刀具切削部分幾何參數(shù)課件

第2章切削過程及其控制第2章切削過程及其控制12.1金屬切削的基本知識一、切削運動二、工件加工表面三、切削用量四、刀具幾何參數(shù)五、切削層參數(shù)六、刀具材料主運動、進給運動三個變化的表面三要素刀具組成切削厚度、切削寬度、切削面積性能、高速鋼、硬質(zhì)合金計算選擇刀參考系幾何角度2.1金屬切削的基本知識一、切削運動主運動、進給運動三個變化22.1基

本

概

念

金屬切削過程是工件和刀具相互作用的過程。刀具要從工件上切去一部分金屬，并在保證高生產(chǎn)率和低成本的前提下，使工件得到符合圖樣要求的形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。為了實現(xiàn)這一過程，必須具備以下三個條件：工件與刀具之間要有相對運動，即切削運動；刀具材料必須具有一定的切削性能；

刀具必須具有適當?shù)膸缀涡螤睿?/p>

即切削角度。

2.1基本概念金屬切削過程是工件和刀具相32.1.1切削加工成形運動

以圖2—1所示外圓車削為例，要切除工件表面多余金屬層，刀具與工件間必須有相對運動，即工件必須作回轉(zhuǎn)運動，刀具作直線運動。依其作用的不同，可把切削運動分為主運動與進給運動。2.1.1切削加工成形運動以圖2—1所示外圓4圖2-1車削運動和加工表面1-待加工表面2-過渡表面3-已加工表面圖2-1車削運動和加工表面5

1)主運動

直接切除工件上的切削層，以形成工件新表面的基本運動。主運動通常是切削運動中速度最高、消耗功率最多的運動，且主運動只有一個。主運動的速度以Vc表示，稱作切削速度。

1)主運動直接切除工件上的切削層，以形成工件新表面的基6

2)進給運動

是指不斷地把切削層投入切削的運動。它的速度較低。進給運動可能是連續(xù)性的運動，也可能是間歇性的。進給運動有時僅有一個，但也可能有幾個或沒有。進給運動的速度用進給量f或進給速度Vf表示。

2)進給運動是指不斷地把切削層投入切削的運動。它7切削加工的主運動與進給運動往往是同時進行的，因此刀具切削刃上某一點與工件的相對運動是上述兩運動的合成。其合成速度Ve＝Vc+Vf。合成切削運動切削加工的主運動與進給運動往往是同時進行的，因此刀83)定位和調(diào)整運動

使工件或刀具進入正確加工位置的運動。如調(diào)整切削深度，工件分度等。

3)定位和調(diào)整運動使工件或刀具進入正確加工位置的運動。如9

主運動和進給運動是實現(xiàn)切削加工的基本運動?？梢杂傻毒咄瓿桑部梢杂晒ぜ瓿?，還可以由刀具和工件共同完成。同時，主運動和進給運動可以是直線運動(平動)，也可以是回轉(zhuǎn)運動(轉(zhuǎn)動)，還可以是平動和轉(zhuǎn)動的復(fù)合運動。由于上述不向運動形式和不同運動執(zhí)行元件的多種組合，產(chǎn)生了不同的加工方法。主運動和進給運動是實現(xiàn)切削加工的基本運10

外圓磨無心磨車銑加工滾壓加工銑削成形磨（橫磨）主運動進給運動表2-2外圓表面加工方法刀具T/RT主運動進給運動工件表面成形原理圖RRRRRTRRT/R車削成形車削拉削研磨典型表面加工方法外圓磨無心磨車銑加工滾壓加工銑削成形磨（橫磨）主運動11表2-3內(nèi)圓表面加工方法表面成形原理圖鉆擴鉸鏜拉擠行星式內(nèi)圓磨主運動進給運動刀具主運動進給運動工件RRTRRT/RTRTRTTRTT內(nèi)圓磨無心磨典型表面加工方法表2-3內(nèi)圓表面加工方法表面成形原理12主運動進給運動表2-4平面加工方法刀具主運動進給運動工件表面成形原理圖RTRTTT刨插周銑端銑平磨端面平磨車拉T典型表面加工方法主運動進給運動表2-4平面加工方法刀具主運動進給13車螺紋板牙主運動進給運動表2-5螺紋加工方法刀具主運動進給運動工件表面成形原理圖RTRRTTR滾壓絲錐銑螺紋梳形銑刀旋風銑磨螺紋RR典型表面加工方法車螺紋板牙主運動進給運動表2-5螺紋加工方法刀具主運14主運動進給運動表2-6齒形加工方法刀具主運動進給運動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典型表面加工方法主運動進給運動表2-6齒形加工方法刀具主運動進給運動152.1.1工件加工表面

在工件上形成所要求的新表面過程中，工件上有三個不斷變化著的表面（見圖2-1）：

1．待加工表面——工件上有待切削金屬層的表面；

2．已加工表面——工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面；

3．過渡表面(加工表面)——已加工與待加工表面間的切削刃正在切除的表面。上述關(guān)于切削運動、工件表面的基本定義均適用與其它切削加工。2.1.1工件加工表面16圖2-1車削運動和加工表面1-待加工表面2-過渡表面3-已加工表面圖2-1車削運動和加工表面17切削用量用來衡量切削運動。2.1.2切削用量三要素切削用量用來衡量切削運動。2.1.2切削用量三要素181.切削速度v：主運動速度即為切削速度

(m/s或m/min)

主運動為旋轉(zhuǎn)運動:刀具或工件以最大直徑處的切削速度來計算v=πdn/1000

式中：n-主運動速度（r/s）

d-刀具或工件的最大直徑（mm）

主運動為往復(fù)運動:平均速度：v=2Lnr/1000L-往復(fù)運動行程長度（mm）nr-主運動每秒鐘往復(fù)次（str/s）2.1.2切削用量三要素1.切削速度v：主運動速度即為切削速度(m/s或19切削用量三要素2.進給量f

(mm/r或

mm/雙行程)

