機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章_金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)

1、 第一章第一章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí) 1）本）本 課程教學(xué)目的課程教學(xué)目的 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的必修專是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，是該專業(yè)的主干課程，通過學(xué)習(xí)業(yè)基礎(chǔ)課程，是該專業(yè)的主干課程，通過學(xué)習(xí)機(jī)械制造技機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)術(shù)基礎(chǔ)，可以使學(xué)生對(duì)制造活動(dòng)有一個(gè)總體的、全貌的了，可以使學(xué)生對(duì)制造活動(dòng)有一個(gè)總體的、全貌的了解與把握，掌握金屬切削加工的基本規(guī)律，機(jī)械加工的基本解與把握，掌握金屬切削加工的基本規(guī)律，機(jī)械加工的基本知識(shí)，具備機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力，掌握機(jī)械知識(shí)，具備機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力，

2、掌握機(jī)械加工中精度及表面質(zhì)量的概念及其控制方法，初步具備分析加工中精度及表面質(zhì)量的概念及其控制方法，初步具備分析解決現(xiàn)場(chǎng)工藝問題的能力，了解當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制解決現(xiàn)場(chǎng)工藝問題的能力，了解當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式的發(fā)展概況和制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢(shì)，初步具備造模式的發(fā)展概況和制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢(shì)，初步具備對(duì)制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。對(duì)制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。本課程教學(xué)目的和任務(wù)本課程教學(xué)目的和任務(wù) 2） 本課程教學(xué)主要任務(wù)本課程教學(xué)主要任務(wù) 介紹機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動(dòng)的組織、機(jī)械加工過程介紹機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動(dòng)的組織、機(jī)械加工過程及其系統(tǒng)，包括：及

3、其系統(tǒng)，包括：本課程教學(xué)目的和任務(wù)本課程教學(xué)目的和任務(wù)（1）金屬切削過程及其基本規(guī)律；）金屬切削過程及其基本規(guī)律；（2）機(jī)床、夾具、刀具的基本知識(shí)；）機(jī)床、夾具、刀具的基本知識(shí)；（3）機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)；）機(jī)械加工和裝配工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)；（4）機(jī)械加工中精度及表面質(zhì)量的概念及其控）機(jī)械加工中精度及表面質(zhì)量的概念及其控制方法；制方法；（5）制造技術(shù)與現(xiàn)代生產(chǎn)管理模式；）制造技術(shù)與現(xiàn)代生產(chǎn)管理模式；（6）制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢(shì)。）制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢(shì)。 1. 1. 金屬切削加工的定義金屬切削加工的定義概述概述 金屬切削刀具和工件按一定規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過刀具上金屬切削刀具和工件按一定

4、規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過刀具上的切削刃切除工件上多余的（或預(yù)留的）金屬，從而使工件的切削刃切除工件上多余的（或預(yù)留的）金屬，從而使工件的形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量都符合預(yù)定要求，這樣的加工的形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量都符合預(yù)定要求，這樣的加工稱為金屬切削加工。稱為金屬切削加工。 在金屬切削加工過程中有兩個(gè)基本要素：在金屬切削加工過程中有兩個(gè)基本要素： 一個(gè)是成形運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是成形運(yùn)動(dòng)， 另一個(gè)是刀具。另一個(gè)是刀具。 3. 3. 金屬切削加工的種類金屬切削加工的種類 車削、銑削、刨削、磨削、鉆削、鏜削、拉削等。車削、銑削、刨削、磨削、鉆削、鏜削、拉削等。 車車削削銑銑削削刨刨削削磨磨削削鉆削鉆削鏜削鏜削拉

5、拉削削 金屬切削刀具和工件按一定規(guī)律作相對(duì)運(yùn)金屬切削刀具和工件按一定規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過刀具上的切削刃切除工件上多余的（或預(yù)動(dòng)，通過刀具上的切削刃切除工件上多余的（或預(yù)留的）金屬，從而使工件的形狀、尺寸精度及表面留的）金屬，從而使工件的形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量都合乎預(yù)定要求，這樣的加工稱為金屬切削加質(zhì)量都合乎預(yù)定要求，這樣的加工稱為金屬切削加工。任何零件的表面形狀都是由一些基本表面組合工。任何零件的表面形狀都是由一些基本表面組合而成的，所以零件的切削加工過程就是表面成形過而成的，所以零件的切削加工過程就是表面成形過程。程。 加工表面的形成加工表面的形成 1. 1. 零件的表面形狀零件的表面形狀

6、 平面、直線成形表面、平面、直線成形表面、圓柱面、圓錐面、圓柱面、圓錐面、球面、圓環(huán)面、螺球面、圓環(huán)面、螺旋面。旋面。 加工表面的形成加工表面的形成 2. 2. 工件表面的形成工件表面的形成方法方法 各種典型表面都可各種典型表面都可以看作是一條線以看作是一條線（稱為（稱為母線母線）沿著）沿著另一條線（稱為另一條線（稱為導(dǎo)導(dǎo)線線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。）運(yùn)動(dòng)的軌跡。母線和導(dǎo)線母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為形成表面的形成表面的發(fā)生線。發(fā)生線。 加工表面的形成加工表面的形成螺旋線螺旋線螺紋牙形螺紋牙形漸開線漸開線 有些表面的發(fā)生線完全相同，只因母線的原始位置不同，有些表面的發(fā)生線完全相同，只因母線的原始位置不同，也可

7、以形成不同的表面。也可以形成不同的表面。 母線和導(dǎo)線有時(shí)候可以互換；有時(shí)候不可以互換。母線和導(dǎo)線有時(shí)候可以互換；有時(shí)候不可以互換。 加工表面的形成加工表面的形成 3 3 發(fā)生線的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng)發(fā)生線的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng) 在實(shí)際的切削加工中，在實(shí)際的切削加工中，發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對(duì)發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到的。運(yùn)動(dòng)得到的。由于生產(chǎn)中使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方由于生產(chǎn)中使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法不同，形成發(fā)生線的方法可歸納為四種。法不同，形成發(fā)生線的方法可歸納為四種。 加工表面的形成加工表面的形成 軌跡法軌跡法 成形法成形法 是利用刀具作

