《机械制造技术基础》课件 第二章 刀具

o
体现的是工 件中心线
工件与V型块的接 触为：两条母线
●定位基准的选择实际上是定位基面的选择。
●根据是否被加工，定位基面可分精基面（光面） 和粗基面（毛面）。
五、定位误差的分析和计算
1. 定位误差的定义及产生的原因
用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中会遇
到如下情况： ● 工序基准与定位基准不重合 ● 基准位置误差
导致工件的工序基 准偏离理想位置而 产生定位误差。
定位误差：工件在夹具（或机床）上定位不准确（工 序基准偏离理想位）而引起的加工误差。
定位误差值的大小d ：工序基准沿工序尺寸方向发生 的最大位移量。
（1）基准不重合引起的定位误差
如图所示，用调整法加工C面。工序基准：B面。
B
jb
H4
C H1
H4
H1
H
H1max H1min
A
工件的工序基准与定 位基准不重合。
由于尺寸H1的误差会使工件顶面位置发生变化，从 而使工序尺寸H4产生误差。
基准不重合误差： jb
H H
（2）基准位置误差
定位副制造不准确引起的定位误差
如图所示，用调整法加工键 槽。工序基准：O点。
jy O
d
工件外圆直径尺寸有大有小，会使外圆中心位置 发生变化，从而导致工序尺寸H的变化——基准发生 位移导致工序尺寸H的加工误差。
化的元件拼装而成。
特点：灵活多变，万能 性强，制造周期短，元 件可以重复使用。
（5）随行夹具
这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安 装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件 由运输装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。
二、夹具的组成

，
法应力 =s
剪应力，=
O
A
B
黏结区
滑动区
刀具
OA—黏结区（内摩擦区）：摩擦系数是变化的 AB—滑动区（外摩擦区）：摩擦系数是常数
Ff s Fn av
黏结区内摩擦
切塑性金属时，切屑与前刀面间高温(几)、高压 （2-3GPa）使切屑底部与前刀面间发生黏结，亦称 “冷焊”；
1. 剪切角与前刀面上摩擦角的关系 前刀面上：法向力Fn和摩擦力Ff； 剪切面上：正压力Fns剪切力Fs 两对力平衡。
作用在切屑上的力及其与角度关系
在直角自由切削下，作用在切屑上的力有：前刀面上的法向 力这F两n对和力摩的擦合力力Ff，应在该剪互切相面平上衡也。有一个正压力Fns和剪切力Fs，
2．挤裂切屑
外侧面呈锯齿状，内侧面有时有 裂纹
加工塑性金属材料，切削厚度较 大，切削速度较低，刀具前角较 小时得到
切削力波动较大，切削过程产生 一定的振动，已加工表面较粗 糙。
3．单元切屑
生产中很少见到。 在挤裂切屑的基础上切削
厚度增大，切削速度、前角 减小，使剪切裂纹进一步扩 展而断裂成单元体。
o

卡片模型 切削层金属就象一摞卡片，在刀具作用下受剪应力 后沿卡片间滑移而成为切屑。滑移方向就是剪切面 方向。
卡片模型
研究切削变形的实验方法
侧面变形观察法 高速摄影法 快速落刀法 SEM观察法 光弹性、光塑性实验法 其它方法，如：X射线衍射等
表示变形程度的方法
•剪切角 •剪应变 •变形系数 •刀屑接触长度 L
(1) 剪切角
剪切角可采用快速落刀实 验获得切屑根部照片再测量 得到。 o

1. 机械零件常用的表面形状
零件的 常用表面
平面 圆柱面
圆锥面 成型表面 特殊表面
图2-1 机器零件上常用的各种典型表面
2. 工件表面的形成
工件表面可以看成是一条线沿着另一条 线移动或旋转而形成的。并且我们把这两
条线叫着母线和导线，统称发生线。
例、工件表面的形成
导线 母线
母线 导线
母线 导线 母线
合成切削速度ve：就是切削刃选定点相对
于工件的合成切削运动的瞬时速度。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
二、切削运动与切削要素
3.切削层参数 切削层：切削过程中，由刀具的一个 单一动作
所切除的工件材料层。 切削层尺寸平面：通过切削刃基点并垂直于该
合件1 组件1
合件2
组件2
合件3 组件3
部件1部件2部源自3机器汽车的组成：
汽车
发动机部件 变速箱部件
驱动桥部件
曲轴组件 连杆活塞组件 凸轮轴组件
转向器部件 车架 车厢 驾驶室
发动机缸体 发动机缸盖 飞轮 机油泵组件
连杆合件 连杆盖 活塞环
连杆体 铜套
活塞销 活塞
机器的组成： 零件
合件1 组件1
合件2
导线 母线
导线 导线
导线
导线 母线
母线
图2-2 组成工件轮廓的几何表面
3.发生线的形成
1) 成型法——利用成形刀具来形成发生 线，对工件进行加工的方法。
图2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
2) 轨迹法——靠刀尖的运动轨迹来形成 所需要表面形状的方法。
图2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述， 单位为mm / str。

耐热性是指刀具材料在高温下保持其硬度、耐磨性、 强度和韧性的能力。
刀具材料的耐热性越好允许的切削速度越高。 4、良好的工艺性和经济性 刀具材料应有较好的热处理工艺性，淬火变形小、淬
透性好；热轧成型刀具应具有较好的高温塑性； 需焊接的刀具材料应有较好的导热性和焊接工艺 性；高硬度刀具材料应有较好的磨削加工性能。 刀具材料还应具有资源丰富、价格低廉的特点。
损的能力也就越强。 一般情况下，刀具材料的硬度应大于被加工工件材料
的硬度，刀具材料在室温下硬度应在60HRC以上。 2、较高的强度和韧性 由于刀具在切削过程中承受较大的切削力、冲击和振
动等，因此刀具材料必须具有足够的抗弯强度和 冲击韧性。以免刀具在切削过程中断裂和崩刃。
3、良好的耐热性和化学稳定性
可转位车刀 丝 锥
刀铰
刀铣
板牙
齿轮滚刀
切削刀具可分两类：
一类是标准刀具：由专业厂按国标或部标生产的刀具；
另一类是非标准刀具：用户专门设计制造的刀具，如成 型车刀、成型铣刀、组合刀具等。
刀具材料是指刀具 上参与切削部分的材料。
刀具的切削部分不 但要求具有一定的几何 形状，还要求有相应的 刀具材料。
（四）硬质合金
1、硬质合金的组成与性能
硬质合金是由硬度和熔点很高的碳化物（硬质相， 如WC、TiC、TaC、NbC等）和金属（黏结相，如Co、 Ni、Mo等）通过粉末治金工艺制成的。
硬质合金的常温硬度达 89～94HRA，耐热性高达 800～1000℃。硬质合金刀 具允许的切削速度比高速钢 刀具高5～10倍，但它的抗弯 强度是高速钢的1/4～1/2， 冲击韧性比高速钢低很多倍。 目前，绝大多数车刀、面铣 刀、深孔钻等均用硬质合金 制造。
金刚石砂轮