《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課件第二章刀具

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1、 2.2 金 屬 切 削 刀 具金 屬 切 削 的 基 本 知 識一 、 切 削 運(yùn) 動(dòng)二 、 工 件 加 工 表 面三 、 切 削 用 量四 、 刀 具 幾 何 參 數(shù)五 、 切 削 層 參 數(shù)六 、 刀 具 材 料 主 運(yùn) 動(dòng) 、 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng)三 個(gè) 變 化 的 表 面三 要 素刀 具 組 成切 削 厚 度 、 切 削 寬 度 、 切 削 面 積 性 能 、 高 速 鋼 、 硬 質(zhì) 合 金計(jì) 算 選 擇刀 參 考 系 幾 何 角 度 1 . 切 削 速 度 v (m/s 或 m/min) 主 運(yùn) 動(dòng) 為 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) v =d n/1 0 0 0 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) v = 2 Lnr /

2、1 0 0 0切 削 用 量 三 要 素2 . 進(jìn) 給 量 f (mm/r 或 mm/雙 行 程 ) 進(jìn) 給 速 度 vf=n f = n fz z （ mm/s 或 mm/min)3 . 背 吃 刀 量 （ 切 削 深 度 ） ap 車 削 外 圓 時(shí) ap = (dw-dm)/2 鉆 孔 時(shí) ap = dm/2 例 題 ： 車 外 圓 時(shí) 工 件 加 工 前 直 徑 為 6 2 mm， 加 工 后 直 徑 為 5 6mm， 工 件 轉(zhuǎn) 速 為 4 r/s， 刀 具 每 秒 鐘 沿 工 件 軸 向 移 動(dòng) 2 mm，工 件 加 工 長 度 為 1 1 0 mm， 切 入 長 度 為 3 mm

3、， 求 v、 f、 ap和切 削 工 時(shí) t 。解 ： v =dn/1 0 0 0 = 6 2 4 /1 0 0 0 = 0 .7 7 9 m/sf = vf /n = 2 /4 = 0 .5 mm/rap = (dw-dm)/2 =(6 2 -5 6 )/2 =3 mmt =(l+l1 +l2 )/ vf =(1 1 0 +3 +0 )/2 =5 6 .5 s 刀 具 標(biāo) 注 角 度 參 考 系 設(shè) 計(jì) 制 造 測 量 角 度 時(shí) 的 基 準(zhǔn) 刀 具 角 度 的 參 考 系 刀 具 工 作 角 度 參 考 系實(shí) 際 切 削 中 確 定 角 度 的 基 準(zhǔn) vcReference system

4、s for tool angles 法 平 面 Pn :過 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 并 垂 直 于 主 切 削 刃 或 其 切 線 的 平 面 進(jìn) 給 平 面 Pf :過 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 并 垂 直 于 刀 桿 軸 線 及 基 面 的 平 面 切 深 平 面 Pp :過 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 平 行 刀 桿 軸 線 并 垂 直 基 面 的 平 面 在 法 平 面 參 考系 中 的 標(biāo) 注 角度（ 1 ） 主 偏 角 r（ 2 ） 刃 傾 角 s（ 3 ） 法 前 角 n（ 4 ） 法 后 角 n “一 刃 四 角 ”（ 5 ） 副 偏 角 r （ 6 ） 副 后 角 o

5、在 進(jìn) 給 切 深 平 面 參考 系 中 的 標(biāo) 注 角 度（ 1 ） 主 偏 角 r（ 2 ） 進(jìn) 給 前 角 f（ 3 ） 進(jìn) 給 后 角 f（ 4 ） 背 前 角 p（ 5 ） 背 后 角 p（ 6 ） 副 偏 角 r （ 7 ） 副 后 角 o 刀 具 的 工 作 角 度1 . 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 對 刀 具 工 作 角 度 的 影 響（ 1 ） 橫 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 的 影 響 oe=o oe=o tan f /d 當(dāng) 進(jìn) 給 量 f一 定 時(shí) ，隨 d 值 值 ，接 近 中 心 oe為 負(fù) 值 。 當(dāng) f值 橫 車 時(shí) f 不 宜 過 大 ，并 應(yīng) 適 當(dāng) 加 大 o （ 2 ） 縱

6、 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 的 影 響 oe=o oe=o tan tanf sinr f sin r/(dw)f 或 dw時(shí) ， f、 均 車 削 右 螺 紋 時(shí) 左 側(cè) 刃 應(yīng) o(左 8 右 2 )右 刃 應(yīng) o車 右 螺 紋 時(shí) 左 側(cè) 刃 fe=f f fe=f f tanf f /dw 2 . 刀 具 安 裝 位 置 對 工 作 角 度 的 影 響（ 1 ） 刀 具 安 裝 高 低 的 影 響 pe=p ppe=p p tanp h/ 22w )2( hd oe=o oe=o tan tanp cosr假 定 車 刀 s 0 ,刀 尖 高 于 工 件 中 心若 刀 尖 低 于 工 件 中

