2、金屬切削過(guò)程基礎(chǔ)常識(shí)ppt課件

1、第一章第一章 金屬切削過(guò)程的根底知識(shí)金屬切削過(guò)程的根底知識(shí)本章提要1.1 根本定義1.2 刀具資料 本章主要引見(jiàn)金屬切削過(guò)程的根底知識(shí)，分兩大部分： 一、根本定義引見(jiàn)金屬切削過(guò)程方面的一些根本概念，它包括切削運(yùn)動(dòng)、切削用量、參考系基面、切削平面、主剖面、刀具標(biāo)注角度、切削層參數(shù)等。 二、刀具資料引見(jiàn)刀具資料應(yīng)具備的性能硬度、耐磨性、強(qiáng)度、韌性、耐熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性，兩種常用的刀具資料高速鋼、硬質(zhì)合金和其它刀具資料涂層、陶瓷、人造金剛石、立方氮化硼。本章提要1.1 1.1 根本定義根本定義1.1.2 刀具切削部分的根本定義1.1.3 刀具角度的換算1.1.5 切削層參數(shù)與切削方式 1.1.4

2、刀具任務(wù)角度1.1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 如外圓車(chē)削時(shí)，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具作縱向直線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了工件的外圓外表。在新的外表的構(gòu)成過(guò)程中，工件上有三個(gè)依次變化的外表圖1.1：圖1.1車(chē)削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)待加工外表：即將被切去金屬層的外表;加工外表：切削刃正在切削著的外表;已加工外表：曾經(jīng)切去一部分金屬構(gòu)成的新外表。1.1.1 1.1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量切削運(yùn)動(dòng)與切削用量1.1.1.1 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 金屬切削機(jī)床的根本運(yùn)動(dòng)有直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但是，按切削時(shí)工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)所起的作用來(lái)分，可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。如圖1.1所示。1主運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)是切下金屬所必需的最主要的運(yùn)動(dòng)。通常它的速度

3、最高，耗費(fèi)機(jī)床功率最多。只需一個(gè)2進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 使新的金屬不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是延續(xù)運(yùn)動(dòng)，也可以是間歇運(yùn)動(dòng)。可以有多個(gè) 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)展時(shí)，刀具切削刃上某一點(diǎn)相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為合成切削運(yùn)動(dòng)，其大小與方向用合成速度向量ve表示。如圖1.3所示，合成速度向量等于主運(yùn)動(dòng)速度與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度的向量和。即 ve=vc+v (1.1)3 3合成運(yùn)動(dòng)與合成切削速度合成運(yùn)動(dòng)與合成切削速度圖1.3 切削時(shí)合成切削速度1.1.1.2 切削用量三要素切削用量三要素 ve、 、 p稱(chēng)之為切削用量三要素。1000dn1切削速度切削速度 大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動(dòng)采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。盤(pán)旋體刀具或大多數(shù)切削加工的主運(yùn)

4、動(dòng)采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。盤(pán)旋體刀具或工件上外圓或內(nèi)孔某一點(diǎn)的切削速度計(jì)算公式如下：工件上外圓或內(nèi)孔某一點(diǎn)的切削速度計(jì)算公式如下： vc= m/s 或或 m/min (1.2) 式中式中 d工件或刀具上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑工件或刀具上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑mm) n工件或刀具的轉(zhuǎn)速工件或刀具的轉(zhuǎn)速r/s或或r/min) 進(jìn)給速度v是單位時(shí)間的進(jìn)給量，單位是mm/s(mm/min) 進(jìn)給量是工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周時(shí)兩者沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，單位是mm/r毫米/轉(zhuǎn)。 對(duì)于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進(jìn)展任務(wù)時(shí)，還應(yīng)規(guī)定每一個(gè)刀齒的進(jìn)給量z，即后一個(gè)刀齒相對(duì)于前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量，單位是mm/z(毫

5、米/齒)。 顯而易見(jiàn) v=n=zzn mm/s或mm/min 1.3 2進(jìn)給速度、進(jìn)給量和每齒進(jìn)給量進(jìn)給速度、進(jìn)給量和每齒進(jìn)給量3背吃刀量背吃刀量 對(duì)于車(chē)削和刨削加工來(lái)說(shuō)，背吃刀量p為工件上已加工外表和待加工外表間的垂直間隔，單位為mm。 外圓柱外表車(chē)削的深度可用下式計(jì)算： p=dw-dm/2 mm (1.4) 對(duì)于鉆孔任務(wù) p=dm/2 mm (1.5) 上兩式中 dm已加工外表直徑mm dw 待加工外表直徑mm1.1.2 1.1.2 刀具切削部分的根本定義刀具切削部分的根本定義1.1.2.1 刀具切削部分的構(gòu)成要素圖1.3 典型外圓車(chē)刀切削部分的構(gòu)成刀面前刀面后刀面副后刀面刀刃主切削刃副切

