刀具几何参数与切削用量的选择.ppt
- 文档编号:2723167
- 上传时间:2022-11-09
- 格式:PPT
- 页数:71
- 大小:1.13MB
刀具几何参数与切削用量的选择.ppt
《刀具几何参数与切削用量的选择.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《刀具几何参数与切削用量的选择.ppt(71页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
刀具的几何参数刀具的几何参数包括刀具的切削角度、刀包括刀具的切削角度、刀面的形式以及切削刃的形状等。
面的形式以及切削刃的形状等。
刀具的合理几何参数刀具的合理几何参数:
在保证加工质量的前:
在保证加工质量的前提下,能够获得最高刀具耐用度,从而能达提下,能够获得最高刀具耐用度,从而能达到提高切削效率,降低加工成本目的的几何到提高切削效率,降低加工成本目的的几何参数。
参数。
2.62.6刀具几何参数与切削用量的选择刀具几何参数与切削用量的选择1为什么要选择刀具合理几何参数?
为什么要选择刀具合理几何参数?
刀具的几何参数对切屑变形、切削力、切削温刀具的几何参数对切屑变形、切削力、切削温度和刀具磨损都有显著影响,从而影响切削加工生度和刀具磨损都有显著影响,从而影响切削加工生产率、刀具耐用度、加工质量和加工成本。
产率、刀具耐用度、加工质量和加工成本。
怎样选择刀具合理几何参数?
怎样选择刀具合理几何参数?
选择刀具合理几何参数主要取决于工件材料、选择刀具合理几何参数主要取决于工件材料、刀具材料、刀具类型,也与切削用量、工艺系统刚刀具材料、刀具类型,也与切削用量、工艺系统刚性和机床功率等具体加工条件因素有关。
性和机床功率等具体加工条件因素有关。
2一)、前角的功用及一)、前角的功用及选择前角有正前角和负前角之分。
前角有正前角和负前角之分。
前角是刀具上重要的几前角是刀具上重要的几何参数之一,它的大小决定何参数之一,它的大小决定切削刃的锋利程度切削刃的锋利程度和和强固程强固程度度,直接影响切削过程。
,直接影响切削过程。
o1Pro2一、前角一、前角3正前角正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力,从而可减小切削力和切削热,使切流出时与前面的摩擦阻力,从而可减小切削力和切削热,使切削轻快,提高刀具寿命,并提高已加工表面质量。
削轻快,提高刀具寿命,并提高已加工表面质量。
但但前角过大前角过大时,楔角过小,会削弱切削刃部的强度并降低散时,楔角过小,会削弱切削刃部的强度并降低散热能力,反而会使刀具寿命降低。
热能力,反而会使刀具寿命降低。
在一定加工条件下,存在一在一定加工条件下,存在一个耐用度为最大的前角,即个耐用度为最大的前角,即合理前角合理前角opt4负前角负前角的目的在于改善刃部受力状况和散热条件,提高的目的在于改善刃部受力状况和散热条件,提高切削刃强度和耐冲击能力。
切削刃强度和耐冲击能力。
负前角刀具通常在用脆性刀具材料加工高强负前角刀具通常在用脆性刀具材料加工高强度高硬度工件材料而当切削刃强度不够、易产生度高硬度工件材料而当切削刃强度不够、易产生崩刃时才采用。
崩刃时才采用。
5选择前角时首先应保证选择前角时首先应保证切削刃锋利切削刃锋利,同时又要兼,同时又要兼顾足够的顾足够的切削刃强度切削刃强度。
在保证加工质量的前提下,一。
在保证加工质量的前提下,一般以达到最高的刀具寿命为目的。
般以达到最高的刀具寿命为目的。
前角的合理数值选取原则前角的合理数值选取原则刀具合理前角的选择主要取决于刀具材料、工刀具合理前角的选择主要取决于刀具材料、工件材料的种类与性质。
件材料的种类与性质。
6刀具材料的强度和韧性较高时可选择较大的前角。
刀具材料的强度和韧性较高时可选择较大的前角。
刀具材料刀具材料高速钢高速钢的强度高,韧性好;的强度高,韧性好;硬质合金硬质合金脆性大,怕冲击,易崩刃。
脆性大,怕冲击,易崩刃。
因此,高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些,可大因此,高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些,可大551010。
