内容正文:
项目2
切削原理和刀具
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项目2 切削原理和刀具
切削加工原理
2.1
常用刀具材料和刀具种类
2.2
切削和切削温度
2.3
刀具的磨损和耐用度
2.4
提高切削表面质量的途径
2.5
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2.1 切削加工原理
2.1.1 切削运动(1)
金属切削加工是机械制造工业中的一种基本加工方法。加工时工件和刀具都安装在机床上并完成一定的相对运动,使刀具在工件毛坯上切去一部分多余的材料,将毛坯加工成具有一定尺寸、形状、精度和表面质量的零件。
切削加工必须具备3个条件:刀具与工件之间要有相对运动;刀具具有适当的几何参数,即切削角度;刀具材料具有一定的切削性能。
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2.1.1 切削运动(2)
切削运动可分为主运动和进给运动。
(1)主运动。工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动称为主运动。在切削运动中,主运动只有一个,速度最高且消耗的功率最大。它可以由工件完成,也可以由刀具完成;可以是旋转运动,也可以是直线运动。
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2.1.1 切削运动(3)
(2)进给运动。它是一种在切削运动中不断地把切削层投入,使切削工作得以持续下去的运动。一般,进给运动的速度较低,功率消耗也较少。其数量可以是一个,如钻削(钻头轴向进给);也可以是多个,如外圆磨削(轴向进给、圆周进给和径向进给)。它可以是连续进行的,如钻孔、车外圆和铣平面等;也可以是断续进行的,如刨平面、车外圆时的横向进给等。进给运动可以是工件完成的,如铣削、磨削等;也可以是刀具完成的,如车削、钻削等。
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2.1.2 刀具切削部分的几何参数(1)
(1)前刀面Aγ。它是指切屑沿其流出的刀面。
(2)主后刀面Aα。它是指与过渡表面相对的刀面。
(3)副后刀面Aα′。它是指与工件已加工表面相对的刀面。
(4)主刀刃S。它是指前刀面与主后刀面的交线,它负担主要切削工作。
(5)副刀刃S′。它是指前刀面与副后刀面的交线,它配合主刀刃最终形成已加工表面。
(6)刀尖。它是指主刀刃与副刀刃的交点。
1.刀具切削部分的组成
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2.1.2 刀具切削部分的几何参数(2)
要确定刀面和刀刃的空间位置,可用刀具几何角度来表示,而要定义这些角度则需要一系列的参照平面,由这些平面组成的平面系称为参考系。
用于确定刀具角度的参考坐标系有两类:一类称为标注坐标系或静态坐标系,它是刀具设计计算、绘图标注、制造刃磨和测量角度时的基准,是定义刀具标注角度的参考系;另一类称为工作坐标系,也称为动态参考系,它是确定刀具在切削运动中角度的基准,用它定义的角度称为工作角度。
2.刀具参考系的确定
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2.1.2 刀具切削部分的几何参数(3)
(1)基面Pγ。它是指通过刀刃某选定点,与主运动假定方向相垂直的平面。对车刀、刨刀而言,其基面平行于刀具的底面。对钻头、铣刀而言,则为通过刀刃某选定点且包含刀具轴线的平面。基面是刀具制造、刃磨和测量时的定位基准。
(2)切削平面Ps。它是指通过刀刃某选定点x,与刀刃相切且垂直于基面Pγ的平面。
(3)主剖面Po。它是指通过刀刃某选定点x,同时垂直于基面与切削平面的平面,故主剖面必然垂直刀刃在基面Pγ上的投影。
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2.1.2 刀具切削部分的几何参数(4)
3.刀具标注角度
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2.1.2 刀具切削部分的几何参数(5)
(1)前角γo。它是指在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。前刀面的正、负方向按图示规定表示,即刀具前刀面在基面之下时为正前角,前刀面在基面之上时为负前角。
(2)后角αo。它是指在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。后角一般为正值。
(3)主偏角κr。它是指在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与假定进给方向的夹角。主偏角一般为正值。
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2.1.2 刀具切削部分的几何参数(6)
(4)副偏角κr′。它是指在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与假定进给运动反方向的夹角。副偏角一般也为正值。
(5)刃倾角λs。它是指在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。当主切削刃呈水平时,λs=0;当刀尖为主切削刃上最高点时,λs>0;当刀尖为主切削刃上最低点时,λs<0。
刃倾角λs是与排屑方向有关的角度。
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2.1.3 切削用量和切削层参数(1)
(1)切削速度v。切削加工时,刀刃上选定点相对于工件的主运动速度。由于刀刃上各点的切削速度可能是不同的,一般,切削速度是指刀刃上的最大切削速度(2)进给速度vf和进给量f。进给速度vf是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度,其单位为mm/min进给量f是工件或刀具的主运动每转或每双行程时,工件和刀具在