6、削刃刀尖國(guó)際規(guī)范化組織(ISO)在確定金屬切削刀具的任務(wù)部分幾何外形的普通術(shù)語(yǔ)時(shí)，就是以車(chē)刀切削部分為根底的。刀具切削部分的構(gòu)造要素及其定義和闡明如下： (1)前刀面 直接作用于被切削的金屬層，并控制切屑沿其排出的刀面。 根據(jù)前刀面與主、副切削刃相毗鄰的情況分為： 主前刀面： 與主切削刃毗鄰的稱(chēng)為主前刀面； 副前刀面： 與副切削刃毗鄰的稱(chēng)為副前刀面。 (2)后刀面 后刀面分為主后刀面與副后刀面。 主后刀面：是指與工件上加工外表相互作用和相對(duì)著的刀面； 副后刀面：是與工件上已加工外表相互作用和相對(duì)著的刀面。 (3)切削刃:切削刃是前刀面上直接進(jìn)展切削的鋒邊，有主切削刃和副切削刃之分。 主切削刃：

7、 指前刀面與主后刀面相交的鋒邊，它完成主要的切除或外表成形任務(wù)； 副切削刃： 指前刀面與副后刀面相交的鋒邊，它配合主切削刃完成切除任務(wù)，并最終構(gòu)成以加工外表。 (4)刀尖 刀尖是主、副切削刃的銜接部位。為了強(qiáng)化刀尖，許多刀具都在刀尖處磨出直線或圓弧形過(guò)渡刃。1.1.2.2 刀具標(biāo)注角度的參考系刀具標(biāo)注角度的參考系 假定運(yùn)動(dòng)條件：首先給出刀具的假定主運(yùn)動(dòng)方向和假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向；其次假定進(jìn)給速度值很小，可以用主運(yùn)動(dòng)向量vc近似替代合成速度向量ve；然后再用平行和垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)平面構(gòu)成參考系。 假定安裝條件：假定標(biāo)注角度參考系的諸平面平行或垂直于刀具便于制造、刃磨和丈量時(shí)定位與調(diào)整的平面或軸

8、線如車(chē)刀底面、車(chē)刀刀桿軸線、銑刀、鉆頭的軸線等。反之也可以說(shuō)，假定刀具的安裝位置恰好使其底面或軸線與參考系的平面平行或垂直。 刀具標(biāo)注角度的參考系由以下諸平面構(gòu)成：刀具標(biāo)注角度的參考系由以下諸平面構(gòu)成： 1基面Pr 經(jīng)過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面。通常，基面應(yīng)平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和丈量的某一安裝定位平面或軸。例如，圖1.6所示為普通車(chē)刀、刨刀的基面Pr ，它平行于刀具底面。圖1.6普通車(chē)刀的基面Pr(2)切削平面Ps 經(jīng)過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與主切削刃相切，并垂直于基面Pr的平面。也就是主切削刃與切削速度方向構(gòu)成的平面。3主剖面主剖面P0和主剖面參考系和主剖面參考系 主剖面

9、P0是經(jīng)過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于Pr和切削平面Ps的平面。圖1.8表示由Pr Ps P0組成的一個(gè)正交的主剖面參考系。圖1.8 主剖面與法剖面參考系1.1.2.3 刀具任務(wù)角度的參考系刀具任務(wù)角度的參考系 上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時(shí)，都只思索主運(yùn)動(dòng)，不思索進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在假定運(yùn)動(dòng)條件下確定的參考系。但刀具在實(shí)踐運(yùn)用時(shí)，這樣的參考系所確定的刀具角度，往往不能確切地反映切削加工的真實(shí)情形。只需用合成切削運(yùn)動(dòng)方向ve來(lái)確定參考系，才符合切削加工的實(shí)踐。例如，圖1.10所示三把刀具的標(biāo)注角度完全一樣，但由于合成切削運(yùn)動(dòng)方向ve不同，后刀面與加工外表之間的接觸和摩擦的實(shí)踐情形有很大的不同。 同

