機械制造工程之第二章刀具

2.4常用金屬切削刀具一、車刀1.硬質(zhì)合金焊接式車刀結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，抗振性能好，制造方便使用靈活。但刀片易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋。切刀的特點是一般只有一條連續(xù)的切削刃，也稱為單齒刀具。車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，是切刀的一種。圖2-14幾種常用的車刀1－45°彎頭車刀；2－90°外圓車刀；3－外螺紋車刀；4－75°外圓車刀；5－成形車刀；6－90°外圓車刀；7－切斷刀；8－內(nèi)圓切槽刀；9－內(nèi)螺紋車刀；

2.機夾可轉(zhuǎn)位式車刀優(yōu)點：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、硬度和抗彎強度。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。3.可使用涂層刀片，提高刀具耐用度。3.成形車刀圖2－15可轉(zhuǎn)位式車刀的組成二、孔加工刀具

1.麻花鉆主要用于孔的粗加工，IT11級以下；表面粗糙度Ra25μm~6.3μm。1）麻花鉆的構(gòu)造

2.擴孔鉆用于對已鉆孔的進一步加工，IT10~IT11級；表面粗糙度6.3

~3.2μm。（1）擴孔鉆的類型

（2）擴孔鉆與麻花鉆的比較

圖2－211）刀齒數(shù)多（3～4個），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；2）刀體強度和剛性較好；因此，大大提高了切削效率和加工質(zhì)量。

3.鉸刀用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工，IT6~IT8級；表面粗糙度1.6

~0.4μm。（1）鉸刀的類型

（2）鉸刀與擴孔鉆的比較

圖2－221）刀齒數(shù)多（6～12個），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；2）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。圖2－22鉸刀的類型（a）直柄機用鉸刀（b）錐柄機用鉸刀c）硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀（d）手用鉸刀（e）可調(diào)節(jié)手用鉸刀（f）套式機用鉸刀（g）直柄莫式圓錐鉸刀（h）手用1:50錐度鉸刀三、銑刀主要用于平面、臺階、溝槽和各種成形面的加工。圖銑刀種類

3.銑削方式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)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)率等都有很大的影響。（1）圓周銑削法（周銑法）

周銑法有兩種銑削方式：逆銑法和順銑法。圖2－28逆銑與順銑（a）逆銑（b）順銑銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相反。銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相同。（2）端面銑削法（端銑法）

1）對稱銑削刀齒切入工件與切出工件的切削厚度ac相同者稱為對稱銑削。2）不對稱銑削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不對稱銑削。圖2－29端面銑削方式四、拉

刀

1.拉刀的類型拉削加工質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。拉刀壽命長，并且拉床結(jié)構(gòu)簡單。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量生產(chǎn)的精加工。圖曠拉刀蚊的類帳型圖2碧－3攔0汁圓攝孔拉剖刀的桂結(jié)構(gòu)1－糾頭部疊；2孤－頸態(tài)部；摸3－森過渡超圓錐銷；4仆－前章導(dǎo)部5－柿切削站部；概6－唯校準貸部；敞7－定后導(dǎo)絹部；胖8－硬尾部五、吼螺紋訓(xùn)刀具（1）切削加工（2）滾壓加工利用肆滾壓巖的方腦法使港金屬曉發(fā)生豬塑性純變形垃而形肯成螺盟紋。亭常用口的有譽搓絲增板、晃磙絲簽輪等1)蒸螺濾紋車極刀2）螺紋軟梳刀3）絲錐4）板牙5）螺紋誓銑刀6）搓絲蔥板7）潑滾絲紋輪各類提螺紋罩刀具診類型五、岡齒輪寶刀具1.齒輪刀具的類型（1）成形法齒輪刀具（2）展成法齒輪刀具圖2殘－3仗2利用忽齒輪槳的嚙般合原翅理加碧工齒業(yè)輪。常用據(jù)的展占成法宵齒輪跟刀具雀：滾信齒刀畝、插蕩齒刀沒、剃腐齒刀悔等圖2移－3伴2合成撒形齒屋輪銑僚刀2.插齒刀（1余）插狠齒刀屢的基易本工甩作原菠理圖2沈－3慕3（2枯）插豆齒刀違的結(jié)怕構(gòu)特趙點（3沸）插對齒刀蒙的選類用圖圖2折－3令3燒插齒查刀的喊基本君工作荷原理2.齒輪滾刀（1屈）齒慰輪滾訪刀的盞工作蕉原理（2甜）齒洪輪滾中刀的思基本頑蝸桿（3拆）齒偵輪滾土刀的鞠選用圖2姓－3恢5圖2圈－3它6圖2銅－3怖5竊齒輪炸滾刀殃的工閣作原皺理2.摧4.提2、料刀具籃切削弄部分犧的基該本定踢義（一樂）刀泛具的勇構(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)。圖2星－3跟8婚車漁刀責(zé)的掘構(gòu)沾成（1)前刀面Aγ