8、一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)來對(duì)工件是利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)來對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。進(jìn)行加工的方法。 利用成形刀具對(duì)利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法，刀具的工件進(jìn)行加工的方法，刀具的切削刃與所需形成的母線完全切削刃與所需形成的母線完全吻合。吻合。 相切法相切法 加工表面的形成加工表面的形成 展成法展成法（亦稱共軛法或包絡(luò)法）（亦稱共軛法或包絡(luò)法） 是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動(dòng)來對(duì)工件進(jìn)是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動(dòng)來對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。行加工的方法。 是利用工件和刀具作展是利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法。成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法。 加工表面的形成加工表面的形成成形法成形法母線母線 導(dǎo)線

9、導(dǎo)線 導(dǎo)線導(dǎo)線 母線母線 表面成形運(yùn)動(dòng)是保證得到工件表面成形運(yùn)動(dòng)是保證得到工件要求的表面形狀的運(yùn)動(dòng)。例要求的表面形狀的運(yùn)動(dòng)。例如用車刀車削外圓柱面，形如用車刀車削外圓柱面，形成母線和導(dǎo)線的方法，都屬成母線和導(dǎo)線的方法，都屬于軌跡法。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)于軌跡法。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B B1，產(chǎn)生母線（圓）；刀具，產(chǎn)生母線（圓）；刀具的縱向直線運(yùn)動(dòng)的縱向直線運(yùn)動(dòng)A A2產(chǎn)生導(dǎo)線產(chǎn)生導(dǎo)線（直線）。（直線）。運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)B B1和和A A2就是就是形成外圓表面兩兩個(gè)成形運(yùn)形成外圓表面兩兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。 加工表面的形成加工表面的形成 （1 1）成形運(yùn)動(dòng)的種類）成形運(yùn)動(dòng)的種類 簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng) 由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)

10、動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成；由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成； 復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)復(fù)合成形運(yùn)動(dòng) 由兩個(gè)或兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或（和）直線運(yùn)動(dòng)，按照某些確由兩個(gè)或兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或（和）直線運(yùn)動(dòng)，按照某些確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成。 加工表面的形成加工表面的形成 （2 2）零件表面成形所需的成形運(yùn)動(dòng)）零件表面成形所需的成形運(yùn)動(dòng) 形成表面所需要的成形運(yùn)動(dòng)，就是形成母線及導(dǎo)線所需要的成形形成表面所需要的成形運(yùn)動(dòng)，就是形成母線及導(dǎo)線所需要的成形運(yùn)動(dòng)的總和。為了加工出所需的零件表面，機(jī)床就必須具備這運(yùn)動(dòng)的總和。為了加工出所需的零件表面，機(jī)床就必須具備這些成形運(yùn)動(dòng)。些成形運(yùn)動(dòng)。 加工表面的形成加工表面的形成例例

11、1-1 1-1 用普通車刀車削外圓用普通車刀車削外圓 母線母線圓，由軌跡法形成，需圓，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)B1B1。 導(dǎo)線導(dǎo)線直線，由軌跡法形成，直線，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)A2A2。 表面成形運(yùn)動(dòng)的總數(shù)為兩個(gè)，即表面成形運(yùn)動(dòng)的總數(shù)為兩個(gè)，即BlBl和和A2A2，都是簡(jiǎn)單的成形運(yùn)動(dòng)。，都是簡(jiǎn)單的成形運(yùn)動(dòng)。 加工表面的形成加工表面的形成例例1-2 1-2 用成形車刀車削成形回轉(zhuǎn)用成形車刀車削成形回轉(zhuǎn)表面表面 母線母線曲線，由成形法形成，曲線，由成形法形成，不需要成形運(yùn)動(dòng)。不需要成形運(yùn)動(dòng)。 導(dǎo)線導(dǎo)線圓，由軌跡法形成，需圓，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)

12、動(dòng)要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)B1B1。 表面成形運(yùn)動(dòng)的總數(shù)為一個(gè)表面成形運(yùn)動(dòng)的總數(shù)為一個(gè)BlBl，是簡(jiǎn)單的成形運(yùn)動(dòng)。是簡(jiǎn)單的成形運(yùn)動(dòng)。 加工表面的形成加工表面的形成 例例1-3 1-3 用螺紋車刀車削螺紋用螺紋車刀車削螺紋 母線母線車刀的車刀的刀刃形狀刀刃形狀與螺紋與螺紋軸向剖面輪廓的形狀一致，故母軸向剖面輪廓的形狀一致，故母線由成形法形成，不需要成形運(yùn)線由成形法形成，不需要成形運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。 導(dǎo)線導(dǎo)線螺旋線，由軌跡法形成，螺旋線，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)復(fù)需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)。合運(yùn)動(dòng)。B11B11，A12A12。 加工表面的形成加工表面的形成例例1-4 1-4 用齒輪滾刀加工直

13、齒圓柱齒用齒輪滾刀加工直齒圓柱齒輪齒面輪齒面 母線母線漸開線漸開線，由展成法形成，由展成法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，可分解為滾刀旋轉(zhuǎn)可分解為滾刀旋轉(zhuǎn)B11B11和工件旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)B12B12兩個(gè)部分，兩個(gè)部分，B11B11和和B12B12之間必須之間必須保持嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。保持嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 導(dǎo)線導(dǎo)線直線直線，由相切法形成，由相切法形成，需要兩個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，即滾刀需要兩個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B11B11和滾刀沿工件的軸向和滾刀沿工件的軸向移動(dòng)移動(dòng)A2A2。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 要進(jìn)行切削加工，金屬切削機(jī)床必須為形成工件

14、表面提供兩種要進(jìn)行切削加工，金屬切削機(jī)床必須為形成工件表面提供兩種最主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即最主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 （1 1）主運(yùn)動(dòng)及切削速度）主運(yùn)動(dòng)及切削速度 主運(yùn)動(dòng)是刀具和工件之間產(chǎn)生的最主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是刀具和工件之間產(chǎn)生的最主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它是刀具切削刃及其毗鄰的刀面切入工件材料，使切它是刀具切削刃及其毗鄰的刀面切入工件材料，使切削層金屬轉(zhuǎn)變成切屑，從而形成新鮮表面的運(yùn)動(dòng)。削層金屬轉(zhuǎn)變成切屑，從而形成新鮮表面的運(yùn)動(dòng)。 在表面成形運(yùn)動(dòng)中，必須有而且只能有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。在表面成形運(yùn)動(dòng)中，必須有而且只能有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)消耗的功率比較大，速度也比較高。主運(yùn)動(dòng)消耗