10、樣，刀具實(shí)踐安裝位置也影響任務(wù)角度的大小。 刀具任務(wù)角度參考系同標(biāo)注角度參考系的獨(dú)一區(qū)別是用ve取代vc，用實(shí)踐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向取代假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。圖刀具后刀面同工件之間有適宜的間隙，切削情況正常；()圖1.10 刀具任務(wù)角度表示圖圖圖b該兩個(gè)外表全面接觸，摩擦嚴(yán)重；該兩個(gè)外表全面接觸，摩擦嚴(yán)重；(b)圖1.10 刀具任務(wù)角度表示圖刀具任刀具任務(wù)角度務(wù)角度表示圖表示圖 圖c刀具的背棱頂在已加工外表上，切削刃無(wú)法切入，切削條件被破壞?？梢?jiàn)，在這種場(chǎng)所下，只思索主運(yùn)動(dòng)的假定條件是不適宜的，還必需思索進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度的影響，也就是必需思索合成切削運(yùn)動(dòng)方向來(lái)確定刀具任務(wù)角度的參考系。圖1.10 刀具任務(wù)角度

11、表示圖1.1.2.4 刀具的標(biāo)注角度刀具的標(biāo)注角度 在刀具的標(biāo)注角度參考系中確定的切削刃與刀面的方位角度，稱(chēng)為刀具標(biāo)注角度。在切削刃是曲線或前、后刀面是曲面的情況下，定義刀具的角度時(shí)，應(yīng)該用經(jīng)過(guò)切削刃選定點(diǎn)的切線或切平面替代曲刃或曲面。 主剖面參考系里的標(biāo)注角度的稱(chēng)號(hào)、符號(hào)與定義如圖1.11： 同理，副切削刃及其相關(guān)的前刀面、后刀面在空間的定位也需求四個(gè)角度：即副偏角 r ，副刃傾角s，副前角0，副后角0。它們的定義與主切削刃上的四種角度類(lèi)似。前角0后角0主偏角r刃傾角 s 前角0：前刀面與基面間的夾角在主剖面中丈量。圖圖1.11(a) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度主剖面系標(biāo)注的刀具角度后角0：后刀

12、面與切削平面間的夾角在主剖面中丈量。圖圖1.11(b) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度主剖面系標(biāo)注的刀具角度圖圖1.11(c) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度主剖面系標(biāo)注的刀具角度kr主偏角r ：基面中丈量的主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。刃傾角 s：切削平面中丈量的主切削刃與基面間的夾角。圖圖1.11(d) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度主剖面系標(biāo)注的刀具角度 由于圖1.11所示車(chē)刀副切削刃與主切削刃共處在同一前刀面上，因此，當(dāng)0、 s兩者確定后，前刀面的方位曾經(jīng)確定， 0、 s兩個(gè)角度可由0、 s、 r、 r 等角度換算出來(lái)，稱(chēng)為派生角度。由上分析可知，圖1.11中外圓車(chē)刀有三個(gè)刀面，兩個(gè)切削刃，所需標(biāo)注的獨(dú)立角度

13、只需六個(gè)。 此外，根據(jù)分析刀具的需求還要給定幾個(gè)派生角度，它們的稱(chēng)號(hào)與定義如下： 楔角0 ：主剖面中丈量的前、后刀面間夾角。 090 0 0 1.6 刀尖角r ：基面中丈量的主、副切削刃間夾角。 r180 r r 1.7 前角、后角、刃傾角正負(fù)的規(guī)定如圖前角、后角、刃傾角正負(fù)的規(guī)定如圖1.12所示：在主剖面中，前所示：在主剖面中，前刀面與基面平行時(shí)前角為零，前刀面與切削平面間夾角小于刀面與基面平行時(shí)前角為零，前刀面與切削平面間夾角小于90 時(shí)前角時(shí)前角為正、大于為正、大于90 時(shí)后角為正，大于時(shí)后角為正，大于90 時(shí)后角為負(fù)，刃傾角的正負(fù)如時(shí)后角為負(fù)，刃傾角的正負(fù)如 圖圖1.12 所示。所示。

14、()s0(b)s(c)+ s圖1.12 刃傾角 s的符號(hào)1.1.4 1.1.4 刀具任務(wù)角度刀具任務(wù)角度(1)橫車(chē) 如(圖1.15)： 以切斷車(chē)刀為例，在不思索進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，車(chē)刀主切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓周，切削平面Ps為經(jīng)過(guò)切削刃上該點(diǎn)切于圓周的平面，基面Pr的平面，0、0為標(biāo)注前角和后角。當(dāng)思索橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之后，切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡為一平面阿基米德螺旋線，切削平面變?yōu)榻?jīng)過(guò)切削刃切于螺旋面的平面Pse，基面也相應(yīng)傾斜為Pre，角度變化值為 。任務(wù)主剖面P0e仍為平面。此時(shí)在任務(wù)參考系 Pre、 Pse、 P0e內(nèi)的任務(wù)角度0 e和0e為： 0e 0 +; 0e=0。1