切屑流過的刀面。1.茶刀篇面（2)主后刀面Aα

與工件正在被切削加工的表面（過渡表面）相對的刀面。（3)副后刀面A’α‘

與工件已切削加工的表面相對的刀面。2.葡刀刃（1）主切削刃S

前刀面與主后面在空間的交線。（2）副切削刃S‘

前刀面與副后面在空間的交線。

3．?dāng)U刀尖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。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。刀具棋角度飯是為晝刀具正設(shè)計光、制僚造、探刃磨領(lǐng)和測林量時律所使仇用的朗幾何顧參數(shù)凱，它床們是略確定居刀具親切削筆部分吹幾何爭形狀翅（各災(zāi)表面己空間紙位置兄）的筒重要精參數(shù)綢。用于掃定義攏和規(guī)支定刀臨具角喊度的幕各基診準坐炊標面徒稱為屋參考欠系;刀具火的標援注角霸度和刀獅具工旅作角敲度兩暈類。（三卵）刀爆具角價度的縮慧參考錯系2.祝正交丹平面（主奪剖面冒）參佳考系由以針下三衫個在悅空間碗相互評垂直脹的參嬸考平霞面構(gòu)嘆成(1)基面pr通過鐘切削扔刃上絹選定毀點，窄垂直州于該紫點豬肌運動恰方向挪的平尿面。康通常扭平行僑于車鑰刀的弟安裝薄面（咽底面丈）。(2)切削平面ps通過侵切削概刃上嬌選定駕點，并垂直諷于基荷面并要與主稿切削洞刃相恭切的殊平面孩。(3)正交平面po通過剪切削鵲刃上栗選定筐點，品同時逃與基壤面和紐奉切削朋平面童垂直罰的平液面。圖2席-4拾0塑正敲交平病面參吸考系（1）主剖面中測量的刀具角度1)前角γO

前刀面與基面之間的夾角。2)后角αo

后刀面與切削平面之間的夾角。3)楔角βo

前刀面與后刀面之間的夾角，它與前角、后角有如下的關(guān)系：βo＝90°－(γO＋αo)βo也是判斷標注是否正確的驗證式之一。（三圾）刀擠具的充標注為角度圖2秤－4圣3腦車刀芒的主頑要角乏度（2）基面中測量的刀具角度1）主偏角κr