15、的功率比較大，速度也比較高。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)可以由工件完成，也可以由刀具完成；可主運(yùn)動(dòng)可以由工件完成，也可以由刀具完成；可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是直線運(yùn)動(dòng)。以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是直線運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)的方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬主運(yùn)動(dòng)的方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向。時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向。 主運(yùn)動(dòng)的速度主運(yùn)動(dòng)的速度v vc c：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，一般稱為切削速度。運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，一般稱為切削速度。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)（2 2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給速度）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給速度 由由機(jī)床或人力機(jī)床或人力提供的，使主運(yùn)動(dòng)能夠繼續(xù)切除工件

16、上提供的，使主運(yùn)動(dòng)能夠繼續(xù)切除工件上多余金屬以形成工件表面所需的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。多余金屬以形成工件表面所需的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以用進(jìn)給速度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以用進(jìn)給速度vf或進(jìn)給量或進(jìn)給量f、fz、af來表示。來表示。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：速度低；消耗的機(jī)床功率少；各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：速度低；消耗的機(jī)床功率少；各種切削加工方法可以有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，一般不唯一。切削加工方法可以有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，一般不唯一。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可能是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可能是連續(xù)的連續(xù)的（例如在車床上車削圓柱表（例如在車床上車削圓柱表面時(shí)，刀架帶動(dòng)車刀作連續(xù)縱向運(yùn)動(dòng)），也可能是面時(shí)，刀架帶動(dòng)車刀作連續(xù)縱向運(yùn)

17、動(dòng)），也可能是間歇的間歇的（例如牛頭刨床上加工平面時(shí)，刨刀作往復(fù)（例如牛頭刨床上加工平面時(shí)，刨刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)帶動(dòng)工件作的橫向間歇移運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)帶動(dòng)工件作的橫向間歇移動(dòng)）。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)動(dòng)）。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由刀具完成可以由刀具完成，也，也可以由工件完可以由工件完成成；可以是；可以是直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，也可以是，也可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。 進(jìn)給速度進(jìn)給速度vf vf：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)

18、速度。動(dòng)的瞬時(shí)速度。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削加工的基本運(yùn)動(dòng)，可主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削加工的基本運(yùn)動(dòng)，可以由刀具來完成，也可以由工件來完成；可以是直以由刀具來完成，也可以由工件來完成；可以是直線運(yùn)動(dòng)（用線運(yùn)動(dòng)（用 T T 表示），也可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（用表示），也可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（用 R R 表表示）。示）。 正是由于上述不同運(yùn)動(dòng)形式和不同運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的正是由于上述不同運(yùn)動(dòng)形式和不同運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的多種組合，產(chǎn)生了不同的加工方法。多種組合，產(chǎn)生了不同的加工方法。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)RRRRRRRRRR 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)平面加工方法刀刀 具具主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)

19、動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工工 件件表 面 成 形 原 理 圖RTRTTT刨插周銑端銑周磨端磨車?yán)璗 車螺紋板牙主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)螺紋加工方法刀 具主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工 件表 面 成 形 原 理 圖RTRRTTR滾壓絲錐銑螺紋梳形銑刀旋風(fēng)銑磨螺紋RR 主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒形加工方法刀 具主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工 件表 面 成 形 原 理 圖RTRTTR/TRRR/T銑齒指狀銑刀銑齒成形磨齒滾齒剃齒插齒蝸桿砂輪磨齒碟形砂輪磨齒錐形砂輪磨齒 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)（3 3）合成切削運(yùn)動(dòng)）合成切削運(yùn)動(dòng) 由同時(shí)進(jìn)行的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)由同時(shí)進(jìn)行的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)，稱為動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)，稱為合成切削合成切削運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 切削刃

20、上任一點(diǎn)相對(duì)工件的合切削刃上任一點(diǎn)相對(duì)工件的合成切削運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱為合成切削運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱為合成切削速度，用成切削速度，用ve表示。它是表示。它是同一選定點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)速度同一選定點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)速度vc與與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf的矢量和，即：的矢量和，即： vevc+vf 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)（3 3）合成切削運(yùn)動(dòng)）合成切削運(yùn)動(dòng) 合成切削運(yùn)動(dòng)方向與主運(yùn)動(dòng)方合成切削運(yùn)動(dòng)方向與主運(yùn)動(dòng)方向的夾角稱為向的夾角稱為合成切削速度角合成切削速度角，用用表示。表示。 在一些間歇進(jìn)給的機(jī)床（如刨在一些間歇進(jìn)給的機(jī)床（如刨床）上，主運(yùn)動(dòng)就是合成切削床）上，主運(yùn)動(dòng)就是合成切削運(yùn)動(dòng)。但在大多數(shù)情況下運(yùn)動(dòng)。但在大多數(shù)情況

21、下v vf f 與與v vc c相比是很小的，可略去不計(jì)，相比是很小的，可略去不計(jì)，則在大小上近似認(rèn)為：則在大小上近似認(rèn)為： v ve ev vc c （ v vf f v vc c ） 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)3 3 切削過程中工件上的加工表面切削過程中工件上的加工表面 如外圓車削時(shí)，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如外圓車削時(shí)，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具作縱向直線運(yùn)動(dòng)，形成了工刀具作縱向直線運(yùn)動(dòng)，形成了工件的外圓表面。在新的表面的形件的外圓表面。在新的表面的形成過程中，工件上有三個(gè)依次變成過程中，工件上有三個(gè)依次變化的表面?；谋砻?。 待加工表面待加工表面 即將被切除金屬即將被切除金屬層的表面。層的表面。 切削運(yùn)動(dòng)切削