15、.1.1.4 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)任務(wù)角度的影響 角稱(chēng)為合成切削速度角，它是主運(yùn)動(dòng)方向與合成運(yùn)動(dòng)切削速角稱(chēng)為合成切削速度角，它是主運(yùn)動(dòng)方向與合成運(yùn)動(dòng)切削速度方向之間的夾角。由度方向之間的夾角。由角定義可知：角定義可知： tan = (1.19) cfvvdf(1)(1)橫車(chē)橫車(chē)式中d為隨著車(chē)刀進(jìn)給而不斷變化著的切削刃選定點(diǎn)處工件的旋轉(zhuǎn)直徑，值是隨著切削刃趨近工件中心而增大的；在常用進(jìn)給量下當(dāng)切削刃間隔工件中心1mm時(shí)，140；再接近中心，值急劇增大，任務(wù)后角變?yōu)樨?fù)值。2 2縱車(chē)縱車(chē) 同理，也是由于任務(wù)中基面和切削平面發(fā)生了變化，構(gòu)成了一個(gè)合成切削速度角，引起了任務(wù)角度的變化。如圖1.16所示，假定車(chē)刀s

16、0，在不思索進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削平面Ps垂直于刀桿底面，基面Pr平行于刀桿底面，標(biāo)注角度為0、0；思索進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)后，任務(wù)切削平面Pse為切于螺旋面的平面，刀具任務(wù)角度的參考系 Pse、 Pre 傾斜一個(gè)角，那么任務(wù)進(jìn)給剖面仍為原進(jìn)給剖面內(nèi)的任務(wù)角度為：e +；e 由合成切削速度角由合成切削速度角的定義可知：的定義可知： tan= 式中式中 f進(jìn)給量進(jìn)給量 dw切削刃選定在切削刃選定在A點(diǎn)時(shí)的工件待加工外表直徑。點(diǎn)時(shí)的工件待加工外表直徑。上述角度變化可以換算至主剖面內(nèi)：上述角度變化可以換算至主剖面內(nèi)： tan0tan.sinkr； 0e00 1.20 由上式可知：由上式可知：值不僅與進(jìn)給量值不

17、僅與進(jìn)給量f有關(guān)，也同工件直徑有關(guān)，也同工件直徑dw有有關(guān)；關(guān)；dw越小，角度變化值越大。越小，角度變化值越大。wdf2 2縱車(chē)縱車(chē)1.1.4.2 刀具安裝對(duì)任務(wù)角度的影響刀具安裝對(duì)任務(wù)角度的影響1刀尖安裝對(duì)任務(wù)角度的影響刀尖安裝對(duì)任務(wù)角度的影響 當(dāng)?shù)都獍惭b得高于工件中心線時(shí)，當(dāng)?shù)都獍惭b得高于工件中心線時(shí)，任務(wù)切削平面將變?yōu)槿蝿?wù)切削平面將變?yōu)镻se，任務(wù)基面，任務(wù)基面變?yōu)樽優(yōu)镻re，任務(wù)角度，任務(wù)角度pe增大，增大，pe減減小。在背平面小。在背平面PP仍為標(biāo)注背平面仍為標(biāo)注背平面內(nèi)角度變化值為內(nèi)角度變化值為p： 222hdhw2刀桿安裝傾斜對(duì)任務(wù)角度的影響刀桿安裝傾斜對(duì)任務(wù)角度的影響 車(chē)刀刀桿

18、與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，任務(wù)主偏角車(chē)刀刀桿與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，任務(wù)主偏角kre和任務(wù)副偏角和任務(wù)副偏角kre將發(fā)生變化：將發(fā)生變化： ； 1.25 式中式中G假定進(jìn)給剖面與任務(wù)進(jìn)給剖面之間的夾角，在基面內(nèi)丈量。假定進(jìn)給剖面與任務(wù)進(jìn)給剖面之間的夾角，在基面內(nèi)丈量。也就是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的垂線和刀桿中心線間的夾角。也就是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的垂線和刀桿中心線間的夾角。Gkkre0Gkkrre 1.1.5 1.1.5 切削層參數(shù)與切削方式切削層參數(shù)與切削方式1.1.5.1 切削層 各種切削加工的切削層參數(shù)，可用典型的外圓縱車(chē)來(lái)闡明。如(圖1.19)所示，車(chē)刀主切削刃上恣意一點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)就軌跡是一條空間螺旋線。