7、 心 ，角 度 變 化 與 上 述 相 反 （ 2 ） 刀 桿 中 心 線 與 進(jìn) 給 方 向 不 垂 直 的 影 響 = +G = - G rre rre = -G = +Grre rre Tool cutting edge inclination angle 直 角 切 削 ： s 0 的 切 削 ， 主 切 削 刃 與 切 削 速 度 方 向 垂 直斜 角 切 削 ： s0 的 切 削 ， 主 切 削 刃 與 切 削 速 度 方 向 不 垂 直 五 、 切 削 層 參 數(shù) 由 切 削 刃 正 在 切 削 的 這 一 層 金 屬 叫 作 切 削 層 。 切 削 層 的截 面 尺 寸 稱 為

8、 切 削 層 參 數(shù) 。 它 決 定 了 刀 具 切 削 部 分 所 承 受 的負(fù) 荷 和 切 屑 尺 寸 的 大 小 ， 通 常 在 基 面 Pr內(nèi) 度 量 。 1 . 切 削 厚 度 ac (s= 0 ) ac f sinr 2 . 切 削 寬 度 aw aw ap/sinr 3 . 切 削 層 面 積 Ac ( = 0 ) Ac ac aw f apr 六 、 刀 具 材 料刀 具 的 切 削 性 能 決 定 于 刀 具 結(jié) 構(gòu) 、 切 削 部 分 的 材 料 和 幾 何 參 數(shù)（ 一 ） 刀 具 材 料 必 須 具 備 的 性 能 1 . 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 常 溫 硬 度

9、 6 0 HRC以 上 ， 耐 磨 性 是 硬 度 、 組 織 結(jié) 構(gòu) 及 化 學(xué) 性 能 等 的 綜 合 反 映 。 2 . 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 沖 擊 韌 性3 . 高 耐 熱 性 高 溫 硬 度 、 強(qiáng) 度 、 耐 磨 性 ， 抗 氧 化 性 、 抗 擴(kuò) 散 粘 結(jié) 性 等 4 . 良 好 的 工 藝 性 鍛 造 性 能 、 磨 削 性 能 、 熱 處 理 性 能 等5 . 經(jīng) 濟(jì) 性 （ 二 ） 常 用 刀 具 材 料 的 種 類 及 特 性 碳 素 工 具 鋼 、 合 金 工 具 鋼 、 高 速 鋼 、 硬 質(zhì) 合 金 、 陶 瓷 、金 剛 石 、 立 方 氮 化 硼 等 。1.

10、 高 速 鋼（ 1） 通 用 型 高 速 鋼 （ 含 碳 量 0.7 0.9%， 62 66 HRC） 鎢 系 高 速 鋼 W18Cr4V W14Cr4MnRE 鉬 系 高 速 鋼 W6Mo5Cr4V2 高 溫 塑 性 好 主 要 用 于 一 般 材 料 的 常 規(guī) 加 工 ， 速 度 不 高 于 50m/min.（ 2） 高 性 能 高 速 鋼 （ 增 加 碳 量 釩 量 ， 添 加 鈷 鋁 等 66 70HRC） 9W18Cr4V W6Mo5Cr4V3 W6Mo5Cr4V2Co8 W2Mo9Cr4VCo8 W6Mo5Cr4V2Al W10Mo4Cr4V3Al 主 要 用 于 難 加 工 材

11、 料 的 加 工 ， 加 工 普 通 材 料 可 達(dá) 90m/min.粉 末 冶 金 化 ， 表 面 處 理 及 涂 層 等 2. 硬 質(zhì) 合 金金 屬 碳 化 物 (WC、 TiC、 TaC、 NbC等 ) 金 屬 粘 接 劑 (Co、Ni等 ) 高 壓 成 形 后 ， 高 溫 燒 結(jié) 而 成 。 硬 度 、 耐 熱 性 、 耐 磨 性 很 高 ， 切 削 速 度 遠(yuǎn) 高 于 高 速 鋼 抗 彎 強(qiáng) 度 低 、 脆 性 大 ， 抗 沖 擊 振 動(dòng) 性 能 差分類 YG (K) 類 YT (P)類 YW (M)類短 切 屑 黑 色 金 屬 加 工 長 切 屑 的 鋼 材 、 鑄 鐵 等 有 色

12、 金 屬 非 金 屬 黑 色 金 屬 有 色 金 屬 非 金 屬 WC+ Co WC+ TiC+ Co WC+ TiC+ TaC+ Co 常 用 硬 質(zhì) 合 金 牌 號 及 應(yīng) 用 范 圍牌 號 應(yīng) 用 范 圍YG 3 硬 度 、 抗 彎耐 磨 強(qiáng) 度 、性 、 韌 性 、切 削 進(jìn) 給速 度 量 鑄 鐵 、 有 色 金 屬 、 高 溫 合 金 的 精 、 半 精 加 工 ， 無 沖 擊YA6 冷 硬 鑄 鐵 、 淬 硬 鋼 、 有 色 金 屬 及 合 金 的 精 、 半 精 加 工YG 6X 鑄 鐵 、 冷 硬 鑄 鐵 、 高 溫 合 金 的 精 、 半 精 加 工 ，YG 6 鑄 鐵 、

