1.2金属切削刀具的基本知识(课件）-《机械加工技术》同步教学（人民邮电版）

模 块 一 金属切削的基本知识 课题二 金属切削刀具的基本知识 一、 车刀切削部分的组成(三面、两刃、一尖) 刀具的种类很多，结构各异，但就切削部分而言，它们都可以看成是由外圆车刀演变而成的。现以外圆车刀为例，说 明刀具切削部分的几何形状，如图1-5所示。 图1-5 (1) 前面(Aγ)：它是刀具上切屑滑过的表面。 (2) 主后面(Aα)：它是刀具上与切削表面(过渡表面)相对的表面。 (3) 副后面(A′α)：它是刀具上与已加工表面相对的表面。 (4) 主切削刃(S)：它是前面与主后面相交构成的切削刃，它承担主要的切削工作。 (5) 副切削刃(S′)：它是前面与副后面相交构成的切削刃，它配合主切削刃完成少量的切削工作，即对加工表面起修光作用。 (6) 刀尖：它是主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，它往往磨成一段很小的直线或圆弧，以提高刀尖的强度。 二、 辅助平面 为了定义刀具角度，在切削状态下，以切削刃上某一点为基准假定的几个平面称为辅助平面，如图1-6所示。 图1-6 (1) 基面(Pr)：它是通过主切削刃上某点并垂直于假定主运动方向的平面。 (2) 主切削平面(Ps)：它是通过主切削上某一点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。 (3) 正交平面(Po)：它是通过主切削刃上某一点并同时垂直于基面和主切削平面的平面。 以上3个平面相互垂直，构成空间直角坐标系。 (4) 假定工作平面(Pr)：它是通过主切削刃上某一点与基面垂直，且与假定进给运动方向平行的平面。 (5) 背平面(Pn)：它是通过主切削刃上某一点并同时垂直于基面和假定工作平面的平面。 以上两个平面加上基面亦可组成空间直角坐标系。 (6) 副切削平面(P′s)：它是通过副切削刃上某一点与副切削刃相切并垂直于基面的平面，如图1-7所示。 三、 刀具的几何角度 刀具的切削性能、锋利程度及强度主要是由刀具的几何角度来决定的。前角、后角、主偏角和刃倾角是主切削刃上4个最基本的角度，如图1-7所示。 图1-7 1. 在正交平面内测量的角度 (1) 前角(γo)：它是前面与基面间的夹角。前角的大小能决定刀刃的强度和锋利程度。前角大，刃口锋利，易切削，但前角过大，会使强度降低，散热变差，易崩刃。 (2) 后角(αo)：它是主后面与主切削平面间的夹角。后角的大小能决定刀具后面与工件之间的摩擦及散热程度。后角过大，会使散热变差，刀具寿命减短；后角过小，会使摩擦严重，刀口变钝， 温度升高，刀具寿命也减短。一般取 αo =5°～12°。 (3) 楔角(βo)：它是前面与主后面间的夹角。βo =90°-（γo +αo）。 2. 在基面内测量的角度 (1) 主偏角(κr)：它是主切削平面与假定工作平面间的夹角。主偏角的大小能决定背向力与进给力的分配比例和散热程度。主偏角大，背向力小，散热差；主偏角小，进给力小，散热好。 (2) 副偏角( κ′r)：它是副切削平面与假定工作平面间的夹角。副偏角的大小能决定副切削刃与已加工表面之间的摩擦程度。较小的副偏角对已加工表面有修光作用。 (3) 刀尖角(εr)：它是主切削平面与副切削平面间的夹角。εr =180°-(κr +κ′r)。 3. 在主切削平面内测量的角度 刃倾角(λs)：它是主切削刃与基面间的夹角。刃倾角主要影响排屑方向和刀尖强度。如图1-8所示，刀尖位于主切削刃 图1-8 上的最高点时，刃倾角为正，切屑滑向待加工表面，刀尖不耐冲击；刀尖位于主切削刃上最低点时，刃倾角为负，切屑滑向已加工表面，刀尖可受到保护；主切削刃上各点等高时，刃倾角为零，切屑很快卷曲，刀尖抗冲击能力较强。 四、 刀具材料 1. 刀具材料应具备的性能 刀具材料的切削性能，关系着刀具的耐用度和生产率；刀具材料的工艺性能，影响着刀具本身的制造与质量。刀具材料应具备以下性能。 (1) 硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般在60HRC以上。 (2) 强度(主要指抗弯强度) 刀具材料应能承受切削力和内应力，不致崩刃或 断裂。 (3) 韧性刀具材料应能承受冲击和振动，不致因脆性而断裂或崩刃。 (4) 耐磨性是指刀具材料抵抗磨损的能力。它是材料硬度、强度和金相组织等因素的综合反映。一般来说，硬度较好的材料，耐磨性也较好。 (5) 耐热性是指刀具材料在高温下保持较高的硬度、强度、韧性和耐磨性的性能。它是衡量刀具材料切削性能的重要指标。 (6) 工艺性是指为了便于制造刀具，刀具材料应具备的可加工性、