不同牌号的硬质合金,其强度和韧性也不相同,。
不同牌号的硬质合金,其强度和韧性也不相同,所用前角也应有所区别。
所用前角也应有所区别。
陶瓷刀具陶瓷刀具的脆性更大,故前角应选择得比硬质合金还要小一些。
的脆性更大,故前角应选择得比硬质合金还要小一些。
要充分注意增加切削刃强度,常取负值要充分注意增加切削刃强度,常取负值(多在多在441515范范围围)以改善刀具受力时的应力状态,并选负的刃倾角以改善刀具受力时的应力状态,并选负的刃倾角(取取001010)与之配合以改善切入时承受冲击的能力。
与之配合以改善切入时承受冲击的能力。
立方氮化硼立方氮化硼由于脆性更大,都采用负前角高速切削。
由于脆性更大,都采用负前角高速切削。
7工件材料工件材料1.1.加工加工塑性材料塑性材料时,切屑呈带状,沿刀具前面流出时时,切屑呈带状,沿刀具前面流出时和前面接触长度较长和前面接触长度较长,摩擦较大,为减小变形和摩摩擦较大,为减小变形和摩擦,一般都采用擦,一般都采用正前角正前角。
工件材料塑性愈大,强度。
工件材料塑性愈大,强度和硬度愈低时,前角应选得愈大。
和硬度愈低时,前角应选得愈大。
如:
加工铝及铝合金取如:
加工铝及铝合金取o=25=253535,加工低碳钢常取加工低碳钢常取o=20=202525。
如:
正火高碳钢取如:
正火高碳钢取o=10=10l5l5。
当加工高强度钢时,为增强切削刃,当加工高强度钢时,为增强切削刃,才取负前角。
才取负前角。
当当工件材料强度较大、硬度较高工件材料强度较大、硬度较高时,由于单位切削力时,由于单位切削力大,切削温度容易升高,为了提高切削刃强度,增加大,切削温度容易升高,为了提高切削刃强度,增加刀头导热面积和容热体积,刀头导热面积和容热体积,前角宜取小值前角宜取小值。
82.2.加工加工脆性材料脆性材料时,塑性变形小,切屑呈崩碎状,刀屑时,塑性变形小,切屑呈崩碎状,刀屑接触长度短,摩擦不大,切削力集中在切削刃附近且接触长度短,摩擦不大,切削力集中在切削刃附近且产生冲击,容易造成崩刃,所选产生冲击,容易造成崩刃,所选前角前角应比加工塑性材应比加工塑性材料时料时小小一些,以提高切削刃强度和散热能力。
一些,以提高切削刃强度和散热能力。
如加工灰铸铁取如加工灰铸铁取o=5=51515。
前角数值随脆性材料强度和硬度的增大而逐渐减小。
前角数值随脆性材料强度和硬度的增大而逐渐减小。
在加工淬火钢、冷硬铸铁等高硬度难加工材料时,宜取负在加工淬火钢、冷硬铸铁等高硬度难加工材料时,宜取负前角。
前角。
实验证明,用正前角硬质合金车刀加工高硬度淬火钢时,实验证明,用正前角硬质合金车刀加工高硬度淬火钢时,切削刃几乎一开始切削就会发生崩刃。
切削刃几乎一开始切削就会发生崩刃。
9具体加工条件具体加工条件粗加工时或断续切削粗加工时或断续切削时,切削力和冲击较大,为时,切削力和冲击较大,为使切削刃有足够强度,宜取使切削刃有足够强度,宜取较小前角较小前角;精加工精加工时,切削刃强度要求较低,为使刀具刀刃时,切削刃强度要求较低,为使刀具刀刃锋利,降低切削力,以减小工件变形和减小表面粗糙锋利,降低切削力,以减小工件变形和减小表面粗糙度值,宜取度值,宜取较大前角较大前角。
在在工艺系统刚性较差或机床马达功率不足工艺系统刚性较差或机床马达功率不足时,宜时,宜取取较大前角较大前角,以减小切削力和切削功率,减轻振动。
,以减小切削力和切削功率,减轻振动。
在在自动机床自动机床上加工时,为使刀具稳定,宜取上加工时,为使刀具稳定,宜取小小一一些的些的前角前角。
10其他参数的选择其他参数的选择前角的合理数值不是孤立的,还和刀面形状及前角的合理数值不是孤立的,还和刀面形状及刃区参数以及其他角度有关,特别是和刃倾角有密刃区参数以及其他角度有关,特别是和刃倾角有密切关系。
切关系。
例如:
带负倒棱的刀具允许采用较大前角;例如:
带负倒棱的刀具允许采用较大前角;大前角刀具常与负刃倾角相匹配来保证切削刃强度大前角刀具常与负刃倾角相匹配来保证切削刃强度和抗冲击能力。
和抗冲击能力。
许多先进刀具就是在针对某种加工条件,善于许多先进刀具就是在针对某种加工条件,善于灵活运用这些原则而产生的。
灵活运用这些原则而产生的。
