基面内,副切削平面与假定工作面间的夹角。
②刀具材料:高速钢,大前角;硬质合金,小前角。 ③加工性质:精加工,大前角;粗加工,小前角。
选取范围:-5o~ 25o
(2)背前角(
)在背平面内,前刀面与基面之间的夹角。
p
举例: 螺纹车刀、插齿刀
(3)后角( o)在正交平面内,切削平面与主后刀面之间的夹角。
作用: (1)减少刀具主后刀面与工件之间的摩擦
作用:(1)影响副切削刃与工件已加工表面的摩擦 (2)影响表面粗糙度的大小
选取范围: 5o~15o
副偏角小:表面粗糙度小。副偏角大:表面粗糙度大。
(7)刃倾角( s)在切削平面内,主切削刃和基面之间的夹角。
作用:(1)影响刀头的强度 (2)影响排屑方向
4、(1)刀具几何角度选取原则: 锐字当先,锐中求固。
前主角 偏(角( ok)r、)背、前副角偏(角( pk)r' 、)后和角刃(倾角o()、s背)后。角( p )、
(1)前角( o)在正交平面内,基面与前刀面之间的夹角。
作用:(1)使主切削刃锋利(2)影响切削刃强度
选取原则:①工件材料:塑性材料,大前角;脆性,小前角。 强度、硬度低,大前角,否则,小前角。
刀具切削角度及其选择
刀具切削角度及其选择
刀具的切削角度及其作用(如图) 刃倾角
向旋转
1-
主偏角副偏角。
副前角。
副后角。
后角前角
切削表面已加工表面
车刀
前角r 前面经过主切削刃与基面的夹角,在主截面内测出。
它影响
切屑变形和切屑与前面的摩擦及刀具强度
副前角r 。
前面经过副切削刃与基面的夹角,在副截面内测出
后角 a 主后面与切削平面的夹角,在主截面内测出。
用来减少主后面与工件的摩擦
副后角a 。
副后面与能通过副切削刃垂直于基面的平面之间的夹角,
在副截面内测出。
用来减少副后面与已加工表面的摩擦
主偏角 k 主切削刃与被加工表面(走刀方向)之间的夹角
当吃刀深度和走刀力量一定时,改变主偏角可以使切屑
变薄或变厚,影响散热 情况和切削力的变化
副偏角 k 。
副切削刃与已加工表面(走刀方向)之间的夹角。
它可
以避免副切削刀与已加工表面摩擦,影响已加工表面粗。
金属切削第一章刀具几何角度及切削要素
(1)主偏角 r 。主切削平面 Ps与假定工作平面间 P的f
夹角(或是主切削刃在基面 Pr 内的投影与假定进给运动方向 的夹角),在基面 Pr 中度量标注。
(2)副偏角 r。副切削平面 Ps与 假定工作平面 Pf 间的夹 角(或是副切削刃在基面 P内r 的投影与假定进给运动副方向 的夹角),在基面 P中r 度量标注。
1、正交平面参考系(静止参考系)
构成静止参考系的参考坐标平面有以下几种:
(1)基面( Pr ):为过切削刃选定点,而且和该点 假定主运动方向垂直的平面。
(2)切削平面 Ps (Ps):为过切削刃上选定点与切 削刃相切并垂直于基面的平面。
(3)正交平面 Po( Po ):又称正交剖面或主剖面, 过切削刃上选定点并同时垂直于基面和切削平面的 平面(或过切削刃选定点并垂直于切削刃在基面上 的投影的平面)。
前角是该平面与基面的夹角后角是该平面与切削平面的夹角两者互为余角在式112中分别用9090代替tanacamtanabamcosacabtanabamtantancos90tan90tancotcotcostanacam正交平面与法平面重合popnpr113正交平面与法平面角度关系二垂直于基面的任一断面与正交平面的前后角换算图112垂直于基面的任意断面前角tantansintancos所谓任意剖面是指通过切削刃上选定点垂直于基面并与切削平面夹角的平面用符号表示
给运动方向并垂直于基面的平面。 • 假定切深平面(背平面)Pp 过切削刃选定点既
垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。
图1-8 假定进给平面参考系及刀具角度
各参考坐标平面的位置及相互关系
Pn
Po 90°
Ps
刀具的组成及主要角度
(2)切削平面ps
(3)正交平面po
通过切削刃上选 定点,垂直于基面 并与主切削刃相切 通过切削刃上选定点, 的平面。 同时与基面和切削平面垂 直的平面。
图1.6
正交平面参考系
1.3.3 刀具的标注角度
一.正交平面参考系角度
(1)基面中测量的刀具角度
1)主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给 运动速度vf 方向之间的夹角。 2)副偏角κr′ 副切削刃在基面上的投影与进给 运动速度vf反方向之间的夹角。 3)刀尖角εr 主、副切削刃在基面上的投影之 间的夹角,它是派生角度。εr=180°-(κr +κr′) εr是标注角度是否正确的验证公式之一。
在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。 静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是 正交平面参考系,其它参考系有法平面参考系、 假定工作平面参考系等。
2.正交平面参考系
(1)基面pr
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。图2、5 通过切削刃上选定 点,垂直于该点切 削速度方向的平面。 通常平行于车刀的 安装(底面)
刀具寿命