13、有 色 金 屬 、 高 溫 合 金 的 半 精 加 工 和 粗 加 工YG 8 鑄 鐵 、 有 色 金 屬 、 高 溫 合 金 粗 加 工 ， 可 用 于 斷 續(xù) 切 削YT30 硬 度 、 抗 彎耐 磨 強(qiáng) 度 、切 削 韌 性 、速 度 進(jìn) 給 碳 素 鋼 、 合 金 鋼 的 精 加 工YT15 碳 鋼 、 合 金 鋼 連 續(xù) 切 時(shí) 粗 、 半 精 加 工 ， 斷 續(xù) 切 精 加 工YT5 碳 素 鋼 、 合 金 鋼 的 粗 加 工 ， 可 用 于 斷 續(xù) 切 削YW1 同 上 高 強(qiáng) 度 鋼 、 碳 鋼 、 鑄 鐵 、 有 色 金 屬 等 的 精 、 半 精 加 工YW2 高 強(qiáng) 度

14、鋼 、 碳 鋼 、 鑄 鐵 、 有 色 金 屬 等 的 半 精 與 粗 加 工YN05 同 上 碳 鋼 、 合 金 鋼 的 高 速 精 車 ， 系 統(tǒng) 剛 性 好 的 細(xì) 長 軸 精 車YN10 碳 鋼 、 合 金 鋼 、 淬 硬 鋼 連 續(xù) 表 面 的 精 加 工 新 型 硬 質(zhì) 合 金 簡 介1 . 調(diào) 整 化 學(xué) 成 份 ， 提 高 綜 合 性 能 添 加 TaC、 NbC； 添 加 稀 土 元 素 ； TiC(N)基 ， 高 速 鋼 基 等2 . 涂 層 硬 質(zhì) 合 金 （ 可 轉(zhuǎn) 位 刀 片 ） TiC涂 層 、 TiN涂 層 、 復(fù) 合 涂 層 、 陶 瓷 涂 層 3 . 細(xì) 晶

15、粒 和 超 細(xì) 晶 粒 硬 質(zhì) 合 金其 它 刀 具 材 料 簡 介1 . 陶 瓷 （ 硬 、 脆 、 價(jià) 格 低 ） 普 通 陶 瓷 、 復(fù) 合 氧 化 鋁 陶 瓷 、 復(fù) 合 氮 化 硅 陶 瓷 ， 適 于 精 加 工2 . 金 剛 石 （ 最 硬 、 耐 磨 性 好 ， 耐 熱 性 較 差 8 0 0 加 工 陶 瓷 、 硬 合 金 、 有 色 金 屬 等 ， 不 適 于 鐵 系 金 屬 加 工3 . 立 方 氮 化 硼 硬 度 僅 次 于 金 剛 石 ， 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 、 耐 熱 性 好 ， 加 工 淬 火 鋼 等 主 偏 角 r 主 切 削 刃 在 基 面 上 的 投 影 與

16、進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 的 夾 角 Cutting edge angle 2.4 常 用 刀 具 1. 車 刀 的 種 類（ 1） 直 頭 外 圓 車 刀 ；（ 2） 彎 頭 車 刀 ；（ 3） 偏 刀 ；（ 4） 切 槽 或 切 斷 刀 ；（ 5） 鏜 孔 刀 ；（ 6） 螺 紋 車 刀 ；（ 7） 成 形 車 刀 ；一 、 車 刀 2.車 刀 的 結(jié) 構(gòu) 形 式整 體 式 （ HSS)、 焊 接 式 、 機(jī) 械 夾 固 式 （ 重 磨 式 、 可 轉(zhuǎn) 位 式 ）刀 片 夾 緊 方 式 ：（ 1 ） 上 壓 式 夾 緊 力 大 ， 定 位 可 靠 ， 阻 礙 流 屑（ 2 ） 偏 心 式 結(jié)

17、 構(gòu) 簡 單 ， 不 礙 流 屑 ， 夾 緊 力 不 大 （ 3 ） 綜 合 式 夾 緊 力 大 ， 耐 沖 擊 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜（ 4 ） 杠 桿 式可 轉(zhuǎn) 位 式 車 刀 的 組 成 ：可 轉(zhuǎn) 位 刀 片 、 刀 墊 、 刀 桿 、 夾 緊 機(jī) 構(gòu)切 削 性 能 好 ， 輔 助 時(shí) 間 短 ， 生 產(chǎn) 率 高 3.車 刀 的 幾 何 參 數(shù)（ 1 ） 切 削 角 度 六 個(gè) 主 要 角 度 ： 主 偏 角 、 副 偏 角 、 前 角 、 后 角 、副 后 角 、 刃 傾 角（ 2 ） 其 它 幾 何 參 數(shù) 的 選 擇 過 渡 刃 、 刀 刃 鈍 圓 半 徑 、 副 倒 棱 等 三 高

18、一 專 的先 進(jìn) 刀 具高 精 度高 效 率高 可 靠 性專 業(yè) 化 二 、 孔 加 工 刀 具 鉆 床 及 刀 具 鉆 床 上 可 完 成 鉆 孔 、 擴(kuò) 孔 、 鉸 孔 、 攻 絲 、 鉆 沉 頭 孔 、 锪 平 面 刀 具 作 旋 轉(zhuǎn) 主 運(yùn) 動(dòng) 同 時(shí) 沿 軸 向 移 動(dòng) 作 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔(點(diǎn)擊播放) 立 式 鉆 床 通 過 移 動(dòng) 工 件 位 置 使 被 加 工 孔 中 心 與 主 軸 中 心 對 中 ， 操 作 不 便 ， 生 產(chǎn) 率 不 高 。 適 于 單 件 小 批 生 產(chǎn) 中 加 工 中 小 型 零 件 。 搖 臂 鉆 床 搖 臂 可 繞 立 柱 回