指工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時（或主運動一循環(huán)時），兩者沿進給方向上相對移動的距離。

當?shù)毒啐X數(shù)z>1時（如：鉆削），每個刀齒相對于工件在進給方向上的位移量，即每齒進給量，以?z表示，單位為mm/z。進給速度

vf=nf

=nfzz

（mm/s或mm/min)

因為進給運動是由刀具完成的，故習慣上又稱走刀運動。其大小稱進給量或走刀量。切削用量三要素2.進給量f20切削用量三要素車削外圓時

ap=(dw-dm)/2

鉆孔時

ap=dm/2

dw-待加工表面直徑

dm-已加工表面直徑

3.背吃刀量（切削深度）

ap背吃刀量ap是指主刀刃與工件切削表面接觸長度，在主運動方向及進給所組成的平面的法線方向上測量的值切削用量三要素車削外圓時21圖2-2切削用量a)車外圓b)車端面c)切槽圖2-2切削用量22例題：

車外圓時工件加工前直徑為62mm，加工后直徑為56mm，工件轉(zhuǎn)速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移動2mm，工件加工長度為110mm，切入長度為3mm，求v、f、ap解：

v=πdn/1000=π·62·4/1000

=0.779m/sf=vf/n

=2/4=0.5mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mm例題：解：f=vf/n=2/4=0.5mm232.1.3切削層參數(shù)由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。切削層在垂直于主運動方向的截面尺寸稱為切削層參數(shù)。它決定了刀具切削部分所承受的負荷和切屑尺寸的大小，還影響切削力和刀具磨損、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通常在基面Pr內(nèi)度量。2.1.3切削層參數(shù)由切削刃正在切削的這一層24

1.切削厚度hD：在垂直于切削刃的方向上度量的切削層截面的尺寸。hD反映了切削刃單位長度上工作負荷的大小

hD＝

fsinκr

2.切削寬度bD

：沿切削刃方向度量的切削層截面的尺寸。bD影響刀具的散熱情況bD＝ap/sinκr

3.切削層面積AD=hDbD=faP

Κr為車刀主偏角，當工藝參數(shù)進給量f與背吃刀量ap確定后，主偏角Κr越大，切削厚度越大hD

，切削寬度越小bD

，當Κr=90°時，hD＝

f

bD＝ap1.切削厚度hD：在垂直于切削刃的方向上度量的切削層截25圖2-11外圓縱車時切削層參數(shù)

a)直線刃時b)曲線刃時當切削刃為直線時，切削刃上各點處的hD相等；切削刃為曲線時，刃上各點的hD是變化的圖2-11外圓縱車時切削層參數(shù)

a)直線刃時26基準設(shè)計基準工藝基準工序基準定位基準測量基準裝配基準粗基準精基準附加基準基準分類歸納如下：2.4基準基準設(shè)計基準工藝基準工序基準定位基準測量基準裝配基準粗基27一、基準

基準是機械制造中是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點，線或面。從設(shè)計和工藝兩個方面看基準，可把基準分為兩大類，即設(shè)計基準和工藝基準?；鶞试O(shè)計基準工藝基準一、基準基準設(shè)計基準工藝基準28（一）設(shè)計基準設(shè)計者在設(shè)計零件時，根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件結(jié)構(gòu)要素之的相互位置關(guān)系，確定標注尺寸（或角度）的起始位置。這些尺寸（或角度）的起始位置作設(shè)計基準。設(shè)計圖樣上所采用的基準就是設(shè)計基準。設(shè)計基準可以是點，也可以是線或者面。（一）設(shè)計基準29刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件30刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件31刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件32（二）工藝基準零件在加工工藝過程中所采用的基準稱為工藝基準。工藝基準又可進一步分為：工序基準，定位基準，測量基準和裝配基準。工藝基準工序基準定位基準測量基準裝配基準粗基準精基準附加基準（二）工藝基準工藝基準工序基準定位基準測量基準裝配基準粗基準331．工序基準在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準，稱為工序基準。1．工序基準34刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件35

在設(shè)計工序基準時，主要應(yīng)考慮如下三個方面的問題：1）應(yīng)盡量用設(shè)計基準作為工序基準；2）工序基準應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢查；3）當采用設(shè)計基準為工序基準有困難時，可另選工序基準，但必須可靠的保證零件設(shè)計尺寸的技術(shù)要求。在設(shè)計工序基準時，主要應(yīng)考慮如下三個方面的問題：36由于工件的工序基準與定位基準不重合而引起的定位誤差，稱為基準不重合誤差。圖2-30所示工件以底面定位銑臺階面，要求保證尺寸a，即工序基準為工件頂面。如刀具已調(diào)整好位置，則由于尺寸b的誤差會使工件頂面位置發(fā)生變化，從而使工序尺寸a產(chǎn)生誤差。bΔDWa圖2-30由于基準不重合引起的定位誤差工序基準

定位基準定位誤差

由于工件的工序基準與定位基準不重合而引起的定位誤差，稱為基準372．定位基準在加工時用于工件定位的基準，稱為定位基準。2．定位基準38刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件39刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件40

（1）粗基準和精基準:未經(jīng)機械加工的定位基準稱為粗基準，經(jīng)過機械加工的定位基準稱為精基準。機械加工工藝規(guī)程中第一道機械加工工序所采用的定位基準都是粗基準。（2）固有基準:零件上原來就有的表面作為定位基準.附加基準:零件上根據(jù)機械加工工藝需要而專門制造出來的定位基準，稱為輔助基準。例如。軸類零件常用頂尖孔定位，頂尖孔就是專為機械加工工藝而設(shè)計的輔加基準。（1）粗基準和精基準:未經(jīng)機械加工的定位基準稱為粗基準，41