表面粗糙度
,进给力Ff
Fp
Ff kr1 kr2 Kr ’
(2)选择
•工艺系统刚性较好时,主偏角取较小值;反
之取较大值。 副偏角大小取决于表面粗糙度(5°〜15°), • 粗加工时取大值,精加工取小值。
4.刃倾角λs
(1)功用 (2)选择
主要影响刀头的强度 和切屑的流动方向。
•加工一般钢料和铸铁,无冲击时:
本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。
金属切削刀具的种类虽然很多,但它们切削 部分的几何形状与参数却有着共性的内容。不论 刀具构造如何复杂,它们的切削部分总是近似地 以外圆车刀切削部分为基本形态。
刀具切削部分的几何角度
系 及
➢假定的主运动方向:垂直于刀杆底面(刀具的安装基面);
标 ➢假定的进给运动方向:垂直(平行)刀杆中心线。 注
角
度
刀具静止参考系的基准坐标平面
刀具静止参考系由基准坐标平面和测量平面组成,基准
坐标平面有两个。
刀
(a)基面Pr
具 静
过切削刃上某选定点,垂直于假定主运动方向vc的平面
止
通常,基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测
削运动ve方向的平面。
过切削刃上某选定点,与切削刃相切并 垂直于工作基面的平面。
过切削刃上某选定点,同时垂直于工作 基面和工作切削平面的平面。
2、刀具的工作角度 在工作正交平面参考系内测量的主切削刃工作角度有:
工
工作主偏角κre
在工作基面内测量的主切削刃 与工作平面之间的夹角。
作
参 考 系
工作刃倾角λse
工 (不超过1°)这样,在多数场合下(如普通车削、镗孔、 作 端铣、周铣等)都不必进行工作角度的计算。只有在角度
参 变化值较大时(如车螺纹或丝杠、铲背、钻孔时研究钻心
考 系
附近的切削条件或刀具安装特殊时),才需要计算工作角
及 度。
工 作
下面分别讨论考虑进给运动和安装条件对工作角度影响
角 时,刀具工作角度与标注角度之间的关系。
参 量的某一安装定位平面或轴线。 考
系
及 标 注
普通车刀或刨刀的基面Pr :平行于刀具底面。
钻头、铣刀和丝锥等旋转类刀具基面 :刀具的轴向剖面。
角
度
(b)切削平面Ps
过切削刃上某选定点,与切削刃相切或包含切削刃并垂
刀 直于基面Pr的平面。
具
基准坐标平面与不同的测量平面组合可以构成不同的标
刀具角度选用原则
刀具几何角度的作用及选择原则答:1是前角;2是后角; 3是副偏角;4是刀尖角;5是主偏角;6是副后角;7是副前角; 8是刃倾角名称:前角作用:加大前角,刀具锋利,切削层的变形及前面摩擦阻力小,切削力和切削温度可减低,可抑制或消除积屑瘤,但前角过大,刀尖强度降低;选择原则:(1)工件材料的强度、硬度低,塑性好时,应取较大的前角;反之应取较小的前角;加工特硬材料(如淬硬钢、冷硬铸铁等)甚至可取负的前角(2)刀具材料的抗弯强度及韧性高时,可取较大的前角(3)断续切削或精加工时,应取较小的前角,但如果此时有较大的副刃倾角配合,仍可取较大的前角,以减小径向切削力(4)高速切削时,前角对切屑变形及切削力的影响较小,可取较小前角(5)工艺系统钢性差时,应取较大的前角名称:后角作用:减少刀具后面与工件的切削表面和已加工表面之间的摩擦.前角一定时,后角愈锋利,但会减小楔角,影响刀具强度和散热面积. 选择原则:(1)精加工时,切削厚度薄,磨损主要发生在后刀面,宜取较大后角;粗加工时,切削厚度大,负荷重,前、后面均要发生磨损、宜取较小后角(2)多刃刀具切削厚度较薄,应取较大后角(3)被加工工件和刀具钢性差时,应取较小后角,以增大后刀面与工件的接触面积,减少或消除振动(4)工件材料的强度、硬度低、塑性好时,应取较大的后角,反之应取较小的后角;但对加工硬材料的负前角刀具,后角应稍大些,以便刀刃易于切入工件;(5)定尺寸刀具(如内拉刀、铰刀等)应取较小后角,以免重磨后刀具尺寸变化太大;(6)对进给运动速度较大的刀具(如螺纹车刀、铲齿车刀等),后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异;(7)铲齿刀具(如成形铣刀、滚刀等)的后角要受到铲背量的限制,不能太大,但要保证侧刃后角不小于2°。
名称:主偏角作用:(1)改变主偏角的大小可以调整径向切削分力和轴向切削分力之间的比例,主偏角增大时,径向切削分力减小,轴向切削分力增大;(2)减小主偏角可减小削厚度和切削刃单位长度上的负荷;同时主切削刃工作长度和刀尖角增大,刀具的散热得到改善,但主偏角过小会使径向切削分力增加,容易引起振动。
刀具的工作角度PPT课件
数控工艺
刀具的工作角度
3 刀杆偏斜对工作角度的 影响
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数控工艺
刀杆偏斜对工作角度的影响
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数控工艺
切削层参数
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数控工艺
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数控工艺
刀具的工作角度
1 刀尖安装高低对工作角 度的影响.