19、轉(zhuǎn) 和 升 降 ， 主 軸 箱 可 在 搖 臂 上 作 水 平 移 動(dòng) 。 工 件 固 定 不 動(dòng) ， 可 方 便 地 移 動(dòng) 主 軸 ， 使 主 軸 中 心 對 準(zhǔn) 被 加 工 孔 中 心 。 適 于 單 件 小 批 生 產(chǎn) 中 加 工 大 而 重 的 零 件 。 其 它 鉆 床 （ a） 深 孔 鉆 床 一 般 采 用 臥 式 布 局 ， 工 件 旋 轉(zhuǎn) 作 主 運(yùn) 動(dòng) ， 鉆 頭 直 線 進(jìn) 給 。 主 要 應(yīng) 解 決 的 問 題 是 ： 剛 性 及 導(dǎo) 向 、 斷 屑 排 屑 、 冷 卻 潤 滑（ b ） 臺 式 鉆 床 小 巧 靈 活 ， 鉆 孔 直 徑 1 5 mm以 下 。 適

20、于 單 件 小 批 生 產(chǎn) 中 加 工 小 型 零 件 。 1 . 麻 花 鉆 （ 1 ） 標(biāo) 準(zhǔn) 麻 花 鉆 標(biāo) 準(zhǔn) 高 速 鋼 麻 花 鉆 由 工 作 部 分 、 頸 部 及 柄 部 三 部 分 組 成 。 1 ） 工 作 部 分 分 切 削 部 分 和 導(dǎo) 向 部 分 。兩 個(gè) 前 刀 面 、 兩 個(gè) 后 刀 面 、兩 個(gè) 副 后 刀 面 、 兩 個(gè) 主 刃 、兩 個(gè) 副 刃 、 一 個(gè) 橫 刃 。鉆 芯 直 徑 朝 柄 部 方 向 遞 增 。 2 ） 柄 部 夾 持 部 分 ， 有 直 柄 和 錐 柄 。 3 ） 頸 部 用 于 磨 柄 部 時(shí) 砂 輪 的 退 刀 。 （ 2 ） 麻

21、花 鉆 的 修 磨前 角 從 3 0 到 3 0 ,橫 刃 長 前 角 5 5 ，定 心 差 ， 軸 向 力 大 ， 剛 性 差 ， 排 屑 困 難磨 短 橫 刃 增 大 前 角 ， 修 磨 主 刃 頂 角 分 屑 槽 2 . 鏜 刀加 工 各 種 復(fù) 雜 和 大 型 工 件 上 （ 如 箱 體 ） 有 預(yù) 制 孔 的 孔 ， 尤其 是 直 徑 較 大 的 孔 或 孔 系 ， 一 次 安 裝 多 面 加 工 ， 精 度 高 。 臥 式 銑 鏜 床 除 鏜 孔 外 ， 還 可 鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 孔 ， 車 螺 紋 、 攻 螺 紋 車 端 面 、 銑 端 面 等 ， 稱 萬 能 鏜 床 。 生

22、產(chǎn) 率 較 低 。 三 、 銑 床 及 銑 刀 銑 刀 旋 轉(zhuǎn) 為 主 運(yùn) 動(dòng) ， 工 件 或 銑 刀 的 移 動(dòng) 為 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 可 加 工 平 面 、 臺 階 面 、 溝 槽 、 成 形 面 等 ， 多 刃 切 削 效 率 高 （ 一 ） 升 降 臺 式 銑 床 1 .臥 式 升 降 臺 式 銑 床 2 .萬 能 升 降 臺 式 銑 床 3 .立 式 升 降 臺 式 銑 床 工 件 可 在 三 個(gè) 方 向 進(jìn) 行 位 置調(diào) 整 或 作 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 萬 能 式 在 工 作 臺 與 床 鞍 之 間增 裝 一 轉(zhuǎn) 盤 ， 工 作 臺 可 在 水 平 面內(nèi) 扳 轉(zhuǎn) 一 角 度 以

23、加 工 螺 旋 槽 等 。 （ 二 ） 龍 門 銑 床 機(jī) 床 剛 度 高 ， 可 多刀 同 時(shí) 加 工 多 個(gè) 工 件或 多 個(gè) 表 面 ， 生 產(chǎn) 率高 。 適 于 成 批 大 量 生產(chǎn) 中 加 工 大 型 工 件 上平 面 和 溝 槽 或 多 件 同時(shí) 加 工 。 （ 三 ） 銑 刀 1 .銑 刀 的 分 類（ 1 ） 圓 柱 平 面 銑 刀（ 2 ） 端 銑 刀（ 3 ） 盤 銑 刀 單 面 刃 、 雙 面 刃 、 三 面 刃 、 錯(cuò) 齒 三 面 刃（ 4 ） 鋸 片 銑 刀（ 5 ） 立 銑 刀（ 6 ） 鍵 槽 銑 刀（ 7 ） 角 度 銑 刀 （ 8 ） 成 形 銑 刀 2 .