22、運(yùn)動(dòng)3 3 切削過程中工件上的加工表面切削過程中工件上的加工表面 過渡表面過渡表面( (或稱切削表面或稱切削表面) ) 加工加工時(shí)由主切削刃在工件上正在形成時(shí)由主切削刃在工件上正在形成的那個(gè)表面。是待加工表面和已的那個(gè)表面。是待加工表面和已加工表面之間的表面。加工表面之間的表面。 已加工表面已加工表面 已被切除多余金已被切除多余金屬而形成符合要求的工件新表面。屬而形成符合要求的工件新表面。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)4 4 切削用量三要素切削用量三要素 所謂切削用量是指切削速度所謂切削用量是指切削速度v vc c、進(jìn)給量、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度（或進(jìn)給速度v vf）和背）和背吃刀量吃刀量asp，也常稱為切

23、削用量三要素。，也常稱為切削用量三要素。 （1 1）切削速度）切削速度 切削速度即主運(yùn)動(dòng)的速度。切削速度即主運(yùn)動(dòng)的速度。 主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 大多數(shù)主運(yùn)動(dòng)屬于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切削速度為刀具或工件最大直徑大多數(shù)主運(yùn)動(dòng)屬于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切削速度為刀具或工件最大直徑處的線速度：處的線速度： d d完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或者工件的最大直徑完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或者工件的最大直徑(mm)(mm)；n n主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速(rad/S(rad/S或或r/min)r/min)。(/ min)60 1000cdnvm sm或者 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) （牛頭刨床刨刀的直線往復(fù)運(yùn)

24、動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)），切削速度計(jì)算（牛頭刨床刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)），切削速度計(jì)算公式：公式： nn工件或刀具的轉(zhuǎn)速或往復(fù)次數(shù)（工件或刀具的轉(zhuǎn)速或往復(fù)次數(shù)（r/minr/min或或dstr/mindstr/min）strstr是是Stroke“Stroke“行程行程”的縮寫；的縮寫； LL工件或刀具往復(fù)單行程（工件或刀具往復(fù)單行程（mmmm）。）。)/(6010002smLnvc 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)（2 2）進(jìn)給速度）進(jìn)給速度vf ，進(jìn)給量，進(jìn)給量f和每齒進(jìn)給量和每齒進(jìn)給量fz 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf 切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度，即單位時(shí)間切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

25、速度，即單位時(shí)間的進(jìn)給量，單位是的進(jìn)給量，單位是mm/s(mm/min)mm/s(mm/min) 進(jìn)給量進(jìn)給量f、af 刀具或工件的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，或一個(gè)雙行程，工件和刀具在刀具或工件的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，或一個(gè)雙行程，工件和刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量，以進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量，以mm/r （毫米（毫米/ /轉(zhuǎn)）或轉(zhuǎn)）或mm/dstr( (毫米毫米/ /雙行程雙行程) )表示。表示。 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 每齒進(jìn)給量每齒進(jìn)給量fz 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)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)行工作時(shí)，還應(yīng)規(guī)定每一個(gè)刀齒的進(jìn)給量行工作時(shí)，還應(yīng)規(guī)定

26、每一個(gè)刀齒的進(jìn)給量fz ，即后一個(gè)刀齒，即后一個(gè)刀齒相對(duì)于前一個(gè)刀齒在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量，單位是相對(duì)于前一個(gè)刀齒在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量，單位是mm/z( (毫米毫米/ /齒齒) )。 存在以下關(guān)系：存在以下關(guān)系：）或（mm/min mm/snzfnfvzf 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)（3 3）背吃刀量）背吃刀量 背吃刀量指已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，以背吃刀量指已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，以asp表示，單位為表示，單位為mm。 對(duì)于車削和刨削加工來說，背吃刀量對(duì)于車削和刨削加工來說，背吃刀量a aspsp為工件上已加工表面為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位

27、為和待加工表面間的垂直距離，單位為mmmm。 外圓柱表面車削的深度外圓柱表面車削的深度可用下式計(jì)算：可用下式計(jì)算： a aspsp = =（d dw wd dm m）/2 /2 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 對(duì)于對(duì)于鉆孔鉆孔 a aspsp = =d dm m/2/2 上兩式中上兩式中 ud dm m已加工表面直徑（已加工表面直徑（mmmm）ud dw w 待加工表面直徑（待加工表面直徑（mmmm）待加工表面已加工表面 刀具種類刀具種類 由于機(jī)械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，由于機(jī)械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，客觀上要求進(jìn)行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。因客觀上要求

28、進(jìn)行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。因此，生產(chǎn)中所使用的刀具的種類很多。此，生產(chǎn)中所使用的刀具的種類很多。 刀具常按加工方式和具體用途刀具常按加工方式和具體用途 分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和磨具等幾大類型。自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和磨具等幾大類型。 刀具還可以按其它方式進(jìn)行分類刀具還可以按其它方式進(jìn)行分類 . . 如按所用材料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、如按所用材料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（立方氮化硼（CBNCBN）刀具和金剛石刀具等；）刀具和金剛石刀具等

29、； . . 按結(jié)構(gòu)分為整體刀具、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀具等；按結(jié)構(gòu)分為整體刀具、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀具等； . . 按是否標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。按是否標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。 刀具材料刀具材料 刀具切削性能的好壞，取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料、幾刀具切削性能的好壞，取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料、幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。 刀具材料對(duì)刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本刀具材料對(duì)刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等都有很大影響，因此要重視刀具材料的正確選擇與和合理等都有很大影響，因此要重視刀具材料的正確選擇與和合理使用。使用。 刀具材料主

30、要是指刀具切削部分的材料。刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。 刀具材料刀具材料（一）（一） 刀具材料必須具備性能刀具材料必須具備性能 作為刀具材料應(yīng)滿足以下基本要求：作為刀具材料應(yīng)滿足以下基本要求：（1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性 刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62HRC62以上。以上。 耐磨性表示抵抗磨損的能力。耐磨性表示抵抗磨損的能力。 耐磨性取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)及其數(shù)量、大小和分布。耐磨性取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)及其數(shù)量、大小和分布。（2 2）足夠的強(qiáng)度和韌性）足夠的強(qiáng)度和韌性 為了承受切削中的壓力沖擊和振動(dòng)，避免崩刃和折斷，刀具