安装车刀时对刀尖的位置有什么要求?
第1页作角度的影响.
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数控工艺
刀尖安装高低对工作角度的影响.
横车
纵车
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刀具的工作角度
2 进给运动对工作角度的 影响
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数控工艺
进给运动对工作角度的影响
扳动小拖 板车锥度
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进给运动对工作角度的影响
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进给运动对工作角度的影响
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进给运动对工作角度的影响
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进给运动对工作角度的影响
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进给运动对工作角度的影响
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④宽刀低速度精车碳钢( ⑤高速精车碳钢( ⑥车削铝合金( ) ; );
⑦在铸铁件上钻孔的麻花钻(
) ;
�
工作后角 αoe 减小
(B),刀尖安装高低对工作角度的影响
应用:粗车外圆:刀尖高于工件中心,增大前角,降低切削力 精车外圆:刀尖低于工件中心,增大后角,减少后刀面磨损 车成形面:刀尖与工件中心等高,避免误差
(C),刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响
2. 切削刀具材料
(1)刀具材料应具备的性能
高硬度.常温硬度在HRC60以上. 足够的强度和韧性.抗弯强度足够,抵抗冲击 振动的韧性足够. 高耐磨性.抵抗磨损能力高,保持刀刃锋利. 高热硬性.高温下保持高的硬度. 良好的工艺性.便于刀具制造和热处理.
高速钢较高的抗弯强度和冲击韧度,热处理变形小,刃磨性能好, 常用于制造各种形状复杂的成形刀具和 精加工刀具,如钻头,铰刀,铣刀,拉刀,齿轮刀具等,常用牌号 有W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2等. (d),硬质合金 硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化钨(WC),碳化钛(TiC)等 金属碳化物作基体,用钴(Co),镍(Ni),钼(Mo)作粘结剂, 用粉末冶金的方法烧结而成.硬度:HRC74~82,热硬性:可达 800~1000℃,切削速度:100~300m/min,较高速钢高4~10倍, 耐用度比高速钢高几十倍.但其抗弯强度和韧性比高速钢低,工艺 性也不如高速钢,常用于制造结构较为简单的刀具,如车刀,端铣 刀,刨刀等.根据国标GB2075-87,硬质合金主要分为P,M,K三 个主要类别. ① P类硬质合金(蓝色):旧牌号钨钛钴硬质合金YT,有WC+TiC +Co 组成.由于加入了TiC,耐磨性及耐热性比K类硬质合金更高, 但相应的含Co量减少,韧性较差,适于加工长切屑的黑色金属,如 钢,铸钢等.常用牌号有:P01,P10,P20,P30,P40,P50等. 数字越大,TiC的含量越多,耐热性和耐磨性越好,但韧性越差. 粗加工选用含TiC少的牌号(如P01),精加工可选用含TiC多的牌号
(2)刀具材料种类
(A)普通刀具材料 (a),碳素工具钢 含碳量:0.7%~1.3%,硬度:HRC61~65,热硬性:200~ 250℃,速度:0.1~0.2m/s.淬火后易变形和开裂,适用于简单, 低速的手工工具,如锉刀,锯条,刮刀等.常用牌号:T10A, T12A. (b),合金工具钢 碳素工具钢中加入适量的铬(Cr),钨(W),锰(Mn),硅(Si)等 合金元素,提高材料的热硬性,耐磨性和韧性.硬度: HRC61~65, 热硬性:300~350℃,速度:0.25~0.3m/s.淬火变形小,淬透性 好.常用于制造形状较复杂,低速加工和要求热处理变形小的刀具, 如丝锥,板牙等.常用的牌号有CrWMn和9SiCr等. (c),高速钢 高速钢又称白钢,锋(或风)钢,钢中加入铬(Cr),钨(W), 钒 (V),钼(Mo)等合金元素的高合金工具钢.淬火硬度: HRC63~67,热硬性:500℃ ~ 600℃,允许切削速度:40m/min .
