1.1金属切削原理及刀具ppt课件

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金属切削原理与刀具PPT

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• 刀具工作参考系(动态参考系):是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的基准。考虑了进给运 动及安装情况的影响。
一、刀具切削角度的坐标平面
二、刀具标注角度的坐标
• 为了便于刀具设计者在设计刀具时的标 注,有一些理想状态的假定:
• 1)装刀时,刀尖恰在工件的中心线上; • 2)刀杆中心线垂直工件轴线; • 3)没有进给运动; • 4)工件已加工表面的形状是圆柱表面。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量(mm/r)
– n— 工件转速(r/s)
主运动和进给运动的合成
• 和成切削运动 : 是由主运动和进给运动合成 的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时 合成运动方向称合成切削运动方向,其速度称 合成切削速度
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为:
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少,当f较小,残留面积纯 粹由两段圆弧构成,即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时, 刀具的工作前角和工作后角的变化情况:
• ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂 直时,刀具的工作主偏角和工作副偏角的 变化情况:
• b)进给运动对工作角度的影响: • c)非圆柱表面的工件形状的影响:
刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度
• 当刀尖高于工件轴线时: • 工作前角变大,工作后角减小。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同,c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。

金属切削原理及刀具课件

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刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式:前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理:磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素:切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施:合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法:通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略:采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段,有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施:通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法,减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施:一旦发现刀具磨损,应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施,避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 :正确的使用和维 护刀具,可以延长 刀具的使用寿命, 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数:包括前角、后角、主偏角、副偏角等,这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择:根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具,以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨:刃磨可以改变刀具的几何参数,从而调整切削力和切削热, 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类:根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式;根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途:刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的,但也有手用的,如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势:随着制造业的发展,刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。

金属切削原理ppt课件

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二、刀具几何参数 1.刀具切削部分的组成要素 刀具由任务部分和非任务部分构成。
•〔1〕前刀面 Aγ 切屑流过的刀面。 •〔2〕主后刀面 Aα 与工件正在被切削加工的外表 〔过渡 外表〕相对的刀面。 •〔3〕副后刀面 Aα′ 与工件已切削加工的外表相对的刀面。
二、刀具几何参数 1.刀具切削部分的组成要素
瞬时速度。单位:m/s或m/min〔r/s或r/min)
一、切削运动与切削用量 3.切削用量
2〕进给速度 Vf
切削切削刃上选定点相对于工件沿进给运
动方向的瞬时速度。单位:mm/s或m/min
一、切削运动与切削用量 3.切削用量
2〕进给速度 Vf
•进给量 f:工件或刀具每回转一周或往返一个行程时,两者沿 进给运动方向的相对位移。单位:mm/r或mm/d•str〔double stroke双行程〕 • 例如,车削时进给速度 Vf = f·n •每齿进给量 fz:在用多刃刀具进展切削时,后一个刀齿相对 前一个刀齿的进给量。f = z·fz ,单位:mm/齿 • 例如,铣削时进给速度为 Vf = f·n = z•fz•n
二、刀具几何参数 3.刀具的标注角度
以外圆车刀在正交平面参考系中的角度为例 1〕基面中丈量的刀具角度
•〔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是标注角度能否正确的验证公式之
§1-2 刀具资料
•刀具资料通常是指刀具切削部分的资料。 •加工质量、加工效率、加工本钱,在很大程度上取决于 刀具资料的合理选择。因此,资料、构造和几何外形是决 议刀具切削性能的主要要素。 •金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外,还 要求刀具资料具备一定性能。