24、銑 削 方 式（ 1 ） 順 銑 和 逆 銑 周 銑 有 順 銑 和 逆 銑 兩 種 方 式 。 順 銑 切 削 厚 度 大 ， 接 觸 長 度短 ， 銑 刀 壽 命 長 ， 加 工 表 面 光潔 ， 但 不 宜 加 工 帶 硬 皮 工 件 ， 且 進(jìn) 給 絲 杠 與 螺 母 間 應(yīng) 消 除 間隙 。 否 則 ， 應(yīng) 采 用 逆 銑 。（ 2 ） 對 稱 銑 與 不 對 稱 銑 端 銑 有 對 稱 銑 與 不 對 稱 逆 銑 、 不 對 稱 順 銑 三 種 方 式 。 銑 淬 硬 鋼 采 用 對 稱 銑 ； 銑 碳 鋼 和 合 金 鋼 用 不 對 稱 逆 銑 ， 減 小切 入 沖 擊 ， 刀

25、具 壽 命 ； 銑 不 銹 鋼 和 耐 熱 合 金 用 不 對 稱 順 銑 。 四 、 刨 床 、 拉 床 及 拉 刀 刨 床 、 拉 床 屬 直 線 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 床 ， 加 工 平 面 、 溝 槽 、 通 孔 及 成 形 面 。（ 一 ） 刨 床 1 .牛 頭 刨 床 機(jī) 床 和 刀 具 簡 單 ， 應(yīng) 用 靈 活 方 便 。 但 有 空 行 程 ， 有 沖 擊 ， 效 率 低 。 單 件 小 批 生 產(chǎn) 中 加 工 平 面 、 溝 槽 及 縱 向 成 形 面 。 2 .龍 門 刨 床 主 要 用 來 加 工 大 平 面 ， 尤 其 是 長 而 窄 的 平 面 ， 也 可 加 工 溝 槽 或

26、 同 時(shí) 加 工 幾 個(gè) 中 小 型 零 件 的 平 面 。 生 產(chǎn) 率 不 如 銑 削 高 ， 主 要 用 于 中 小 批 生 產(chǎn) 及 修 理 車 間 。 3 .插 床 插 刀 上 下 運(yùn) 動(dòng) 為 主 運(yùn) 動(dòng) ， 工 件 可 作 縱 橫 兩 個(gè) 方 向 的 移 動(dòng) ， 工 作 臺 還 可 作 分 度 運(yùn) 動(dòng) 。 加 工 與 安 裝 面 垂 直 的 面 、 溝 槽 （ 二 ） 拉 床 拉 床 只 有 主 運(yùn) 動(dòng) ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 可 一 次 加 工 成 形 ， 質(zhì) 量 好 ， 效 率 高 ， 但 刀 具 設(shè) 計(jì) 制 造 復(fù) 雜 ， 適 于 大 批 量 生 產(chǎn) 。 拉 床 按 加 工 表

27、面 分 為 內(nèi) 拉 床 和 外 拉 床 ； 按 布 局 分 為 臥 式 和 立 式 兩 類 。 （ 三 ） 拉 刀 1 .拉 刀 種 類 拉 刀 按 加 工 表 面 分 為 內(nèi) 拉 刀 和 外 拉 刀 ； 按 拉 削 方 式 分 普 通 式 、 輪 切 式 、 及 綜 合 式 ； 按 受 力 不 同 分 拉 刀 和 推 刀2 .拉 刀 的 結(jié) 構(gòu) 普 通 圓 孔 拉 刀 結(jié) 構(gòu) 如 下 ： 五 、 齒 輪 刀 具 按 齒 形 的 形 成 原 理 分 成 形 法 齒 輪 刀 具 和 展 成 法 齒 輪 刀 具（ 一 ） 滾 刀 1 .滾 刀 基 本 蝸 桿 根 據(jù) 滾 切 原 理 知 ， 滾 刀

28、 基 本 蝸 桿 的 端 面 齒 形 應(yīng) 是 漸 開 線 ， 法 向 模 數(shù) 和 壓 力 角 應(yīng) 分別 等 于 被 切 齒 輪 的 模 數(shù) 和 壓力 角 。 （ 1 ） 漸 開 線 基 本 蝸 桿 齒 面 是 漸 開 螺 旋 面 ， 造 形 誤 差 為 零 ； 端 面 齒 形 ： 漸 開 線 軸 向 齒 形 ： 曲 線 制 造 較 為 困 難 。 （ 2 ） 阿 基 米 德 基 本 蝸 桿 齒 面 是 阿 基 米 德 螺 旋 面 ， 會 產(chǎn) 生 一 定 的 造 形 誤 差 ， 端 面 齒 形 ： 阿 基 米 德 螺 線 軸 向 齒 形 ： 直 線 制 造 比 較 容 易 。 軸 向 截 形 應(yīng)

29、 與 漸 開 線 蝸 桿 齒 形 在 分 度 圓 處 相 切 ， 即 齒 形 角 應(yīng) 是 漸 開 線 蝸 桿 分 度 圓 處 的 齒 形 角 。 2 . 齒 輪 滾 刀 的 結(jié) 構(gòu) 和 類 型（ 1 ） 整 體 齒 輪 滾 刀 高 速 鋼 材 料 套 裝 式 結(jié) 構(gòu) 軸 肩 與 內(nèi) 孔 同 心 裝 刀 檢 測 徑 跳 多 為 零 前 角 頂 刃 后 角 1 0 1 2 側(cè) 刃 后 角 大 約 3 齒 輪 滾 刀 大 多 為 單 頭 ， 螺 旋 升 角 較 小 ， 加 工 精 度 較 高 ； 粗 加 工 用 滾 刀 有 時(shí) 做 成 雙 頭 ， 以 提 高 生 產(chǎn) 率 。 （ 2 ） 鑲 齒 齒

