轴类零件制造 课件 项目三传动轴零件主要工装的选择1

项目三传动轴零件主要工装的选择模块1车刀的选择模块2传动轴零件通用夹具的选择1车刀的选择

模块1最终目标：会选用车刀。促成目标：1、 熟悉金属切削过程；2、熟悉金属切削刀具的材料与切削部分的几何形状；3、熟悉刀具的磨损与刀具的使用寿命；4、掌握常用车刀的种类、材料；5、掌握常用车刀的刃磨与安装。教学目标2案例分析根据图1-1GH1640-30214A传动轴图纸的技术要求，在卧式车床直接加工零件，采用通用刀具，主要用45°端面车刀，90°外圆车刀，2mm宽的割槽刀，60°螺纹车刀，φ2.5mm中心钻，YT15、A313刀片的焊接式或可转位车刀等。31、一般优先采用标准刀具。3、刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。2、若采用工序集中时，应采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。应合理选择各种刀具、工具系统（刀柄、刀夹、刀杆等）。一、刀具选择的原则相关知识4二、刀具行业现状5常用刀具网站678三、刀具行业发展趋势

1、硬质合金材料及涂层应用增多2、新型刀具材料应用增多3、切削技术快速发展4、刀具研发更具针对性

5、刀具制造商角色转变

6、信息化程度提高

91-1金属切削的基本定义（一）刀具的构成

由工作部分和非工作部分构成。

车刀的工作部分比较简单，只由切削部分构成，非工作部分就是车刀的装夹部分(称刀杆或刀体)。(图1-1)不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。一、刀具几何结构10图1－1车刀的构成11（1)前（刀）面Aγ

切屑流过的刀面。

1.刀面（三面）（2)后（刀）面Aα

与工件过渡表面相对的刀面。

（3)副后（刀）面Aα′

与工件已加工表面相对的刀面。图1－112

2.刀刃（二刃）（1）主切削刃S

前面与后面在空间的交线。（2）副切削刃S′

前面与副后面在空间的交线（除主切削刃以外的切削刃）。

3．刀尖（一尖）三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃二条刀刃汇交的一小段切削刃。在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。钝圆半径rn

刀尖圆弧半径rε倒角刀尖长度bε刀尖倒角偏角krε

krε13三面、两刃、一尖：刀具上切屑流经的表面。前刀面Aγ：后刀面Aα：刀具上同前刀面相交形成主切削刃的刀面。前刀面后刀面刀具上同前刀面相交形成副切削刃的刀面。副后刀面副后刀面A′α：14刀尖

对车刀来说是前刀面与后刀面的交线。承担主要切削任务。主切削刃S：副切削刃S′：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。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、一刀尖副后刀面前刀面副切削刃后刀面15刀具角度是为刀具设计、制造、刃磨和测量时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削部分几何形状（各表面空间位置）的重要参数。用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面称为参考系;参考系可分为刀具静止参考系和刀具工作参考系两类（二）刀具角度参考系确定刀具切削工作时角度的基准，刀具在工作参考系中确定的角度称为刀具工作角度。16在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参考系称为刀具静止参考系或标注角度参考系。刀具静止参考系在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。静止参考系中最常用的刀具标注角度参考系是正交平面参考系,其它参考系有法平面参考系、假定工作平面参考系等。两点假设：1）运动假设——假设刀具的进给运动速度为0；2）安装假设——假设刀具在安装时刀尖与工件的轴线等高，刀杆与工件的轴线垂直。

17

1.正交平面参考系由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。图1-2(1)基面pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。车刀为平行于车刀的安装面（底面）。(2)切削平面ps

通过切削刃上选定点，与主切削刃相切并垂直于基面的平面。(3)正交平面po（主剖面、主截面）

通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。18

图1-2正交平面参考系19正交平面po：

⊥ps

⊥

pr基面pr：pr

⊥vc

∥刀具安装面（车刀）切削平面ps:与S相切且⊥pr假定主运动方向vc正交平面参考系（Pr-Ps-Po)主切削刃上选定点20υc(1)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。21υc(2)切削平面：通过切削刃选定点切线并同时垂直于基面的平面。22υc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。23图1-3麻花钻正交平面参考系及测量平面24图1-4圆柱形铣刀的平面参考系与几何角度(λs)γo25图1-5端铣刀的平面参考系与几何角度261)前角γo1、刀具切削部分的基本角度（正交平面参考系）2)后角αo3)主偏角κr4)副偏角κr′5)刃倾角λs（三）刀具几何角度刀具上的切削刃、刀面与参考系中各参考面间的夹角，用以确定切削刃、刀面的空间位置。27前角γo基面投影线前刀面投影线

