车刀课件

车刀车工实习理论课车工工艺主要内容一、车刀的组成及分类二、车刀的材料三、车刀的几何形状及角度四、车刀的安装车刀好比是战士在战场上用的武器，在车削技术中是必不可少的。大家在日常生活中见过不少刀具，比如：切菜刀、水果刀以及铅笔刀等等，这些刀与车刀有着相同的地方，但是又大不相同。在实习中，根据加工内容的不同，要选择不同的车刀，也就是说车刀的种类很多。现在来认识一下车刀。一、车刀的组成及分类刀头是用以焊接或夹持刀片，或由其形成的切削刃直接参加切削工作的，故又称切削部分。在金属切削过程中，直接担当切削工作。刀柄是用来将车刀夹持在刀架上的，故又称夹持部分。1、组成车刀是由刀头和刀柄组成的。1)按结构形式分为整体式、焊接式和机夹式和可转位式。2、分类刀体和刀柄是用同一种材料制成的。常用材料是高速钢，刃口可以磨的比较锋利。①整体式通过焊接的方法连接刀体和刀柄；结构紧凑，使用灵活。。②焊接式通过机械压紧的方法将刀体和刀柄连接在一起；避免了焊接产生的应力、裂纹等缺陷，刀柄利用率高。③机夹式无需刃磨就可使用。避免了焊接产生的缺点，刀片可快速转位；生产效率高；切削稳定。④可转位式2)按使用场合分为外圆车刀、内孔车刀、切断车刀、螺纹车刀、成形车刀等①外圆车刀用来车削外旋转表面的车刀。外圆车刀车外圆45度75度切断车刀③切断车刀用来切断工件或在工件上切沟槽。②内孔车刀用来在已有粗加工孔的工件上，扩大孔径、提高孔的精度及孔的表面质量。内孔车刀用来车削螺纹的车刀。⑤成形车刀用来加工成形面的车刀。④螺纹车刀车刀之所以能够车削钢材，一个重要的原因是由车刀的材料决定的。很简单的道理：切菜刀、水果刀、铅笔刀等都是加工比刀具本身软的材料，车刀也是一样，下面学习对车刀材料的要求。二、车刀材料1、应具备的性能2)高的耐磨性一般认为，刀具材料的硬度越高，马氏体中合金元素越多，金属碳化物的数量也越多，分布越均匀，耐磨性也越好，抗磨损能力越强。1)高的硬度高硬度是刀具材料应具备的最基本的性能。刀具材料的硬度一般是工件材料硬度的2～3倍。刀具材料的常温硬度，要求在HRC60以上。3)高的红硬性即刀具材料在高温下仍能保持足够硬度、强度和耐磨性的能力。红硬性越高，刀具允许的切削速度越高。它是衡量刀具材料性能的主要指标，一般用红硬温度（能保持足够硬度的最高温度）来表示。如，高速钢的红硬性为500～600℃，即在此温度下，高速钢仍能保持或基本保持常温时的切削性能指标。4)足够的强度和韧性在切削过程中，刀具承受了很大的应力、切削力、冲击力和振动，为了防止崩刃和脆性断裂，刀具必须具备足够的抗弯强度和冲击韧性。5)较好的工艺性作为刀具材料除具备上述性能外，还应具备一定的可加工性能，如锻造性、焊接性、磨削加工性、切削加工性和热处理性等。2、常用的车刀材料又称锋钢或白钢。淬火后硬度为HRC62～65,在500～600℃时，仍有较好的抗弯强度和较好的冲击韧性及耐磨性。热处理变形小，能磨出锋利的刀刃。缺点是不耐高温，允许的切削速度一般低于30m/min，生产效率较低。常用于制造形状复杂的刀具，如小型车刀、钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀等，常用牌号为W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。1)高速钢2)硬质合金由高热性的金属碳化物（WC、TiC）和粘结剂（Co、Mo、Ni等）先经高压制成型，后经高温烧结而成的粉末制品。硬度为HRC74～82,红硬温度为850～1000℃，允许的切削速度为200～300m/min。可用于高速、强力切削，生产效率较高。抗弯强度和韧性要比高速钢低，工艺性不如高速钢好。一般制成各种形式的刀片，焊接或夹固在刀体上使用。主要牌号YG(钨钴类)含WC、Co主要用于车削脆性材料（铸铁）；YT（钨钛钴类）含WC、TiC、Co主要用于加工钢材。3)陶瓷刀具一般做成可转位机夹刀片使用。陶瓷刀具具有很高的硬度和耐磨性，很好的耐高温性能、良好的化学稳定性和低的摩擦系数，但一般说来，它的脆性大、抗弯强度和韧性比硬质合金差的较多，导热性也差。陶瓷刀具能以200～1000m/min的切削速度高速加工钢、铸铁及其合金材料，刀具寿命比硬质合金高几倍、甚至几十倍。4)金刚石由于金刚石具有最好的硬度和耐磨性，刀具刃口在加工中可以长时间保持锋利，金刚石刀具有很好的切削能力和刀具耐用度，同时加工表面粗糙度很低，可达到Ra0.02μm以上的镜面。金刚石车刀一次加工就能达到高光洁度、高精度，避免了以前为达到这些要求而进行很多复杂费时的工序，从而大大提高生产率，降低了成本，减轻了劳动量。