机械制造工程学 第二章 金属切削刀具

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§2-1 孔加工刀具
孔加工刀具用途广、种类多,一般可分为两大类: • 在实体材料上加工孔的刀具,如麻花钻、中心钻、扁钻、
深孔钻等; • 对孔进行再加工的刀具,如扩孔钻、绞刀、镗刀、锪钻
等。
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一、孔加工刀具的种类及用途
1.麻花钻 主要用于孔的粗加工,IT11级以下;表面粗糙度
Ra25μm~6.3 μm 。
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三、拉削方式
2.分块式拉削
缺点:由于切削厚度大,拉削后的工件表面质量不如成形式拉 刀好。
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三、拉削方式
3.综合式拉削
综合式拉刀的粗切齿制成分块式结构,精切齿采用成形 式结构。
集中了成形式拉刀和轮切式拉刀的优点:既缩短了拉刀 长度,保持较高的生产率,又能获得较好的工件表面质量。
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三、铣削方式
2.端面铣削
2)不对称逆铣 若切入时的切削厚度小于切出时的切削厚度, 则为不对称逆铣。
特点:切入冲击小,切削力变化小,切削过程平稳,表面粗糙 度小。适于端铣普通碳钢和高强度低合金钢。
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三、铣削方式
2.端面铣削
3)不对称顺铣 若切入时的切削厚度大于切出时的切削厚度, 则为不对称铣顺铣。
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一、孔加工刀具的种类及用途
6.锪钻 加工孔端面上的沉头孔。
7.绞刀 加工成形回转表面,属专用刀具。加工孔精度达
IT6~IT7级,表面粗糙度达Ra1.6~0.4。
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一、孔加工刀具的种类及用途
7.绞刀
铰刀的类型:(a)直柄机用铰刀,(b)锥柄机用铰刀,(c)锥柄 机用铰刀,(d)手用铰刀,(e)可调节手用铰刀,(f)套式机用 铰刀,(g)直柄莫式圆锥铰刀,(h)手用1:50锥度铰刀
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二、车刀的结构形式
1.整体式车刀
多采用高速钢材料
2.焊接式车刀
• 硬质合金焊接式车刀,结构简单、紧凑,抗振性能好, 制造方便使用灵活。 • 刀片易产生应力和裂纹。
3.机夹重磨式车刀
• 避免焊接引起的缺陷,提高了刀具耐用度; • 刀杆可重复使用利用率较高。 • 但结构复杂、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂纹。
特点:可减小刀齿的滑行、挤压和加工表面的冷硬程度,提高 刀具耐用度。适于端铣普通碳钢和高强度低合金钢。
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§2-4 拉 刀
•拉削加工质量好,生产率高。 •拉刀寿命长,并且拉床结构简单。 •拉刀结构复杂,制造比较麻烦,价格较高。 •多用于大量和批量生产的精加工。
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一、拉刀的结构及拉削原理
1.拉刀的结构
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一、拉刀的结构及拉削原理
2.拉削原理
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二、拉削的特点
1)生产率高,一次可完成粗、半精、精加工; 2)加工后的工件精度和表面粗糙度好; 3)拉刀的耐用度高; 4)可拉削特型面; 5)拉床结构简单; 6)可修正尺寸、形状误差, 但不能修正位置误差。
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三、拉削方式
1.分层式拉削
§ 2 - 5 齿轮加工刀具
齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。由于 齿轮的种类很多,加工要求又各不相同,因此齿 轮刀具的品种及其繁多。
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一、齿轮刀具的类型
1.按加工齿轮的品种分
•渐开线圆柱齿轮刀具 如齿轮铣刀,插齿刀,齿轮滚刀,剃 齿刀; •蜗轮刀具 蜗轮滚刀、飞刀,蜗轮剃齿刀; •锥齿轮刀具 直齿锥齿的刨刀、铣刀,加工弧齿和摆线锥齿 轮的铣刀盘; •非渐开线齿形刀具 花键滚刀,圆弧齿轮滚刀,棘轮滚刀, 花键插齿刀,展成车刀。
三、拉削方式
1.分层式拉削
2)渐成式拉削
•优点:对于加工复杂成形表面的工件,拉刀的制造要比成形 式简单。 •缺点:在工件已加工表面上可能出现副切削刃的交接痕迹, 因此加工出的工件表面质量较精差品课。件
三、拉削方式
2.分块式拉削
优点: •由于切削厚度(即齿升量)大,在相同拉削余量下,轮齿式 拉刀所需的刀齿总数要比成形式拉刀少很多; •不存在切屑加强筋,切屑卷曲顺利,缩短了拉刀长度,节省 刀具材料,提高拉削生产率; •拉削带硬皮的铸铁件,不易损坏刀齿。
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一、齿轮刀具的类型
2.按加工原理分