在正交平面内测量，前刀面与基面之间的夹角。1)前角γoυc28切削平面投影线主后刀面投影线后角αo在正交平面内测量，后刀面与切削平面之间的夹角。2)后角αoυc293)主偏角κr

主切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf方向之间的夹角（基面中测量的切削平面与假定工作平面间的夹角）。

主偏角κrvf304)副偏角κr′

副切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf反方向之间的夹角（基面中测量的副切削平面与假定工作平面间的夹角）。副偏角κr′vf31基面投影线主切削刃刃倾角λs5)刃倾角λs在切削平面中测量的主切削刃与基面的夹角。υc32

图1－6正交参考系刀具角度33

正交平面内前角γo后角αo主偏角κr

副偏角κr′主切削刃与进给方向间的夹角前刀面与基面间的夹角主后刀面与切削平面间的夹角副切削刃与进给反方向间的夹角切削平面内刃倾角λs

主切削刃与基面间的夹角基面内小结：342、刀具角度的正负规定前角γo：前刀面与切削平面之间的夹角为锐角，前角为正，夹角为钝角，前角为负值，直角时为0。后角αo：后刀面与基面之间的夹角为锐角，后角为正，夹角为钝角，后角为负值，直角时为0。刃倾角λs：刀尖是主切削刃上最高点时刃倾角为正，刀尖位于主切削刃上最低点时刃倾角为负，主切削刃与基面平行时时刃倾角为零。主偏角κr、副偏角κr′:一般为正值。

35课堂作业：

用平面图分别表示下列刀具角度图：1）γo

=15°、αo

=10°、λs

=5°、κr=60°、κr′=10°。2）γo

=-15°、αo

=-10°、λs

=-5°、κr=60°、κr′=10°。36（四）其它刀具标注参考系及刀具角度1、法平面参考系

2)法平面pn：通过切削刃上选定点，垂直于切削刃的平面。1)法平面参考系

pr、ps、pn三个平面组成的参考系。（图1-7a，1-7b）3)法前角γn

、法后角αn

在法平面测量的前、后角。37法平面pn：pn⊥S基面pr：pr⊥vc

∥刀具安装面（车刀）切削平面ps:与S相切且⊥pr

假定主运动方向vc图1-7a法平面参考系（Pr-Ps-Pn

）90°主切削刃上选定点38图1-7b法平面参考系及刀具角度prps39思考题什么条件下法平面参考系与正交平面参考系重合？402、假定工作平面参考系2)假定工作(进给)平面pf

：通过切削刃上选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。1)假定工作平面参考系pr、pf、pp三个平面组成的参考系。3)背平面(假定切深平面）pp

：通过切削刃上选定点既垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。4)侧前角γf

、侧后角αf

、背前角γp

、背后角αp：分别在假定工作平面和背平面测量的前、后角。（图1-8a，1-8b）41假定工作平面pf

：

pf

⊥pr

、∥f基面pr：pr⊥vc

∥刀具安装面（车刀）切削平面ps

:与S相切且ps⊥pr

假定主运动方向vc假定进给运动方向f背平面pp

：

pp⊥pr⊥pf

图1-8a假定工作平面参考系（Pr-Pf-Pp

）主切削刃上选定点42图1-8b假定工作平面参考系及刀具角度pspr43思考题

什么条件下正交平面参考系与假定工作平面参考系重合？44

一般前刀面用γo、λs

，后刀面αo、κr，副后刀面αo′、κr′。（五）刀具角度的一面二角分析法

表示空间任意一个平面方位的定向角度只需两个，所以刀具需要标注的独立角度数量是刀面数量的二倍。1、直头外圆车刀（图1-6）2、45°弯头车刀（图1-9）3、切断刀（图1-10）一般κr=90°，λs=0°派生角度：1）楔角βo

正交平面中测量的前面与后面的夹角

βo=90˚-(γo+αo)2）刀尖角εr

基面投影中，主、副切削刃间的夹角。

εr=180º-(kr+kr′)45图1-945°弯头车刀图1-10切断刀几何角度46思考题1、主偏角即主切削刃偏离刀具中心线的角度。……（×

）3、刀尖在刀刃的最高位置时，刃倾角为正。………（√）2、表示空间任意一个刀面方位的定向角度只需两个。（√）6、已知某90°弯头车刀正交平面po、法平面pn在切削平面ps投影的交线间夹角为5°，试问其λs=±5°

