第一章刀具

1、第二章 金屬切削加工的基本知識第一節(jié)第一節(jié) 金屬切削刀具的基本知識金屬切削刀具的基本知識金屬切削加工的目的：金屬切削加工的目的： 使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質(zhì)量達到設(shè)計與使用要求面質(zhì)量達到設(shè)計與使用要求。 金屬切削加工要切除工件上多余的金屬，形成已加工表面，必須具備兩個基本條件：切削運動(造型運動)和刀具(幾何形態(tài))。造型運動的復(fù)雜程度將影響機床的結(jié)構(gòu)。刀具的復(fù)雜程度將影響刀具刃磨制造的難易程度，同時也會促進刀具材料、刀具制造工藝的發(fā)展。本節(jié)課的要求：1、熟悉切屑的形成過程2、掌握切削運動、主運動、進給運動的概念3、掌握切削用量三要素

2、的定義一、金屬切削加工的基本概念一、金屬切削加工的基本概念 1. 切削運動切削運動 （1） 主運動主運動由機床或人力提供的刀具與工件之間主要的相對運動, 它使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件材料，使被切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行? 從而形成工件的新表面。在切削運動中，主運動速度最高、耗功最大，是切下切屑所必須的基本運動。主運動方向主運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時主運動方向。切削速度切削速度vc切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。 刀具與工件之間附加的相對運動, 它配合主運動依次地或連續(xù)不斷地切除切屑, 從而形成具有所需幾何特性的已加工表面。 進給運動可由刀具完成(如車削)，也可由工件完

3、成(如銑削)，可以是間歇的（如刨削）, 也可以是連續(xù)的（如車削）。 （2） 進給運動進給運動進給運動方向進給運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時進給方向。進給速度進給速度vf 切削刃上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度。主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動。（3）合成切削運動）合成切削運動各種切削加工的切削運動各種切削加工的切削運動理解主運動、理解主運動、進給運動進給運動切削刃相對于工件的運動過程切削刃相對于工件的運動過程, , 就是表面形成過程。就是表面形成過程。在這個過程中在這個過程中, , 切削刃相對于工切削刃相對于工件的運動軌跡面就是工件上的加工表件的運動軌跡面就是工件上的加

4、工表面和已加工表面。面和已加工表面。有兩個要素，一是切削刃有兩個要素，一是切削刃, , 二是二是切削運動。切削運動。不同的切削運動的組合不同的切削運動的組合, ,即可形成即可形成各種工件表面。各種工件表面。2、切削加工過程中的工件表面、切削加工過程中的工件表面 車削加工是一種最常見的、典型的切削加工方法。車削加工過程中工件上有三個不斷變化著的表面（圖1-1） 。（1）待加工表面待加工表面工件上待切除的表面。（2）已加工表面已加工表面工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的新表面。（3）過渡表面）過渡表面工件上切削刃正在切削的表面。它是待加工表面和已加工表面之間的過渡表面。3、切削三要素、切削三要素切削要素主要

5、指控制切削過程的切削用量要素和在切削過程中由余量變成切屑的切削層參數(shù)。（1）切削用量要素）切削用量要素切削速度切削速度對切削運動定量描述的重要指標之一。外圓車削的切削速度為vc =dwn/1000進給量進給量是指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。 當主運動是回轉(zhuǎn)運動時，進給量指工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm/r； 當主運動是直線運動時，進給量指刀具或工件每往復(fù)直線運動一次，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm/str或mm/單行程； 對于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具對于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具( (如銑刀、切齒刀如銑刀、切齒刀) )，常用每齒進給量常用每齒進給量 f fz z，單位

6、為，單位為mm/zmm/z或或mm/mm/齒。齒。它與進給量它與進給量f f的關(guān)系為的關(guān)系為 f f=z=zf fz z 車削時進給速度車削時進給速度v vf f可由下式計算可由下式計算 v vf f= =f fn n銑削時進給速度為銑削時進給速度為 v vf f= =f fn=zn=zf fz zn n合成切削速度合成切削速度v ve e可表達為可表達為 v vc c=v=ve e+v+vf f 背吃刀量背吃刀量a ap p在基面上垂直于進給運動方向測量的切削層最大尺寸,外圓車削: ap(dw-dm)/2 v vc c、f f、a ap p 構(gòu)成了普通外圓車削的構(gòu)成了普通外圓車削的切削用量三

7、要切削用量三要素素。材料切除率，用材料切除率，用Q Qz z表示表示三要素的乘積作為衡量指標，單位為mm3/min， Qz=1000vcfap（2 2）切削層參數(shù)）切削層參數(shù) 切削層是指在切削過程中，由刀具在切削部分的一個單一動作（或指切削部分切過工件的一個單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表面的動作）所切除的工件材料層（圖12）。切削層公稱厚度切削層公稱厚度h hD D 垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。 hDfsinKr切削層公稱寬度切削層公稱寬度b bD D平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bDapsinKr圖圖23 車削時的切削層尺寸車削時的切削層尺寸切削層公稱橫

8、截面積切削層公稱橫截面積A AD D在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。ADhDbD=apf上述公式中可看出上述公式中可看出 h hD D、b bD D均與主偏角有均與主偏角有關(guān)，但切削層公稱橫截面積關(guān)，但切削層公稱橫截面積A AD D只與只與h hD D、b bD D或或f f、a ap p有關(guān)。有關(guān)。本節(jié)教學(xué)要求：n1、熟悉刀具的組成n2、掌握刀具幾何坐標系的定義n3、掌握刀具幾何角度的定義n4、掌握刀具幾何角度的作用二、刀具角度二、刀具角度（一）刀具的構(gòu)成（一）刀具的構(gòu)成 由工作部分和非工作部分構(gòu)成。由工作部分和非工作部分構(gòu)成。 車刀的工作部分比較簡單，只由切削部分構(gòu)成，非工作部分就是車刀

9、的柄部(或刀桿)。不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，就其單刀齒切削部分，都可以看成由外圓車刀的切削部分演變而來，本節(jié)以外圓車刀為例來介紹其幾何參數(shù)。（1)1)前刀面前刀面A A 切屑流過的刀面。切屑流過的刀面。 1. 1.刀刀 面面（2)2)主后刀面主后刀面A A 與工件正在被切削加工的表面與工件正在被切削加工的表面 （過渡表面）相對的刀面。（過渡表面）相對的刀面。 （3)3)副后刀面副后刀面A A 與工件已切削加工的表面相對與工件已切削加工的表面相對 的刀面。的刀面。刀具切削部分的基本定義刀具切削部分的基本定義圖圖24圖圖24 車車 刀刀 的的 構(gòu)構(gòu) 成成 2. 2.刀刃刀刃（1 1）主切削刃）主切削刃