《金属切削原理及刀具》(第一章车刀)PPT

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课程答疑信箱: 课程答疑信箱:qst@
8
以用途分类
4.螺纹车刀 螺纹车刀 分类:外螺纹车刀、 分类:外螺纹车刀、内螺纹车刀 作用: 作用:加工内外螺纹 常见结构及特点: 常见结构及特点: 外螺纹车刀: 外螺纹车刀:直头刀具多 内螺纹车刀: 弯头具多尺寸较小、 内螺纹车刀 弯头具多尺寸较小、刚度 差
刀杆头部应按所选刀片形状做出刀槽: 刀杆头部应按所选刀片形状做出刀槽: 原则:保证焊接强度前提下,焊逢较少。 原则:保证焊接强度前提下,焊逢较少。
常用刀槽槽型及用途 目的:减少应力 目的:
课程答疑信箱: 课程答疑信箱:qst@
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刀片焊接工艺简介
焊接多为铜钎焊 方法:高频焊、电阻焊、 方法:高频焊、电阻焊、气焊 常用焊料: 常用焊料: 1.铜镍合金或紫铜:用于切削温度在 铜镍合金或紫铜: 铜镍合金或紫铜 用于切削温度在700~900 ~ 度的大负荷切削。 度的大负荷切削。 2.铜锌合金:用于切削温度 铜锌合金: 度的中负荷切削。 铜锌合金 用于切削温度600度的中负荷切削。 度的中负荷切削 4.银铜合金:用于焊接低钴高钛的刀具材料 。 银铜合金: 银铜合金
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以用途分类
3.切断刀 切断刀 作用: 作用:切断工件 常见结构及特点: 常见结构及特点: 宽度窄、刀头长-- --强度较差 宽度窄、刀头长--强度较差 刀尖为两个 几何参数(刀具角度) 几何参数(刀具角度)问题 前角、后角、主偏角、副偏角、 前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角
位号10 位号
共有十六种
课程答疑信箱: 课程答疑信箱:qst@
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第四节
意义: 意义:
车刀的卷屑断屑结构
常见方法: 常见方法: 1.利用合适的刀具角度 利用合适的刀具角度 2.磨出断屑台 磨出断屑台 3.采用卷屑槽断屑 采用卷屑槽断屑

金属切削原理与刀具(课)课件

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切削和高硬度材料加工。
立方氮化硼
具有极高的硬度,适用于加工 高硬度材料,如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分,其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分, 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果,在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分,要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节,通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件,可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向,避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中,刀具对工件施加压力,使工件产生变形和切屑,这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量,是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧, 工件表面质量下降,甚至引起刀具和 工件的变形,影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能,广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性, 常用于制造复杂刀具和大型刀

金属切削原理PPT全套课件

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实际上,除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外,还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前,后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便,可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时,如果测量平面选得不同,刀具角度的 大小也就不同。
测量平面和参考平面系就组成了所谓的刀具 标注角度参考系。目前各个国家由于选用的测量 平面不同,所以采用的刀具标注角度参考系也不 完全同意。现在以常用的外圆车刀为例,来说明 几种不同的刀具标注角度参考系。
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度,进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下:
1. 切削速度v 它是切削加工时,刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度.刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时,刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定:
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 (mm);
度参考平面的切削平面和基面定义如下:
1. 切削平面是通过刀刃上选定点,切于工 件过渡表面的平面。在切削平面内包含有刀刃在 该定点的切线,和由主运动与进给运动合成的切 削运动向量(简称合成切削运动向量)。
2. 基面是通过刀刃上选定点,垂直于该点 合成切削运动向量的平面。显然,刀刃上同一点 的基面和切削平面是相互垂直的。
在基本技能方面,应具有根据加工条件合理 选择刀具材料,刀具几何参数的能力;应具有根 据加工条件,和用资料,手册及公式,计算切削 力和切削功率的能力;应具有根据加工条件,从 最大生产率或最低加工成本出发,合理选择切削
用量的能力;应初步具有利用常用仪器设备进行 切削变形,切削力,切削温度,刀具磨损和砂轮 磨损等测试的技能,并具有对实验数据进行处理 和分析的能力。