31、材為了承受切削中的壓力沖擊和振動(dòng)，避免崩刃和折斷，刀具材料應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和韌性。料應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和韌性。 一般強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度來表示，韌性用沖擊韌性值表示一般強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度來表示，韌性用沖擊韌性值表示. . 刀具材料刀具材料 （3 3）高的耐熱性（熱穩(wěn)定性、紅硬性）高的耐熱性（熱穩(wěn)定性、紅硬性） 是指刀具材料在高溫下仍能保持高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度是指刀具材料在高溫下仍能保持高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。和韌性的能力。 是衡量刀具材料切削性能的重要指標(biāo)之一。是衡量刀具材料切削性能的重要指標(biāo)之一。 刀具材料的高溫硬度越高，允許的切削速度越高，切削性刀具材料的高溫硬度越高，允許的切削速度

32、越高，切削性能越好。能越好。 另外刀具材料還應(yīng)具有在高溫下抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散另外刀具材料還應(yīng)具有在高溫下抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力，即良好的化學(xué)穩(wěn)定性。的能力，即良好的化學(xué)穩(wěn)定性。 刀具材料刀具材料（4 4）良好的工藝性）良好的工藝性 為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，如切削加工為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，如切削加工性、鑄造性、鍛造性、焊接性能、熱處理性等。性、鑄造性、鍛造性、焊接性能、熱處理性等。（5 5）良好的經(jīng)濟(jì)性）良好的經(jīng)濟(jì)性 有些超硬材料，雖然價(jià)格較高，但是它的耐用度高，使用壽命有些超硬材料，雖然價(jià)格較高，但是它的耐用度高，使用壽命長(zhǎng)，這樣分?jǐn)偟矫總€(gè)零

33、件的成本不一定很高，從而得到廣泛長(zhǎng)，這樣分?jǐn)偟矫總€(gè)零件的成本不一定很高，從而得到廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。（6 6）切削性能的可預(yù)測(cè)性）切削性能的可預(yù)測(cè)性 常用的刀具材料常用的刀具材料目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼高速鋼和和硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金居多。碳素居多。碳素工具鋼（如工具鋼（如T10AT10A、T12AT12A）、工具鋼（如）、工具鋼（如9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn）因）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。1 1 高速鋼高速鋼HSSHSSHigh Speed SteelHigh Speed St

34、eel 定義定義 是一種加入較多的鎢（是一種加入較多的鎢（WW）、鉬（）、鉬（MoMo）、鉻（）、鉻（CrCr）、）、釩（釩（V V）等合金元素的高合金工具鋼。）等合金元素的高合金工具鋼。強(qiáng)烈地與強(qiáng)烈地與C C化合形化合形成高硬度的合金碳化物。成高硬度的合金碳化物。提高耐磨性。提高耐磨性。 性能性能 有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；磨性； 有良好的綜合性能。有良好的綜合性能。 常用的刀具材料常用的刀具材料工藝性能和應(yīng)用工藝性能和應(yīng)用 其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，可用于制其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，

35、可用于制造一些形狀復(fù)雜和大型刀具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒造一些形狀復(fù)雜和大型刀具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等復(fù)雜刀具。輪刀具等復(fù)雜刀具。分類分類l按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼；按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼；l按化學(xué)性能分鎢系、鎢鉬系和鉬系高速鋼；按化學(xué)性能分鎢系、鎢鉬系和鉬系高速鋼；l按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。 常用的刀具材料常用的刀具材料各類高速鋼刀具各類高速鋼刀具 常用的刀具材料常用的刀具材料（1 1）通用型高速鋼）通用型高速鋼 鎢鋼鎢鋼 典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為W18Cr4VW18Cr4V（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)

36、稱W18W18或或18-4-118-4-1或或T T1 1）。）。 有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。淬火時(shí)過熱傾向有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。淬火時(shí)過熱傾向??；磨加工性好；碳化物含量高，塑性變形抗力大；但碳化物??；磨加工性好；碳化物含量高，塑性變形抗力大；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）。熱軋鉆頭）。 含含W18、Cr4%、V1。 C：0.800.90,高速鋼不標(biāo)注含高速鋼不

37、標(biāo)注含C量量W含量多，碳化物粗大、聚含量多，碳化物粗大、聚集、不均勻。影響強(qiáng)度、韌集、不均勻。影響強(qiáng)度、韌性、熱硬性。國(guó)外缺性、熱硬性。國(guó)外缺W。 常用的刀具材料常用的刀具材料 鎢鉬鋼鎢鉬鋼 典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱M2M2或或6-5-4-26-5-4-2） 將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。國(guó)外用將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。國(guó)外用1 1MoMo代替代替2 2WW，從而用從而用WW量減少了，克服了上述的不足，同時(shí)，強(qiáng)度、韌性和量減少了，克服了上述的不足，同時(shí)，強(qiáng)度、韌性和熱塑性（熱塑性（MoMo）得到了大大提高。）得到了大大提高。 具有良好的機(jī)

38、械性能，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；具有良好的機(jī)械性能，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性也好，目熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性也好，目前各國(guó)廣為應(yīng)用。前各國(guó)廣為應(yīng)用。 常用的刀具材料常用的刀具材料W9Mo3Cr4VW9Mo3Cr4V（我國(guó)研制）（我國(guó)研制）特點(diǎn)：特點(diǎn)：硬度、強(qiáng)度、熱塑性高于硬度、強(qiáng)度、熱塑性高于W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2較高的硬度和較好的韌性較高的硬度和較好的韌性配合配合易于軋制、易于鍛造易于軋制、易于鍛造熱處理范圍寬脫碳敏感性熱處理范圍寬脫碳敏感性小小成本也較低成本也較低W6Mo5Cr4V

39、2 W6Mo5Cr4V2 （國(guó)外研制）（國(guó)外研制）特點(diǎn)：特點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性高于抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性高于W18Cr4VW18Cr4V淬火加熱溫度范圍窄淬火加熱溫度范圍窄脫碳傾向大，脫碳傾向大，易氧化易氧化適于制造熱軋刀具或扭制麻花適于制造熱軋刀具或扭制麻花鉆、立銑刀、還可用于尺寸較鉆、立銑刀、還可用于尺寸較大，受沖擊力較大的刀具。大，受沖擊力較大的刀具。 常用的刀具材料常用的刀具材料（2 2）高性能高速鋼）高性能高速鋼定義定義 是指在普通高速鋼成分中再增加一些是指在普通高速鋼成分中再增加一些C C、V V，再添加，再添加CoCo、AlAl等合金元素的新鋼種。等合金元素的新鋼種。性能特征性能特