10、S S 前面與主后面在空間的交線。前面與主后面在空間的交線。（2 2）副切削刃）副切削刃SS 前面與副后面在空間的交線。前面與副后面在空間的交線。 3 3刀尖刀尖 三個刀面在空間的交點，也可理解為主、副切削刃三個刀面在空間的交點，也可理解為主、副切削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。二條刀刃匯交的一小段切削刃。 在實際應(yīng)用中，為增加刀尖的強度與耐磨性，在實際應(yīng)用中，為增加刀尖的強度與耐磨性，一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。一般在刀尖處磨出直線或圓弧形的過渡刃。 刀具角度是為刀具設(shè)計、制造、刃磨和測量時所使用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切削部分幾何形狀（各表面空間位置）的重要參數(shù)。 用于定義和規(guī)

11、定刀具角度的各基準坐標面稱為參考系; 參考系可分為刀具靜止參考系和刀具工作參考系兩類。 （三）定義刀具角度的參考系（三）定義刀具角度的參考系在設(shè)計、制造、刃磨和測量時，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標注角度參考系。1 1刀具靜止參考系刀具靜止參考系在該參考系中定義的角度稱為刀具的標注角度。靜止參考系中最常用的刀具標注角度參考系是正交平面參考系,其它參考系有法平面參考系、假定工作平面參考系等。 2.正交平面參考系由以下三個在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。圖26(1)基面pr通過切削刃上選定點，垂直于該點切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。(2)切削平面ps 通過切

12、削刃上選定點，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。(3)正交平面po 通過切削刃上選定點，同時與基面和切削平面垂直的平面。 圖2-6 正交平面參考系（三）刀具的標注角度（三）刀具的標注角度（1 1）基面中測量的刀具角度）基面中測量的刀具角度1）主偏角r 主切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf 方向之間的夾角。2）副偏角r 副切削刃在基面上的投影與進給運動速度vf反方向之間的夾角。3）刀尖角r 主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。r=180-(r r)r是標注角度是否正確的驗證公式之一。4）主切削刃和副切削刃之間的過渡刃參數(shù)將改變刀尖的幾何形狀,用刀尖圓弧半徑r描述，當r=0時為

13、尖角過渡，r0時為圓角過渡，直線過渡時用 和 b參數(shù)描述(圖1-6)p10。（2）切削平面中測量的刀具角度）切削平面中測量的刀具角度1）刃傾角s 主切削刃與基面之間的夾角。它在切削平面內(nèi)標注或測量，但有正負之分。當主切削刃與基面平行時s=0；當?shù)都恻c相對基面處于主切削刃上的最高點時s 0；反之s 0。 （3）正交平面中測量的刀具角度1)前角O 前面與基面之間的夾角。2)后角o 后面與切削平面之間的夾角。3)楔角o 前面與后面之間的夾角，它是個派生角。 它與前角、后角有如下的關(guān)系：o90(Oo)o也是判斷標注是否正確的驗證式之一。說明：以上標注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進

14、給方向，以及不考慮進給運動影響等條件下確定的。 圖27 車刀的主要角度 3.其它刀具標注參考系（1）法平面pn與法平面參考系 1)法平面 通過切削刃上選定點并垂直于切削刃的平面2)法平面參考系 pr、ps、pn組成的參考系。 （圖1-4） 刀具角度標注見圖1-5。（2）假定工作平面pf、及其參考系1)假定工作平面 通過切削刃上選定點并垂直于該點基面以及其方位平行于假定進給運動方向的平面。3)假定工作平面參考系 pr、pf、pp組成的參考系。（四）刀具工作角度（四）刀具工作角度刀具在工作參考系中確定的角度稱為刀具工作角度。 研究刀具工作角度的變化趨勢，對刀具的設(shè)計、改進、革新有重要的指導(dǎo)意義。1

15、 1刀具工作參考系的建立刀具工作參考系的建立 與靜態(tài)系統(tǒng)中正交平面參考系建立的定義和程序相似，不同點就在于它以合成切削運動e或刀具安裝位置條件來確定工作參考系的基面pre。 由于工作基面的變化，將帶來工作切削平面pse的變化，從而導(dǎo)致工作前角oe、工作后角oe 的變化。刀具工作參考系刀具工作參考系(1)工作基面pre 通過切削刃上的考查點，垂直于合成切削運動速度方向的平面。(2)工作切削平面pse通過切削刃上的考查點，與切削刃相切且垂直于工作基面的平面。(3)工作正交平面poe通過切削刃上的考查點，同時垂直于工作基面、工作切削平面的平面。2 2刀具工作角度的分析刀具工作角度的分析 在工作正交平

16、面參考系中，一般考核刀具工作角度(oe 、oe 、re、re、oe 、se)的變化，對刀具角度設(shè)計補償量以及對切削加工過程的影響情況。 在車削(切斷、車螺紋、車絲杠)、鏜孔、銑削等加工中，通常因刀具工作角度的變化，對工件已加工表面質(zhì)量或切削性能造成不利影響。1 1）橫向進給運動對工作前、后角的影響）橫向進給運動對工作前、后角的影響（1 1）進給運動對工作前、后角的影響）進給運動對工作前、后角的影響2 2）軸向進給運動對工作前、后角的影響）軸向進給運動對工作前、后角的影響 軸向進給車外圓時，合成切削運動產(chǎn)生的加工軌跡是阿基米德螺旋線，從而使工作前角oe增大、工作后角oe 減小(圖2-10) 。

17、圖210 軸向進給運動對工作角度的影響v刃用傾角s=0車刀車削外圓時，由于車刀的刀尖高于工件中心，使其基面和切削平面的位置發(fā)生變化，工作前角oe增大，而工作后角oe減小。v若切削刃低于工件中心，則工作角度的變化情況正好相反。v加工內(nèi)表面時，情況與加工外表面相反。如圖2-11所示。（3 3）刀具安裝位置對刀具工作角度的影響）刀具安裝位置對刀具工作角度的影響1)1)刀尖安裝高低對工作前、后角的影響刀尖安裝高低對工作前、后角的影響圖圖211n 圖211 刀尖安裝高低對工作角度的影響v當?shù)稐U中心線與進給運動方向不垂直且逆時針轉(zhuǎn)動G角時，工作主偏角將增大，工作副偏角將減小。如圖1-12所示。2 2）刀桿