3．測量基準在加工中或加工后用來測量工件的形狀、位置和尺寸誤差，測量時所采用的基準，稱為測量基準。

3．測量基準在加工中或加工后用來測量工件的形424．裝配基準在裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準，稱為裝配基準。4．裝配基準在裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位43刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件44刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件45基準設(shè)計基準工藝基準工序基準定位基準測量基準裝配基準粗基準精基準輔加基準基準分類歸納如下：基準設(shè)計基準工藝基準工序基準定位基準測量基準裝配基準粗基462.2切削刀具基本定義金屬切削加工的刀具種類繁多，但刀具切削部分的組成卻有共同點。車刀的切削部分可看作是各種刀具切削部分最基本的形態(tài)。2.2.1車刀切削部分的組成車刀由切削部分和刀柄組成。刀具中起切削作用的部分稱切削部分，夾持部分稱刀柄，圖2-3表示了車刀的組成部分和各部分的名稱。2.2切削刀具基本定義金屬切削加工的刀具47刨刀、銑刀、鉆頭等其他刀具可視為車刀的演變或組合。刨刀、銑刀、鉆頭等其他刀具可視為車刀的演變或組合。48車刀a）焊接式車刀b）整體式車刀c）機夾式車刀圖2-3車刀的結(jié)構(gòu)車刀的切削部分由3個刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），2個刀刃（主切削刃和副切削刃）和1個刀尖組成。車刀a）焊接式車刀b）整體式車刀c）機夾式車刀圖2-3車49切屑流出時經(jīng)過的刀面切削部分：由不同刀面和切削刃構(gòu)成。切屑流出時經(jīng)過的刀面切削部分：由不同刀面和切削刃構(gòu)成。50與過渡表面相對的刀面，也稱主后刀面與過渡表面相對的刀面，也稱主后刀面51與已加工表面相對的刀面與已加工表面相對的刀面52前刀面與后刀面的交線。在切削加工過程中，它擔負著主要的切削工作前刀面與后刀面的交線。在切削加工過程中，它擔負著主要的切削53前刀面與副后刀面的交線。它擔負少量切削工作，配合主切削刃完成切削工作并最終形成工件上的已加工表面前刀面與副后刀面的交線。它擔負少量切削工作，配合主切削刃完成54刀尖是主、副切削刃連接部位，或者是主、副切削刃的交點刀尖是主、副切削刃連接部位，或者是主、副切削刃的交點55尖刀尖b)倒圓刀尖c)倒角刀尖刀尖結(jié)構(gòu)尖刀尖b)倒圓刀尖c)倒角刀尖刀尖結(jié)構(gòu)56圖2-1車削運動和加工表面1-待加工表面2-過渡表面3-已加工表面圖2-1車削運動和加工表面57刀具切削部分的構(gòu)成切削部分由不同刀面和切削刃構(gòu)成。定義如下：

(1)前刀面Aγ

切屑沿其流出的刀面。

(2)后刀面Aα與加工表面相對的刀面。同前刀面相交形成主切削刃的表面，

(3)副后刀面Aα′與已加工表面相對的表面。同前面相交形成副切削刃的表面，

(4)主切削刃S

前刀面與后刀面的交線。它擔負著主要的切削工作。

(5)副切削刃S′前刀面與副后刀面的交線。它擔負少量切削工作。

(6)刀尖主、副切削刃連接處相當少的一部分切削刃。刀具切削部分的構(gòu)成切削部分由不同刀面和切削刃構(gòu)成。定義如下：582.2.2刀具坐標系與刀具幾何角度

刀具幾何角度：是用來表示前、后刀面和切削刃的空間位置的。各刀面和切削刃的空間位置對刀具的切削性能、加工質(zhì)量和切削效率有很大影響。確定刀具幾何角度有工作坐標系(刀削層參數(shù)坐標系)和標注坐標系。2.2.2刀具坐標系與刀具幾何角度刀具592.2.2.1刀具標注角度坐標系在設(shè)計與制造刀具時，需確定刀具角度值的大小，此時還不知道合成切削速度的方向。所以，只能在某些合理的假定條件下建立坐標系，這就是刀具標注角度坐標系，在此坐標系中所確定的刀具角度稱為刀具標注角度。2.2.2.1刀具標注角度坐標系60車削時的假設(shè)條件有：①主切削刃處在水平面上，刀尖恰在工件中心高度上：②刀柄中心線垂直于工件軸線(假定進給方向)；③主運動方向與刀具底面垂直(不考慮進給運動)；④工件已加工表面的形狀為圓柱面。車削時的假設(shè)條件有：①主切削刃處在水平面上，刀尖恰在工件中心61確定刀具角度的坐標參考系：主運動方向靜止參考系進給運動方向刀具安裝位置確定刀具角度的坐標參考系：622.2.2刀具標注角度坐標系參考坐標平面:基面和主切削平面測量平面:正交平面、法平面、假定工作平面及背平面。2.2.2刀具標注角度坐標系參考坐標平面:基面和主切削平63圖3-3車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）圖3-3車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向642.6.2刀具幾何角度

刀具標注角度坐標系（主剖面坐標系）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃主剖面PoA1）基面Pr：通過切削刃選定點與主運動方向垂直的平面。基面與刀具底面平行。切削平面Ps基面Pr圖2-49車刀主剖面坐標系2）切削平面Ps：通過切削刃選定點與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。3）主剖面Po：通過切削刃選定點垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。2.6.2刀具幾何角度刀具標注角度坐標系（主剖面坐標系651.刀具標注坐標系構(gòu)成刀具標注坐標系的基準平面有六個：（1）

基面Pr

：通過切削刃選定點，垂直于假定主運動方向的平面。

車刀的基面平行于刀體底面。鉆頭、銑刀等旋轉(zhuǎn)體類刀具的基面為通過切削刃上選定點，包含刀具軸線的平面。1.刀具標注坐標系構(gòu)成刀具標注坐標系的基準平面有六66基面Pr：通過切削刃上選定點，垂直于該點合成切削運動方向的平面。(一)基面Pr：通過切削刃上選定點，垂直于該點合成切削運動方向的平671.刀具標注坐標系系

(2)