30、輪 滾 刀 齒 輪 模 數(shù) 較 大 時(shí) ， 做 成鑲 齒 結(jié) 構(gòu) ， 既 節(jié) 約 高 速 鋼 ，又 使 刀 片 易 鍛 造 ， 提 高 性 能和 使 用 壽 命 。（ 3 ） 硬 質(zhì) 合 金 滾 刀 用 于 小 模 數(shù) 齒 輪 或 精 加 工硬 齒 面 齒 輪 ， 代 替 磨 齒 。 常 采 用 大 的 負(fù) 前 角 ， 可 達(dá) 3 0 4 5 3 . 齒 輪 滾 刀 的 合 理 使 用（ 1 ） 齒 輪 滾 刀 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 分 析 1 ） 容 屑 槽 形 式 直 槽 制 造 方 便 ， 但 左 右 側(cè) 刃 前 角 不 等 ， 零 度 前 角 直 槽 滾 刀 左 側(cè) 刃 前 角 小 于 零

31、， 0 4 時(shí) 采 用 。螺 旋 槽 0 4 時(shí) 采 用為 使 左 右 側(cè) 刃 前 角 相 等 ，讓 螺 旋 槽 垂 直 于 滾 刀 螺紋 ， 即 k = 0 2 ） 滾 刀 直 徑 和 螺 旋 升 角 滾 刀 直 徑 螺 旋 升 角 0 造 形 誤 差 ； 圓 周 齒 數(shù) 但 滾 刀 直 徑 過 大 ， 相 同 速 度 下 轉(zhuǎn) 速 降 低 ， 生 產(chǎn) 率 降 低 ， 刀 坯 鍛 造 難 度 增 大 ， 成 本 增 加 。 精 加 工 滾 刀 適 當(dāng) 增 大 直 徑 。3 ） 齒 輪 滾 刀 的 頭 數(shù) 滾 刀 頭 數(shù) 主 要 影 響 生 產(chǎn) 率 和 齒 形 精 度 。 單 頭 滾 刀 ， 0

32、 小 ， 造 形 誤 差 小 ， 包 絡(luò) 刃 數(shù) 多 ， 齒 面 光 潔 ； 多 頭 滾 刀 ， 0 大 ， 造 形 誤 差 大 ， 但 生 產(chǎn) 率 高 。 精 加 工 齒 輪 滾 刀 都 用 單 頭 的 ， 粗 加 工 和 半 精 加 工 可 用 多 頭 的 （ 2 ） 滾 刀 的 合 理 使 用 1 ） 齒 輪 滾 刀 的 磨 損 和 竄 刀 各 刀 齒 磨 損 不 均 ， 齒 輪 中 線 處 刀 齒 磨 損 較 嚴(yán) 重 。 確 定 滾 刀 長 度 時(shí) 應(yīng) 考 慮 軸 向 竄 刀 長 度 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 滾 刀 長 度 為 導(dǎo) 程 的 4 5 倍 。2 ） 齒 輪 滾 刀 螺 旋 方 向 的

33、選 擇 齒 輪 滾 刀 旋 向 根 據(jù) 被 切 齒 輪 旋 向 而 定 。 被 切 齒 輪 螺 旋 角1 0 時(shí) ， 滾 刀 做 成 右 旋 ； 1 0 時(shí) ， 滾 刀 螺 旋 方 向 應(yīng)與 被 切 齒 輪 旋 向 相 同 ， 以 減 小 滾 刀 的 安 裝 角 減 小 切 入 端 負(fù) 荷3 ） 滾 刀 的 刃 磨 和 檢 驗(yàn) 刃 磨 后 必 須 保 證 前 角 不 變 ； 檢 驗(yàn) 前 刀 面 與 滾 刀 軸 線 的 平行 度 （ 直 槽 ） 或 前 刀 面 導(dǎo) 程 誤 差 （ 螺 旋 槽 ） ； 容 屑 槽 的 圓周 齒 距 誤 差 ； 前 刀 面 徑 向 性 誤 差 。 （ 二 ） 插 齒

34、 刀 1 .插 齒 刀 的 分 類 和 用 途 （ 1 ） 標(biāo) 準(zhǔn) 直 齒 插 齒 刀 盤 形 插 齒 刀 加 工 外 齒 輪 和 大 徑 內(nèi) 齒 輪 7 5 、 1 0 0 、 1 2 5 、 1 6 0 、 2 0 0 碗 形 插 齒 刀 加 工 多 聯(lián) 齒 輪 和 內(nèi) 齒 輪 ， 有 5 0 、 7 5 、 1 0 0 、 1 2 5 mm。 錐 柄 插 齒 刀 加 工 內(nèi) 齒 輪 ， 有 2 5 mm(m1 2 .7 5 )、 3 8 mm (m1 3 .7 5 ) （ 2 ） 斜 齒 插 齒 刀 盤 形 插 齒 刀 1 0 0 ； 錐 柄 插 齒 刀 3 8 ,均 有 1 5 和 2

