1、1,2.4 常用金属切削刀具,一、车刀,结构简单、紧凑，抗振性能好，制造方便使用灵活。但刀片易产生应力和裂纹。,切刀的特点是一般只有一条连续的切削刃，也称为单齿刀具。车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具，是切刀的一种。,2,图2-14 几种常用的车刀,145弯头车刀；290外圆车刀； 3外螺纹车刀；475外圆车刀；5成形车刀； 690外圆车刀； 7切断刀； 8内圆切槽刀； 9内螺纹车刀；,3,优点： 1.不需刃磨，刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削性能、硬度和抗弯强度。2.减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，提高了生产效率。3.可使用涂层刀片，提高刀具耐用度。,4,图215 可转位式车刀
2、的组成,5,二、孔加工刀具,主要用于孔的粗加工，IT11级以下；表面粗糙度Ra25m 6. 3 m 。,6,用于对已钻孔的进一步加工，IT10 IT11级；表面粗糙度6. 3 3.2m 。,（1）扩孔钻的类型,（2）扩孔钻与麻花钻的比较,图221,1）刀齿数多（34个），故导向性好，切削平稳；2）刀体强度和刚性较好；因此，大大提高了切削效率和加工质量。,7,8,用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工，IT6 IT8级；表面粗糙度1.6 0.4m 。,（1）铰刀的类型,（2）铰刀与扩孔钻的比较,图222,1）刀齿数多（612个），故导向性好，切削平稳；2）刀体强度和刚性较好（容屑槽浅，芯部直径大）；
3、因此，铰孔的加工质量更好。,9,图222 铰刀的类型 （a）直柄机用铰刀（b）锥柄机用铰刀c）硬质合金锥柄机用铰刀（d）手用铰刀（e）可调节手用铰刀（f）套式机用铰刀（g）直柄 莫式圆锥铰刀（h）手用1:50锥度铰刀,10,三、铣 刀,主要用于平面、台阶、沟槽和各种成形面的加工 。,图 铣刀种类,11,铣削方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动和位置关系。不同的铣削方式对刀具的耐用度、工件的加工表面粗糙度、铣削过程的平稳性及切削加工的生产率等都有很大的影响。,（1）圆周铣削法（周铣法）,周铣法有两种铣削方式：逆铣法和顺铣法。,12,图228 逆铣与顺铣（a）逆铣 （b）顺铣,铣刀旋转切入工件的方向
4、与工件的进给方向相反。,铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相同。,13,（2）端面铣削法（端铣法）,刀齿切入工件与切出工件的切削厚度ac相同者称为对称铣削。,刀齿切入时的切削厚度小于或大于切出时的切削厚度者称为不对称铣削。,14,图229 端面铣削方式,15,四、拉 刀,拉削加工质量好，生产率高。拉刀寿命长，并且拉床结构简单。但拉刀结构复杂，制造比较麻烦，价格较高，因而多用于大量和批量生产的精加工。,16,图 拉刀的类型,17,图230 圆孔拉刀的结构 1头部；2颈部；3过渡圆锥；4前导部 5切削部；6校准部；7后导部；8尾部,18,五、螺纹刀具,利用滚压的方法使金属发生塑性变形而形成螺纹
5、。常用的有搓丝板、磙丝轮等,19,1) 螺纹车刀 2）螺纹梳刀 3）丝锥 4）板牙 5）螺纹铣刀 6）搓丝板 7）滚丝轮,各类螺纹刀具类型,20,五、齿轮刀具,图232,利用齿轮的啮合原理加工齿轮。常用的展成法齿轮刀具：滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等,21,图232 成形齿轮铣刀,22,（1）插齿刀的基本工作原理,图233,（2）插齿刀的结构特点,（3）插齿刀的选用,图,23,图233 插齿刀的基本工作原理,24,（1）齿轮滚刀的工作原理,（2）齿轮滚刀的基本蜗杆,（3）齿轮滚刀的选用,图235,图236,25,图235 齿轮滚刀的工作原理,26,2.4.2、刀具切削部分的基本定义,（一）刀具的构成
6、,27,图238 车 刀 的 构 成,28,1.刀 面,29,2.刀刃,3刀尖,30,刀具角度是为刀具设计、制造、刃磨和测量时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削部分几何形状（各表面空间位置）的重要参数。 用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面称为参考系; 刀具的标注角度和刀具工作角度两类。,（三）刀具角度的参考系,31,2.正交平面 （主剖面）参考系,由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成,通过切削刃上选定点，垂直于该点猪运动方向的平面。通常平行于车刀的安装面（底面）。,通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。,通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。,32,图2-4