18、安裝偏斜對工作主、副偏角的影響）刀桿安裝偏斜對工作主、副偏角的影響圖212車刀安裝偏斜對工作主偏角、副偏角的影響本節(jié)教學(xué)要求：n1、熟悉常用刀具的材料種類n2、掌握常用刀具材料性能、用途n3、了解新型刀具材料的種類、性能特點三、刀具材料三、刀具材料 金屬切削過程除了要求刀具具有適當?shù)膸缀谓饘偾邢鬟^程除了要求刀具具有適當?shù)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料對工件要有良好的切削參數(shù)外，還要求刀具材料對工件要有良好的切削性能。性能。 刀具切削性能的優(yōu)劣，不僅取決于刀具切削刀具切削性能的優(yōu)劣，不僅取決于刀具切削部分的幾何參數(shù)，還取決于刀具切削部分所選配部分的幾何參數(shù)，還取決于刀具切削部分所選配的刀具材料。的刀

19、具材料。 金屬切削過程中的加工質(zhì)量、加工效率、加金屬切削過程中的加工質(zhì)量、加工效率、加工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是構(gòu)成刀具切擇。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是構(gòu)成刀具切削性能評估的三要素。削性能評估的三要素。1. 刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能（1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性（2 2）足夠的強度和韌性）足夠的強度和韌性（3 3）高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性）高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性（4 4）有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等良好的）有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等良好的 工藝性工藝性（5 5）導(dǎo)熱

20、性好，有利于切削熱傳導(dǎo)，降低切削區(qū)）導(dǎo)熱性好，有利于切削熱傳導(dǎo)，降低切削區(qū)溫度，延長刀具壽命，便于刀具的制造，資源豐溫度，延長刀具壽命，便于刀具的制造，資源豐富，價格低廉。富，價格低廉。 2. 常用刀具材料常用刀具材料工具鋼工具鋼包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金有鎢鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金和鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金。陶瓷陶瓷超硬刀具材料超硬刀具材料 推廣使用新型刀具材料如涂層刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼等。 高速鋼和硬質(zhì)合金的主要物理力學(xué)性能見表2-1、2(p15)。1 1高速鋼高速鋼它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高

21、合金鋼。合金鋼。熱處理后硬度可達熱處理后硬度可達62626666HRC, HRC, 抗彎強度約抗彎強度約3.33.3GPaGPa，有較高的熱穩(wěn)定性有較高的熱穩(wěn)定性 、耐磨性、耐磨性 、耐熱性。切削溫度、耐熱性。切削溫度在在500500650650C C時仍能進行切削。時仍能進行切削。由于熱處理變形小、能鍛易磨，所以特別適合于制由于熱處理變形小、能鍛易磨，所以特別適合于制造結(jié)構(gòu)和刃型復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、鉆造結(jié)構(gòu)和刃型復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、鉆頭、切齒刀、螺紋刀具和拉刀等。頭、切齒刀、螺紋刀具和拉刀等。按用途可分為：通用高速鋼和高性能高速鋼。按制造工藝可分為: 熔煉高速鋼、粉末冶金

22、高速鋼和表面涂層高速鋼。按基本化學(xué)成份可分為: 鎢系和鉬系。 （1 1）高速鋼的分類）高速鋼的分類 （2）常用高速鋼的牌號與性能）常用高速鋼的牌號與性能v通用型高速鋼 W18Cr4V(18-4-1)由于鎢價高，熱塑性差，碳化物分布不均勻等原因，目前國內(nèi)外已很少采用。v高性能高速鋼 高性能高速鋼是指在通用型高速鋼中增加碳、釩、鈷或鋁等合金元素，使其常溫硬度可達6770HRC，耐磨性與熱穩(wěn)定性進一步提高。可以用于加工不銹鋼、高溫合金、耐熱鋼和高強度鋼等難加工材料。典型牌號有M42、5O1。v粉末冶金高速鋼 粉末冶金高速鋼是用高壓氬氣或純氮氣霧化熔融的高速鋼鋼水而得到細小的高速鋼粉末，然后再熱壓鍛軋

23、制成。適用于制造精密刀具、大尺寸(滾刀、插齒刀)刀具、復(fù)雜成形刀具、拉刀等。高速鋼的主要物理力學(xué)性能見表2-1(p15)。硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的性能被廣泛用作刀具材料。硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的性能被廣泛用作刀具材料。大多數(shù)車刀、端銑刀等均由硬質(zhì)合金制造；大多數(shù)車刀、端銑刀等均由硬質(zhì)合金制造；硬質(zhì)合金是由高硬度和高熔點的金屬碳化物硬質(zhì)合金是由高硬度和高熔點的金屬碳化物( (碳化碳化鎢鎢WCWC、碳化鈦、碳化鈦TiCTiC、碳化鉭、碳化鉭TaCTaC、碳化鈮、碳化鈮NbCNbC等等) )和金和金屬粘結(jié)劑屬粘結(jié)劑( (CoCo、MoMo、NiNi等等) )用粉末冶金工藝制成。用粉末冶金工藝制成。硬質(zhì)合金刀具常

24、溫硬度為硬質(zhì)合金刀具常溫硬度為89899393HRAHRA，化學(xué)穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好，耐熱性達好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好，耐熱性達80080010001000C C。硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高5 51010倍倍 。 2 2硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金鎢鈷類（鎢鈷類（WC+Co）；）；鎢鈦鈷類（鎢鈦鈷類（WC+TiC+Co）；）；添 加 稀 有 金 屬 碳 化 物 類添 加 稀 有 金 屬 碳 化 物 類（WC+TiC+TaC+（NbC）+Co）；）；碳化鈦基類（碳化鈦基類（TiC+WC+Ni+Mo）。）。（1 1）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的

