機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第章

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 制作：機(jī)械制造教研室授 課：恩吉 緒 論1、制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位、制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 制造制造是人類(lèi)科學(xué)理念物化的過(guò)程（P1）。它是指人類(lèi)按照所需目的，運(yùn)用主觀掌握的知識(shí)和技能，應(yīng)用可利用的設(shè)備和工具，采用有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為有使用價(jià)值的物質(zhì)產(chǎn)品并投放市場(chǎng)的全過(guò)程。 （1）機(jī)械制造業(yè)是國(guó)家工業(yè)體系的重要基礎(chǔ)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平的重要標(biāo)志之一； （2）制造技術(shù)是生產(chǎn)、國(guó)際經(jīng)濟(jì)竟?fàn)?、產(chǎn)品革新的一種重要手段； （3）基礎(chǔ)機(jī)械、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝的發(fā)展，其關(guān)鍵在于制造技術(shù)的發(fā)展； （4）現(xiàn)代以制造技術(shù)為重點(diǎn)的工業(yè)革命，就是

2、第三次工業(yè)革命；在國(guó)防中舉足輕重在國(guó)防中舉足輕重殲殲10：國(guó)產(chǎn)最先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)：國(guó)產(chǎn)最先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)中華神盾：國(guó)產(chǎn)最先進(jìn)驅(qū)逐艦中華神盾：國(guó)產(chǎn)最先進(jìn)驅(qū)逐艦遨游太空的神六遨游太空的神六航空母艦：制造業(yè)的顛峰航空母艦：制造業(yè)的顛峰2、先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)信息技術(shù)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷現(xiàn)代化。加工制造技術(shù)向超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展。綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的主要特征。目前研究熱點(diǎn)目前研究熱點(diǎn) 超超高速切削高速切削 精密及精密及超精密超精密加工、加工、微細(xì)加工和微細(xì)加工和納米納米級(jí)加工級(jí)加工 自動(dòng)化加工中刀具自動(dòng)化加工中刀具可靠性

3、可靠性研究研究 切削過(guò)程切削過(guò)程在線檢測(cè)在線檢測(cè)監(jiān)控和預(yù)報(bào)監(jiān)控和預(yù)報(bào) 新型新型刀具材料刀具材料的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 新型新型高難加工材料高難加工材料的切削加工的切削加工 其它其它新型新型加工方法，如：基于環(huán)保意識(shí)的綠色干切削、加工方法，如：基于環(huán)保意識(shí)的綠色干切削、硬切削、低溫切削、加熱切削、振動(dòng)切削等硬切削、低溫切削、加熱切削、振動(dòng)切削等 復(fù)雜曲面復(fù)雜曲面加工，復(fù)雜刀具加工，復(fù)雜刀具CAD/CAM 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀p 山東大學(xué)山東大學(xué) ( (新型陶瓷刀具材料、刀具磨損破損、切削可靠新型陶瓷刀具材料、刀具磨損破損、切削可靠性等、高速切削性等、高速切削) )，代表性人物：，代表性人物

4、：艾興院士艾興院士p 哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué) ( (精密、超精密加工、納米級(jí)加工、特種精密、超精密加工、納米級(jí)加工、特種加工等加工等) )，代表性人物：，代表性人物：袁哲俊教授袁哲俊教授p 大連理工大學(xué)大連理工大學(xué) ( (切削理論、剪切角理論切削理論、剪切角理論 、石材加工等、石材加工等) )，代表性人物：代表性人物：劉培德教授劉培德教授p 北京理工北京理工 (硬質(zhì)合金刀具、難加工材料加工等硬質(zhì)合金刀具、難加工材料加工等) ，代表性人，代表性人物：物：于啟勛教授于啟勛教授p 天津大學(xué)天津大學(xué) (陶瓷精密磨削加工等陶瓷精密磨削加工等) ，代表性人物：，代表性人物：于思遠(yuǎn)教于思遠(yuǎn)教授授p 東