40、征 具有比普通高速鋼更為優(yōu)越的切削性能，更高的強(qiáng)度、具有比普通高速鋼更為優(yōu)越的切削性能，更高的強(qiáng)度、耐熱性和耐磨性，刀具的耐用度提高了幾倍。耐熱性和耐磨性，刀具的耐用度提高了幾倍。應(yīng)用應(yīng)用 可以填補(bǔ)普通高速鋼和硬質(zhì)合金之間在切削速度上的空白?？梢蕴钛a(bǔ)普通高速鋼和硬質(zhì)合金之間在切削速度上的空白。（vcvc=0.83=0.831.67m/s1.67m/s）主要用于加工奧氏體不銹鋼、耐熱鋼、鈦合金、高強(qiáng)度鋼等難加主要用于加工奧氏體不銹鋼、耐熱鋼、鈦合金、高強(qiáng)度鋼等難加工材料。工材料。鋼種鋼種 典型牌號(hào)有高碳高速鋼典型牌號(hào)有高碳高速鋼9W18Cr4V9W18Cr4V，高釩高速鋼，高釩高速鋼W6MoCr

41、4V3W6MoCr4V3、鈷高速鋼、鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8W6MoCr4V2Co8、超硬高速鋼、超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8W2Mo9Cr4Co8等。等。 常用的刀具材料常用的刀具材料 鈷高速鋼鈷高速鋼W2Mo9Cr4VCo8(M42)W2Mo9Cr4VCo8(M42) 性能特征：性能特征： 有良好的綜合機(jī)械性能，硬有良好的綜合機(jī)械性能，硬度高（度高（HRC70HRC70）、紅硬性高、）、紅硬性高、磨加工性好。磨加工性好。 但是但是CoCo的含量高，價(jià)格較貴，的含量高，價(jià)格較貴，盡量少用，盡量少用，5 5倍于普通高速鋼倍于普通高速鋼價(jià)格價(jià)格 適用于加工高溫合金、不銹適用于加工高溫

42、合金、不銹鋼鋼鋁高速鋼鋁高速鋼 W6Mo5Cr4V2Al(501)W6Mo5Cr4V2Al(501)是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的含是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的含AlAl無鈷的高速無鈷的高速鋼，因此價(jià)格低。鋼，因此價(jià)格低。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：AlAl耐熱性，耐磨性好耐熱性，耐磨性好可以防止因高碳引起的鋼的韌可以防止因高碳引起的鋼的韌性下降。性下降。高溫硬度（紅硬性）、抗彎強(qiáng)高溫硬度（紅硬性）、抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均與度和沖擊韌性均與M42M42相當(dāng)，相當(dāng)，可磨性低于可磨性低于M42M42，熱處理工藝，熱處理工藝性較差。性較差。 粉末冶金加工工藝粉末冶金加工工藝粉末冶金（粉末壓制）是用金屬粉末（或者金屬粉末和非金屬粉末冶金（粉末壓

43、制）是用金屬粉末（或者金屬粉末和非金屬粉末的混合物）做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造各種類型的粉末的混合物）做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造各種類型的零件和產(chǎn)品的工藝方法。零件和產(chǎn)品的工藝方法。粉末冶金的特點(diǎn)：粉末冶金的特點(diǎn)： 能夠生產(chǎn)出其它加工方法不能或難制造的制品；能夠生產(chǎn)出其它加工方法不能或難制造的制品； 材料利用率很高達(dá)到材料利用率很高達(dá)到100100； 經(jīng)濟(jì)性好；經(jīng)濟(jì)性好； 一般來說，金屬粉末的價(jià)格較高，粉末冶金設(shè)備和模具投資一般來說，金屬粉末的價(jià)格較高，粉末冶金設(shè)備和模具投資大，零件的幾何形狀受到一定的限制，適宜大批量生產(chǎn)。大，零件的幾何形狀受到一定的限制，適宜大批量生產(chǎn)。 粉末冶金加

44、工工藝粉末冶金加工工藝粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)流程：粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)流程：制品制品燒結(jié)燒結(jié)制品制品其它處理加工其它處理加工原材料粉末原材料粉末添加劑添加劑配混配混壓制成形壓制成形礦物還原法礦物還原法霧化法霧化法機(jī)械粉碎法機(jī)械粉碎法 粉末冶金加工工藝粉末冶金加工工藝（3）粉末冶金高速鋼）粉末冶金高速鋼 工藝工藝用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水，直接得到細(xì)小的高用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水，直接得到細(xì)小的高速鋼粉末，然后將這種粉末在高溫下壓制成致密的鋼坯，而后速鋼粉末，然后將這種粉末在高溫下壓制成致密的鋼坯，而后在在11001100以下、以下、10.13GPa10.13GPa下，鍛壓成材或刀具

45、毛坯的一種高速下，鍛壓成材或刀具毛坯的一種高速鋼。鋼。 特點(diǎn)特點(diǎn)與熔煉高速鋼相比；與熔煉高速鋼相比；可避免碳化物偏析。顆粒細(xì)?。ㄌ蓟锛?xì)小而均勻）；可避免碳化物偏析。顆粒細(xì)?。ㄌ蓟锛?xì)小而均勻）； 粉末冶金加工工藝粉末冶金加工工藝韌性、硬度較高（是熔煉高速鋼的韌性、硬度較高（是熔煉高速鋼的2 2倍和倍和2.52.53 3倍）；倍）；可磨削性能顯著改善；可磨削性能顯著改善；熱處理變形小。熱處理變形小。 應(yīng)用應(yīng)用適合制造切削難加工材料的刀具，大尺寸刀具（如滾刀、插適合制造切削難加工材料的刀具，大尺寸刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具、高壓動(dòng)載荷下使齒刀）、精密刀具、磨加工量大的