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κr′

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εr

主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，εr=180°-(κr＋κr′)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rε描述，當(dāng)rε=0時為尖角過渡，rε＞0時為圓角過渡（2）切削平面中測量的刀具角度1）刃傾角λs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(dāng)主切削刃與基面平行時λs=0°；當(dāng)?shù)都恻c相對基面處于主切削刃上的最高點時λs＞0°；反之λs≤0°。3.其它東刀具會標注兔參考幅系（1）法剖面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。刀具角度標注見圖圖正躍交平續(xù)面參宰考系叫與法銷平面劑參考提系2．晉刀具蹤蝶工作填角度問的分炎析在車削(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）橫向進給運動對工作前、后角的影響圖2腳－4尖9么刀磚尖安嶺裝高氣低對資工作城角度勞的影六響圖2絡(luò)－5拍0車喪刀安階裝偏悄斜對撓工作銳主偏振角、貸副偏怎角的早影響三、只刀具翁材料金屬切削過程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料對工件要有良好的切削性能。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的刀具材料。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。2.挑4.惱5.膀刀館具材微料基本捉性能永要求允：1)寸高硬膛度和雜耐磨曾性2)弦足夠院的強敬度和嫩韌性3)傻高溫彩穩(wěn)定肺性4）螞良好夢的工稀藝性5）糾經(jīng)濟芒性工具鋼包括廳碳素籍工具艇鋼、偵合金口工具躍鋼和高速肚鋼。硬質(zhì)合金有鎢威鈷類駕硬質(zhì)氧合金撿、鎢洗鈦鈷仇類硬染質(zhì)合悉金和仇鎢鈦制鉭（簡鈮）賊類硬校質(zhì)合連金。陶瓷超硬刀具材料推廣精使用罰新型芳刀具膠材料端如涂軌層刀膏具、受陶瓷戶刀具事、立兆方氮薪化硼寫等。使用毀最廣精泛的撤是高速撈鋼和收硬質(zhì)督合金盲鋼1．蘋高速芬鋼它是頃一種鍵加入碑較多磨鎢、哪鉬、挺鉻、孔釩等稈合金叢元素滔的高曠合金慨鋼。熱處隊理后休硬度示可達矩62罪～6券6HR技C,有較秋高的徹?zé)岱€(wěn)閃定性多、概耐磨謊性頸、耐禮熱性持。切磨削溫鳳度在笑50路0～仙65違0°C時仍貴能進投行切撒削。由于待熱處廈理變賞形小書、能注鍛易斬磨，病所以揪特別輛適合血于制候造結(jié)丹構(gòu)和肚刃型乎復(fù)雜套的刀體具，思如成老形車乳刀、幣銑刀鋸、鉆斤頭、孝切齒悶刀、捉螺紋桌刀具窮和拉扣刀等駝。按用尸途可曉分為斑：普通蜂高速史鋼和山高性肝能高患速鋼廈。按制研造工豪藝可撿分為屈:熔煉鋤高速晝鋼、暗粉末凳冶金餓高速用鋼和嚴表面盞涂層脈高速彈鋼。按基鋒本化幟學(xué)成賺份可憶分為阿:鎢系瞇和鉬幫系。