5、北大學(xué)東北大學(xué) ( (磨削加工磨削加工) ) ，代表性人物：，代表性人物：鄭煥文教鄭煥文教授授p 華南理工大學(xué)華南理工大學(xué) (加工表面質(zhì)量、加工表面質(zhì)量、 積屑瘤、加工表積屑瘤、加工表面殘余應(yīng)力面殘余應(yīng)力)，代表性人物：，代表性人物：周澤華教授周澤華教授p 華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)（陳日曜教授陳日曜教授）p 南京航空航天大學(xué)南京航空航天大學(xué)(張幼幀教授張幼幀教授）p 北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué)（陳鼎昌教授陳鼎昌教授）p 清華大學(xué)清華大學(xué)p 成都工具研究所等成都工具研究所等p 美國(guó)、日本、德國(guó)、澳大利亞等美國(guó)、日本、德國(guó)、澳大利亞等 美國(guó)美國(guó): Merchant, Lee and Shaf

6、fer 日本：日本：臼井英治、小野浩二、中山一雄臼井英治、小野浩二、中山一雄 澳大利亞：澳大利亞：Oxley 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀3、如何學(xué)好本課程、如何學(xué)好本課程性質(zhì)：性質(zhì)：是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。研究對(duì)象：研究對(duì)象：金屬切削原理、金屬切削機(jī)床與刀具、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理以及機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝（包括零件加工和裝配兩方面）。課程的主要內(nèi)容課程的主要內(nèi)容金屬切削的基本原理和基本知識(shí)；金屬切削機(jī)床與刀具；零件機(jī)械加工工藝過(guò)程的制訂；機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理；機(jī)械加工精度與加工質(zhì)量；裝配工藝過(guò)程設(shè)計(jì)；課程的學(xué)習(xí)要求課程的學(xué)習(xí)要求以金屬切削理論為基礎(chǔ)，掌握金屬切削的基本原理和基本知識(shí)，并有根據(jù)具

7、體情況合理選擇加工方法（機(jī)床、刀具、切削用量、切削液等）的初步能力；以制造工藝為主線，以產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率與經(jīng)濟(jì)性三者的優(yōu)化為目標(biāo)，了解和掌握機(jī)械加工工藝過(guò)程、機(jī)械加工精度和質(zhì)量以及裝配過(guò)程的基本原理和基本知識(shí)，具有設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的初步能力。了解和能夠選用常用工藝裝備（機(jī)床、刀具、夾具），并具有初步設(shè)計(jì)工藝裝備的能力。對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有一定的了解。本課程的學(xué)習(xí)方法本課程的學(xué)習(xí)方法 金屬切削理論和機(jī)械制造工藝知識(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。因此，希望學(xué)習(xí)本書(shū)時(shí)必須重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)及工廠調(diào)研來(lái)更好地體會(huì)、加深理解。本書(shū)給出的僅是基本概念與理論，真正的掌握與應(yīng)用必須在不斷的實(shí)踐理論實(shí)

8、踐的循環(huán)中善于總結(jié)，才能達(dá)到自由王國(guó)的境界。學(xué)時(shí)安排: 1.(5) 2.(8) 3.(11) 5.(11) 7.(5) 8.(2) 9.(1)考核 平時(shí)成績(jī)30分: 考勤和課堂紀(jì)律15 ; 課堂討論、筆記和作 業(yè)15。 期末閉卷考試70分. 試卷題型：1填空 15 約5題 ； 2. 選擇題35 約7題 ； 3. 簡(jiǎn)答題16 約4題 ； 4. 分析題24 約3題 ； 5計(jì)算題10 約1題 。第一章：金屬切削過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí)（約（約5學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 本章提要 一、基本定義 介紹金屬切削過(guò)程方面的一些基本概念，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

9、具材料 介紹刀具材料應(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），兩種常用的刀具材料（高速鋼、硬質(zhì)合金）和其它刀具材料（涂層、陶瓷、人造金剛石、立方氮化硼）。1.1基本定義1.1.1切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 工件三個(gè)表面定義： 待加工表面：即將被切去金屬層的表 面； 加工表面：切削刃正在切削著的表面； 已加工表面：已經(jīng)切去一部分金屬形成的新表面。平面刨削的切削運(yùn)動(dòng)及工件上三表面平面刨削的切削運(yùn)動(dòng)及工件上三表面課堂問(wèn)題：課堂問(wèn)題：指出鉆、銑削的切削運(yùn)動(dòng)及指出鉆、銑削的切削運(yùn)動(dòng)及工件上三個(gè)表面。工件上三個(gè)表面。1.1.1.1切削運(yùn)動(dòng)*主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)是速度最高，消耗機(jī)床功率最多的