•成形齿轮刀具 如盘形模数齿轮铣刀,指形模数齿轮铣刀,齿 轮拉刀,插齿刀盘等;
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一、齿轮刀具的类型
2.按加工原理分
•展成齿轮刀具 插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿 轮刨刀、曲线锥齿轮铣刀盘等。
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二、齿轮滚刀
形式:整体式齿轮滚刀、镶齿式齿轮滚刀、硬质合金齿轮滚刀
齿形。
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§2-6 砂 轮
砂轮是磨削加工中使用最广泛的模具。砂轮是由结合 剂将磨料颗粒黏合在一起后经烧结而成,因此其切削性能主 要决定于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织等基本要素。
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1.磨 料
直接担负切削工作。
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2.粒 度
•磨料颗粒的大小。以磨粒刚能通过的那一号筛网(1英寸 长度上多少目孔眼)来表示。如,60粒度是指磨粒刚好可 通过每英寸长度上有60目孔眼的筛网。 •直径小于40μm的磨粒称为微粉。微粉的粒度以其尺寸大 小来表示。如尺寸为28μm的微粉,其粒度号为W28。 •粒度对加工表面粗糙度和磨削生产率影响较大。
第 2 章 金属切削刀具
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§2-1 车 刀
车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具,它可以在 普通车床、转塔车床、立式车床、自动与半自动车床上,完 成工件的外圆、端面、切槽或切断等不同的加工工序。
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一、车刀的种类及用途
•直头外圆车刀 车削外圆和外圆倒角; •弯头车刀 车削外圆、端面、倒角; •偏 刀 左偏刀和右偏刀,车削外圆、轴肩、端面; •切断刀 切断工件、切槽; •镗孔刀 镗削内孔; •螺纹车刀 车削螺纹; •成形车刀 加工成形回转表面,属专用刀具。
•进给速度时快时慢,影响工件 表面粗糙度。
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三、铣削方式
1.圆周铣削
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三、铣削方式
2.端面铣削
用分布于铣刀端平面上的刀齿进行的铣削,称为端铣。
1)对称铣 :刀齿切入工件与切出工件的切削厚度ap相同,称 为对称铣削。
•特点:切入、切出时的切削厚度 相同,避免后续刀齿在冷硬层上切 削,一般端铣多采用此方式,尤其 适用于淬硬钢。
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一、孔加工刀具的种类及用途
8.镗刀 加工直径较大的孔,精度可达IT6~IT7级,表
面粗糙度达Ra6.3~0.8,精镗可达Ra0.4。 单刃镗刀、多刃镗刀,微调镗刀、浮动镗刀
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浮动镗刀: 1.刀片 2.刀块 3.调节螺钉 4.斜面垫板 5.紧固螺钉
§2-3 铣 刀
铣削是一种应用非常广泛的加工方法。加工精 度一般为IT9~IT8,表面粗糙度为Ra6.3~1.6。铣 刀为多齿刀具,有较高生产率。主要用于平面、台 阶、沟槽和各种成形面的粗加工和半精加工。
1.滚刀基本蜗杆
通常把滚刀切削刃所在的蜗杆叫做滚刀产形蜗杆,即基 本蜗杆。
理论上,只有渐开线为基本蜗杆的滚刀,造形误差才是 零。但由于渐开线蜗杆的轴截面和法截面都是曲线,制造较为 困难,故生产中采用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。也可用法 向直廓蜗杆代替渐开线蜗杆,但造形误差较大,一般不采用。
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二、齿轮滚刀
1) 成形式拉削
优点:可获得较低的表面粗糙度。
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三、拉削方式
1.分层式拉削
1) 成形式拉削
缺点: •分屑槽与切削刃交接处的尖角上散热条件最差,加剧了拉刀 的磨损,降低了拉刀的耐用度; •刀齿上的分屑槽造成刀齿上有一条加强筋,切屑卷曲困难; •切屑很薄,因此拉刀比较长,浪费刀具材料,降低生产率; •除圆孔拉刀外,制造都比较困精品难课。件
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一、铣刀的种类及用途
按用途可分为:
圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角 度铣刀、成形铣刀等。
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一、铣刀的种类及用途
按用途可分为:
圆柱铣刀、端铣刀、盘形铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角 度铣刀、成形铣刀等。
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一、铣刀的种类及用途