在切削加工中，车刀的材料起着很重要的作用。但是，为了能够顺利切削、保证加工质量、提高生产效率，还要保证车刀切削部分有一定的几何形状与角度。下面我们来学习车刀的几何形状及其角度。三、车刀的几何形状及角度在金属切削过程中，直接担当切削工作的是车刀的切削部分。简单来说，切削部分是由一尖、两刃、三面组成。我们来具体认识一下。三面刀具上切屑流经的表面。前刀面：主后刀面：刀具上同前刀面相交形成主切削刃的后刀面。前刀面主后刀面刀具上同前刀面相交形成副切削刃的后刀面。副后刀面副后刀面：主切削刃：对车刀来说是前刀面与副后刀面的交线，参加部分切削工作。两刃：刀尖对车刀来说是前刀面与主后刀面的交线。承担主要切削任务。副切削刃：主切削刃刀尖：主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。为增加刀尖强度，通常磨成一小段过渡圆弧。三面、两刃、一尖副切削刃一尖:2、车刀的几何角度1)辅助平面①基面：通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。②切削平面：通过切削刃选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。显然，切削平面与基面始终是相互垂直的。对于车削来说，基面一般是通过工件轴线的。③正交平面：通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。为了确定和测量车刀的几何角度，需要假想以下三个辅助平面作为基准。υc1)基面通过切削刃选定点的平面，它平行刀具安装的一个平面，其方位要垂直于主运动方向。υc2)切削平面通过切削刃选定点并同时垂直于基面的平面。υc正交平面切削平面基面3)正交平面通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。2）车刀的几何角度及作用在车刀静止参考系内，车刀切削部分在辅助平面中的位置形成了车刀的几何角度，主要有前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等。（1）前角（）在正交平面内，基面与前刀面之间的夹角。前角的大小主要影响切削刃的锋利程度和切削刃的强度，前角越大刀刃越锋利，越利于切削，但前角过大会削弱切削刃的强度，容易崩刃。0（2）主后角（）在正交平面内，主后刀面与切削平面间的夹角。主后角影响主后刀面与工件过渡表面的摩擦及刀刃的强度和锋利程度。0（3）主偏角（）主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角，在基面中测量。其大小主要影响切削条件和刀具寿命。减小主偏角，刀尖强度增加，散热条件改善，刀具耐用度提高，但会使刀具对工件的径向力加大，易将工件顶弯，不宜切削细长轴类工件。rk（4）副偏角（）副切削刃在基面上的投影与背进给方向之间的夹角，在基面中测量。其作用是减少负切削刃与工件已加工表面之间的摩擦。副偏角较小时，可减小切削时的残留面积，减小表面粗糙度值。/rk（5）刃倾角(λs)主切削刃与基面间的夹角，在切削平面中测量。刃倾角主要影响切屑流向和刀头的强度。λs=0，切屑沿垂直于主切削刃的方向流出；λs0,切屑流向待加工表面；λs0，切屑流向已加工表面。粗加工或车削较硬的材料时，为了提高刀头强度，可取负值。精加工时，为了避免切屑划伤已加工表面，应取正值或零值；λs=0λs＞0λs＜0车刀角度小结：角度定义测量平面作用前角γ0前刀面和基面间的夹角正交平面1、使切削刃锋利2、切削省力3、便于排屑主后角α0主后刀面与切削平面间的夹角正交平面改变车刀主后刀面与工件间的摩擦状况主偏角κr主切削刃与进给方向之间的夹角基面改变主切削刃与刀头的受力和散热情况副偏角κrˊ副切削刃与进给方向的反方向间的夹角基面改变副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦状况刃倾角入s主切削刃与基面间的夹角切削平面影响刀尖强度，并控制切屑的流出方向四、车刀的安装安装车刀应注意下列几点：1）刀头不宜伸出太长，否则切削时容易产生振动，影响工件加工精度和表面粗糙度。一般刀头体伸出长度不超过刀柄厚度的两倍。2）刀尖应与车床主轴中心线等高。车刀装得太高，后角减小，后刀面与工件加剧摩擦，装得太低，前角减少，切削不顺利，会使刀尖崩碎。作业1、请说出常用的刀具材料有哪些。2、指出下图车刀切削工件时的两个运动及形成的三个表面。（）（）（）（）（）