10、那個(gè)運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是速度最高，消耗機(jī)床功率最多的那個(gè)運(yùn)動(dòng)。（如（如圖圖1.3Vc）注：注：(a) 主運(yùn)動(dòng)可為刀具，也可為工件；主運(yùn)動(dòng)可為刀具，也可為工件； (b) 主運(yùn)動(dòng)可是直線運(yùn)動(dòng)，也可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主運(yùn)動(dòng)可是直線運(yùn)動(dòng)，也可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； (c) 切削加工中，主運(yùn)動(dòng)必須有一個(gè)，也只有一個(gè)。切削加工中，主運(yùn)動(dòng)必須有一個(gè)，也只有一個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 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)可是一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)，通常消耗功率較小。（如是一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)，通常消耗功率較小。（如圖圖1.3Vf）注：（注：（a）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)、幾個(gè)或沒(méi)有；）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以

11、是一個(gè)、幾個(gè)或沒(méi)有； （b）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可是直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或兩者的組合；）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可是直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或兩者的組合； （c）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由刀具或工件完成。）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由刀具或工件完成。 VcVeVf圖1.3合成切削速度合成切削速度合成運(yùn)動(dòng)與合成切削速度合成運(yùn)動(dòng)與合成切削速度 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，刀具切削刃上某點(diǎn)當(dāng)主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，刀具切削刃上某點(diǎn)相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為合成切削運(yùn)動(dòng)。相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為合成切削運(yùn)動(dòng)。(如如圖圖1.3Ve) 1.1.1.2 切削用量三要素* cvfpa1000dnVc (1) 切削速度 （車(chē)鉆鏜） (2) 進(jìn)給速度、進(jìn)給量和每齒進(jìn)給量 進(jìn)給速度Vf是

12、單位時(shí)間的進(jìn)給量，單位是mm/s(mm/min)進(jìn)給量f是工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周兩者沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，單位是mm/r1000dnVc對(duì)于銑刀、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f z 。三者的關(guān)系:nZfnfVzf2mdwdpa2mdpa(3)背吃刀量 背吃刀量ap為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離（車(chē)削） （鉆削） 1.1.2.刀具切削部分的基本定義1.1.2.1 刀具切削部分的構(gòu)造 主后刀面主后刀面Aa是指與工件加工表面相對(duì)的刀具 表面。 副后刀面副后刀面Aa是指與工件已加工表面相對(duì)的 刀具表面。(3)切削刃切削刃：主切削刃主切削刃指前刀面與

13、主后刀面相交的鋒邊；副切削刃副切削刃指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。 (1)前刀面前刀面：前刀面前刀面Ar 是切屑流出的表面; (2)后刀面后刀面：后刀面后刀面分為主后刀面主后刀面與副后刀面副后刀面 ;車(chē)刀的組成車(chē)刀的組成(4)刀尖刀尖：刀尖刀尖可以是主、副切削刃的實(shí)際交點(diǎn)（圖1.5）它也可以是圓弧或直線（通常都稱(chēng)為過(guò)渡刃）。1.1.2.2 刀具標(biāo)注角度的參考系刀具標(biāo)注角度的參考系由下列諸平面構(gòu)成：基面Pr 通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面。切削平面Ps 通過(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。主剖面Po和主剖面參考系 主剖面Po是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面Pr

14、和切削平面Ps的平面。 由Pr-Ps-Po組成的一個(gè)正交的主剖面參考系主剖面參考系。 法剖面法剖面Pn和和法 剖 面 參 考法 剖 面 參 考系系 法剖面 Pn是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。Pr-Ps-Pn組成一個(gè)法剖面參法剖面參考系考系VPrVf進(jìn)給剖面進(jìn)給剖面Pf和背和背平面平面Pp及其組成的及其組成的進(jìn)給、背平面參考進(jìn)給、背平面參考系系 進(jìn)給剖面Pf是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面Pr的平面。背平面Pp是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于Pr和Pf的平面。Pr-Pf-Pp組成一個(gè)進(jìn)進(jìn)給、背平面參考系給、背平面參考系。1.1.2.3 刀具工作角度的參考系（自閱） 刀具