按齿背加工形式可分为:
尖齿铣刀、铲齿铣刀(如成形铣刀的齿背为铲齿加工而 成)
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三、铣削方式
1.圆周铣削
特点:
逆铣:
顺铣:
•刀齿的切削厚度从ap=0至 apmax; •切入时,出现打滑,刀齿较
•刀齿的切削厚度从apmax到ap=0 ; •刀齿磨损较少,提高刀具耐用 度;
易磨损;
•已加工表面质量较高;
•已加工表面冷硬现象严重; •工件表面硬皮易损坏刀齿;
•要求工件装夹紧固; •进给比较平稳。
4.机夹可转位式车刀
刀片夹紧方式:
• 上压式 夹紧力大,夹紧可靠;缺点是夹紧螺钉及压板会 阻碍切屑的流出、易被切屑擦伤。适用于不带孔的刀片。 • 偏心式 零件少,制造简单,切屑流出不受阻碍,也不会 擦伤夹紧元件;缺点是夹紧力不大。适用切削力不大且连续切 削。 • 综合式 兼有上述两种方式的优点,适用切削力大及有冲 击负载的切削。
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一、孔加工刀具的种类及用途
2.中心钻 加工中心孔
3.扁钻 机构简单、刚性好、刃磨方便,加工较大直径的孔
(>38mm);
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一、孔加工刀具的种类及用途
4.深孔钻 加工深孔(长径比>10)。 5.扩孔钻 用于绞孔、磨孔前的加工或毛坯孔的扩大。与麻
花钻相比,其切削平稳、生产率高、加工质量好。
•粗磨用粗粒度(30#~46#) •精磨用细粒度(60#~120#) •磨削硬度低、塑性大的工件材料和磨削面积较大时,为避免 砂轮堵塞,可采用粗粒度的砂精轮品课。件
3.结合剂
将磨料粘结一起,使砂轮具有必要的形状和强度的材料。
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4.组 织
砂轮的组织反映了砂轮中磨料、结合剂和气孔三者间的 体积比例关系。 •以砂轮中气孔数量的大小即气孔率来表示。 •组织号越大,磨粒所占体积越小,表明砂轮越疏松。这样, 气孔就越多,砂轮不易被切屑堵塞,同时可把冷却液或空气 带入磨削区,使散热条件改善。 •高密度、中等密度、疏松密度。
二、铣削的特点
1)断续切削 2)使用多刃刀具 3)容屑和排屑问题 4)切入过程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
采用大螺旋角刀齿 校准刀齿高度 齿疏密适当 采用硬质合金刀具
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三、铣削方式
1.圆周铣削
用分布于圆柱面上的刀齿进行的铣削,称为周铣。 •逆铣:铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给方向相反。 •顺铣:铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同。
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二、齿轮滚刀
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三、插齿刀
1.插齿刀的基本工作原理
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三、插齿刀
2.插齿刀的齿面形状
•插齿刀切削刃运动轨迹形成
一个齿轮,称为产形齿轮。
•要加工出正确的齿轮渐开线
齿形,和它共轭的产形齿轮齿
形必须是渐开线。因此,插齿
刀切削刃的端面投影必须是渐
开线。不考虑前角的影响插齿
刀端面的齿形就是产形齿轮的
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二、车刀的结构形式
4.机夹可转位式车刀
• 不需刃磨,刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削 性能、硬度和抗弯强度。 • 减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间,提高了生产 效率。 • 可使用涂层刀片,提高刀具耐用度。
机夹刀片: 正三角形、正四边形、 正五边形、菱形、圆形等。
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二、车刀的结构形式
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一、孔加工刀具的种类及用途 7.绞刀
1)绞刀的结构
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一、孔加工刀具的种类及用途 7.绞刀
2)绞削加工中的“扩张”与“收缩”
扩张:实际加工的孔径比绞刀校准部的直径大。 原因:刀齿的径向误差、工件与刀具的安装误差,积屑瘤的作 用,工件材料、绞削用量、切削液等因素的影响。
收缩:实际加工的孔径比绞刀校准部的直径小。 原因:工件材料的弹性恢复。如加工薄壁的韧性材料、硬质合 金绞刀高速绞孔等。
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5.硬 度
指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度(即 自砺性)。 •工件材料较硬时,选用较软的砂轮; •工件与砂轮接触面积大,工件的导热性差时,选用较软的砂 轮; •成形磨削,选用较硬的砂轮;
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