7、0 正交平面参考系,33,（三）刀具的标注角度,34,图243 车刀的主要角度,35,36,37,3.其它刀具标注参考系,38,图 正交平面参考系与法平面参考系,39,2刀具工作角度的分析,40,图249 刀尖安装高低对工作角度的影响,41,图250车刀安装偏斜对工作主偏角、副偏角的影响,42,三、刀具材料,43,2.4.5. 刀具材料,基本性能要求： 1) 高硬度和耐磨性 2) 足够的强度和韧性 3) 高温稳定性 4）良好的工艺性 5）经济性,44,包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。,有钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金和钨钛钽（铌）类硬质合金。,推广使用新型刀具材料如涂层刀具、陶瓷刀具、立
8、方氮化硼等。,使用最广泛的是高速钢和硬质合金钢,45,1高速钢,它是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。 热处理后硬度可达6266HRC, 有较高的热稳定性 、耐磨性 、耐热性。切削温度在500650C时仍能进行切削。 由于热处理变形小、能锻易磨，所以特别适合于制造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、切齿刀、螺纹刀具和拉刀等。,46,按用途可分为：普通高速钢和高性能高速钢。 按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末冶金高速钢和表面涂层高速钢。 按基本化学成份可分为: 钨系和钼系。,（1）高速钢的分类,47,（2）常用高速钢的牌号与性能,普通高速钢 W18Cr4V 由于钨价高，
9、热塑性差，碳化物分布不均匀等原因，目前国内外已很少采用。高性能高速钢 典型牌号有M42。粉末冶金高速钢 适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。,48,硬质合金是由高硬度和高熔点的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC等)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工艺制成。 硬质合金刀具化学稳定性好，热稳定性好，耐磨性好，耐热性达8001000C。 硬质合金刀具允许的切削速度比高速钢刀具高410倍 。,2硬质合金,49,常用硬质合金的牌号及其性能,钨钴类硬质合金 代号为YG，属K类。合金中含钴量愈高，韧性愈好，适合于粗加工，反之用于精加
10、工。YG(K)类硬质合金，有较好的韧性、磨削性、导热性，适合于加工产生崩碎切屑及有冲击载荷的脆性金属材料。 钨钛钴类硬质合金 代号为YT，属P类。它以WC为基体, 添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成。合金中TiC含量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐热性进一步提高，但抗弯强度、导热性、特别是冲击韧性明显下降，适合于精加工。 钨钛钽（铌）类硬质合金 代号为YW，属M类。它在YT(P)类硬质合金中加入TaC或NbC，这样可提高抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性和高温硬度等。它既适用于加工脆性材料，又适用于加工塑性材料。,50,1涂层刀具材料,在韧牲较好的刀具基体上，涂覆一层耐磨性
11、好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韧性。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al203及其复合材料等, 涂层厚度随刀具材料不同而异。,4其它刀具材料,目前单涂层刀片已很少应用，大多采用TiC-TiN复合涂层或TiC-Al2O3-TiN三复合涂层。,51,以氧化铝或以氮化硅为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。 其优点是硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强； 其缺点是脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，所以使用范围受到限制； 可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。,52,碳的同素异形体，在高温、高
12、压下由石墨转化而成，是目前人工制造出的最坚硬物质。 硬度极高，耐磨性好，切削刃口锋利，刃部表面摩擦系数较小，不易产生粘结或积屑瘤，。 也可用于加工高硬度的非金属材料，如石材、压缩木材、玻璃等，还可加工有色金属，如铝硅合金材料以及复合难加工材料的精加工或超精加工。 缺点是热稳定性差，强度低、脆性大，对振动敏感，只宜微量切削，与铁有强烈的化学亲合力，不能用于加工钢材。,53,立方氮化硼（CBN）是一种人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。 它有很高的硬度及耐磨性，热稳定性好，化学惰性大，与铁系金属在1300时不易起化学反应，导热性好，摩擦系数低。 因此可用于高温合金、冷硬铸铁、淬硬钢等难加工材料的加工。,