46、復(fù)雜刀具、高壓動(dòng)載荷下使用的刀具等。用的刀具等。用于加工調(diào)質(zhì)鋼、高速鋼、不銹鋼。用于加工調(diào)質(zhì)鋼、高速鋼、不銹鋼。 粉末冶金加工工藝粉末冶金加工工藝 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金（1 1）定義）定義 硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物（如硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物（如WCWC、TiCTiC）和金屬粘結(jié)劑）和金屬粘結(jié)劑（CoCo或或NiNi）用粉末冶金工藝制成。）用粉末冶金工藝制成。 硬度可達(dá)硬度可達(dá)HRA89HRA899393，在，在8008001000 1000 還能承擔(dān)切削，耐用度還能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時(shí)，切削速度可提高較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時(shí)，切削速度可提高4 41010倍

47、。倍。（2 2） 特點(diǎn)特點(diǎn)a a 硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。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。屬碳化物。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金b b 刀具耐用度高刀具耐用度高 可高于高速鋼幾倍到十幾倍。可高于高速鋼幾倍到十幾倍。c c 抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時(shí)不能承受大的振切削時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。動(dòng)和沖擊負(fù)荷。硬質(zhì)合金刀具的抗彎強(qiáng)度和硬度與成分和顆粒細(xì)小程度之間的硬質(zhì)合金刀具的抗彎強(qiáng)度和硬度與成分和顆粒細(xì)小程度之間的關(guān)系：關(guān)系

48、： 碳化物含量較高時(shí)，硬度高，但抗彎強(qiáng)度低；碳化物含量較高時(shí)，硬度高，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；粘結(jié)劑含量較高時(shí)，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低； 碳化物越細(xì)小，硬度高、強(qiáng)度稍有降低。碳化物越細(xì)小，硬度高、強(qiáng)度稍有降低。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金（3 3）應(yīng)用）應(yīng)用 硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占5050）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、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材料。等。它還可用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。 很

49、少用于制造整體刀具。很少用于制造整體刀具。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金ISOISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類：將切削用的硬質(zhì)合金分為三類： P P類類用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬，相當(dāng)于我國(guó)的用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬，相當(dāng)于我國(guó)的YT YT 類，類，藍(lán)色標(biāo)示藍(lán)色標(biāo)示 K K類類用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬及其非金屬材用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬及其非金屬材料，相當(dāng)于我國(guó)的料，相當(dāng)于我國(guó)的YGYG類，紅色標(biāo)示類，紅色標(biāo)示 M M類類用于加工長(zhǎng)、短切屑的黑色金屬、有色金屬，相當(dāng)于用于加工長(zhǎng)、短切屑的黑色金屬、有色金屬，相當(dāng)于我國(guó)的我國(guó)的YWYW類，黃色標(biāo)示類，黃色標(biāo)示 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金（1 1）YG

50、YG（K K）類，即）類，即WCWCCoCo類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 由由WCWC和和CoCo組成。牌號(hào)有組成。牌號(hào)有YG6YG6、YG8YG8、 YG10YG10、 YG3X YG3X 、YG6X YG6X （用（用X X表示細(xì)顆粒），含鈷量分別為表示細(xì)顆粒），含鈷量分別為6 6、8 8、 1010、 3 3、6 6。 組織結(jié)構(gòu)有粗晶粒、中晶粒、細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒之分。中晶粒組織結(jié)構(gòu)有粗晶粒、中晶粒、細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒之分。中晶粒組織（組織（YG6YG6、YG8YG8），細(xì)晶粒硬質(zhì)合金（如），細(xì)晶粒硬質(zhì)合金（如YG3XYG3X、YG6XYG6X）、超）、超細(xì)晶粒（細(xì)晶粒（YG10YG10）。在含鈷量

51、相同時(shí)細(xì)晶粒比中晶粒的硬度、耐）。在含鈷量相同時(shí)細(xì)晶粒比中晶粒的硬度、耐磨性高，但抗彎強(qiáng)度、韌性低。磨性高，但抗彎強(qiáng)度、韌性低。 此類硬質(zhì)合金韌性、磨削性、導(dǎo)熱性較好，較適于加工產(chǎn)生崩此類硬質(zhì)合金韌性、磨削性、導(dǎo)熱性較好，較適于加工產(chǎn)生崩碎切屑、有沖擊切削力作用在刃口附近的脆性材料，如鑄鐵、有碎切屑、有沖擊切削力作用在刃口附近的脆性材料，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。（如端銑）的鋼料等。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金（2 2）YTYT（P P）類，即）類，即WCWCTiCTiCCoCo類硬質(zhì)合金類硬

52、質(zhì)合金 硬質(zhì)點(diǎn)相除硬質(zhì)點(diǎn)相除WCWC外，還含有外，還含有5 53030的的TiCTiC，還含有，還含有CoCo 。 牌號(hào)有牌號(hào)有YT5YT5、YT14YT14、YT15YT15、YT30YT30。 TiC TiC的含量分別為的含量分別為5 5、1414、1515、3030； 相應(yīng)的鈷含量為相應(yīng)的鈷含量為1010、8 8、6 6、4 4。 TiC TiC含量提高，含量提高，CoCo含量降低，硬度和耐磨性提高，但是沖擊韌性含量降低，硬度和耐磨性提高，但是沖擊韌性顯著降低。顯著降低。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金（2 2）YTYT（P P）類，即）類，即WCWCTiCTiCCoCo類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 此類合金

53、有較高的硬度和耐磨性，抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力此類合金有較高的硬度和耐磨性，抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力好；但抗彎強(qiáng)度、磨削性能和導(dǎo)熱系數(shù)較低，低溫脆性大，韌性差。好；但抗彎強(qiáng)度、磨削性能和導(dǎo)熱系數(shù)較低，低溫脆性大，韌性差。適于高速切削鋼料。適于高速切削鋼料。 含鈷量增加，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性提高，適于粗加工，含鈷減少，含鈷量增加，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性提高，適于粗加工，含鈷減少，硬度、耐磨性及耐熱性增加，適于精加工。硬度、耐磨性及耐熱性增加，適于精加工。 應(yīng)注意，該類硬質(zhì)合金不適合加工不銹鋼和鈦合金。因應(yīng)注意，該類硬質(zhì)合金不適合加工不銹鋼和鈦合金。因YTYT中的鈦中的鈦元素之間的親合力會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的