切削平面Ps

：通過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面的平面。也就是通過切削刃上選定點，切于工件加工表面的平面(不考慮進給運動)。1.刀具標注坐標系系(2)

切削平面Ps

：通過切68切削平面Ps

：通過切削刃上選定點，包含該點合成切削速度方向，同時相切于主切削刃的平面(一)切削平面Ps：通過切削刃上選定點，包含該點合成切削速度方向691.刀具標注坐標系(3)

正交平面Po

：通過切削刃選定點，同時垂直于基面和切削平面的平面。1.刀具標注坐標系(3)

正交平面Po

：通過切削刃70正交平面（主剖面）Po：切削刃上選定點的正交平面是過該點并同時垂直于基面和切削平面的平面(一)正交平面（主剖面）Po：切削刃上選定點的正交平面是過該點并同71正交平面（主剖面）Po：切削刃上選定點的正交平面是過該點并同時垂直于基面和切削平面的平面(一)正交平面（主剖面）Po：切削刃上選定點的正交平面是過該點并同72法平面（法剖面）Pn：切削刃上選定點的法平面是過該點并與切削刃垂直的平面(二)法平面（法剖面）Pn：切削刃上選定點的法平面是過該點并與切削73切深剖面（背平面）Pp：通過主切削刃上選定點，垂直于基面的平面，與進給方向垂直的平面(三)切深剖面（背平面）Pp：通過主切削刃上選定點，垂直于基面的平74假定工作平面

Pf：通過主切削刃上選定點，垂直于基面的平面，與進給方向平行的平面(三)假定工作平面Pf：通過主切削刃上選定點，垂直于基面的平面，751.刀具標注坐標系由基準平面Pr

—

Ps

—

Po組成的靜止參考系稱為刀具的正交平面參考系。1.刀具標注坐標系由基準平面Pr

76圖3-3車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向，vf表示假定的進給運動方向）圖3-3車刀的靜止參考系（圖中vc表示假定的主運動方向77刀具幾何角度分類1、刀具標注角度刀具標注角度是在標注坐標系內(nèi)確定。是在刀具制造工作圖上所要標注的角度，即刀具在制造、刃磨和測量時要控制的角度。刀具幾何角度分類1、刀具標注角度78刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件792.刀具的標注角度刀具在正交平面Po中定義的靜態(tài)角度有：（1）前角

go：在正交平面Po上測量的刀具前刀面Ag與基面Pr之間的夾角。通過選定點的基面若位于刀體的實體之外，前角為正值；若基面位于實體之內(nèi),則前角為負值。2.刀具的標注角度801）前角γo

在主剖面內(nèi)測量，是前刀面與基面的夾角。通過選定點的基面位于刀頭實體之外時γo定為正值；位于刀頭實體之內(nèi)時γo定為負值。γo影響切削難易程度。增大前角可使刀具鋒利，切削輕快。但前角過大，刀刃和刀尖強度下降，刀具導熱體積減小，影響刀具壽命。2.6.2刀具幾何角度

刀具標注角度用硬質(zhì)合金車刀切削鋼件，γo取10～20°；切削灰鑄鐵，γo取5～15°；切削鋁及鋁臺金，γo取25～35°；切削高強度鋼，γo取-5～-10°。1）前角γoγo影響切削難易程度。增大前角可使刀812.刀具的標注角度（2）后角ao：在正交平面Po上測量的刀具后刀面Ag與切削平面Ps之間的夾角。（3）楔角bο：楔角bο是在正交平面Po上測量的前刀面Ag與后刀面Aa之間的夾角。bο=

90°--（go+ao）

2.刀具的標注角度（2）后角ao：在正交平面Po上測量的刀822）后角αo

后角αo在主剖面內(nèi)測量，是主后刀面與切削平面的夾角。后角的作用是為了減小主后刀面與工件加工表面之間的摩擦以及主后刀面的磨損。但后角過大，刀刃強度下降，刀具導熱體積減小，反而會加快主后刀面的磨損。2.6.2刀具幾何角度

粗加工和承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠強度，后角可選小些，一般為4°～6°；精加工時切深較小，為保證加工的表面質(zhì)量，后角可選大一些，一般為8°～12°。2）后角αo后角的作用是為了減小主后刀面與工件加832.刀具的標注角度刀具在基面Pr中測量中測量的靜態(tài)角度有：（4）主偏角kr：在基面Pr上測量的切削平面Ps與假定進給方向（假定工作平面Pf）之間的夾角。即主切削刃在基面上的投影與假定進給方向之間的夾角.2.刀具的標注角度刀具在基面Pr中測量中測量的靜態(tài)角度有：843）主偏角κr

在基面內(nèi)測量，是主切削刃在基面上投影與假定進給方向的夾角。κr的大小影響刀具壽命。減小主偏角，主刃參加切削的長度增加，負荷減輕，同時加強了刀尖，增大了散熱面積，使刀具壽命提高。κr的大小還影響切削分力。減小主偏角使吃刀抗力增大，當加工剛性較弱的工件時，易引起工件變形和振動。2.6.2刀具幾何角度

主偏角應(yīng)根據(jù)加工對象正確選取，車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°幾種。3）主偏角κrκr的大小影響刀具壽命。減小主偏角，主刃852.刀具的標注角度（5）副偏角

kr’

：副偏角

kr’是在基面Pr上測量的副切削平面Ps’

與假定進給方向（假定工作平面Pf）之間的夾角。

副偏角

kr’一般為銳角。2.刀具的標注角度（5）副偏角

kr’

：副偏角

kr’是864）副偏角κr′

κr′在基面內(nèi)測量，是副切削刃在基面上的投影與假定進給反方向的夾角。副偏角的作用是為了減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，以防止切削時產(chǎn)生振動。副偏角的大小影響刀尖強度和表面粗糙度。2.6.2刀具幾何角度