25、分類的分類 （2）常用硬質(zhì)合金的牌號及其性能）常用硬質(zhì)合金的牌號及其性能v鎢鈷類硬質(zhì)合金 代號為YG，屬K類。合金中含鈷量愈高，韌性愈好，適合于粗加工，反之用于精加工。YG(K)類硬質(zhì)合金，有較好的韌性、磨削性、導(dǎo)熱性，適合于加工產(chǎn)生崩碎切屑及有沖擊載荷的脆性金屬材料。v鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 代號為YT，屬P類。它以WC為基體, 添加TiC，用Co作粘結(jié)劑燒結(jié)而成。合金中TiC含量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐熱性進一步提高，但抗彎強度、導(dǎo)熱性、特別是沖擊韌性明顯下降，適合于精加工。v鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金 代號為YW，屬M類。它在YT(P)類硬質(zhì)合金中加入TaC或NbC，這樣可提高抗彎強

26、度、疲勞強度、沖擊韌性、抗氧化能力、耐磨性和高溫硬度等。它既適用于加工脆性材料，又適用于加工塑性材料。v常用硬質(zhì)合金的牌號與性能見表常用硬質(zhì)合金的牌號與性能見表2-2（p18)。3 3涂層刀具材料涂層刀具材料在韌牲較好的刀具基體上，涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韌性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al203及其復(fù)合材料等, 涂層厚度隨刀具材料不同而異。（1 1）TiCTiC涂層涂層 硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削時能產(chǎn)生氧化鈦膜，減小摩擦及刀具磨損。（2 2）TiNTiN涂層涂層 在高溫時能產(chǎn)生氧化膜，與鐵基材料摩擦系數(shù)較小，抗粘結(jié)性能好，并能有效

27、降低切削溫度。（3 3）TiCTiCTiNTiN復(fù)合涂層復(fù)合涂層第一層涂TiC，與刀具基體粘牢不易脫落。第二層涂TiN,減少表面層與工件間的摩擦。（4 4）TiC-AlTiC-Al2 20 03 3復(fù)合涂層復(fù)合涂層第一層涂TiC, 與刀具基體粘牢不易脫落。第二層涂Al203可使刀具表面具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性能。 目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用TiC-TiN復(fù)復(fù)合涂層或合涂層或TiC-Al2O3-TiN三復(fù)合涂層。三復(fù)合涂層。4其它刀具材料其它刀具材料以氧化鋁或以氮化硅為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。其優(yōu)點是硬度高，耐磨性、耐高

28、溫性能好，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性，與金屬的親合力小、抗粘結(jié)和抗擴散能力強；其缺點是脆性大、抗彎強度低，沖擊韌性差，易崩刃，所以使用范圍受到限制；可用于鋼、鑄鐵類零件的車削、銑削加工。（1）陶瓷刀具材料）陶瓷刀具材料 （2）金剛石刀具材料）金剛石刀具材料 碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而成，是目前人工制造出的最堅硬物質(zhì)。由于硬度極高，耐磨性好，切削刃口鋒利，刃部表面摩擦系數(shù)較小，不易產(chǎn)生粘結(jié)或積屑瘤，可用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷等硬度達6570HRC的材料。也可用于加工高硬度的非金屬材料，如石材、壓縮木材、玻璃等，還可加工有色金屬，如鋁硅合金材料以及復(fù)合難加工材料的精加工或超精加工。

29、缺點是熱穩(wěn)定性差，強度低、脆性大，對振動敏感，只宜微量切削，與鐵有強烈的化學(xué)親合力，不能用于加工鋼材。（3）立方氮化硼）立方氮化硼立方氮化硼（CBN）是一種人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高溫、高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成。它有很高的硬度及耐磨性，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)惰性大，與鐵系金屬在1300時不易起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)熱性好，摩擦系數(shù)低。因此可用于高溫合金、冷硬鑄鐵、淬硬鋼等難加工材料的加工。圖 2-1 各類刀具材料硬度和韌性各類刀具材料硬度和韌性 應(yīng)當指出，加工一般材料大量使應(yīng)當指出，加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼及硬質(zhì)合金，用的仍是普通高速鋼及硬質(zhì)合金，只有在加工難加工材料時，才考慮只有

30、在加工難加工材料時，才考慮選用新牌號合金或高性能高速鋼，選用新牌號合金或高性能高速鋼，在加工高硬度材料或精密加工時，在加工高硬度材料或精密加工時，才考慮選用超硬材料。才考慮選用超硬材料。 習(xí)題習(xí)題 :2-7、2-8。金屬切削過程n1、熟悉切削的方式n2、掌握切削過程的三個變形區(qū)及特點 在切削過程中，產(chǎn)生了切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損與耐用度變化等各種現(xiàn)象，嚴重影響了生產(chǎn)的進行。針對上述現(xiàn)象，本章分析了產(chǎn)生諸現(xiàn)象的原因及對切削過程的影響，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損與耐用度變化四大規(guī)律。應(yīng)用這些規(guī)律，很好地解決了生產(chǎn)上出現(xiàn)的各種問題，如改善工件材

31、料的切削加工性，合理選擇切削液，合理選擇刀具幾何參數(shù)與切削用量等，并對促進機械加工技術(shù)的發(fā)展起著很重要的作用。 一、切削方式與切削模型一、切削方式與切削模型the orthogonal and free cutting modelthe orthogonal and free cutting model直角自由切削模型直角自由切削模型 特點：特點： 一條切削刃參與切削過程一條切削刃參與切削過程; ; 切削速度與切削刃垂直切削速度與切削刃垂直; ; 切削刃長度超過切削層寬度。切削刃長度超過切削層寬度。 直角自由切削方式直角自由切削方式第一節(jié)第一節(jié) 切削模型切削模型1 1、正壓力擠壓破壞模型、正壓

32、力擠壓破壞模型F 在正壓力的作用下，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、在正壓力的作用下，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、塑性變形，沿滑移面產(chǎn)生剪切破壞。塑性變形，沿滑移面產(chǎn)生剪切破壞。 特點：兩側(cè)是自由的，速度比較低。特點：兩側(cè)是自由的，速度比較低。2 2、“笨刀笨刀”切削模型切削模型F F 此時前角為此時前角為0 0，后角也為，后角也為0 0，相當于對金屬進行正擠壓，相當于對金屬進行正擠壓，同樣在正壓力的作用下，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、塑性變同樣在正壓力的作用下，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、塑性變形，沿滑移面產(chǎn)生剪切破壞。形，沿滑移面產(chǎn)生剪切破壞。 特點：一側(cè)是自由的，故金屬只能沿一側(cè)分離成為切屑。特點：一側(cè)是自由的，故

