金属加工工艺-第四章.ppt

1、第四章 刀具几何参数与 切削用量的合理选择4-1 4-1 刀具几何参数的合理选择刀具几何参数的合理选择4-2 4-2 切削用量的合理选择切削用量的合理选择 合理选择刀具几何参数合理选择刀具几何参数一、刀具合理几何参数的基本内容一、刀具合理几何参数的基本内容 二、前角、后角和主、副偏角的功用及其选择二、前角、后角和主、副偏角的功用及其选择一、刀具合理几何参数的基本内容刀具合理几何参数的基本内容v 1.1.刃形：刃形即是切削刃的形状。从简刃形：刃形即是切削刃的形状。从简单的直线刃发展到折线刃、圆弧刃、月单的直线刃发展到折线刃、圆弧刃、月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他

2、适宜的空间曲线刃空间曲线刃 切断刀的刃形切断刀的刃形外圆车刀的刃形外圆车刀的刃形外圆车刀的刃形外圆车刀的刃形一、刀具合理几何参数的基本内容一、刀具合理几何参数的基本内容v2 2、切削刃刃区的剖面型式、切削刃刃区的剖面型式 v3 3、刀面型式及参数、刀面型式及参数 后刀面后刀面 后刀面后刀面负倒棱负倒棱前刀面前刀面前刀面前刀面刃形的区别刃形的区别负倒棱负倒棱 消振棱消振棱 刃带刃带4 4、刀具角度、刀具角度qA、前角的功用及合理前角值的选择前角的功用及合理前角值的选择 1 1）前角的主要功用）前角的主要功用 (1)(1)影响切削区域的变形程度影响切削区域的变形程度 (2)(2)影响切削刃与刀头的

3、强度、受力性质和散热条影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件件 (3)(3)影响切屑形态和断屑效果影响切屑形态和断屑效果 (4)(4)影响已加工表面质量影响已加工表面质量qA、前角的功用及合理前角值的选择前角的功用及合理前角值的选择2 2）合理前角的概念）合理前角的概念 在一定的条件下，在一定的条件下，前角有一个合理的数前角有一个合理的数值。值。硬质合金高速钢Tooptopt前角的合理数值qA、前角的功用及合理前角值的选择前角的功用及合理前角值的选择3 3）合理前角的选择原则：）合理前角的选择原则：主要考虑以下因素主要考虑以下因素工件材料的强度、硬度工件材料的强度、硬度 是否是塑性材料和脆

4、性材料是否是塑性材料和脆性材料是否是粗加工和精加工是否是粗加工和精加工 刀具材料的抗弯强度是否高刀具材料的抗弯强度是否高工艺系统刚性是否好和机床功率是否够工艺系统刚性是否好和机床功率是否够是否是数控机床和自动机、自动线用刀具是否是数控机床和自动机、自动线用刀具 qB、后角的功用及合理前角值的选择后角的功用及合理前角值的选择 后角数值合理与否直接影响已加工表面的后角数值合理与否直接影响已加工表面的质量、刀具使用寿命和生产率。质量、刀具使用寿命和生产率。1.1.后角的功用后角的功用 影响后刀面与加工表面之间的摩擦影响后刀面与加工表面之间的摩擦 影响加工工件的精度影响加工工件的精度 影响刀具耐用度和

5、刃口的强度影响刀具耐用度和刃口的强度n2.2.后角的选择后角的选择 加工精度加工精度精加工精加工：防止摩擦选较大的角防止摩擦选较大的角粗加工粗加工：增加刀头的强度选较增加刀头的强度选较小的后角小的后角加工材料加工材料塑性金属塑性金属：选较大的后角选较大的后角脆性材料脆性材料：选较小的后角选较小的后角硬度硬度、强度较高的材料强度较高的材料：选较选较小的后角小的后角qC、主、副偏角的功用及其选择主、副偏角的功用及其选择1.1.主偏角的功用主偏角的功用 影响已加工表面残留面积的高度影响已加工表面残留面积的高度 影响各切削分力的比例影响各切削分力的比例 影响刀尖的强度和刀具耐用度影响刀尖的强度和刀具耐