在切深、進給量和主偏角相同的情況下，減小副偏角可使殘留面積減小，表面粗糙度降低。4）副偏角κr′副偏角的作用是為了減小副切削刃與工872.刀具的標注角度（6）刀尖角er：刀尖角er是在基面Pr上的測量切削平面Ps與副切削平面之間的夾角。即主切削刃與副切削在基面上投影之間的夾角。

er=

180°--（

kr

+kr’）2.刀具的標注角度（6）刀尖角er：刀尖角er是在基面P88（7）刃傾角λs在切削平面Ps內(nèi)測量的，主切削刃S與基面Pr間的夾角稱刃傾角。有正負之分，刀尖位于切削刃的最高點時定為“+”、反之為負“-”，它影響切屑流向和刀尖強度。切削平面Ps內(nèi)的角度（7）刃傾角λs切削平面Ps內(nèi)的角度892.刀具的標注角度切削刃的選定點、刃傾角和主偏角這三個參數(shù)，確定了主切削刃在參考系中的位置。當ls=0時，主切削刃與切削速度垂直，稱直角切削或正切削。而ls≠0的切削為斜角切削或斜切削。ls為正或負會改變切屑流出的方向。2.刀具的標注角度切削刃的選定點、刃傾角和主偏角這三個參數(shù)90直角切削：λs＝0的切削，主切削刃與切削速度方向垂直斜角切削：λs≠0的切削，主切削刃與切削速度方向不垂直直角切削：λs＝0的切削，主切削刃與切削速度方向垂直915．刃傾角的功用及其選擇5．刃傾角的功用及其選擇92a）b）c）圖2-51刃傾角對排屑方向的影響2.6.2刀具幾何角度

λs影響刀尖強度和切屑流動方向。粗加工時為增強刀尖強度，λs常取負值；精加工時為防止切屑劃傷已加工表面，λs常取正值或零。a）b）c）圖2-51刃傾角對排屑方向的影響2.6.2932.刀具的標注角度在副正交平面Po’上測量（8）副后角ao’

：副后角ao’

是在副正交平面Po’上測量的副后面Aa’與副切削平面Ps’

之間的夾角。（9）副前角go’：前刀面與基面之間的夾角

2.刀具的標注角度在副正交平面Po’上測量942.刀具的標注角度上述7個角度（go、ao、kr、ls、kr’、ao’、go’）是在正交平面參考系中，確定車刀三個刀面（前面Ag、后面Aa、副后面Aa’）、兩個刀刃（主切削刃S、副切削刃S’）的位置所必需的7個獨立的刀具角度。

2.刀具的標注角度上述7個角度（go、ao、kr、95基本角度(κr，κrˊ，λs，γo，αo)確定了主切削刃及前、后刀面的方位。其中γo

，λs確定前刀面方位，κr，αo確定后刀面方位，κr，λs確定主切削刃的方位。

基本角度(κr，κrˊ，λs，γo，αo)確定了主切削刃及前96刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件97在正交平面內(nèi)確定刀具幾何角度時，首先畫出表示切削刃和刀面主位的兩個基本視圖：在基面Pr和切削平面Ps上的投影圖在正交平面內(nèi)確定刀具幾何角度時，首先畫出表示切削刃和刀面主位98刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件99刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件100刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件101D、派生角度（I）刀尖角εr在基面Pr內(nèi)測量的，主切削平面Ps與副切削平面Psˊ間的夾角。

（II）余偏角Ψr在基面Pr內(nèi)測量的主切削平面Ps與背平面Pp間的夾角。

（III）楔角βo在正交平面Po內(nèi)測量的前刀面Ar與后刀面Aα間的夾角。D、派生角度102（2）法平面參考系中的刀具標注角度基本角度：（1）主偏角κr（2）刃傾角λs（3）法前角γn（4）法后角αn（5）副偏角κrˊ派生角度：（1）刀尖角εr（2）余偏角Ψr（3）法楔角βn（2）法平面參考系中的刀具標注角度基本角度：派生角度：103基本角度：（1）主偏角κr（2）進給前角γf（3）進給后角αf（4）背前角γp（5）背后角αp（6）副偏角κrˊ（3）進給切深平面參考系中的刀具標注角度派生角度：（1）刀尖角εr（2）余偏角Ψr（3）背楔角βp（4）進給楔角βf基本角度：（3）進給切深平面參考系中的刀具標注角度派生角度：104坐標平面參考系坐標平面參考系105二、刀具的標注角度確定刀具角度的坐標參考系：主運動方向靜止參考系進給運動方向刀具安裝位置實際合成切削運動方向工作參考系進給運動方向刀具實際安裝位置二、刀具的標注角度確定刀具角度的坐標參考系：106工作角度是刀度工作狀態(tài)下的角度。它的大小與切削運動和刀具安裝位置有關(guān)刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件1071)刀具工作(切削參數(shù))坐標系1)切削參數(shù)坐標系切削參數(shù)坐標系又稱刀具工作坐標系，它是在刀具實際工作狀態(tài)下建立的坐標系，因而與合成切削速度ve相聯(lián)系。刀具切削參數(shù)坐標系的三個坐標平面分別是：①工作基面Pre—通過切削刃某選定點，垂直于合成切削速度ve的平面。

②工作切削平面Pse—通過切削刃某選定點，與工件加工表面相切的平面。

合成切削速度被包含在切削平面之中，切削平面與基面相互垂直。1)刀具工作(切削參數(shù))坐標系1)切削參數(shù)坐標系切削參數(shù)坐108三、刀具的工作角度[例1]基面Pr與工作基面Pre的比較：基面Pr是通過切削刃上選定點且垂直于假定主運動方向的平面；而工作基面Pre是通過切削刃上選定點，垂直于合成切削運動方向的平面。二者的不同點在于前者的主運動方向是假定的，而后者的合成切削運動方向是實際存在的。三、刀具的工作角度[例1]基面Pr與工作基面Pre的109③工作正交平面Poe—垂直于切削刃在基面上的投影的平面。