(c),立方氮化硼(CBN):在高温高压下制成的一种新型超硬刀具 材料,硬度达7000~8000HV,耐磨性好,热硬性达1200℃,在 1200~1300℃高温下不与铁发生化学反应,主要用于加工淬硬钢, 耐磨铸铁,高温合金等难加工材料的半精加工和精加工.
常用刀具材料可切削加工的主要工件材料
刀具材料 结构 钢 合金 钢 铸铁 淬火 钢 冷硬 铸铁 镍基 高温 合金 钛合 金 铜铝 等有 色金 属 非金 属
② M类硬质合金(黄色):旧牌号通用硬质合金YW,由TiC+TaC (NbC)组成.有较好抗弯强度,冲击韧性,抗氧化能力,耐磨性, 高温硬度,适于加工长切屑或短切屑的黑色金属材料,如:钢,铸 钢,不锈钢,灰口铸铁,有色金属等.常用牌号有:M10,M20, M30,M40等,数字越大,耐磨性越低而韧性越大,精加工选用 M10,半精加工选用M20,粗加工选用M30. ③ K类硬质合金(红色):旧牌号钨钴硬质合金YG,由WC+Co组 成.韧性较好,抗弯强度较高,热硬性稍差,适于加工短切屑的黑 色金属,有色金属及非金属材料,如淬硬钢,铸铁,铜铝合金,塑 料等.代号有:K01,K10,K20,K30,K40等,数字愈大,Co含 量越多,耐磨性愈低而韧性愈高.精加工可用K01;半精加工可用 K10,K20 ;粗加工选用K30,K40. (e)涂层刀具材料 涂层刀具材料是在硬质合金或高速钢的基体 上,涂一层几微米(5~12m)厚的高硬度,高耐磨性的金属化合 物(TiC,TiN,AL2O3等)构成.涂层硬质合金刀具的耐用度比不 涂层的至少提高1~3倍,涂层高速钢刀具的耐用度比不涂层的至少 提高2~10倍.国内涂层硬质合金刀片牌号有CN,CA,YB等. TiC涂层刀片:银灰色,5~7m. TiN涂层刀片:金黄色,8~12m.
(B)超硬刀具材料 (a),陶瓷:主要是由纯AL2O3或在AL2O3中一定的金属元素或金属化 合物,采用热压成形和烧结的方法获得.硬度,耐磨性和耐热性好, 硬度91~95HRA,热硬性:1200℃,常用速度:100~400m/min, 甚至可高达750m/min,切削效率比硬质合金提高1 ~4倍.与金属 亲和力小,不易粘刀,加工表面光洁,但抗弯强度低,冲击韧性差. 主要用于冷硬铸铁,高硬钢和高强钢等难加工材料的半精加工和精 加工. (b),人造聚晶金刚石(PCD):在高温高压下将金刚石微粉聚合而 成的多晶体材料,硬度极高(HV5000)以上,天然金刚石 (10000HV),耐磨性极好,可切削极硬材料而长时间保持尺寸的 稳定性,刀具耐用度比硬质合金高几十倍至三百倍;韧性和抗弯强 度差,只有硬质合金的1/4左右;热硬性差,700~800℃,不能在 高温下切削;与铁元素的亲和力很强,不易加工黑色金属,主要用 于精加工有色金属及非金属,如铝,铜及其合金,陶瓷,合成纤维, 强化塑料和硬橡胶等.
右偏刀车端面的标注角度
车槽刀的标注角度
(4)刀具的工作角度
在切削加工过程中,由于刀具安装位置的变化以及进给运动的影 响,使得参考平面坐标系的位置发生变化,导致刀具角度大小变化, 这种按照实际切削工作中的参考平面坐标系所确定的角度,即称为 刀具的工作角度.
(A),进给运动对工作角度的影响
工作前角
γ oe 增大
高速钢 硬 质 合 金 P类 M类 K类
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√ห้องสมุดไป่ตู้
涂层硬质合 金 超 硬 材 料 陶瓷 金刚石 立方氮 化硼
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根据加工条件不同,在下列刀具材料中选择合理的牌号,填写 在 相 应 括 号 中 : K01 , K10 , K20 , P01 , P10 , P20 , P30 , W18Cr4V,W6M05Cr4V2. ①精车铸铁( ②粗车铸铁( ③粗车碳钢( ); ) ); )