硬质合金车刀合理前角的经验数值硬质合金车刀合理前角的经验数值11二)二)、刃区参数及前刀面形状的刃区参数及前刀面形状的选择1.1.刃区参数刃区参数刃区剖面型式有锋刃型、倒棱型和钝圆切削刃型三种。
刃区剖面型式有锋刃型、倒棱型和钝圆切削刃型三种。
锋刃型锋刃型倒棱型倒棱型钝圆型钝圆型12指刃磨前面和后面直接形成的切削刃。
但它也并不指刃磨前面和后面直接形成的切削刃。
但它也并不是绝对锐利的,而在刃磨后自然形成一个切削刃钝是绝对锐利的,而在刃磨后自然形成一个切削刃钝圆半径圆半径rn,其,其数值取决于刀具材料、刃磨工艺和楔角数值取决于刀具材料、刃磨工艺和楔角的大小。
的大小。
例如,新磨好的高速钢车刀可达例如,新磨好的高速钢车刀可达rn=1215m。
用金刚石用金刚石磨料研磨后,磨料研磨后,rn可达可达714m,而用立方氮化硼磨料仔细而用立方氮化硼磨料仔细研磨后可达研磨后可达rn=56m。
锋锋刃刃一般新磨好的硬质合金车刀,其切削刃钝圆半径一般新磨好的硬质合金车刀,其切削刃钝圆半径rn=1826m。
细晶粒硬质合金刀具的细晶粒硬质合金刀具的rn约约为粗晶粒的为粗晶粒的l225。
13缺点:
锋刃的强度和抗冲击性能较差,缺点:
锋刃的强度和抗冲击性能较差,产生微小裂纹导致产生微小裂纹导致崩刃的可能性也较大。
因此,对于精细切削和微量切削的刀崩刃的可能性也较大。
因此,对于精细切削和微量切削的刀具锋刃,都要求仔细刃磨和研磨,以获得小的切削刃钝圆半具锋刃,都要求仔细刃磨和研磨,以获得小的切削刃钝圆半径,消除微小裂纹,提高刃口质量。
径,消除微小裂纹,提高刃口质量。
切削刃钝圆半径在切削过程中随着磨损而有增大的趋势。
切削刃钝圆半径在切削过程中随着磨损而有增大的趋势。
采用锋刃切削时,一般应采用较小的进给量采用锋刃切削时,一般应采用较小的进给量(0.050.lmm/r以下以下),以避免崩刃并减缓刃区裂纹的出现。
,以避免崩刃并减缓刃区裂纹的出现。
优点:
优点:
与倒棱切削刃和钝圆切削刃相比:
与倒棱切削刃和钝圆切削刃相比:
锋刃的钝圆半径很小,切削刃比较锋利。
锋刃的钝圆半径很小,切削刃比较锋利。
适合作精加工和超精加工的切削刃,如超精铣削或适合作精加工和超精加工的切削刃,如超精铣削或超精镗削,以及精加工和半精加工轻金属及其合金。
超精镗削,以及精加工和半精加工轻金属及其合金。
14倒棱是沿切削刃研磨出很窄的负前角棱面倒棱是沿切削刃研磨出很窄的负前角棱面(又称第一又称第一前面前面),是,是增强刀刃强度增强刀刃强度的有效措施。
的有效措施。
倒倒棱棱当负倒棱面宽度和棱面前角选取当负倒棱面宽度和棱面前角选取合理时,在切削过程中,棱面上将形合理时,在切削过程中,棱面上将形成滞留金属三角区。
在复杂应力状态成滞留金属三角区。
在复杂应力状态下可能转化为积屑瘤,使切屑层同工下可能转化为积屑瘤,使切屑层同工件的分离面发生在刃前三角区的峰部。
件的分离面发生在刃前三角区的峰部。
这时,切屑仍沿着正前角的前面流出,这时,切屑仍沿着正前角的前面流出,切削力增大不明显,却使切削刃加强切削力增大不明显,却使切削刃加强并受到三角区滞留金属的保护,刀具并受到三角区滞留金属的保护,刀具寿命明显提高。
寿命明显提高。
负负倒棱前的金属滞留区倒棱前的金属滞留区15使切削合力的方向发生变化。
使切削合力的方向发生变化。
实验结果看出,当倒棱宽度实验结果看出,当倒棱宽度bb11一定时,刀具总切削力的方向与一定时,刀具总切削力的方向与后面的夹角随负倒棱前角后面的夹角随负倒棱前角0101的增的增大而增大,从而在一定程度上改大而增大,从而在一定程度上改变了刀片的受力状况,减小了对变了刀片的受力状况,减小了对切削刃产生弯曲应力的比例分量。
切削刃产生弯曲应力的比例分量。
它对脆性刀具材料提高冲击能它对脆性刀具材料提高冲击能力是极为有利的。
力是极为有利的。
负负倒棱前角对总切削力方向的影响倒棱前角对总切削力方向的影响16无论刃区取何参数,随进给量的增加,刀具寿命就下降,但下无论刃区取何参数,随进给量的增加,刀具寿命就下降,但下降的程度随参数值而异。
对应于某个进给量值,总有一个使刀降的程度随参数值而异。
对应于某个进给量值,总有一个使刀具寿命最高的倒
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 刀具 几何 参数 切削用量 选择