金属切削原理及刀具.pptx

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直接作用于被切削的金属层,并控制切屑沿其排出的刀
造 面。
要 素
根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为:
主前刀面: 与主切削刃毗邻的称为主前刀面;
副前刀面: 与副切削刃毗邻的称为副前刀面。
(2)后刀面
后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面:是指与工件上加工表面相互作用和相对着的
刀面;
副后刀面:是与工件上已加工表面相互作用和相对着的
系 这些夹角就是刀具切削部分的几何角度。
工作角度:把刀具同工件和切削运动联系起来确定的刀
具角度,即刀具在使用状态下(in use)的角度。
刀具标注角度参考系:任何一把刀具,在使用之前,总
可以知道它将要安装在什么机床上,将有怎样的切削运动,
因此也可以预先给出假定的工作条件,并以此确定刀具标
注角度参考系(所谓的“静止参考系” )。
刀具标注角度参考系。
考 图中同时也表示了一
系 个由Pn-Pr- Ps 组成
的法剖面参考系。在
实际使用时一般是分
别使用某一个参考系。
第16页/共66页
刀 具 标
(5)进给剖面 Pf 和背平面Pp及 其组成的进给、背平面参考系
注 角 度 的
进给剖面Pf是通过切削刃选定 点,平行于进给运动方向并垂直 于基面Pr的平面。通常,它也平
定 义
下图所示三把刀具的标注角度完全相同,但由于合成切 削运动方向不同,后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的
实际情形有很大的不同:
(a)
第18页(b/)共66页
(c)
刀 具
图(a),刀具后刀面同工件已加工表面之间有适宜的
工 作 角
间隙,切削情况正常; 图(b),刀具的背棱顶在已加工表面上,切削刃无法
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角度、切削层参数等。 刀具材料——介绍刀具材料应具备的性能(硬度、耐磨性、强度、韧性、耐热
性、工艺性、经济性);两种常用的刀具材料(高速钢、硬质合金)和其它刀具材料
(涂层、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼)。
1.1 基本定义
金属切削过程
金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。刀具从工件上切除多余的(或预
这些定义也适用于其它切削。图中分别表示了车削、刨削、钻削、铣镗削时的 切削运动。
切 削 运 动 与 切 削 用 量
1.1.1.1切削运动
金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。
按切削时工件与刀具相对运动所起的作用可分为主运动和进给运动。如图所示。
(1)主运动:切下金属所必须的最主要的运动。
特点:通常它的速度最高,消耗机床功率最多。机床的主运动只有一个。
教学要求:
金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属,使工件获得规定的加工精度
与表面质量。因此,要进行优质、高效与低成本的生产,必须重视金属切削过程
的研究。
内 教学重点:

基本定义——介绍金属切削过程方面的一些基本概念,它包括切削运动、切削
提 用量、参考系(主剖面参考系、法剖面参考系、进给背平面参考系)、刀具标注
三 削、铰削),单位是mm/r。


对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工,虽然可以不规定进给速度,
却需要规定间歇进给的进给量,其单位为mm/d.st(毫米/双行程)。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具,在它们进行工作时,
还应规定每一个刀齿的进给量,即后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量,单位

ve=vc+vf
1.1.1.2 切削用量三要素 在切削加工过程中,需要针对不同的工件材料、刀具材料和其它技术经济要求
来选定适宜的切削速度 vc 、进给量 f(或进给速度值vf),还要选定适宜的背吃刀量 值ap。vc 、f、ap 称之为切削用量三要素。
(1)切削速度
大多数切削加工的主运动采用回转运动。回转体(刀具或工件)上外圆或内孔某
是mm/Z(毫米/齿)。
显然
mm/s或mm/min

削 用 量
(3)背吃刀量 对于车削和刨削加工来说,背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间
三 要
的。垂直距离,单位f是mfmn。fZZn

外圆柱表面车削的背吃刀量可用下式计算:
ap dwdm(mm)
2
对于钻孔
其中
dm——已加ap工表d面2m直(m径(mm)m);