19、它們的各義及闡明如下： 工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車(chē)刀沿工件軸線挪動(dòng)一段間隔，即進(jìn)給量，mm/r。由車(chē)刀正在切削著的這一層金屬，就叫切削層。在特殊情況下kr90為矩形。在外圓縱車(chē)時(shí)，當(dāng)kr0、s0時(shí)，切削層的外表外形為一平行四邊形。(1)切削厚度切削厚度 為了簡(jiǎn)化計(jì)算任務(wù)，切削層的外表外形和尺寸，通常都在垂直于切削速度vc的基面Pr內(nèi)察看和量度。切削層參數(shù)為：垂直于加工外表來(lái)度量的切削層尺寸圖1.19，稱(chēng)為切削厚度，以hD表示。在外圓縱車(chē)s0時(shí)： hD.sinkr 1.262切削寬度 沿加工外表度量的切削層尺寸，稱(chēng)為切削寬度，以bD表示。 外圓縱車(chē)當(dāng)s0 時(shí) bD=p/sinkr 1.27 可見(jiàn)，在與p一

20、定的條件下，主偏角kr越大，切削厚度hD也就越大，但切削寬度bD越??；kr越小時(shí)，hD越小，bD越大；當(dāng)kr90時(shí)，hD。 曲線形主切削刃、切削層各點(diǎn)的切削厚度互不相等。3切削面積切削面積切削層在基面Pr的面積，稱(chēng)為切削面積，以D表示。其計(jì)算公式為： D=hD.bD 1.28 對(duì)于車(chē)削來(lái)說(shuō)，不論切削刃外形如何，切削面積均為： DhD.bD=.p 1.29 上面所計(jì)算的均為名義切削面積。實(shí)踐切削面積等于名義切削面積減去殘留面積。 殘留面積是指刀具副偏角kr0時(shí)，刀具經(jīng)過(guò)切削后，殘留在已加工外表上的不平部分BE的剖面面積。1.1.5.2 切削方式切削方式1正切削與斜切削 切削刃垂直于合成切削方式稱(chēng)

21、為正切削或直角切削。假設(shè)切削刃不垂直于切削方向那么稱(chēng)為斜切削或斜角切削。圖1.23所示為刨削時(shí)的正切削和斜切削。圖1.23 正切削與斜切削b2自在切削與非自在切削自在切削與非自在切削 只需直線形主切削刃參與切削任務(wù)，而副切削刃不參與切削任務(wù)，稱(chēng)為自在切削。曲線主切削刃或主、副切削刃都參與切削者，稱(chēng)為非自在切削。這是根據(jù)切削變形是二維問(wèn)題或三維問(wèn)題進(jìn)展區(qū)分的。為了簡(jiǎn)化研討任務(wù)，通常采用自在切削變形區(qū)和察看和研討。1.2 1.2 刀具資料刀具資料1.2.1 刀具資料應(yīng)具備的性能1.2.2 常用的刀具資料1.2.3 其它刀具資料 在切削過(guò)程中，刀具直接切除工件上的余量并構(gòu)成已加工外表，刀具資料對(duì)金屬

22、切削的消費(fèi)率、本錢(qián)、質(zhì)量有很大的影響，因此要注重刀具資料的正確選擇與合理運(yùn)用。1.2.1 1.2.1 刀具資料應(yīng)具備的性能刀具資料應(yīng)具備的性能 作為刀具資料應(yīng)滿(mǎn)足以下根本要求(性能：1高的硬度和耐磨性 刀具資料要比工件資料硬度高，常溫硬度在HRC62以上。耐磨性表示抵抗磨損的才干，它取決于組織中硬質(zhì)、數(shù)量、大小和分布。2足夠的強(qiáng)度和韌性 為了接受切削中的壓力沖擊和振動(dòng)，防止崩刃和折斷，刀具資料應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和韌性。普通強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度來(lái)表示，韌性用沖擊值表示。3高的耐熱性 刀具資料在高溫下堅(jiān)持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的才干。4良好的工藝性 為了便于制造，要求刀具資料有較好的可加工性，如切削加

23、工性、鑄造性、鍛造性、熱處置性等。5良好的經(jīng)濟(jì)性6良好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性能。1.2.2 1.2.2 常用的刀具資料常用的刀具資料 刀具資料種類(lèi)很多，主要有工具鋼，硬質(zhì)合金，陶瓷，立方氮化硼和金剛石等5類(lèi)。消費(fèi)中所用的刀具資料以高速鋼和硬質(zhì)合金兩類(lèi)。炭素工具鋼如T10、T12、工具鋼如9SiCr、CrWMn因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。1.2.2.1 高速鋼 是一種參與較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對(duì)于一些外形復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要