。5、过切削刃选定点，垂直于切削速度的平面叫基面，记为

pr

。4、与工件过渡表面相对的刀具表面是（B）。A、前面B、后面C、基面D、副后面47课外作业：刀具正交平面参考系中pr

、ps

、

po及其刀具角度γo

、αo

、λs

、κr、κr′如何定义?481、正交平面、法平面系前、后角换算（六）刀具角度的换算或：（图1-11）49图1-11正交平面、法平面系前、后角换算502、垂直于基面的任一剖面与正交平面的前、后角换算（图1-12）i：任意剖面pi与ps的夹角51（图1-12）52图1-12垂直于基面的任意剖面前角ipppf53（七）刀具的工作角度刀具在工作参考系中确定的角度称为刀具工作角度。研究刀具工作角度的变化趋势，对刀具的设计、改进、革新有重要的指导意义。1．刀具工作参考系

与静态系统中正交平面参考系建立的定义和程序相似，不同点就在于它以合成切削运动υe或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基面pre。由于工作基面的变化，将带来工作切削平面pse的变化，从而导致工作前角γoe、工作后角αoe

等的变化。54(1)工作基面pre

通过切削刃上的选定点，垂直于合成切削速度方向的平面。(2)工作切削平面pse通过切削刃上的选定点，与切削刃相切且垂直于工作基面的平面。(3)工作正交平面poe通过切削刃上的选定点，同时垂直于工作基面、工作切削平面的平面。工作正交平面参考系（图1-13）55vcve图1-13工作正交平面参考系561)工作前角γoe2)工作后角αoe3)工作主偏角κre4)工作副偏角κre′5)工作刃倾角λse2．刀具工作角度切削刃、刀面与工作参考系平面间的夹角。573．刀具工作角度的分析

在工作正交平面参考系中，一般考核刀具工作角度(γoe

、αoe

、κre、κ’re、α’oe

、λse)的变化，对刀具角度设计补偿量以及对切削加工过程的影响情况。

在车削(切断、车螺纹、车丝杠)、镗孔、铣削等加工中，通常因刀具工作角度的变化，对工件已加工表面质量或切削性能造成不利影响。58当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆（顺）时针转动θ角时，工作主偏角将增大(减小)，工作副偏角将减小（增大）。（1）刀杆偏斜对工作主、副偏角的影响1）刀具安装对工作角度的影响（图1-14）59图1－14刀杆偏斜对工作主偏角、副偏角的影响f60车刀车削外圆时，由于车刀的刀尖高于工件中心，使其基面和切削平面的位置发生变化，工作背前角γpe增大，而工作背后角αpe减小。（2)刀尖安装高低对工作前、后角的影响图1－15思考题：1、若切削刃低于工件中心，则工作角度的变化如何？2、加工孔时，情况又如何呢？γoe61

图1－15刀尖安装高低对工作角度的影响vc62（1）横向进给运动对工作前、后角的影响pse2）进给运动对工作角度的影响vfvfvc63（2）纵向进给运动对工作前、后角的影响

纵向进给车外圆时，合成切削运动产生的加工轨迹是螺旋线，从而使工作前角增大、工作后角减小。（图1-17）64

图1－17纵向进给运动对工作角度的影响γfevcvf65（3）车削螺纹66梯形螺纹车削：γfL=γfR=0°，αfL=αfR=αf条件下：解决方法之一：67梯形螺纹车削：γfL=γfR=0°，αfL=αfR=αf条件下：解决方法之二：刀头绕刀杆轴线转动τ角，使τ=η。68请看刀具角度电教片3、车刀角度测量1、刀具正交平面参考系2、刀具的几何角度69切削层为切削部分切过工件的一个单程（一次进给中）所切除的工件材料层。（图1-18）