33、金屬只能沿一側(cè)分離成為切屑。3 3、理想剪切模型、理想剪切模型直角自由切削條件下的切削模型為：直角自由切削條件下的切削模型為：F F 此時刀具前后角均不為此時刀具前后角均不為0 0，前刀面對金屬進行正擠壓，前刀面對金屬進行正擠壓的作用削弱，對晶體的分離作用增強，有利于切屑的形的作用削弱，對晶體的分離作用增強，有利于切屑的形成和流出。成和流出。 特點：金屬只能沿一側(cè)分離成為切屑，分離后可沿前特點：金屬只能沿一側(cè)分離成為切屑，分離后可沿前刀面流動，與前刀面劇烈摩擦。刀面流動，與前刀面劇烈摩擦。二、剪切過程的理論分析二、剪切過程的理論分析 金屬切削過程就是工件的被切金屬層在刀具前金屬切削過程就是工件

34、的被切金屬層在刀具前刀面的推擠下，沿著剪切面（滑移面）產(chǎn)生剪切滑刀面的推擠下，沿著剪切面（滑移面）產(chǎn)生剪切滑移變形并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉倪^程。移變形并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉倪^程。1 1、三個變形區(qū)、三個變形區(qū) n第一變形區(qū)：剪切滑移區(qū)域第一變形區(qū)：剪切滑移區(qū)域n第二變形區(qū)：切屑形成和流出區(qū)第二變形區(qū)：切屑形成和流出區(qū)n第三變形區(qū)：已加工表面形成區(qū)第三變形區(qū)：已加工表面形成區(qū)第第變形區(qū)變形區(qū)近切削刃處切削層近切削刃處切削層內(nèi)產(chǎn)生的塑性變形區(qū)；內(nèi)產(chǎn)生的塑性變形區(qū)；物理現(xiàn)象：物理現(xiàn)象：產(chǎn)生切屑產(chǎn)生切屑第第變形區(qū)變形區(qū)與前刀面接觸的與前刀面接觸的切屑層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)；切屑層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)；物理現(xiàn)象：物理現(xiàn)象：產(chǎn)生積屑瘤

35、產(chǎn)生積屑瘤第第變形區(qū)變形區(qū)近切削刃處已加近切削刃處已加工表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。工表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。物理現(xiàn)象：物理現(xiàn)象：產(chǎn)生加工硬化產(chǎn)生加工硬化選定被切金屬層中的一個晶粒選定被切金屬層中的一個晶粒P P來觀察其變形過程。來觀察其變形過程。OAOA始剪切線始剪切線OBOB滑移線滑移線OCOC滑移線滑移線OMOM終剪切線終剪切線OAOMOAOM所形成的塑性變形區(qū)稱為第一變形區(qū)所形成的塑性變形區(qū)稱為第一變形區(qū)晶粒剪切滑移擠壓示意晶粒剪切滑移擠壓示意晶格拉伸晶格拉伸 滑移滑移 破壞破壞金屬金屬(material) (material) 切屑切屑(chips)(chips)2 2、晶格的微觀變形：、晶格的

36、微觀變形：正常晶格正常晶格 1）加工硬化 加工后已加工表面層硬度提高的現(xiàn)象稱為加工硬化。切削時在形成已加工表面過程中，由于表層金屬經(jīng)過多次復(fù)雜的塑性變形，硬度顯著提高；另一方面，切削溫度又使加工硬化減弱弱化；更高的切削溫度將引起相變。已加工表面的加工硬化就是這種強化、弱化、相變作用的綜合結(jié)果。加工中變形程度愈大，則硬化程度愈高，硬化層深度也愈深。 工件表面的加工硬化將給后續(xù)工序切削加工增加困難。如切削力增大，刀具磨損加快，影響了表面質(zhì)量。加工硬化在提高工件耐磨性的同時，也增加了表面的脆性，從而降低了工件的抗沖擊能力。 2）殘余應(yīng)力 n 殘余應(yīng)力是指在沒有外力作用的情況下，物體內(nèi)存在的應(yīng)力。n

37、由于切削力、切削變形、切削熱及相變的作用，已加工表面常存在殘余應(yīng)力，有殘余拉應(yīng)力和殘余壓應(yīng)力之別。殘余應(yīng)力會使已加工表面產(chǎn)生裂紋，降低零件的疲勞強度，工件表面殘余應(yīng)力分布不均勻也會使工件產(chǎn)生變形，影響工件的形狀和尺寸。對精密零件的加工是極為不利的。 二、切削變形程度的度量方法 1、相對滑移 相對滑移 是用來量度第1變形區(qū)滑移變形的程度。如右圖，設(shè)切削層中AB線沿剪切面滑移至A“B”時的距離為y，事實上y很小，故可認為滑移是在剪切面上進行，其滑移量為s。則相對滑移表示為： 2、變形系數(shù)h 變形系數(shù)h 是表示切屑的外形尺寸變化大小的一個參數(shù)。如右圖所示，切屑經(jīng)過剪切變形、又受到前刀面摩擦后，與切削

38、層比較，它的長度縮短、厚度增加，這種切屑外形尺寸變化的變形現(xiàn)象稱為切屑的收縮。 變形系數(shù)h表示切屑收縮的程度，即 四、刀具角度的選擇四、刀具角度的選擇1.1.前角前角O （1 1）功用）功用O 刀刃鋒利刀刃鋒利，切屑變形，切屑變形切削力和切削功率切削力和切削功率刀刃和刀尖強度刀刃和刀尖強度，散熱體積，散熱體積刀具壽命刀具壽命o1Pro2（2 2）選擇）選擇前角大小取決于：工件材料、前角大小取決于：工件材料、刀具材料及加工要求。刀具材料及加工要求。工件材料強度、硬度較低時，應(yīng)取較大前角，反工件材料強度、硬度較低時，應(yīng)取較大前角，反之應(yīng)取較小的前角。之應(yīng)取較小的前角。加工塑性材料時，應(yīng)取較大前角，

39、加工脆性材料加工塑性材料時，應(yīng)取較大前角，加工脆性材料時，應(yīng)取較小的前角。時，應(yīng)取較小的前角。刀具材料韌性好（高速鋼），取較大前角，反之刀具材料韌性好（高速鋼），取較大前角，反之（硬質(zhì)合金）取較小前角。（硬質(zhì)合金）取較小前角。粗加工時，取較小前角，精加工時，取較大前角。粗加工時，取較小前角，精加工時，取較大前角。 2.2.后角后角o （1 1）功用）功用o 后刀面與工件的摩擦后刀面與工件的摩擦后刀面的磨損率后刀面的磨損率（2 2）選擇）選擇后角大小取決于：切削厚度、后角大小取決于：切削厚度、工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。切削厚度越大，后角越?。磺邢骱穸仍酱?，后角越??；工件材料

