金属切削过程.doc

乌兰察布职业学院教案用纸

车工教案
刀具
教学对象：在校大二第二学期学生
教学重点：车刀及其刃磨
教学难点：车刀刃磨
教学方法：讲授法、演示教学法
教学过程：
一、车刀的结构
1、车刀从结构上分为四种形式，即整体式、焊接式、机夹式、可转位式车刀，其结构特点及适用场合见表2－1。
表2－l车刀结构类型特点及用
名称特点适用场合整体式用整体高速钢制造，刃口可磨得较锋利小型车床或加工非铁金属焊接式焊接硬质合金或高速钢刀片，结构紧凑，使用灵活各类车刀特别是小刀具机夹式避免了焊接产生的应力、裂纹等缺陷，刀杆利用率高。刀片可集中刃磨获得所需参数；使用灵活方便外圆、端面、镗孔、切断、螺纹车刀等可转位式避免了焊接刀的缺点，刀片可快换转位；生产率高；断屑稳定；可使用涂层刀片大中型车床加工外圆、端面、镗孔，特别适用于自动线、数控机床二、车刀材料
1、刀具材料的基本要求
1）、高的硬度，常温下车刀刀头的硬度大于HRC60。
2）、高的耐磨性，耐磨性指车刀抵抗工件磨损的性能。硬度越高，耐磨性越好。
3）、足够的强度和韧性，车刀切削时要承受较大的切削力、冲击力和振动。
4)、耐热性好，车刀在高温下仍有良好的切削性能。
5）、有良好的工艺性能，车刀刀头材料要具备可焊接锻造热处理磨削加工等工艺性能。
2、刀具材料种类
常用车刀材料有高速钢和硬质合金钢。
高速钢是含有钨、铬、钒、钼等合金元素较多的合金钢，高速钢车刀的特点是制造简单、刃磨锋利、韧性好并能承受较大的冲击力。但高速钢车刀的耐热性较差，不宜高速切削。
硬质合金的硬度很高，耐磨性好，红硬性高，在800℃—1000℃仍能保持良好的切削性能，切削速度可比高速钢高几倍甚至几十倍，适合高速车削的粉末冶金制品。但它的韧性差，不能承受较大的冲击力。
三、车刀切削部分的几何参数及选择
1、车刀的组成：
车刀是由刀头和刀杆两部分所组成，刀头是车刀的切削部分，刀杆是车刀的夹持部分。刀头是车刀最重要的部分，由刀面、刀刃和刀尖组成，承担切削加工任务。车刀的组成基本相同，但刀面、刀刃的数量、形式、形状也不完全一样，如外圆车刀有三个刀面、两条刀刃和一个刀尖，而切断刀有四个刀面、三条刀刃和两个刀尖。刀刃可以是直线，也可以是曲线。
（1）、刀面
1）、前刀面Ar：切屑流出时经过的刀面。
2）、后刀面AS：与加工表面相对的刀面。
3）、副后刀面AS′：与已加工表面相对的刀面。
（2）、刀刃
1）、主切削刃S：前刀面与后刀面的交线，承担主要的切削工作。
2）、副切削刃S′：前刀面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作。
(3)、刀尖：主刀刃和副刀刃的联结部位，为了提高刀尖的强度，很多车刀在刀尖处磨出圆弧型或直线型过渡刃，又称刀尖圆弧。
(4)、修光刃
副刀刃接近刀尖处一小段平直的刀刃叫修光刃，装刀时须使修光刃与进给方向平行，且修光刃长度必须大于工件的进给量时才能起到修光工件表面的作用。
2、确定车刀角度的辅助平面
为了便于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基准。
（1）、基面（Pγ）：通过刀刃上某一选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。
（2）、切削平面（Ps）：通过切削刃且垂直于基面的平面。
（3）、主截面（P。）通过主切削刃上的选定点，又垂直于基面和切削平面的剖面。
3、车刀的几何角度
在主截面内测量的角度：
1）、前角γ。：前刀面与基面之间的夹角。
2）、后角α。：后刀面与切削平面之间的夹角。
3）、楔角β。：前刀面与后刀面之间的夹角。
以上三个角之和为90°，即：γ。+α。+β。=900。
在基面内测量的角度：
4）、主偏角Kr：主切削刃在基面内的投影与进给方向的夹角。
5）、副偏角Kr′：副切削刃在基面的投影与背离进给方向的夹角。
6）、刀尖角εr：主切削刃与副切削刃在基面内投影之间的夹角。
以上三个角度之和为1800，即：Kr+Kr′+εr=1800。
在切削平面内测量的角：
7）、刃倾角λ：主切削刃与基面之间的夹角。

四、车刀几何角度的选择
1、前角的作用是减小切屑的变形，增大前角可使车刀刃口锋利、减小切削力、降低切削温度，但过大前角会使刀刃的散热条件变差，刃口强度降低，易崩刃
前角的选择：前角选择的原则是在刀具强度允许的情况下，尽量选取较大的前角。
前角的大小与刀具材料、切削工作条件及被切材料有关。切削塑性材料时，一般取较大的前角；切脆性材料时，一般取较小的前角。当切削有冲击时，前角应取小值，甚至取负角。硬质合金车刀的前角一般比高速钢车刀的前角要小。加工材料由硬到软，对于高速钢车刀，前角可取5°--30°；对于硬质合金钢车刀，前角一般取-15°--30°。
2、后角的作用是减小后刀面与工件之间的摩擦，影响刀刃的强度和锋利程度。
后角的选择：粗车时，切削深，进给快，