54、粘刀現(xiàn)象，在高溫切削及摩擦系數(shù)元素之間的親合力會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象，在高溫切削及摩擦系數(shù)大的情況下會(huì)加劇刀具磨損大的情況下會(huì)加劇刀具磨損。 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金（3 3）YWYW（MM）類，即）類，即WCTiCWCTiCTaCTaCCoCo類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 在在YTYT類中加入類中加入TaCTaC（碳化鉭（碳化鉭(t (t n)n)）（）（NbCNbC（碳化鈮）?？桑ㄌ蓟墸?。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)度和抗氧化能力、耐磨性等。既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼，抗氧化能力、耐磨性等。既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼，因而又有通

55、用硬質(zhì)合金之稱。常用的牌號(hào)為因而又有通用硬質(zhì)合金之稱。常用的牌號(hào)為YW1YW1和和YW2YW2。 以上三類的主要成分均為以上三類的主要成分均為WCWC，所以又稱為，所以又稱為WCWC基硬質(zhì)合金?；操|(zhì)合金。 牌號(hào)牌號(hào)合金性能合金性能適用范圍適用范圍YG3XYG3X是是YGYG類合金中耐磨性最好的類合金中耐磨性最好的一種，但抗沖擊性能差一種，但抗沖擊性能差適用于鑄鐵、有色金屬及其合金的精鏜，精車等，適用于鑄鐵、有色金屬及其合金的精鏜，精車等，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YG6XYG6X屬細(xì)晶粒合金，其耐磨度較屬細(xì)晶粒合金，其耐磨度較YG6Y

56、G6高，而使用強(qiáng)度接近于高，而使用強(qiáng)度接近于YG6YG6適用于冷硬鑄鐵、合金鑄鐵、耐熱鋼及合金鋼的適用于冷硬鑄鐵、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，并可用于制加工，亦適用于普通鑄鐵的精加工，并可用于制造儀器儀表工業(yè)用的小型刀具和小模數(shù)滾刀造儀器儀表工業(yè)用的小型刀具和小模數(shù)滾刀YG6YG6耐磨性較高，但低于耐磨性較高，但低于YG6XYG6X、YG3XYG3X，韌性高于，韌性高于YG6XYG6X、YG3XYG3X，可使用較可使用較YG8YG8為高的速度為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)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，間斷切削的半精車、

57、精車、小端面切削的粗車，間斷切削的半精車、精車、小端面精車、粗車螺紋、旋風(fēng)車絲，連續(xù)斷面的半精銑精車、粗車螺紋、旋風(fēng)車絲，連續(xù)斷面的半精銑與精銑，孔的粗?jǐn)U與精擴(kuò)與精銑，孔的粗?jǐn)U與精擴(kuò)YG8YG8使用強(qiáng)度較高，抗沖擊和抗使用強(qiáng)度較高，抗沖擊和抗振動(dòng)性能較振動(dòng)性能較YG6YG6好，耐磨性及好，耐磨性及允許的切削速度較低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、粗刨、粗工中不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車、粗刨、粗銑，一般孔和深孔的鉆孔、擴(kuò)孔銑，一般孔和深孔的鉆孔、擴(kuò)孔YG10HYG10H 屬超細(xì)晶粒合金，耐磨

58、性較屬超細(xì)晶粒合金，耐磨性較好，抗沖擊和抗振動(dòng)性能高好，抗沖擊和抗振動(dòng)性能高適用于低速粗車，銑削耐熱合金，作切斷刀及絲適用于低速粗車，銑削耐熱合金，作切斷刀及絲錐等錐等YT5YT5在在YTYT類合金中，強(qiáng)度最高，類合金中，強(qiáng)度最高，抗沖擊和抗振動(dòng)性能好，不抗沖擊和抗振動(dòng)性能好，不易崩刃，但耐磨性較差易崩刃，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)的鐵的表面加工，以及不平整端面和間斷切削時(shí)的粗車、粗刨、半精刨、粗銑、鉆孔粗車、粗刨、半精刨、粗銑、鉆孔各種硬質(zhì)合金牌號(hào)刀具的應(yīng)用范圍各種硬質(zhì)合金牌號(hào)刀具的

59、應(yīng)用范圍 牌號(hào)牌號(hào)合金性能合金性能適用適用范圍范圍YT14使用強(qiáng)度高，抗沖擊性能和抗振使用強(qiáng)度高，抗沖擊性能和抗振動(dòng)性能好，但較動(dòng)性能好，但較YT5稍差，耐磨稍差，耐磨性及允許的切削速度較性及允許的切削速度較YT5高高適于碳鋼及合金鋼連續(xù)切削時(shí)的粗車，不平端適于碳鋼及合金鋼連續(xù)切削時(shí)的粗車，不平端面和間斷切削時(shí)的半精車和精車，連續(xù)面的粗面和間斷切削時(shí)的半精車和精車，連續(xù)面的粗銑，鑄孔的擴(kuò)鉆等銑，鑄孔的擴(kuò)鉆等YT15耐磨性優(yōu)于耐磨性優(yōu)于YT14，但抗沖擊性，但抗沖擊性韌性較韌性較YT4差差適于碳鋼及合金鋼加工中連續(xù)切削時(shí)的半精車適于碳鋼及合金鋼加工中連續(xù)切削時(shí)的半精車及精車，間斷切削時(shí)的小端面精

60、車，旋風(fēng)車絲，及精車，間斷切削時(shí)的小端面精車，旋風(fēng)車絲，連續(xù)面的半精銑及精銑，孔的精擴(kuò)及粗?jǐn)U連續(xù)面的半精銑及精銑，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，但使用強(qiáng)度及抗沖擊高，但使用強(qiáng)度及抗沖擊韌性較韌性較YT14差，焊接及刃磨時(shí)差，焊接及刃磨時(shí)極易產(chǎn)生裂紋極易產(chǎn)生裂紋適于碳鋼及合金鋼的精加工，如小端面精車、適于碳鋼及合金鋼的精加工，如小端面精車、精鏜、精擴(kuò)等精鏜、精擴(kuò)等YG6A屬細(xì)晶粒合金，耐磨性及使用強(qiáng)屬細(xì)晶粒合金，耐磨性及使用強(qiáng)度與度與YG6X相似相似適于硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵、有色金屬及適于硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵、有色金屬及其合金的半精加工