15、工作角度參考系與標(biāo)注角度參考系的唯一不同是：用主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的合成切削運(yùn)動(dòng)Ve取代主運(yùn)動(dòng)VcVe =Vc + Vf1.1.2.4 刀具的標(biāo)注角度* 主偏角r：基面中測(cè)量的主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。 刃傾角s：切削平面中測(cè)量的主切削刃與基面間的夾角。 前角0：前刀面與基面間的夾角（在主剖面中測(cè)量）。 后角0：后刀面與切削平面的夾角（在主剖面中測(cè)量）。 同理可得：副偏角r，副后角0， ，副刃傾角s， ， 副前角0， ，。它們的定義與主切削刃上的四種角度類(lèi)似。 幾個(gè)派生角如下：楔角 ：主剖面中測(cè)量的前、后刀面間夾角。刀尖角 ：基面中測(cè)量的主、副切削刃間夾角。0r0)(900000ar)(180

16、0rrrkk前角前角主偏角主偏角刃傾角刃傾角作業(yè)：P21 1.6，1.131.1.3.刀具角度的換算 (自閱)nff端面車(chē)刀端面車(chē)刀切斷車(chē)刀切斷車(chē)刀1.1.4.刀具工作角度1.1.4.1進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響橫車(chē)基面位置變化所致: 前角 后角aVeVfVc縱車(chē)基面位置變化所致：前角后角a1.1.4.2 刀具安裝對(duì)工作角度的影響 刀 尖 安裝高低對(duì)工作角度的影響 裝高了導(dǎo)致：a課堂問(wèn)題：課堂問(wèn)題：鏜孔時(shí)，當(dāng)鏜刀刀尖安裝得鏜孔時(shí)，當(dāng)鏜刀刀尖安裝得高于工件中心線時(shí)，工作前角和工作后高于工件中心線時(shí)，工作前角和工作后角的變化如何？角的變化如何？刀桿安裝傾斜對(duì)工作角度的影響 車(chē)刀刀桿與進(jìn)給方向不垂直時(shí)

17、，工作主偏角和工作副偏角將發(fā)生變化： ,rekrek1.1.5切削層參數(shù)與切削形式1.1.5.1 切削層參數(shù)* 切削厚度 垂直于加工表面來(lái)度量的切削層尺寸（圖1.19）稱(chēng)為切削厚度，以hD表示。切削寬度 沿加工表面度量的切削層尺寸（圖1.19），稱(chēng)為切削寬度，以 bD 表示。切削面積AD pDDDafbhAbD2bD1hD2hD1hD3hD2hD1 bD 上面所計(jì)算的均為名義切削面積名義切削面積。實(shí)實(shí)際切削面積際切削面積等于名義切削面積減去殘留面積注注：殘留面積直接影響表面粗糙度。1.1.5.2切削形式(自閱) 正切削與斜切削自由切削與非自由切削p 工欲善其事，工欲善其事，必先利其必先利其器器

18、p 好鋼用在好鋼用在刀刃刀刃上上p 刀具材料的每一次進(jìn)步幾乎都給機(jī)械加工業(yè)帶來(lái)刀具材料的每一次進(jìn)步幾乎都給機(jī)械加工業(yè)帶來(lái)一次一次革命革命p 再先進(jìn)的機(jī)床沒(méi)有刀具再先進(jìn)的機(jī)床沒(méi)有刀具尤如一堆尤如一堆廢鐵廢鐵 1.2 刀具材料p 機(jī)床、刀具和工件組成的切削加工系統(tǒng)中，刀具是機(jī)床、刀具和工件組成的切削加工系統(tǒng)中，刀具是最活躍最活躍的因素的因素 p 機(jī)床與刀具材料交替進(jìn)展，成為切削技術(shù)不斷向前機(jī)床與刀具材料交替進(jìn)展，成為切削技術(shù)不斷向前發(fā)展的發(fā)展的歷史規(guī)律歷史規(guī)律p 金屬切削的發(fā)展史，從某種意義上說(shuō)，可歸結(jié)為金屬切削的發(fā)展史，從某種意義上說(shuō)，可歸結(jié)為刀刀具材料的具材料的發(fā)展史發(fā)展史 1.2.1.刀具材