24、，是制造這些刀具的主要資料。 高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。1通用通用 型高速鋼型高速鋼鎢鋼 典型牌號(hào)為W18Cr4V簡(jiǎn)稱(chēng)W18。含W18、Cr4%、V1。有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。淬火時(shí)過(guò)熱傾向?。荒ゼ庸ば院茫惶蓟锖扛撸苄宰冃慰沽Υ?；但碳化物分布不均勻，影響薄刃刀具或小截面刀具的耐用度;強(qiáng)度和韌性顯得不夠；熱塑性差，很難用作熱成形方法制造的刀具如熱軋鉆頭。鎢鉬鋼 將鎢鋼中的一部分鎢以鉬替代而得。典型牌號(hào)為W6MoCr4V2簡(jiǎn)稱(chēng)M2具有良好的機(jī)械性能，可做尺寸較小、接受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆

25、頭等；磨加工性也好，目前各國(guó)廣為運(yùn)用。 是在通用高速鋼的根底上再添加一些含碳量、含釩量及添加鈷、鋁等元素。按其耐熱性，又稱(chēng)為高熱穩(wěn)定性高速鋼。具有更好的切削性能，耐用度較通用型高速鋼高1.33倍。適宜于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工資料。 典型牌號(hào)有高碳高速鋼9W18Cr4V，高釩高速鋼W6MoCr4V3、鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8、超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8等。2 2高性能高速鋼高性能高速鋼3粉末冶金高速鋼粉末冶金高速鋼 用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼水，直接得到細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛壓成材或刀具外形具有良好的機(jī)械性能。其強(qiáng)度和韌性分別是熔煉

26、高速鋼的2倍和2.53倍；磨加工性能好；物理機(jī)械性能高度各向同性，淬火變形?。荒湍バ阅芴岣?030，適宜制造切削難加工資料的刀具，大尺寸刀具如滾刀、插齒刀、精細(xì)刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具、高壓動(dòng)載荷下運(yùn)用的刀具等。 由難熔金屬化合物如WC、TiC和金屬粘結(jié)劑Co經(jīng)粉末冶金法制成。 因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物，硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá)HR8993，在8001000 C還能承當(dāng)切削，耐用度較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度一樣時(shí)，切削速度可提高410倍。 唯抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時(shí)不能接受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。 碳化物含量較高時(shí)，硬度高

27、，但抗彎強(qiáng)度低；粘結(jié)劑含量較高時(shí)，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低。 硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具資料約占50。如大多數(shù)的車(chē)刀、端銑刀以致深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。它還可用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬資料。1.2.2.2 1.2.2.2 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金1YGK類(lèi)，即WCCo類(lèi)硬質(zhì)合金 由WC和Co組成。牌號(hào)有YG6、YG8、YG3X、YG6X，含鈷量分別為6、8、3、6，組織構(gòu)造有粗晶粒、中晶粒、細(xì)晶粒之分。普通YG6、YG8為中晶粒組織，細(xì)晶粒硬質(zhì)合金如YG3X、YG6X在含鈷量一樣時(shí)比中晶粒的硬度、耐磨性要高些，但抗彎強(qiáng)度、韌性那么低些。此類(lèi)合金韌性、磨削性、導(dǎo)熱性較好，較適于加工

28、產(chǎn)生崩碎切屑、有沖擊切削力作用在刃口附近的脆性資料，如鑄鐵、有色金屬及其合金以及導(dǎo)熱系數(shù)低的不銹鋼和對(duì)刃口韌性要求高如端銑的鋼料等。ISOISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類(lèi)：將切削用的硬質(zhì)合金分為三類(lèi)：2 2YT(P)YT(P)類(lèi)，即類(lèi)，即WCWCTiCTiCCoCo類(lèi)硬質(zhì)合金類(lèi)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)點(diǎn)相除WC外，還含有530的TiC。牌號(hào)有YT5、YT14、YT15、YT30、TiC的含量分別為5、14、15、30，相應(yīng)的鈷含量為10、8、6、4，TiC含量提高，Co含量降低，硬度和耐磨性提高，但是沖擊韌性顯著降低。 此類(lèi)合金有較高的硬度和耐磨性，抗粘結(jié)分散才干和抗氧化才干好；但抗彎強(qiáng)度、磨削性能和導(dǎo)

29、熱系數(shù)下降，低溫脆性大，韌性差。適于高速切削鋼料。 含鈷量添加，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性提高，適于粗加工，含鈷減少，硬度、耐磨性及耐熱性添加，適于精加工。 應(yīng)留意，合金不適宜加工不銹鋼和鈦合金。因YT中的鈦元素之間的親合力會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀景象，在高溫切削及摩擦系數(shù)大的情況下會(huì)加劇刀具磨損。3YWM類(lèi)，即WCTiCTCCo類(lèi)硬質(zhì)合金 在YT類(lèi)中參與TCNbC可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性、高溫硬度、強(qiáng)度和抗氧才干、耐磨性等。既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼，因此又有通用硬質(zhì)合金之稱(chēng)。常用的牌號(hào)為YW1和YW2。 以上三類(lèi)的主要成分均為WC，所以又稱(chēng)為WC基硬質(zhì)合金。表表1.1 各種硬質(zhì)合金牌號(hào)的運(yùn)用