40、越軟、塑性越大，后角越大；工件材料越軟、塑性越大，后角越大；工藝系統(tǒng)剛度較差時，適當減小后角；工藝系統(tǒng)剛度較差時，適當減小后角； 3.3.主偏角主偏角r 和副偏角和副偏角r （1 1）功用）功用r 和和r 刀刃強度刀刃強度表面粗糙度表面粗糙度背向力背向力Fp殘留面積高度殘留面積高度，散熱條件，散熱條件刀具壽命刀具壽命，進給力，進給力Ffkr1Krkr2FpFf（2 2）選擇）選擇工藝系統(tǒng)剛性較好時，主偏角取較小值；反工藝系統(tǒng)剛性較好時，主偏角取較小值；反之取較大值。之取較大值。副偏角大小取決于表面粗糙度（副偏角大小取決于表面粗糙度（5 51515) )，粗加工時取大值，精加工取小值。粗加工時取

41、大值，精加工取小值。4.4.刃傾角刃傾角s （1 1）功用）功用（2 2）選擇）選擇 主要影響刀頭的強度和切主要影響刀頭的強度和切屑的流動方向。屑的流動方向。加工一般鋼料和鑄鐵，無沖擊時：加工一般鋼料和鑄鐵，無沖擊時： 粗車粗車s 0 05 5，精車，精車s 0 0+5+5； 有沖擊時：有沖擊時：s 5 51515； 特別大時：特別大時：s 30304545。切削加工高強度鋼、冷硬鋼時：切削加工高強度鋼、冷硬鋼時： s 30304545。第二節(jié)第二節(jié) 常用金屬切削刀具與砂輪常用金屬切削刀具與砂輪一、車刀一、車刀 1. 硬質(zhì)合金焊接式車刀硬質(zhì)合金焊接式車刀 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，抗振結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，抗

42、振性能好，制造方便使用靈活。性能好，制造方便使用靈活。但刀片易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋。但刀片易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋。 車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在普通車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、自動與半自動車床上，普通車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、自動與半自動車床上，完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。 （圖213） 圖213圖圖2-13 幾種常用的車刀幾種常用的車刀145彎頭車刀；彎頭車刀；290外圓車刀；外圓車刀；3外螺紋車刀；外螺紋車刀；475外圓車刀；外圓車刀；5成形車刀；成形車刀；690外圓車

43、刀；外圓車刀；7切斷刀；切斷刀；8內(nèi)圓切槽刀；內(nèi)圓切槽刀；9內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋車刀；車刀；10盲孔鏜刀；盲孔鏜刀；11通孔鏜刀通孔鏜刀 2. 硬質(zhì)合金機夾重磨式車刀硬質(zhì)合金機夾重磨式車刀 避免焊接引起的缺陷，提高了避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；刀桿可重復(fù)使用利用刀具耐用度；刀桿可重復(fù)使用利用率較高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能完全避率較高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂紋。免由于刃磨而可能引起刀片的裂紋。 3.機夾可轉(zhuǎn)位式車刀機夾可轉(zhuǎn)位式車刀 1.不需刃磨，刀片材料能較好地保持原有力學(xué)性能、切削性能、不需刃磨，刀片材料能較好地保持原有力學(xué)性能、切削性能、硬度和抗彎強度。硬度和抗彎強度

44、。 2.減少了刃磨、換刀、調(diào)刀所需的輔助時間，提高了生產(chǎn)效率。減少了刃磨、換刀、調(diào)刀所需的輔助時間，提高了生產(chǎn)效率。 3.可使用涂層刀片，提高刀具耐用度?？墒褂猛繉拥镀岣叩毒吣陀枚?。圖圖216 可轉(zhuǎn)位式車刀的組成可轉(zhuǎn)位式車刀的組成二、孔加工刀具二、孔加工刀具 1. 麻花鉆麻花鉆 主要用于孔的粗加工，主要用于孔的粗加工，IT11級以下；表面粗糙度級以下；表面粗糙度Ra25m 6. 3 m 。 1 1）麻花鉆的構(gòu)造）麻花鉆的構(gòu)造圖圖218 2 2）麻花鉆的主要幾何參數(shù)）麻花鉆的主要幾何參數(shù)（1 1）螺旋角）螺旋角 指鉆頭最外緣處螺旋線指鉆頭最外緣處螺旋線的切線與鉆頭軸線的夾角的切線與鉆頭軸線的

45、夾角 。zPdtg0圖圖218 麻花鉆的組成和切削部分麻花鉆的組成和切削部分 螺旋角對切削過程的影響螺旋角對切削過程的影響 f軸向力和扭矩軸向力和扭矩切削輕快切削輕快切削刃強度和散熱條件切削刃強度和散熱條件刀具壽命刀具壽命 螺旋角的大小不僅影響螺旋角的大小不僅影響排屑情況，而且它就是鉆頭排屑情況，而且它就是鉆頭的軸向前角。的軸向前角。 標準麻花鉆的螺旋角標準麻花鉆的螺旋角=18 30。 黃銅、軟青銅： =10 17 輕合金、紫銅： =35 40 高強度鋼、鑄鐵:圖=10 15 213（2 2）頂角）頂角2 2 指兩主切削刃在與它們指兩主切削刃在與它們平行的平面上投影的夾角平行的平面上投影的夾角

46、 。（圖圖218b） 螺旋角對切削過程的影響螺旋角對切削過程的影響2 主切削刃長度主切削刃長度單位切削刃上的負荷及軸向力單位切削刃上的負荷及軸向力鉆尖強度鉆尖強度有利于散熱，提高鉆頭耐用度有利于散熱，提高鉆頭耐用度而扭矩而扭矩（3 3）前角）前角o o 是在正交平面內(nèi)測量的是在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基面間的夾角前刀面與基面間的夾角 。（圖圖219） 由于鉆頭的前刀面是螺旋面，且各點處的基面和正交由于鉆頭的前刀面是螺旋面，且各點處的基面和正交平面位置亦不相同，故主切削刃上各處的前角也是不相同平面位置亦不相同，故主切削刃上各處的前角也是不相同的，的，由外緣向中心逐漸減小由外緣向中心逐漸減小。在圖