为简化计算，切削层形状、尺寸规定在刀具基面中度量。1、切削（层公称）厚度hD

垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。

hD＝fsinκr2、切削（层公称）宽度bD

平行于过渡表面度量的切削层尺寸。bD＝ap／sinκr二、切削层参数703、切削层（公称）横截面积AD在切削层参数平面内度量的横截面积。（图1-18）

AD＝hDbD=apf上述公式中可看出hD、bD均与主偏角有关，但切削层公称横截面积AD只与f、ap或

hD、bD有关，与主偏角无关。而实际切削横截面积为

式中：ΔA称残留面积，它直接影响已加工表面粗糙度。EBCDEBCD=AD（ABCD）-△A（△ABE）71图1-18车削时的切削层参数

72课堂作业：车削直径80mm、长200mm棒料外圆，要求加工到φ74mm，刀具每分钟沿工件轴向移动150mm，n=300r/min，刀具主偏角κr

=90°。试求切削厚度、切削宽度、切削层公称横截面积。73

金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。刀具切削性能的优劣，不仅取决于刀具切削部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配的刀具材料。

金属切削过程中的加工质量、加工效率、加工成本，在很大程度上取决于刀具材料的合理选择。因此，材料、结构和几何形状是构成刀具切削性能评估的三要素。1-2刀具材料74请说出下列刀具的常用材料75

1.常用刀具材料工具钢包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。硬质合金主要有钨钴类、钨钛钴类、钨钛钽（铌）类和碳化钛基类硬质合金（按原治金部标分类）。陶瓷超硬刀具材料

立方氮化硼CBN、PCBN；金刚石PCD、CVD

氧化铝-碳化物系陶瓷和氮化硅基陶瓷

762.刀具材料应具备的性能（1）高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）高的耐热性与化学稳定性（4）有锻造、焊接、热处理、磨削加工、导热性等良好的工艺性（5）较好的经济性：尽可能满足资源丰富，价格低廉的要求。77各类刀具材料的主要性能

78

1．先进制造技术的内涵及其主要特点图1-19各类刀具材料硬度与韧性“理想的”刀具材料79GB/T2075-2007《切削加工用硬切削材料的分类和用途大组和用途小组的分类代号》依照不同的被加工工件材料对硬质合金、陶瓷、金刚石和氮化硼等硬切削材料规定了分类和用途、代号。字母符号材料组HW主要含碳化钨的未涂层的硬质合金，粒度≥1μmHF主要含碳化钨的未涂层的硬质合金，粒度＜1μmHT主要含碳化钛或氮化钛或者两者都有的未涂层的硬质合金HC上述硬质合金，进行了涂层硬质合金

80字母符号材料组CA主要含氧化铝的陶瓷CM主要以氧化铝为基体，但含有非氧化物成分的混合陶瓷CN主要含氮化硅的氮化物陶瓷CR主要含氧化铝的增强陶瓷CC上述的陶瓷，进行了涂层陶瓷81字母符号材料组BL含少量立方氮化硼的立方晶体氮化硼BH含大量立方氮化硼的立方晶体氮化硼BC上述的氮化硼，进行了涂层氮化硼金刚石字母符号材料组DP聚晶金刚石DM单晶金刚石82硬切削材料的分类和用途切削速度耐磨性切削速度耐磨性切削速度耐磨性进给量材料韧性进给量材料韧性进给量材料韧性83切削速度耐磨性切削速度耐磨性切削速度耐磨性进给量材料韧性进给量材料韧性进给量材料韧性标记示例：HW-P10，HC-K20，CA-K1084

3.刀体材料45、合金钢、高速钢（拉刀）、硬质合金（小直径钻头、铣刀、铰刀）853.1高速钢HSS它是一种加入较多钨W、钼Mo、铬Cr、钒V等合金元素的高合金钢。热处理后硬度可达62～66HRC,抗弯强度约3.3GPa，有较高的热稳定性、耐磨性、耐热性。切削温度在550～650°C时仍能进行切削。由于热处理变形小、能锻易磨，所以特别适合于制造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、切齿刀、螺纹刀具和拉刀等。86按用途可分为：通用型高速钢和高生产率（高性能）高速钢。按制造工艺可分为:

熔炼高速钢、粉末冶金高速钢和表面涂层高速钢。按基本化学成份可分为:

钨系和钨钼系。

一、高速钢的分类

87二、常用高速钢的牌号与性能1、通用型高速钢

W18Cr4V(18-4-1)钨系高速钢，由于钨价高，热塑性差，碳化物分布不均匀等原因，目前国内外已很少采用。

W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)、W9Mo3Cr4V(9-3-4-1)钨钼系高速钢，一份Mo可代替两份W，有良好的工艺性和切削性能。2、高性能高速钢