19、料應(yīng)具備的性能* 高的硬度與耐磨性高的硬度與耐磨性足夠的強(qiáng)度和韌性足夠的強(qiáng)度和韌性高的耐熱性高的耐熱性良好的工藝性良好的工藝性良好的經(jīng)濟(jì)性良好的經(jīng)濟(jì)性 （1）高的硬度與耐磨性）高的硬度與耐磨性A、刀具是從工件上去除材料，刀具是從工件上去除材料，所以刀具材料的硬所以刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。度必須高于工件材料的硬度。 刀具材料最低硬度應(yīng)在刀具材料最低硬度應(yīng)在60HRC以上。以上。 對(duì)于對(duì)于碳素工具鋼碳素工具鋼材料，在室溫條件下硬度應(yīng)在材料，在室溫條件下硬度應(yīng)在62HRC以上；以上；高速鋼高速鋼硬度為硬度為63HRC70HRC；硬質(zhì)合金刀具硬質(zhì)合金刀具硬度為硬度為89HRC93HRC。

20、B、刀具耐磨性是刀具抵抗磨損能力。、刀具耐磨性是刀具抵抗磨損能力。 一般刀具一般刀具硬度硬度越高，越高，耐磨性耐磨性越好。越好。 刀具金相組織中刀具金相組織中硬質(zhì)點(diǎn)硬質(zhì)點(diǎn)（如碳化物、氮化物等）（如碳化物、氮化物等）越多，顆粒越小，分布越均勻，則刀具越多，顆粒越小，分布越均勻，則刀具耐磨性越耐磨性越好。好。足夠的強(qiáng)度和韌性足夠的強(qiáng)度和韌性 刀具材料在切削時(shí)受到很大的切削力與沖擊刀具材料在切削時(shí)受到很大的切削力與沖擊力。力。 如車(chē)削如車(chē)削45鋼，在背吃刀量鋼，在背吃刀量ap4，進(jìn)給量，進(jìn)給量f 0.5/r的條件下，刀片所承受的的條件下，刀片所承受的切削力達(dá)切削力達(dá)到到4000N，可見(jiàn)，刀具材料必須

21、具有較高的，可見(jiàn)，刀具材料必須具有較高的強(qiáng)度和較強(qiáng)的韌性。強(qiáng)度和較強(qiáng)的韌性。 一般刀具材料的韌性用沖擊韌度一般刀具材料的韌性用沖擊韌度aK表示，反表示，反映刀具材料抗脆性和崩刃能力。映刀具材料抗脆性和崩刃能力。（3）高的耐熱性）高的耐熱性 刀具材料耐熱性是衡量刀具切削性能的主要刀具材料耐熱性是衡量刀具切削性能的主要標(biāo)志，通常用高溫下保持高硬度的性能來(lái)衡標(biāo)志，通常用高溫下保持高硬度的性能來(lái)衡量，也稱(chēng)量，也稱(chēng)熱硬性熱硬性。 刀具材料刀具材料高溫硬度越高，則耐熱性越好，高溫硬度越高，則耐熱性越好，在在高溫抗塑性變形能力、抗磨損能力越強(qiáng)。高溫抗塑性變形能力、抗磨損能力越強(qiáng)。（5）良好的經(jīng)濟(jì)性）良好的經(jīng)

22、濟(jì)性 刀具不但要有良好的切削性能，本身還應(yīng)刀具不但要有良好的切削性能，本身還應(yīng)該易于制造，這要求刀具材料有較好的該易于制造，這要求刀具材料有較好的工藝性工藝性，如鍛造、熱處理、焊接、磨削、高溫塑性變形如鍛造、熱處理、焊接、磨削、高溫塑性變形等功能。等功能。（4）良好的工藝性）良好的工藝性 經(jīng)濟(jì)性也是刀具材料的重要指標(biāo)之一，經(jīng)濟(jì)性也是刀具材料的重要指標(biāo)之一，選擇刀具時(shí)，要選擇刀具時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)效果考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。成本。1.2.2.常用的刀具材料1.2.2.1.高速鋼*1高速鋼高速鋼 概念概念： 高速鋼是一種含有鎢、鉬、鉻、高速鋼是一種含有鎢、鉬、鉻、釩等合金元素較多的釩