47、樣上，鉆頭的前角不予。在圖樣上，鉆頭的前角不予標注，而用螺旋角表示。標注，而用螺旋角表示。圖圖219 麻花鉆的幾何角度麻花鉆的幾何角度（4 4）后角）后角f 是在假定工作平面內(nèi)測是在假定工作平面內(nèi)測量的切削平面與主后刀面之量的切削平面與主后刀面之間的夾角間的夾角 。（。（圖圖219） 為改善切削條件，并能與切削刃上變化的前角相適應(yīng)，為改善切削條件，并能與切削刃上變化的前角相適應(yīng)，而使各點的楔角大致相等，麻花鉆的后角刃磨時應(yīng)而使各點的楔角大致相等，麻花鉆的后角刃磨時應(yīng)由外緣由外緣向中心逐漸增大向中心逐漸增大。（5 5）橫刃角度）橫刃角度 橫刃角度包括橫刃斜角橫刃角度包括橫刃斜角、橫刃前角橫刃前角

48、o、和橫刃后角和橫刃后角 o。（。（圖圖220） 由于橫刃前角為負值，因此橫刃的切削條件很差，切由于橫刃前角為負值，因此橫刃的切削條件很差，切削時因產(chǎn)生強烈的擠壓而產(chǎn)生很大的軸向力。削時因產(chǎn)生強烈的擠壓而產(chǎn)生很大的軸向力。 對于直徑較大的麻花鉆，一般都需要修磨橫刃。對于直徑較大的麻花鉆，一般都需要修磨橫刃。圖圖220 橫刃切削角度橫刃切削角度 2. 擴孔鉆擴孔鉆 用于對已鉆孔的進一步加用于對已鉆孔的進一步加工，工，IT10 IT11級；表面粗糙級；表面粗糙度度6. 3 3.2m 。（1 1）擴孔鉆的類型擴孔鉆的類型 （2 2）擴孔鉆與麻花鉆的比較擴孔鉆與麻花鉆的比較 圖圖221 1）刀齒數(shù)多（

49、）刀齒數(shù)多（34個），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；個），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)； 2）刀體強度和剛性較好；）刀體強度和剛性較好； 3）沒有橫刃，改善了切削條件。）沒有橫刃，改善了切削條件。 因此，大大提高了切削效率和加工質(zhì)量。因此，大大提高了切削效率和加工質(zhì)量。 3. 鉸鉸 刀刀 用于中、小尺寸孔的半精用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工，加工和精加工，IT6 IT8級；級；表面粗糙度表面粗糙度1.6 0.4m 。（1 1）鉸刀的類型鉸刀的類型 （2 2）鉸刀）鉸刀與擴孔鉆的比較與擴孔鉆的比較 圖圖222 1）刀齒數(shù)多（）刀齒數(shù)多（612個），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；個），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)； 2）刀體

50、強度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）；）刀體強度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）； 因此，鉸孔的加工質(zhì)量更好。因此，鉸孔的加工質(zhì)量更好。 圖圖222 鉸刀的類型鉸刀的類型（a）直柄機用鉸刀（）直柄機用鉸刀（b）錐柄機用鉸刀）錐柄機用鉸刀c）硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀）硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀（d）手用鉸刀（）手用鉸刀（e）可調(diào)節(jié)手用鉸刀（）可調(diào)節(jié)手用鉸刀（f）套式機用鉸刀（）套式機用鉸刀（g）直柄）直柄 莫式圓錐鉸刀（莫式圓錐鉸刀（h）手用）手用1:50錐度鉸刀錐度鉸刀圖圖223 鉸刀的結(jié)構(gòu)鉸刀的結(jié)構(gòu)三、銑三、銑 刀刀 1. 銑刀的幾何角度銑刀的幾何角度 主要用于平面、臺階、溝槽主要用于平面、臺階、

51、溝槽和各種成形面的加工和各種成形面的加工 。（。（圖圖）1 1）圓柱銑刀）圓柱銑刀的幾何角度的幾何角度 圖圖224 前前 角角 為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的前角用法平面前角前角用法平面前角n表示。表示。cosontgtg銑削鋼件：銑削鋼件： o=10 20銑削鑄鐵件：銑削鑄鐵件： o=5 15圖圖 銑刀種類銑刀種類圖圖224 圓柱銑刀的幾何角度圓柱銑刀的幾何角度 后后 角角 圓柱銑刀的后角是用正交圓柱銑刀的后角是用正交平面后角平面后角o表示。（表示。（圖圖）粗加工：粗加工： o 12精加工：精加工： o 16 螺旋角螺旋角 圓柱銑刀的螺旋角圓柱銑刀的螺旋角就是其就是

52、其刃傾角刃傾角它能使切削刃逐漸切入它能使切削刃逐漸切入和切離工件，而且同時工作齒和切離工件，而且同時工作齒數(shù)較多，故能提高銑削過程的數(shù)較多，故能提高銑削過程的平穩(wěn)性。平穩(wěn)性。粗齒銑刀：粗齒銑刀： 40 60細齒銑刀：細齒銑刀： 30 352 2）端銑刀）端銑刀的幾何角度的幾何角度 端銑刀的每個刀齒類似車刀，有主、端銑刀的每個刀齒類似車刀，有主、副切削刃和過渡刃。在正交平面系內(nèi)端副切削刃和過渡刃。在正交平面系內(nèi)端銑刀的標注角度有：銑刀的標注角度有：o、o、kr、kr和和s。圖圖225 2. 硬質(zhì)合金端銑刀硬質(zhì)合金端銑刀圖圖225 端銑刀的幾何角度端銑刀的幾何角度 3. 銑削方式及合理選用銑削方式

53、及合理選用 銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動和位置關(guān)銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動和位置關(guān)系。不同的銑削方式對刀具的耐用度、工件的加工表面粗系。不同的銑削方式對刀具的耐用度、工件的加工表面粗糙度、銑削過程的平穩(wěn)性及切削加工的生產(chǎn)率等都有很大糙度、銑削過程的平穩(wěn)性及切削加工的生產(chǎn)率等都有很大的影響。的影響。（1 1）圓周銑削法（周銑法）圓周銑削法（周銑法） 周銑法有兩種銑削方式：逆周銑法有兩種銑削方式：逆銑法和順銑法。銑法和順銑法。1） 逆逆 銑銑 逆銑時，刀齒的切削厚度從逆銑時，刀齒的切削厚度從ac=0至至acmax。當。當ac=0時，刀齒時，刀齒在工件表面上擠壓和摩擦，在工件表