6、用度 影响断屑影响断屑n2.2.主、副偏角的选择主、副偏角的选择n主偏角主要根据加工条件和工艺系统刚性来选主偏角主要根据加工条件和工艺系统刚性来选择择n副偏角主要考虑表面粗糙度、刀尖强度和散热副偏角主要考虑表面粗糙度、刀尖强度和散热面积来选择。面积来选择。qD、刃倾角的功用及其选择刃倾角的功用及其选择 1.1.刃倾角的功用刃倾角的功用 影响已加工表面质量影响已加工表面质量 影响各切削分力的比例影响各切削分力的比例 影响刀尖的强度影响刀尖的强度 影响切入切出的平稳性影响切入切出的平稳性n刃倾角控制切屑流向，影响加工质量刃倾角控制切屑流向，影响加工质量刃倾角为负时，切屑流向已加工表面n刃倾角小于0

7、时刃倾角为正时，切屑流向待加工表面n刃倾角大于0时刃倾角为零时切屑刃倾角为零时切屑流向加工表面流向加工表面n刃倾角等于0时n2.2.刃倾角的选择刃倾角的选择根据加工性质和加工条件选择根据加工性质和加工条件选择 1 1）粗加工）粗加工S 0 0 0（使（使F FP P小些）小些）2 2）断续切削：）断续切削：S S 0 0（保护刀尖）（保护刀尖）3 3）工件）工件b b、HBHB大：大：S 0 0 0（使（使F FP P小些）小些）5 5）微量切削：）微量切削：S S取大值取大值(使刀具实际刃口半径使刀具实际刃口半径）切削用量的合理选择切削用量的合理选择n刀具耐用度的确定n切削用量的选择原则n切

8、削用量的选择方法刀具耐用度的确定（一）最大生产率耐用度（一）最大生产率耐用度n完成一个工序所需要的工时tw为n求一阶导数，得最大生产率耐用度（二）最低成本耐用度（经济耐用度（二）最低成本耐用度（经济耐用度）n每个工件的工序成本为 n刀具经济使用寿命 mwmctottttttT1pctmTtm(mmmctottttCtttMCTT）1()tcctCmTtmM切削用量的选择原则切削用量的选择原则n粗加工粗加工时，为充分发挥机床和刀具的性能，以提高金属切除量为主要目的，应选择较大的切削深度、较大的进给量和适当的切削速度。n精加工精加工时，应主要考虑保证加工质量，并尽可能的提高加工效率，应采用较小的进

9、给量和较高的切削速度。在切削加工性差的材料时，由于这些材料硬度高、强度高、导热系数低，必须首先考虑选择合理的切削速度。切削用量的选择方法n在一般情况下，首先根据加工余量选择切削深度ap，其次根据工件材料的硬化深度和切屑断连的已加工表面粗糙度情况选择进给量f，最后尽量选择较高的（高速钢刀具选择较低的）切削速度Vc，以切削速度来控制切削温度，消除切屑瘤，保证工件表面粗糙度。刀具几何参数和切削用量表刀具几何参数和切削用量表工件材料刀具材料刀具几何参数切削用量低碳钢易切钢中碳钢GYT、YWG25-308-2030-4025-3015-208-106-890-18020-300.3-50.3-100.5-50.1-0.50.08-10.1-0.500Vc(m/min)Ap(nm)F(mm/r)n参数选择说明nA、粗车时，选用低的切削速度，大的切削深度和进给量。nB、精车时，选用高的切削速度，小的切削深度和进给量。nC、高速钢刀具精车时采用Vc小于10m/min的切削速度以控 制积屑瘤产生，降低钢件粗糙度。nD、对铸钢件，粗车应选比较低的切削速度。nE、断续切削时，刀具前角适当减小。nF、刀具材料抗弯强度低，0应减小到05。