30、范圍各種硬質(zhì)合金牌號(hào)的運(yùn)用范圍牌號(hào)牌號(hào)合金性能合金性能使用范圍使用范圍YG3X是是YG類(lèi)合金中耐磨性最好的一種，但抗類(lèi)合金中耐磨性最好的一種，但抗沖擊性能差沖擊性能差適用于鑄鐵、有色金屬及其合金的精鏜，精車(chē)等，適用于鑄鐵、有色金屬及其合金的精鏜，精車(chē)等，亦可用于合金鋼、淬火鋼及鎢、鉬材料的精加工亦可用于合金鋼、淬火鋼及鎢、鉬材料的精加工YG6X屬細(xì)晶粒合金，其耐磨度較屬細(xì)晶粒合金，其耐磨度較YG6高，而使高，而使用強(qiáng)度接近于用強(qiáng)度接近于YG6適用于冷硬鑄鐵、合金鑄鐵、耐熱鋼及合金鋼的加適用于冷硬鑄鐵、合金鑄鐵、耐熱鋼及合金鋼的加工，亦適用于普通鑄鐵的精加工，并可用于制造儀工，亦適用于普通鑄鐵的

31、精加工，并可用于制造儀器儀表工業(yè)用的小型刀具和小模數(shù)滾刀器儀表工業(yè)用的小型刀具和小模數(shù)滾刀YG6耐磨性較高，但低于耐磨性較高，但低于YG6X、YG3X，韌，韌性高于性高于YG6X、YG3X，可使用較，可使用較YG8為為高的速度高的速度適用于鑄鐵、有色金屬及合金與非金屬材料連續(xù)切適用于鑄鐵、有色金屬及合金與非金屬材料連續(xù)切削的粗車(chē)，間斷切削的半精車(chē)、精車(chē)、小端面精車(chē)、削的粗車(chē)，間斷切削的半精車(chē)、精車(chē)、小端面精車(chē)、粗車(chē)螺紋、旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)斷面的半精銑與精銑，粗車(chē)螺紋、旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)斷面的半精銑與精銑，孔的粗?jǐn)U與精擴(kuò)孔的粗?jǐn)U與精擴(kuò)YG8使用強(qiáng)度較高，抗沖擊和抗振動(dòng)性能較使用強(qiáng)度較高，抗沖擊和抗振動(dòng)性

32、能較YG6好，耐磨性及允許的切削速度較低好，耐磨性及允許的切削速度較低適用于鑄鐵、有色金屬及其合金與非金屬材料加工適用于鑄鐵、有色金屬及其合金與非金屬材料加工中不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)、粗刨、粗銑，中不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)、粗刨、粗銑，一般孔和深孔的鉆孔、擴(kuò)孔一般孔和深孔的鉆孔、擴(kuò)孔YG10H 屬超細(xì)晶粒合金，耐磨性較好，抗沖擊屬超細(xì)晶粒合金，耐磨性較好，抗沖擊和抗振動(dòng)性能高和抗振動(dòng)性能高適用于低速粗車(chē)，銑削耐熱合金，作切斷刀及絲錐適用于低速粗車(chē)，銑削耐熱合金，作切斷刀及絲錐等等YT5在在YT類(lèi)合金中，強(qiáng)度最高，抗沖擊和抗類(lèi)合金中，強(qiáng)度最高，抗沖擊和抗振動(dòng)性能好，不易崩刃，但耐磨性較

33、差振動(dòng)性能好，不易崩刃，但耐磨性較差適用于碳鋼及合金鋼，包括鋼鍛件、沖壓件及鑄鐵適用于碳鋼及合金鋼，包括鋼鍛件、沖壓件及鑄鐵的表面加工，以及不平整端面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)、的表面加工，以及不平整端面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)、粗刨、半精刨、粗銑、鉆孔粗刨、半精刨、粗銑、鉆孔 表1.1列出了各種硬質(zhì)合金牌號(hào)刀具的運(yùn)用范圍。牌號(hào)牌號(hào)合金性能合金性能使用范圍使用范圍YT14使用強(qiáng)度高，抗沖擊性能和抗振動(dòng)性能好，使用強(qiáng)度高，抗沖擊性能和抗振動(dòng)性能好，但較但較YT5稍差，耐磨性及允許的切削速度稍差，耐磨性及允許的切削速度較較YT5高高適于碳鋼及合金鋼連續(xù)切削時(shí)的粗車(chē)，不平端面和適于碳鋼及合金鋼連續(xù)切削時(shí)的粗車(chē)，不