高性能高速钢是指在通用型高速钢中增加碳、钒、钴或铝等合金元素，使其常温硬度可达67～70HRC，耐磨性与热稳定性进一步提高。可以用于加工不锈钢、高温合金、耐热钢和高强度钢等难加工材料。典型牌号有W2Mo9Cr4VCo8（M42）、W6Mo5Cr4V2Al。883、粉末冶金高速钢

粉末冶金高速钢是用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水而得到细小的高速钢粉末，然后再热压锻轧成形，再经烧结而成。优点：1）结晶组织细小均匀，没有碳化物偏析的缺陷，提高了钢的硬度和强度，69.5-70HRC；2）物理力学各向同性，减少热处理变形与应力；3）改善了磨削加工性；4）提高了材料利用率。适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。4、涂层高速钢采用物理气相沉积（PVD）方法，在阳极刀具表面涂覆TiN等硬膜，一般为2～8μm，硬度可高达2200HV，它把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。89

常用高速钢牌号及其应用范围类别牌号主要用途1.普通高速钢W18Cr4V广泛用于制造钻头、铰刀、铣刀、拉刀、丝锥、齿轮刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求热塑性好和受较大冲击载荷的刀具，如轧制钻头等W14Cr4VmnRe用于制造要求热塑性好和受较大冲击载荷的刀具，如轧制钻头等2.高性能高速钢高碳95W18Cr4V用于制造对韧性要求不高，但对耐磨性要求较高的刀具高矾W12Cr4V4Mo用于制造形状简单，对耐磨性要求较高的刀具超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造复杂刀具和难加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高强度耐热钢的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形状简单的刀具，如加工铁基高温合金的钻头W12Cr4V3Mo3Co5Si耐磨性、耐热性好，用于制造加工高强度钢的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作难加工材料的刀具，因其磨削性好可作复杂刀具，价格昂贵

90硬质合金是由高硬度和高熔点的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC等，称硬质相)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等，称粘结相)用粉末冶金工艺制成。硬质合金力学性能主要由组成硬质合金碳化物的种类、数量、粉末颗粒的粗细和粘结剂的含量决定。硬质合金刀具常温硬度为89～93HRA，化学稳定性好，热稳定性好，耐磨性好，耐热性达800～1000°C。硬质合金刀具允许的切削速度比高速钢刀具高3～10倍。抗弯强度只有高速钢的1/3～1/2，冲击韧性只有高速钢的1/4～1/3。3.2硬质合金91GB/T18376.1-2008《硬质合金牌号第1部分：切削工具用硬质合金牌号》规定了硬质合金牌号的分类及牌号表示规则、各组别的要求及作业条件推荐等。92硬质合金牌号示例：硬质合金作业条件推荐见P34表3-3。93钨钴类（WC+Co）；钨钛钴类（WC+TiC+Co）；添加稀有金属碳化物类（WC+TiC+TaC（NbC）+Co）；碳化钛基类（TiC+WC+Ni+Mo）。一、普通硬质合金的分类

94二、常用硬质合金的牌号及其性能1、钨钴类硬质合金代号为YG，属K类，红色。合金中含钴量愈高，韧性愈好，适合于粗加工，反之用于精加工。YG(K)类硬质合金，有较好的韧性、磨削性、导热性，适合于加工铸铁等脆性金属材料和非铁材料、非金属材料。2、钨钛钴类硬质合金代号为YT，属P类，蓝色。它以WC为基体,添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成。合金中TiC含量提高，其硬度、耐磨性和耐热性进一步提高，但抗弯强度、导热性、特别是冲击韧性明显下降，适合于加工以钢为代表的塑性材料。953、钨钛钽（铌）类硬质合金代号为YW，属M类，黄色。它在YT(P)类硬质合金中加入TaC或NbC，这样可提高抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性和高温硬度等。它既适用于加工脆性材料，又适用于加工塑性材料，常用于加工不锈钢。4、碳化钛基类硬质合金代号为YN，属P类，蓝色。它以TiC为主要成分，Ni、Mo作粘结金属。硬度非常高，达90～93HRA（俗称金属陶瓷），在1000～1300℃高温下仍能进行切削。适合高速精加工合金钢、淬硬钢等。9697常用硬质合金牌号及应用范围牌号应用范围YG3硬度、抗弯耐磨强度性、韧性切削进给速度量铸铁、有色金属、高温合金的精、半精加工，无冲击YG6X铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精、半精加工YG6铸铁、有色金属、高温合金的半精加工和粗加工YG8铸铁、有色金属、高温合金粗加工，可用于断续切削YT30硬度、抗弯耐磨强度性切削韧性速度进给量碳素钢、合金钢的精加工YT15碳钢、合金钢连续切时粗、半精加工，断续切削精加工YT5碳素钢、合金钢的粗加工，可用于断续切削YW1同上不锈钢、碳钢、铸铁、有色金属等的精、半精加工YW2不锈钢、碳钢、铸铁、有色金属等的半精与粗加工YN05同上碳钢、合金钢的高速精车，系统刚性好的细长轴精车YN10碳钢、合金钢、淬硬钢连续表面的精加工98三、涂层硬质合金采用化学气相沉积（CVD）工艺，在韧牲较好的硬质合金基体上，涂覆一层或多层（5～12μm）耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韧性。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al203及其复合材料等,涂层厚度随刀具材料不同而异。（1）TiC涂层

硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削时能产生氧化钛膜，减小摩擦及刀具磨损。

抗崩刃性差。（2）TiN涂层

在高温时能产生氧化膜，与铁基材料摩擦系数较小，抗粘结性能好，并能有效降低切削温度。

涂层厚时易剥落。99（3）TiC—TiN复合涂层第一层涂TiC，与刀具基体粘牢不易脱落。第二层涂TiN,减少表面层与工件间的摩擦。（4）TiC-Al203复合涂层第一层涂TiC,与刀具基体粘牢不易脱落。第二层涂Al203可使刀具表面具有良好的化学稳定性和抗氧化性能。目前单涂层刀片已很少应用，大多采用TiC-TiN复合涂层或TiC-Al2O3-TiN三复合涂层。100复习题3、在粗车铸铁时，选用：（）AYG3BYG8CYT5DYT304、碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（）AYG3BYG8CYT15DYT30BD1、YG3刀具牌号的数字代表含C量为3%。…（）2、YT30刀具牌号的数字代表TiC含量为30%。…（）5、普通高速钢车刀一般耐热性为（B）。

A、300°CB、600°CC、1000°CD、1200°C6、普通硬质合金车刀一般耐热性为（C）。

A、300°CB、600°CC、800°CD、1200°C1013.3其它刀具材料以氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。其优点是硬度高（91～95HRA），耐磨性、耐高温性能好（1100～1300°C），有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强；其缺点是脆性大、抗弯强度低（只有硬质合金的1/2），冲击韧性差，热导率低（仅为硬质合金的1/2～1/5），易崩刃，所以使用范围受到限制；一般不加切削液。适用范围：高速精细加工硬材料(淬硬钢、冷硬铸铁等)。一、陶瓷刀具材料1021、金刚石刀具材料碳的同素异形体，在高温、高压下由石墨转化而成，是目前人工制造出的最坚硬物质。由于硬度极高（10000HV），耐磨性好，切削刃口锋利，刃部表面摩擦系数较小，不易产生粘结或积屑瘤，可用于加工硬质合金、陶瓷等硬度达65～70HRC的材料。也可用于加工高硬度的非金属材料，如石材、压缩木材、玻璃等，还可加工有色金属，如铝硅合金材料以及复合难加工材料的精加工或超精加工。缺点是热稳定性差，强度低、脆性大，对振动敏感，耐热温度只有700～800℃，只宜微量切削；与铁有强烈的化学亲合力，不能用于加工含碳的黑色金属（钢等）。二、超硬刀具材料分类：天然单晶金刚石刀具；人造聚晶金刚石刀具（PCD）；金刚石复合刀具1032、立方氮化硼CBN立方氮化硼（CBN）是一种人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。它有很高的硬度及耐磨性（8000～9000HV，仅次于金刚石）；热稳定性好，化学惰性大，1300℃时不发生氧化，与铁系金属不起化学反应；导热性好，摩擦系数低。缺点：抗弯强度和韧性较低，介于陶瓷与硬质合金之间。因此可用于高温合金、冷硬铸铁、淬硬钢等难加工材料的加工，以车代磨。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。104刀具材料种类

合金高速钢硬质合金陶瓷天然聚晶金刚石聚晶立方氮工具钢W18Cr4VYG6Si3N4金刚石PCD

化硼PCBN材料性能硬度HRC65