54、面上擠壓和摩擦，刀齒較易磨損刀齒較易磨損。同時，工件表面受。同時，工件表面受到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴重，更加劇刀齒磨損，并到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴重，更加劇刀齒磨損，并影響影響已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量。此外，逆銑時刀齒作用于工件上的垂直進給。此外，逆銑時刀齒作用于工件上的垂直進給力力FfN朝上有挑起工件的趨勢，這就朝上有挑起工件的趨勢，這就要求工件裝夾緊固要求工件裝夾緊固。但是。但是逆銑時刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，逆銑時刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，當工件表面有硬皮時，當工件表面有硬皮時，對刀齒沒有直接影響對刀齒沒有直接影響；同時作用于工件上的進給力；同時作用于工件上的進給力F

55、f與其進給與其進給方向相反，使銑床工作臺進給機構(gòu)中的方向相反，使銑床工作臺進給機構(gòu)中的絲杠螺母始終保持良好絲杠螺母始終保持良好的右側(cè)面接觸的右側(cè)面接觸，因此進給速度比較平穩(wěn)。，因此進給速度比較平穩(wěn)。 （圖圖） 銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相反。工件的進給方向相反。 （圖圖228）圖圖228 逆銑與順銑逆銑與順銑 （a）逆銑）逆銑 （b）順銑）順銑2） 順順 銑銑 順銑時，刀齒的切削厚度從順銑時，刀齒的切削厚度從acmax 到到ac=0 。容易切下切削。容易切下切削層，層，刀齒磨損較少，已加工表面質(zhì)量較高刀齒磨損較少，已加工表面質(zhì)量較高。順銑法可提高刀具。順銑法

56、可提高刀具耐用度耐用度23倍。但在順銑過程中，作用于工件上的進給力倍。但在順銑過程中，作用于工件上的進給力Ff與與其進給方向相同，此時如果銑床工作臺下面的傳動絲杠與螺母其進給方向相同，此時如果銑床工作臺下面的傳動絲杠與螺母之間的間隙較大，則力之間的間隙較大，則力Ff有可能使工作臺連同絲杠一起沿進給有可能使工作臺連同絲杠一起沿進給方向移動，導(dǎo)致絲杠與螺母之間的間隙轉(zhuǎn)移到另一側(cè)面上去，方向移動，導(dǎo)致絲杠與螺母之間的間隙轉(zhuǎn)移到另一側(cè)面上去，引起進給速度時快時慢，影響工件表面粗糙度引起進給速度時快時慢，影響工件表面粗糙度，有時甚至?xí)?，有時甚至?xí)蜻M給量突然增加很多而損壞銑刀刀齒。因此，采用順銑法加工

57、進給量突然增加很多而損壞銑刀刀齒。因此，采用順銑法加工時，要求銑床的進給機構(gòu)具有消除絲杠螺母間隙的裝置。此外，時，要求銑床的進給機構(gòu)具有消除絲杠螺母間隙的裝置。此外，用順銑法加工時，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很易磨損。用順銑法加工時，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很易磨損。 （圖圖） 銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相同。（工件的進給方向相同。（圖圖）（2 2）端面銑削法（端銑法）端面銑削法（端銑法） 1） 對稱銑削對稱銑削 刀齒切入工件與切出工件的刀齒切入工件與切出工件的切削厚度切削厚度ac相同者稱為對稱銑削。相同者稱為對稱銑削。（圖圖229 a）2） 不對

58、稱銑削不對稱銑削 刀齒切入時的切削厚度小于刀齒切入時的切削厚度小于或大于切出時的切削厚度者稱為或大于切出時的切削厚度者稱為不對稱銑削。（不對稱銑削。（圖圖229 b c）圖圖229 端面銑削方式端面銑削方式四、拉四、拉 刀刀 1. 拉刀的類拉刀的類型型 拉削加工質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。拉削加工質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。拉刀壽命長，并且拉床結(jié)構(gòu)簡單。拉刀壽命長，并且拉床結(jié)構(gòu)簡單。但拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較麻煩，但拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較麻煩，價格較高，因而多用于大量和批價格較高，因而多用于大量和批量生產(chǎn)的精加工。量生產(chǎn)的精加工。圖圖 拉刀的類型拉刀的類型 2. 拉刀的結(jié)拉刀的結(jié)構(gòu)構(gòu)頭部頭部與機床連接，傳遞運動和拉

59、力。與機床連接，傳遞運動和拉力。頸部頸部頭部和過渡錐連接部分。頭部和過渡錐連接部分。過渡錐部過渡錐部使拉刀容易進入工件孔中，起對準中心的作用。使拉刀容易進入工件孔中，起對準中心的作用。前導(dǎo)部前導(dǎo)部起導(dǎo)向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可檢查拉起導(dǎo)向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可檢查拉削前孔徑是否太小，以免拉刀第一刀齒負荷太大而損壞。削前孔徑是否太小，以免拉刀第一刀齒負荷太大而損壞。切削部切削部切除全部的加工余量，由粗切齒、過渡齒和精切切除全部的加工余量，由粗切齒、過渡齒和精切齒組成。齒組成。校準部校準部起校準和修光作用，并作為精切齒的后備齒。起校準和修光作用，并作為精切齒的后備齒。后導(dǎo)部后導(dǎo)部保持

60、拉刀最后幾個刀齒的正確位置，防止拉刀即保持拉刀最后幾個刀齒的正確位置，防止拉刀即將離開工件時，工件下垂而損壞已加工表面。將離開工件時，工件下垂而損壞已加工表面。尾部尾部防止長而重的拉刀自重下垂，影響加工質(zhì)量和損壞防止長而重的拉刀自重下垂，影響加工質(zhì)量和損壞刀齒。刀齒。圖圖230 圖圖230 圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)1頭部；頭部；2頸部；頸部；3過渡圓錐；過渡圓錐；4前導(dǎo)部前導(dǎo)部5切削部；切削部；6校準部；校準部；7后導(dǎo)部；后導(dǎo)部；8尾部尾部 3. 刀齒幾何參數(shù)刀齒幾何參數(shù)1 1）齒升量）齒升量a af f 前、后兩刀齒半徑或高度之差。前、后兩刀齒半徑或高度之差。af 影響拉刀強度及拉床負荷