④工作副正交平面P′oe—垂直于副切削刃在基面上的投影的平面。③工作正交平面Poe—垂直于切削刃在基面上的投影的平面110刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件111圖2．28所示為橫向切入車削時的切削平面和基面。橫車的加工表面為阿基米德螺旋面。可見基面并非是一個水平面，而是切削運動軌跡圓的法平面。切削平面也不是一個垂直面，而是切削運動軌跡面的切平面。它們與相應(yīng)的前刀面及后刀面組成了夾角。圖2．28所示為橫向切入車削時的切削1122.2.4刀具的工作角度

1．進給運動的影響

1）橫車

切斷刀切斷工件時（圖2-9），若不考慮進給運動，切削刃上選定A的運動軌跡是一圓，因此該點的基面是過A點的工作徑向平面Pγ，切削平面為過A點與Pγ垂直的切平面Ps，其前后角γo、αo（圖2-9）。當考慮進給運動后，切削刃上A點的運動軌跡已是一阿基米德螺旋線，這時的切削平面Pse已是過A點的阿氏螺線的切線，基面Pre已是A點的與Pse垂直的平面，在這個測量坐標平面內(nèi)的前角γoe、后角也不是原來的標注角度γo、αo，此時

2.2.4刀具的工作角度1．進給運動的影響113

(2-4)式中μ––––橫向進給運動對工作角度的影響；

f––––刀具相對工件的橫向進給量，mm/r；

dω––––切削刃上選定點A處的工作直徑，mm。切削刃越接近工作中心，dω值越小，γoe越大，而αoe越小，甚至變?yōu)榱慊蜇撝?，對刀具的切削就越不利。γoe=γo＋μαoe=αo-μ(2-3)μ角是主運動方向與合成切削速度方向間的夾角。

114刀具工作角度

式中μ角是主運動方向與合成切削速度方向間的夾角?！暨M給運動對工作角度的影響橫切（圖2-53）α0e=α0-μγ0e=γ0+μ

μγ0μPsPes圖2-53切斷刀的工作角度fxα0（2-8）2.6.2刀具幾何角度

（2-8a）刀具工作角度式中μ角是主運動方向與合成切削速度方向間的夾角115圖2-9橫向進給運動對工作角度的影響

圖2-9橫向進給運動對工作角度的影響1162)縱車

若先不考慮進給運動的影響,如圖2-23所示。

當考慮進給運動后，在進給剖面內(nèi)，合成切削運動速度vef方向相對于主運動v方向轉(zhuǎn)動了一個uf角；因而，工作基面Pre、工作切削平面Pse也相對于Pr、Ps面轉(zhuǎn)過了同樣的u角。于是Pre、Pse和Poe構(gòu)成了工作坐標系，則正交平面內(nèi)的工作角度為2)縱車若先不考慮進給運動的影響,如圖2-23所示。117γoe=γo＋μαoe=αo-μ而在進給剖面(平行進給方且垂直于基面)中，根據(jù)螺旋線展開后的關(guān)系，可得換算到正交平面內(nèi)得：

γoe=γo＋μ118μ值不僅與進給量f有關(guān)，也與加工直徑dω有關(guān)，在車削螺紋或蝸桿，尤其是導程大的多頭螺紋時，uf值很大。因此，對于右旋工件應(yīng)將螺紋刀左切削刃的后角磨大一些；而右切削刃的后角磨得小一些μ值不僅與進給量f有關(guān)，也與加工直119刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件120

縱切（圖2-54）

在進給剖面，有：將其換算到主剖面內(nèi)得到：在主剖面內(nèi)：（2-9）O—O圖2-54外圓車刀工作角度μffγoeαoeπdwμγooαμfoκrACAO

vf

B

C

B

f

O

dwαffeαγfγfe2.6.2刀具幾何角度

縱切（圖2-54）在進給剖面，有1212.刀尖位置高低的影響安裝刀具時，刀尖不一定在機床中心高度上。如刀尖高于機床中心高度（圖2-10），此時選定點A的基面和切削平面已變?yōu)檫^A點的徑向平面Pγe和與之垂直的切削平面Pse，其工作前角和后角分別為γPe、αPe。可見，刀具工作前角γpe比標注前角γP增大了，工作后角αPe比標注后角αP減小了，可寫成：

2.刀尖位置高低的影響安裝刀具時，刀尖122γpe=γp+θpαpe=αp-θp(2-5)(2-6)式中θp——刀尖位置變化引起前后角的變化值（弧度）。

h——刀尖高于機床中心的數(shù)值，mm。

dw——工件直徑，mm。γpe=γp+θpαpe=αp-θp123圖2-10刀尖位置高時的刀具工作角度圖2-10刀尖位置高時的刀具工作角度124刀具工作角度◆刀具安裝對工作角度的影響圖2-52車刀安裝高度對工作角度的影響γre=γrα0e=α0a）α

0e＜α0b）α

0e＞α0c）γre＜γrγre＞γr

2.6.2刀具幾何角度

刀具工作角度◆刀具安裝對工作角度的影響圖2-52車刀安裝125三、刀具的工作角度2.刀具安裝位置對工作角度的影響

2)刀桿軸線與進給方向不垂直的影響

kre==

kr±

Gr

kre’==

kr’-（±

Gr）

三、刀具的工作角度2.刀具安裝位置對工作角度的影響kre1262.3刀具材料2.3.1刀具材料應(yīng)具備的性能1.高硬度刀具材料的硬度必須高于被切工件的硬度，常溫硬度必須在HRC62以上。2.高耐磨性刀具在切削時承受著劇烈摩擦，因此刀具材料應(yīng)具有較強的耐磨性，它取決于材料本身的硬度、化學成分和金相組織。3.足夠的強度和韌度刀具切削時要承受很大的壓力、沖擊和振動，刀具材料必須具有足夠的抗彎強度σbb和沖擊韌度αK。2.3刀具材料2.3.1刀具材料應(yīng)具備的性能1274.高耐熱性指在高溫下保持材料硬度的性能，用高溫硬度或紅硬性表示。耐熱性越好，允許的切削速度越高。因此它是衡量刀具材料性能的重要指標。5.具有良好的工藝性和經(jīng)濟性即要求刀具材料本身的可切削性能、磨削性能、熱處理性能、焊接性能等要好，且又要資源豐富，價格低廉。