1.1.1 切削运动与切削用量
在金属切削过程中,为了要从工件上 切去一部分金属,刀具与工件之间必须 完成一定的切削运动。
如外圆车削时,工件作旋转运动,刀 具作连续的纵向直线运动,形成了工件 的外圆柱表面。 基 在新的表面的形成过程中,工件上有 本 三个依次变化的表面: 定 义
待加工表面:即将被切去金属层的表面; 加工表面 :切削刃正在切削着的表面; 已加工表面:已经切去一部分金属形成的新表面。
留的)金属,并在高生产率和低成本的前提下,使工件得到符合技术要求的形状、
位置、尺寸精度和表面质量。
切削运动
为实现切削过程,工件与刀具之间要有相对运动,即切削运动,它由金属切削
机床来完成。
基 本 定
工艺系统 机床、夹具、刀具和工件,构成一个机械加工工艺系统,切削过程的各种现象
和规律都在这个系统的运动状态中去研究。
后刀面分为主后刀面与副后刀面。
分 主后刀面:是指与工件上加工表面相互作用和相对着的刀面;
的 副后刀面:是与工件上已加工表面相互作用和相对着的刀面。




(3)切削刃:切削刃是前刀面上直接进行切削的锋边,有主切削刃和副切削刃之分。 主切削刃: 指前刀面与主后刀面相交的锋边,它完成主要的切除或表面成形工作; 副切削刃: 指前刀面与副后刀面相交的锋边,它配合主切削刃完成切除工作,并 最终形成以加工表面。 (4)刀尖
切 削
一点的切削速度计算公式如下:



切 式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径(mm);
削 用 量
n——工件或刀具的转速(r/s或r/min)。
vcdnm/s或 m/min
1000
在生产中,磨削速度单位用米/秒( m/s),其它加工的切削速度单位习惯用米/分
(m/min)。
在转速n值一定时,切削刃上各点的切削速度不同。考虑到刀具的磨损和已加工表


(3)合成运动与合成切削速度ve 主运动vc和进给运动vf可以由刀具或工件分别完成,或由刀具单独完成。 主运动和进给运动可以
同时进行(车削、铣削等),
也可交替进行(刨削等)。
当主运动与进给运动同时
进行时,刀具切削刃上某
切 一点相对工件的运动称为

合成切削运动。合成速度 向量等于主运动速度与进
运 给运动速度的向量和:
切 削
例如,车削、镗削的主运动是工件与刀具的相对旋转运动,而刨削是的主运动是 刀具相对于工件的直线运动。
运 (2)进给运动:使新的金属不断投入切削的运动。它保证切 削工作连续或反复进
动 行,从而切除切削层形成已加工表面。
与 切 削
特点:机床的进给运动可有一个、两个或多个组成,通常消耗功率较小,进给运 动可以是连续运动也可以是间歇运动。
面质量等因素,计算时,应取最大的切削速度。
如:外圆车削时计算待加工表面上的速度(用dw代入公式),
内孔车削时计算已加工表面上的速度(用dm代入公式) ,

钻削时计算钻头外径处的速度。
削 (2)进给速度、进给量和每齿进给量

进给速度是单位时间的进给量,单位是mm/s(mm/min)。

进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移 (对于车削、钻
是以车刀切削部分为基础的。刀具切削部分的构造要素(图1、2)及其定义和说明如
下:
(1)前刀面
直接作用于被切削的金属层,并控制切屑沿其排出的刀面。
根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为:
刀 主前刀面: 与主切削刃毗邻的称为主前刀面;
具 切 削 部
副前刀面: 与副切削刃毗邻的称为副前刀面。 (2)后刀面

dw—待加工表面直径(mm)。
削 用 1.1.2 刀具切削部分的基本定义

三 要 素

1.1.2.1 刀具切削部分的构造要素 金属切削刀具的切削部分的几何形状与参数都有着共性,即不论刀具构造如何
复杂,它们的切削部分总是近似地以外圆车刀的切削部分为基本形态。
国际标准化组织(ISO)在确定金属切削刀具的工作部分几何形状的一般术语时,就
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