35、 3 兩 種 。（ 3 ） 人 字 齒 輪 插 齒 刀 加 工 無 空 刀 槽 的 人 字 齒 輪 ， 有 1 0 0 、 1 5 0 、 1 8 0 ,為 3 0 。 2 . 插 齒 刀 的 齒 面 形 狀 插 齒 刀 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 刀 刃 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 形 成 一 齒 輪 稱 為 產(chǎn) 形 齒 輪 直 齒 插 齒 刀 切 削 刃 的 端 面 投 影 就 是 產(chǎn) 形 齒 輪 的 端 面 齒 形 ， 必 須 是 漸 開 線 。 不 考 慮 前 角 影 響 ， 插 齒 刀 端 面 齒 形 是 漸 開 線 。 插 齒 刀 有 頂 刃 后 角 和 側(cè) 刃 后 角 ， 重 磨 后 頂 圓直 徑

36、和 分 圓 齒 厚 減 小 。不 同 端 剖 面 應(yīng) 是 變 位 量不 同 的 變 位 齒 輪 ， 新 刀變 位 量 最 大 ， 重 磨 后 逐漸 減 小 。 O-O剖 面 變 位 量 為 零 稱 為 原 始 剖 面 ，具 有 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 形 。 插 齒 刀 實(shí) 質(zhì) 上 是 個(gè) 變 變 位 齒 輪 插 齒 刀 的 兩 側(cè) 面 是 兩 個(gè)旋 向 相 反 的 漸 開 螺 旋 面 ，即 兩 側(cè) 切 削 刃 分 別 繞 刀 具軸 線 作 螺 旋 運(yùn) 動(dòng) 形 成 的 螺旋 面 ， 也 就 是 斜 齒 輪 的 齒面 ， 制 造 容 易 ， 精 度 高 。 任 意 端 剖 面 的 變 位 系 數(shù) x 0 =

37、b0 tgp/m 任 意 剖 面 的 分 圓 齒 厚 s0 = s0 2 b0 tg0 又 s0 = s0 2 x0 m tg tg0 = x0 m tg/ b0 = tgtgp 標(biāo) 準(zhǔn) 直 齒 插 齒 刀 頂 刃 后 角 p= 6 ,側(cè) 刃 后 角 c 2 ,頂 刃 前角 p= 5 ,側(cè) 刃 投 影 不 是 漸 開 線 ， 齒 形 角 修 正 (2 0 1 0 1 4 .5 ) 2.5 磨 料 與 磨 具一 、 砂 輪 磨 料 結(jié) 合 劑砂 輪 特 性 決 定 于 五 要 素 ：磨 料 、 粒 度 、 結(jié) 合 劑 、 硬 度 和組 織 。（ 一 ） 磨 料 鋒 利 的 形 狀 、 高 硬 度

38、 和 熱 硬 性 、 適 當(dāng) 的 堅(jiān) 韌 性 1 .氧 化 物 系 （ 剛 玉 類 ， 主 要 成 份 Al 2 O3 ） 棕 剛 玉 （ A） 韌 ， 硬 度 低 ， 磨 碳 素 鋼 、 合 金 鋼 、 可 鍛 鑄 鐵 白 剛 玉 （ WA） 韌 性 低 、 硬 ， 磨 淬 火 鋼 、 高 速 鋼 、 高 碳 鋼 鉻 剛 玉 （ PA） 韌 ， 硬 度 低 ， Ra小 ， 磨 高 速 鋼 、 不 銹 鋼 等 2 .碳 化 物 系 （ 主 要 成 份 碳 化 硅 、 碳 化 硼 ） 黑 色 碳 化 硅 （ C） 韌 性 低 、 硬 度 高 ， 磨 鑄 鐵 、 黃 銅 等 脆 材 綠 色 碳 化

39、 硅 (GC)韌 性 差 、 更 硬 ， 磨 Y合 金 、 陶 瓷 、 玻 璃 等 3 .超 硬 磨 料 人 造 金 剛 石 （ D） 、 立 方 氮 化 硼 （ CBN） （ 二 ） 粒 度 以 剛 能 通 過 的 那 一 號 篩 網(wǎng) 的 網(wǎng) 號 來 表 示 磨 料 的 粒 度 ， 如 6 0 微 粉 ： 磨 粒 的 直 徑 4 0 um時(shí) ， 如 W2 0 磨 粒 尺 寸 在 2 0 1 4 um 粗 磨 用 粗 粒 度 ， 精 磨 用 細(xì) 粒 度 ； 當(dāng) 工 件 材 料 軟 ， 塑 性 大 ， 磨 削 面 積 大 時(shí) ， 采 用 粗 粒 度 ， 以 免 堵 塞 砂 輪 燒 傷 工 件 。

