刀具材料的选用.jsp课件

1、第一章 金属切削原理第节 概述第一章 金属切削原理第3节 金属切削过程第节刀具的构造一、 金属的变形二、切削力三、切削热和切削温度四、刀具磨损和耐用度第一章 金属切削原理四、刀具磨损和耐用度（一）刀具磨损的形态1）后刀面磨损 当切削脆性材料或以较小的背吃刀量切削塑性材料时，由于刀具主后刀面 与工件过渡表面间存在着强烈的摩擦，在后刀面毗邻切削刃的部位磨损成小棱面。 一般在以中等切削用量加工塑性金属材料时会出现这种形式磨损。 在切削速度较高、背吃刀量较大且不用切削液的情况下加工塑性材料时， 切屑将在前刀面磨出月牙洼。2）前刀面磨损后刀面磨损量以小棱面宽度值VB表示， 前刀面的磨损量以月牙洼的最大深

2、度KT表示3）前、后刀面同时磨损第一章 金属切削原理 常用平均磨损宽度VB表示刀具的磨损程度（磨钝指标）。 后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC； 中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以VB表示；边界处磨损严重，以VN表示。 对于一次性对刀的自动化精加工刀具，则用径向磨损量NB（见图）作为指标。第一章 金属切削原理（二）刀具磨损过程初期磨损阶段（）正常磨损阶段（）急剧磨损阶段（）与刀具刃磨质量有关VB与切削时间近似正比 斜率表示磨损强度切削力、温度急升，刀 具磨损加剧，之前换刀三个阶段第一章 金属切削原理 有经验的操作人员往往凭直观感觉来判断刀具是否已经磨钝。当工件加工表面粗糙度的

3、值开始增大，切屑的形状和颜色发生变化，工件表面出现挤亮的带，切削过程产生振动或刺耳噪声等，都标志着刀具已经磨钝。第一章 金属切削原理刀具材料耐热、耐磨工件材料关键因素材料的强度、硬度、导热性都有影响。刀具的刃磨质量经验表明，用油石仔细研磨的车刀，比未研磨的T50%。切削用量影响最为明显 V、f、 增大时，T。其中V影响最大，f次之， 最小。2影响刀具耐用度的因素第一章 金属切削原理 刀具的切削部分要承受切削力、切削热和剧烈的摩擦。因此必须具备一些基本要求。高硬度足够的强度和韧性良好的耐热性（红硬性）工艺性经济性第一章 金属切削原理第4节 常用刀具材料及选用刀具的刀体（刀杆）可用45、40Cr等

4、结构钢。一、对刀具材料的基本要求必须高于工件材料的硬度。常温下一般应在HRC60以上。 要能承受切削力和冲击力。否则：“崩刃”、断裂而失效。 高温下仍能保持其硬度和强度 注意：任何刀具材料要同时满足上述各项要求是不现实的。如硬度（耐磨性）和韧性就是一对矛盾，所以要根据实际情况，首先满足主要的要求。 第一章 金属切削原理数字表示Co含量的百分数，YG6即含Co为6%。Co的含量越高，韧性越好，适合粗加工；Co的含量越少，韧性越差，适于较平稳的精加工。1高速钢 目前应用最广泛的刀具材料。其典型牌号：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。常用于制造钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具等复杂刀具。2硬质合金 K

5、类（YG）即钨钴类，由WC和Co组成。应用：常用牌号： YG8 、YG6、 YG3。用于加工铸铁、青铜等脆性材料。特点：抗弯强度高、韧性较好，可磨出较锋利的刃口。依次适用于粗、半、精加工 第一章 金属切削原理 P类（YT）即钨钴钛类，硬质合金中含有TiC（TiC能提高耐热、耐磨性）。特点：具有更高的硬度、耐磨性和耐热性。常用牌号：YT30、YT15、YT5数字表示TiC含量的百分数，YT15即含TiC为15%。TiC的含量越高，耐磨性越好，韧性越低，适合精加工。应用： M类（YW）即钨钴钛钽铌类。含有稀有金属碳化物（TaC或NbC）特点：能提高硬度、抗粘结温度。有良好的综合切削性能；但价格较贵

6、。通用（脆、韧性材料均可），难加工材料。切削普通钢材（韧性材料）。应用：依次适用于粗、半、精加工 第一章 金属切削原理 因为涂层薄，不能重磨。所以仅适用于可转位刀具，而且不能用于加工高温合金、钛合金、镍基合金和含有砂眼、夹杂的铸件。3涂层硬质合金近年来发展了涂层硬质合金，即将512m厚一层耐磨性好的材料（TiC或TiN），涂覆于韧性、强度较好的硬质合金基体上构成的刀具材料。涂层后，刀具于切屑、工件之间的摩擦系数减小，不易粘结，可抑制积屑瘤的产生，提高表层耐磨性，从而提高刀具耐用度和加工表面质量。TiC为铁灰色，其显微硬度高，但和基体的粘结强度不如TiN；TiN为金黄色，其摩擦系数小，化学稳定性

7、好，不易扩散。目前90%的涂层为TiC。第一章 金属切削原理在一般情况下，前角主要根据被加工材料来选择。因为灰口铸铁硬度低、强度低、塑性小，其切削变形和切削力小，加之铸铁表面有硬皮、砂眼、气孔、缩松等缺陷，必须增大刀具切削部分的强度，故o应小些。铝合金的熔点低，易生刀瘤，应加大o 。在条件许可时应尽量取大的o，使切削轻快。二、后角的选择1主后角的作用（1）减小主后刀面与工件之间的摩擦，提高已加工表面质量和延长刀具寿命；（2）配合前角调整切削刃和刀头部分的锋利程度、强度和散热条件；（3）小后角车刀在特定的条件下可抑制切削时的振动。第一章 金属切削原理 （2）塑性材料:o , 脆性材料: o ；

8、硬度高:o , 强度高: o 2 后角的选择原则 （1）粗加工时以确保刀具强度为主，应取较小的后角46;精加工时以保证加工表面质量为主，一般取o = 8 12。（3）工艺系统刚度高： o后角要尽量小；归纳： 后角o主要根据切削厚度aC、其次是工件材料、切削条件选。 o一般与o相等，但在切断刀等特殊情况下，为保证刀具强度，o应取很小的值（o= 1 302） 。副后角o第一章 金属切削原理主偏角r三、主偏角选择1主偏角的功用影响已加工表面残留面积的高度 影响各切削分力的比例影响刀尖的强度和刀具耐用度2主偏角选择 主要根据工艺系统（机床、工件、刀具、夹具）的刚度来选。刚度好, 取较小的 ；刚度差, 取较大的 。车细长轴的 =90。第一章 金属切削原理1主副偏角的作用 四、副偏角选择 减少刀具副刃与已加工表面的摩擦。 2副偏角选择主要根据工件已加工表面粗糙度的要求选。 要求较小时，取小的 。 但 小了后，副刃与工件接触长度增加，当工艺系统刚度差时，又引起振动，反而使 增大；所以要适当增大 。第一章 金属切削原理五、刃倾角的选择：主要影响切屑流向和刀尖强度。 第一章 金属切削原理 粗加工时，特别是在冲击、振动较大的情况，取负值（-5- 45）；精加工时，取正值（s=45）