23、等合金元素較多的高合金高合金工具鋼工具鋼 。 性質(zhì)及特點(diǎn)性質(zhì)及特點(diǎn)：高速鋼具有良好的熱穩(wěn)定性高速鋼具有良好的熱穩(wěn)定性 （正常工作切削溫度可達(dá)500 650 oC ）；高速鋼具有較高強(qiáng)度和韌性高速鋼具有較高強(qiáng)度和韌性 、具有一定、具有一定的硬度的硬度(63(6370HRC)70HRC)和耐磨性和耐磨性 高速鋼制造工藝性好高速鋼制造工藝性好（常用于鉆頭等）。通用型高速鋼鎢鋼 W18Cr4V (簡(jiǎn)稱(chēng)W18) 含(鎢)W18%(鉻)Cr4% (釩)V1% 有良好的綜合性能，在600 oC時(shí)其高溫硬度為HRC48.5，可以制造各種復(fù)雜刀具。 鎢鉬鋼 W6Mo5Cr4V2 (簡(jiǎn)稱(chēng)M2) （將一部分鎢用鉬代

24、替（將一部分鎢用鉬代替所制成的鋼所制成的鋼 ）含(鎢)W6% (鉬)MO5% (鉻)Cr4% (釩)V2% 減小了碳化物數(shù)量及分布的不均勻性減小了碳化物數(shù)量及分布的不均勻性 ，高溫切削性，高溫切削性能和能和W18相比稍差，相比稍差，適用于制造熱軋鉆頭等。適用于制造熱軋鉆頭等。高性能高速鋼 是在通用高速鋼的基礎(chǔ)上再增加一些含碳量、含釩量及添加鈷、鋁等元素。適合于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。 典型牌號(hào)有高碳高速鋼、高釩高速鋼、鈷高速鋼、超硬高速鋼等。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形狀。適合制

25、造切削難加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具等。1.2.2.2.硬質(zhì)合金 *硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。其性能：硬度可達(dá)HRA89-93，在800-1000 oC還能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼高幾十倍。適合切削速度較高，可提高45倍。但抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差。 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。ISO將切削用的硬質(zhì)合金分為以下四類(lèi)：YG(K)類(lèi)，即WC-Co類(lèi)硬質(zhì)合金*成份：由WC和Co組成。 牌號(hào)有YG6，YG8（中晶粒，粗加工用），含鈷量分別為6%，8%，；

26、YG3X，YG6X（細(xì)晶粒，精加工用），含鈷量分別為3%，6%。性能：硬度為HRA8991.5； 抗彎強(qiáng)度為1.11.5 Gpa (110150kgf/mm2 )； 此 類(lèi) 合 金 韌 性 、 磨 削 性 、 導(dǎo) 熱 性 較 好 。 “細(xì)晶?！北?“中晶粒”硬度高，韌性低。 適用場(chǎng)合：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(鑄鐵、有色金屬及其合金)和導(dǎo)熱系數(shù)低的不銹鋼等。YT(P)類(lèi)，即WC-TiC-Co類(lèi)硬質(zhì)合金*成份： 硬質(zhì)點(diǎn)除WC外，還含有5%30%的TiC。 牌號(hào)有 YT5（粗加工）, YT14, YT15, YT30（精加工）, TiC的含量分別為5%，14%，15%

27、，30%， 鈷的相應(yīng)含量為10%，8%，6%，4%。性能：硬度為HRA91.592.5； 抗彎強(qiáng)度為0.91.4GPa (90140 kgf/mm2 )。 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。適用場(chǎng)合：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，硬度、耐磨性及耐熱性增加，適于精加工）。注注：YT（P)類(lèi)不適于加工不銹鋼和鈦合金。因YT中的鈦元素和工件中的鈦元素之間的親合力會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象，在高溫切削及磨擦系數(shù)大的情況下會(huì)加劇刀具磨損。YW(M)類(lèi)，即WC-TiC-Co類(lèi)硬質(zhì)合金 成份及性能：在YT類(lèi)中加入TaC(NbC)可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性、高溫硬度、強(qiáng)度和抗氧化能力、耐磨性等。 適用場(chǎng)合：既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼。常用的牌號(hào)為YW1，YW2。 以上三類(lèi)的主要成分均為WC，所以以稱(chēng)WC基硬質(zhì)合金。TiC基硬質(zhì)合金 以TiC為主體，加入少量其他的碳化物，以鎳（Ni）和鉬（Mo）為粘接劑壓制燒結(jié)而成，即Ti-Ni-Mo合金。典型牌號(hào)為YN10、YN05。（2）新型硬質(zhì)合金1）超細(xì)晶粒