40、 （ 三 ） 結(jié) 合 劑 1 .陶 瓷 結(jié) 合 劑 （ V） 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 好 、 耐 熱 、 耐 腐 蝕 、 價(jià) 廉 ， 占 9 0 %， 但 性 脆 ， 不 宜 制 成 薄 片 ， 不 宜 高 速 ， 線 速 度 一 般 為 3 5 m/s。 2 .樹 脂 結(jié) 合 劑 （ B） 強(qiáng) 度 高 彈 性 好 ， 耐 沖 擊 ， 適 于 高 速 磨 或 切 槽 切 斷 等 工 作 ， 但 耐 腐 蝕 耐 熱 性 差 (3 0 0 )， 自 銳 性 好 。 3 .橡 膠 結(jié) 合 劑 （ R） 強(qiáng) 度 高 彈 性 好 ， 耐 沖 擊 ， 適 于 拋 光 輪 、 導(dǎo) 輪 及 薄 片 砂 輪 ， 但

41、 耐 腐 蝕 耐 熱 性 差 (2 0 0 )， 自 銳 性 好 。 4 .金 屬 結(jié) 合 劑 （ M） 青 銅 、 鎳 等 ， 強(qiáng) 度 韌 性 高 ， 成 形 性 好 ， 但 自 銳 性 差 ， 適 于 金 剛 石 、 立 方 氮 化 硼 砂 輪 。 （ 四 ） 硬 度 指 砂 輪 工 作 時(shí) 在 磨 削 力 作 用 下 磨 粒 脫 落 的 難 易 程 度 。 取 決 于 結(jié) 合 劑 的 結(jié) 合 能 力 及 所 占 比 例 ， 與 磨 料 硬 度 無 關(guān) 。 硬 度 高 ， 磨 料 不 易 脫 落 ； 硬 度 低 ， 自 銳 性 好 。 分 7 大 級 (超 軟 、 軟 、 中 軟 、 中

42、、 中 硬 、 硬 、 超 硬 )， 1 6 小 級砂 輪 硬 度 選 擇 原 則 ：1 . 磨 削 硬 材 ， 選 軟 砂 輪 ； 磨 削 軟 材 ， 選 硬 砂 輪 ；2 . 磨 導(dǎo) 熱 性 差 的 材 料 ， 不 易 散 熱 ， 選 軟 砂 輪 以 免 工 件 燒 傷 ；3 .砂 輪 與 工 件 接 觸 面 積 大 時(shí) ， 選 較 軟 的 砂 輪 ； 4 .成 形 磨 精 磨 時(shí) ， 選 硬 砂 輪 ； 粗 磨 時(shí) 選 較 軟 的 砂 輪 。 （ 五 ） 組 織 反 映 砂 輪 中 磨 料 、 結(jié) 合 劑 和 氣 孔 三 者 體 積 的 比 例 關(guān) 系 ， 即 砂 輪 結(jié) 構(gòu) 的 疏 密

43、 程 度 ， 分 緊 密 、 中 等 、 疏 松 三 類 1 3 級 。 緊 密 組 織 成 形 性 好 ， 加 工 質(zhì) 量 高 ， 適 于 成 形 磨 、 精 密 磨 和 強(qiáng) 力 磨 削 。 中 等 組 織 適 于 一 般 磨 削 工 作 ， 如 淬 火 鋼 、 刀 具 刃 磨 等 。 疏 松 組 織 不 易 堵 塞 砂 輪 ， 適 于 粗 磨 、 磨 軟 材 、 磨 平 面 、 內(nèi) 圓 等 接 觸 面 積 較 大 時(shí) ， 磨 熱 敏 性 強(qiáng) 的 材 料 或 薄 件 （ 六 ） 砂 輪 的 標(biāo) 志 方 法 按 GB2 4 8 4 8 4 規(guī) 定 ， 標(biāo) 志 順 序 如 下 ： 磨 具 形 狀

44、 、 尺 寸 、 磨 料 、 粒 度 、 硬 度 、 組 織 、 結(jié) 合 劑 和 最 高 線 速 度 。 砂 輪 標(biāo) 志 方 法 示 例 如 下 ： PB 4 0 0 4 0 6 0 A 6 0 L 5 B 3 5 形 狀 代 號 薄 片 外 經(jīng) D 4 0 0 mm 厚 度 H 4 0 mm 內(nèi) 徑 d 6 0 mm 磨 料 （ 棕 剛 玉 ） 6 0 號 粒 度 硬 度 中 軟 2 5 號 組 織 樹 脂 結(jié) 合 劑 最 高 工 作 線 速 度 （ m / s） 二 、 砂 輪 的 修 整 磨 損 表 現(xiàn) 為 磨 耗 磨 損 和 破 碎 磨 損 。 自 銳 性 有 限 ， 應(yīng) 及 時(shí) 修

45、整 ， 保 證 砂 輪 有 合 理 使 用 壽 命 ， 否 則 引 起 振 動(dòng) 、 Ra值 增 大 、 表 面 燒 傷 或 裂 紋 等 。 砂 輪 修 整 除 用 于 磨 損 砂 輪 外 ， 還 用 于 以 下 場 合 ： 砂 輪 被 切 屑 堵 塞 ； 部 分 工 材 粘 結(jié) 在 磨 粒 上 ； 砂 輪 廓 形 失 真 ； 精 密 磨 中 的 精 細(xì) 修 整 等 。 常 用 修 整 工 具 是 單 顆 粒 金 剛 石 。 修 整 用 量 包 括 修 整 導(dǎo) 程 f x （ 磨 粒 平 均 尺 寸 ） 和 修 整 深 度 ap（ 粗 磨 0.01 0.03mm) 修 整 時(shí) 應(yīng) 使 用 充 足 的 切 削 液 。