刀具材料的種類：有工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬材料四大類，其主要物理力學性能見表2-1。表2-1各類刀具材料的物理力學性能4.高耐熱性指在高溫下保持材料硬度的性能，用高溫硬度或紅128材料種類密度ρ/g/cm3硬度HRC（HRA）[HV]抗彎強度σbb/GPa沖擊韌度αK/(MJ/m2)導熱系數(shù)K/[W/（m·K）]耐熱性/℃切削速度大致比值工具鋼碳素工具鋼7.6～7.860～65(81.2～84)2.16-～41.87200～2500.32～0.4合金工具鋼7.7～7.960～65(81.2～84)2.35-～41.87300～4000.48～0.6高速鋼8.0～8.863～70(83～86.6)1.96～4.41-16.75～25.1600～7001～1.2硬質(zhì)合金鎢鈷類14.3～15.3(89～91.5)1.08～2.160.098～0.58875.4～87.98003.2～4.8鎢鈦鈷類9.35～13.2(89～92.5)0.882～1.370.019～0.05920.9～62.89004～4.8含有碳化鉭、鈮類-(～92)～1.470.0029～0.0068-1000～11006～10碳化鈦基類5.56～6.3(92～93.3)0.78～1.08--11006～10陶瓷氧化鋁陶瓷3.6～4.7(91～95)0.44～0.686-4.19～20.9312008～12氧化鋁碳化物混合陶瓷0.71～0.880.0049～0.011711006～10氮化硅陶瓷3.26[5000]0.735～0.53-37.681300-超硬材料立方氮化硼3.44～3.49[8000～9000]～0.294-75.551400～1500-人造金剛石3.47～3.56[1000]0.21～0.48-146.54700～800～25材料種類密度ρ硬度HRC抗彎強度沖擊韌度導熱系數(shù)K/耐熱性1292.6.3刀具材料

刀具材料的發(fā)展2.6.3刀具材料刀具材料的發(fā)展1302.6.3刀具材料

圖2-55

刀具材料的發(fā)展與切削加工高速化的關(guān)系切削速度（m/min）2000100050020010050201018001850190019502000年代碳素工具鋼合金工具鋼WC系硬質(zhì)合金高速鋼WC-TiC系硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金TiAlN涂層硬質(zhì)合金DLC涂層硬質(zhì)合金TiC-TiN金屬陶瓷聚晶立方氮化硼（PCBN）陶瓷聚晶金剛石（PCD）2.6.3刀具材料圖2-55刀具材料的發(fā)展與切削加工131刀具材料種類很多，常用的有工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石（天然和人造）和立方氮化硼等。碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性很差，目前僅用于手工工具?！舾咚黉摳咚黉撌且环N加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。特點：1）強度高，抗彎強度為硬質(zhì)合金的2～3倍；2）韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍；3）硬度HRc63以上，且有較好的耐熱性；4）可加工性好，熱處理變形較小。應(yīng)用：常用于制造各種復(fù)雜刀具（如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。2.6.3刀具材料

常用刀具材料刀具材料種類很多，常用的有工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼132加工材料范圍廣泛，如鋼、鐵和有色金屬等。高速鋼按化學成分可分為鎢系、鉬系（含Mo的質(zhì)量分數(shù)2%以上）；按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件1331.普通高速鋼指用來加工一般工程材料的高速鋼，常用的牌號有：(1)W18Cr4V

屬鎢系高速鋼，具有較好的切削性能，使用最為普遍。(2)W6Mo5Cr4V2

屬鎢鉬系高速鋼、碳化物分布均勻性、韌性和高溫塑性均超過W18Cr4V，但磨削性能較差，目前主要用于熱軋刀具，如麻花鉆等。(3)W9Mo3Cr4V

它是國內(nèi)新近使用的一種高速鋼，綜合性能好，刀具耐用度有所提高，可代替W6Mo5Cr4V2使用。普通高速鋼具有一定的硬度和耐磨性，較高的強度和韌性，較好的塑性，可制造各種刀具，尤其是復(fù)雜刀具。1.普通高速鋼指用來加工一般工程材料的高速鋼，常用的牌號有：1342.高性能高速鋼在普通高速鋼內(nèi)增加C、V的含量和添加Co、Al等合金元素就得到高性能高速鋼。它可進一步提高耐熱性和耐磨性。2.高性能高速鋼在普通高速鋼內(nèi)增加C、135(1)鈷高速鋼（W2Mo9Cr4VCo8）具有良好的綜合性能，加入鈷可提高它的高溫硬度，在600℃時硬度為HRC55，故允許的切削速度較高，有一定韌性，可磨削性好，加工耐磨合金鋼、不銹鋼時，刀具耐用度明顯提高。但鈷含量較多成本較貴。