34、平端面和間斷切削時(shí)的半精車(chē)和精車(chē)，連續(xù)面的粗銑，鑄孔間斷切削時(shí)的半精車(chē)和精車(chē)，連續(xù)面的粗銑，鑄孔的擴(kuò)鉆等的擴(kuò)鉆等YT15耐磨性?xún)?yōu)于耐磨性?xún)?yōu)于YT14，但抗沖擊性韌性較，但抗沖擊性韌性較YT4差差適于碳鋼及合金鋼加工中連續(xù)切削時(shí)的半精車(chē)及精適于碳鋼及合金鋼加工中連續(xù)切削時(shí)的半精車(chē)及精車(chē)，間斷切削時(shí)的小端面精車(chē)，旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)面車(chē)，間斷切削時(shí)的小端面精車(chē)，旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)面的半精銑及精銑，孔的精擴(kuò)及粗?jǐn)U的半精銑及精銑，孔的精擴(kuò)及粗?jǐn)UYT30耐磨性及允許的切削速度較耐磨性及允許的切削速度較YT15高，但使高，但使用強(qiáng)度及抗沖擊韌性較用強(qiáng)度及抗沖擊韌性較YT14差，焊接及刃差，焊接及刃磨時(shí)極易產(chǎn)生裂紋磨

35、時(shí)極易產(chǎn)生裂紋適于碳鋼及合金鋼的精加工，如小端面精車(chē)、精鏜、適于碳鋼及合金鋼的精加工，如小端面精車(chē)、精鏜、精擴(kuò)等精擴(kuò)等YG6A屬細(xì)晶粒合金，耐磨性及使用強(qiáng)度與屬細(xì)晶粒合金，耐磨性及使用強(qiáng)度與YG6X相似相似適于硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵、有色金屬及其合適于硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵、有色金屬及其合金的半精加工，亦可用于高錳鋼、淬火鋼及合金鋼金的半精加工，亦可用于高錳鋼、淬火鋼及合金鋼的半精加工及精加工的半精加工及精加工YG8A屬中顆粒合金，其抗彎強(qiáng)度與屬中顆粒合金，其抗彎強(qiáng)度與YG8相同，相同，而硬度和而硬度和YG6相同，高溫切削時(shí)熱硬性較相同，高溫切削時(shí)熱硬性較好好適于硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵及

36、有色金屬的精加適于硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵及有色金屬的精加工，亦適于不銹鋼的粗加工和半精加工工，亦適于不銹鋼的粗加工和半精加工YW1熱硬性較好，能承受一定的沖擊負(fù)荷，通熱硬性較好，能承受一定的沖擊負(fù)荷，通用性較好用性較好適于耐熱鋼，高錳鋼，不銹鋼等難加工材料的精加適于耐熱鋼，高錳鋼，不銹鋼等難加工材料的精加工，也適于一般鋼材以及普通鑄鐵及有色金屬的精工，也適于一般鋼材以及普通鑄鐵及有色金屬的精加工加工表表1.1 各種硬質(zhì)合金牌號(hào)的運(yùn)用范圍各種硬質(zhì)合金牌號(hào)的運(yùn)用范圍(續(xù)續(xù))1.2.3 1.2.3 其它刀具資料其它刀具資料(1)涂層刀具 它是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上，或在高速鋼刀具基體上，涂抹一

37、薄層耐磨性高的難熔金屬化合物而獲得的。 常用的涂層資料有TiC、TiN、l2O3等。 涂層刀具具有較高的抗氧化性能，因此有較高的耐磨性和抗月牙洼磨才干；有低的摩擦系數(shù)，可降低切削時(shí)的切削力及切削溫度，可提高刀具的耐用度提高硬質(zhì)合金耐用度13倍，高速鋼刀具耐用度210倍。但也存在著鋒利性、韌性、抗剝落性、抗崩刃性及本錢(qián)昂貴之弊。2陶瓷陶瓷 有純l2O3陶瓷及l(fā)2O3TiC混合陶瓷兩種，以其微粉在高溫下燒結(jié)而成。陶瓷刀具有很高的硬度HR9195和耐磨性；有很高的耐熱性，在高溫1200以上仍能進(jìn)展切削；切削速度比硬質(zhì)合金高25倍；有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、與金屬的親合力小，抗粘結(jié)和抗分散的才干好。 可用于加工鋼、鑄鐵；車(chē)、銑加工也都適用。 但其脆性大、抗彎強(qiáng)度低、沖擊韌性差，易崩刀，使其運(yùn)用范圍遭到限制。但作為延續(xù)切削用的刀具資料，還有很大開(kāi)展出路的。 是目前人工制造出的最硬的物質(zhì)，硬