（1超）高澆速鋼近的分辱類（2慎）常從用高辮速鋼供的牌金號與睬性能普通觸高速展鋼W1麻8C擺r4咳V由于允鎢價絲式高，奴熱塑互性差候，碳叛化物償分布變不均學(xué)勻等墨原因夕，目偵前國表內(nèi)外司已很秩少采甚用。高性磚能高世速鋼典型辣牌號色有M4膏2。粉末裝冶金株高速板鋼適用賣于制瘋造精宴密刀敞具、盆大尺卵寸(笑滾刀耗、插晃齒刀環(huán))刀團具、狂復(fù)雜嚷成形銅刀具冷、拉殺刀等戲。硬質(zhì)棍合金捷是由紐奉高硬述度和食高熔扎點的結(jié)金屬用碳化虎物(培碳化截鎢WC見、碳化成鈦Ti餡C、碳化濾鉭Ta以C、碳化邁鈮Nb雄C等)融和金導(dǎo)屬粘論結(jié)劑祥(Co胖、M尸o、扮Ni等)蛙用粉崖末冶紅金工公藝制愈成。硬質(zhì)格合金拐刀具雖化學(xué)駐穩(wěn)定擠性好欺，熱峽穩(wěn)定繁性好妨，耐告磨性鉛好，生耐熱渠性達大80慌0～碑10閃00網(wǎng)°C。硬質(zhì)羅合金橡刀具己允許株的切迫削速荒度比案高速乘鋼刀晌具高悟4～傭10龍倍差。2．竹硬質(zhì)季合金常用犯硬質(zhì)仰合金所的牌覺號及綁其性虛能鎢鈷園類硬珍質(zhì)合灣金嚇代補號為YG件，屬K類。合金票中含執(zhí)鈷量苦愈高死，韌晚性愈攏好，轉(zhuǎn)適合脾于粗序加工糊，反盈之用編于精薯加工叢。YG煮(K蕩)類硬假質(zhì)合灰金，啄有較細好的胡韌性嬸、磨愧削性箭、導(dǎo)堆熱性護，適酬合于娛加工澆產(chǎn)生府崩碎類切屑背及有純沖擊翼載荷足的脆雅性金運屬材筒料。鎢鈦珠鈷類灶硬質(zhì)殿合金默代號篇為YT篩，屬P類。它以WC為基業(yè)體,臘添角加Ti集C，用Co作粘勻結(jié)劑味燒結(jié)吉而成曉。合衡金中Ti叼C含量竭提高蘭，Co含量悔就低表，其陽硬度底、耐畫磨性貸和耐外熱性栽進一亡步提們高，孝但抗磨彎強憤度、艦導(dǎo)熱夜性、劣特別拼是沖盯擊韌鴉性明尤顯下誕降，刃適合布于精卻加工撐。鎢鈦腹鉭（必鈮）慮類硬復(fù)質(zhì)合闊金頌代輝號為YW著，屬M類。它在YT崇(P賄)類硬刑質(zhì)合耀金中能加入Ta齊C或Nb紅C，這樣漸可提勾高抗爬彎強藥度、稠疲勞問強度逆、沖賴擊韌碰性、偉抗氧曾化能仍力、董耐磨林性和典高溫障硬度喪等。養(yǎng)它既戀適用污于加史工脆托性材顯料，例又適廁用于聾加工沙塑性殊材料戚。1．競涂層壓刀具臉材料在韌狹牲較梯好的容刀具主基體俱上，廚涂覆煉一層耽耐磨烏性好誰的難鍵熔金戀屬化擊合物葉，既大能提取高刀捕具材語料的掃耐磨悟性，競又不暢降低提其韌并性。齡常用確的涂沖層材檢料有Ti道C、Ti萬N、A充l203及其掛復(fù)合僑材料哄等,袖涂扛層厚汗度隨陽刀具葡材料星不同銜而異逮。（1）TiC涂層（2）TiN涂層4．到其它蓮刀具別材料目前浙單涂邀層刀還片已早很少決應(yīng)用咳，大塑多采該用Ti盲C-Ti擔(dān)N復(fù)合茶涂層任或Ti摘C-A用l2O3-Ti仁N三復(fù)姐合涂衫層。（3）TiC-Al2O3涂層（4）TiC-Al2O3-TiN涂層以氧捏化鋁下或以登氮化凱硅為友基體宜再添江加少雨量金喉屬，巾在高美溫下吵燒結(jié)徐而成逆的一妹種刀嘗具材外料。其優(yōu)沸點是鑼硬度伯高，搏耐磨葉性、含耐高驗溫性巨能好綱，有期良好糞的化肥學(xué)穩(wěn)湖定性獅和抗冠氧化門性，予與金扒屬的諷親合恭力小疲、抗蘆粘結(jié)隔和抗辨擴散架能力棋強；其缺卻點是旗脆性牽大、灘抗彎塊強度暮低，偶沖擊姓韌性扣差，嗽易崩撕刃，量所以殘使用竿范圍逃受到隱限制撐；可用甘于鋼賓、鑄奮