(2)鋁高速鋼（W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al）加入了少量的鋁不但提高了鋼的耐熱性和耐磨性，而且還能防止含碳量高引起的強度和韌性下降。加工HRC30~40的調(diào)質(zhì)鋼時，刀具耐用度提高3~4倍，但磨削性能差，熱處理溫度控制困難。(1)鈷高速鋼（W2Mo9Cr4VCo8）具有良好的綜合性能1363.粉末冶金高速鋼將高頻感應(yīng)爐熔煉的鋼液用高壓惰性氣體（如氬氣）霧化成粉末，再經(jīng)冷壓或熱壓（同時燒結(jié)）制成刀坯或鋼坯，最后經(jīng)軋制成鍛制成材。優(yōu)點是韌性、硬度較高，可磨削性能好，材質(zhì)均勻，熱處理變形小，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，故刀具耐用度高，可切削各種難加工材料，特別適宜制造精密刀具和復(fù)雜刀具。粉末冶金化，表面處理及涂層等3.粉末冶金高速鋼將高頻感應(yīng)爐熔煉的鋼液用高壓惰性氣體（137表2-9常用高速鋼牌號及其應(yīng)用范圍類別牌號主要用途普通高速鋼W18Cr4V廣泛用于制造鉆頭、絞刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等W14Cr4VmnRe用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等高性能高速鋼高碳95W18Cr4V用于制造對韌性要求不高，但對耐磨性要求較高的刀具高礬W12Cr4V4Mo用于制造形狀簡單，對耐磨性要求較高的刀具超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造復(fù)雜刀具和難加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高強度耐熱鋼的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形狀簡單的刀具，如加工鐵基高溫合金的鉆頭W12Cr4V3Mo3Co5Si耐磨性、耐熱性好，用于制造加工高強度鋼的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作難加工材料的刀具，因其磨削性好可作復(fù)雜刀具，價格昂貴

2.6.3刀具材料

表2-9常用高速鋼牌號及其應(yīng)用范圍類別牌號主要138

2.硬質(zhì)合金金屬碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等)＋金屬粘接劑(Co、Ni等)高壓成形后，高溫燒結(jié)而成。硬度、耐熱性、耐磨性很高，切削速度遠高于高速鋼抗彎強度低、脆性大，抗沖擊振動性能差分類

YG

(K)

類

YT

(P)類

YW(M)類短切屑黑色金屬加工長切屑的鋼材、鑄鐵等有色金屬非金屬黑色金屬有色金屬非金屬

WC+CoWC+TiC+CoWC+TiC+TaC+Co2.硬質(zhì)合金金屬碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等1392.3.3硬質(zhì)合金1.硬質(zhì)合金性質(zhì)硬質(zhì)合金是由硬度很高的金屬碳化物（如Wc、TiC、TaC、NbC等）、金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）以粉末冶金法制成的。由于硬質(zhì)合金中含有大量金屬碳化物，其硬度、熔點都很高，化學穩(wěn)定性也好，因此硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性都很高，硬度可達HRA89~93，在800~1000℃時仍能進行切削，允許切削速度為100m/min(1.67m/S)。但抗彎強度和沖擊韌度較差。硬質(zhì)合金由于切削性能優(yōu)良，已成為主要的刀具材料，不但絕大部分車刀采用硬質(zhì)合金，端銑刀和一些形狀復(fù)雜的刀具如麻花鉆、齒輪滾刀、鉸刀、拉刀等也日益廣泛采用此材料。2.3.3硬質(zhì)合金1.硬質(zhì)合金性質(zhì)硬質(zhì)合金是由硬度很140

2.硬質(zhì)合金的種類和牌號硬質(zhì)合金成分和性能見表2-3。(1)鎢鈷類（Wc-Co）牌號用YG表示。主要牌號有YG3、YG6、YG8，后綴數(shù)字表示鈷的質(zhì)量百分含量。相當于ISO的“K”類。表中：Y—硬質(zhì)合金；G—鈷，其后數(shù)字表示含鈷量（質(zhì)量）；X—細晶粒；T—TiC，其后數(shù)字表示TiC含量（質(zhì)量）；A一含TaC(NbC)的鎢鈷類合金；N—以鎳、鉬作粘結(jié)劑的TiC基合金。2.硬質(zhì)合金的種類和牌號硬質(zhì)合金成分和性能見表2-3。141(2)鎢鈦鈷類（WC—TiC—Co）牌號用YT表示，常用牌號有YT5、YT14、YT15、YT30，后綴數(shù)字表示TiC的質(zhì)量百分含量。相當于ISO中的“P”類。(3)鎢鈷鉭（鈮）類（WC—TaC(NbC)—Co）牌號用YGA表示，常用牌號YGA6，后綴數(shù)字表示Co的質(zhì)量百分含量，相當于K類。(4)鎢鈦鈷鉭（鈮）類（WC—TiC—TaC(NbC)-Co）牌號用YW表示，常用牌號YW1、YW2。相當于ISO中的M類。刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件1423.硬質(zhì)合金的選用YG類硬質(zhì)合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。(低速切削)切削上述材料時，呈崩碎切屑，切削熱、切削力集中在刀尖附近，沖擊力大。由于YG類硬質(zhì)合金抗彎強度、沖擊韌度好，故可減少崩刃。它又具有較好的導熱性，切削熱傳出快，可降低刀尖溫度。但它的耐熱性差，不宜采用較高的切削速度。YG類的韌性和可磨削性好，可磨出較銳利的切削刃，適用加工有色金屬和纖維層壓材料。3.硬質(zhì)合金的選用YG類硬質(zhì)合金主要用143由于硬質(zhì)合金中的鈦元素和被加工材料中的鈦元素之間產(chǎn)生親和力使粘結(jié)現(xiàn)象嚴重，導致切削溫度升高，摩擦系數(shù)增大，加劇了刀具磨損，故加工含鈦的不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）和鈦合金時宜選用YG類硬質(zhì)合金

加工淬火鋼、高強度鋼、奧氏體鋼和高溫合金時，切削力大，切削力集中在刀尖附近，易崩刃，故選用強度較高、韌性較好、熱導率大的YG類硬質(zhì)合金。由于硬質(zhì)合金中的鈦元素和被加工材料中的144

YT類適用于加工塑性材料如鋼料等。高速切削鋼料加工該類材料時，摩擦嚴重，切削溫度高。YT類具有較高的硬度和耐磨性，尤其具有高的耐熱性，在高速切削鋼料時，刀具磨損小，刀具耐用度高。低速切削時，因韌性差，易崩刃，不如YG類好。硬質(zhì)合金中含鈷量增多，WC、TiC含量減少時，抗彎強度和沖擊韌度提高，硬度、耐熱性降低，適用于粗加工，

含鈷量減少，WC、TiC增加時，硬度、耐磨性和耐熱性增加，強度、韌性降低，適用于精加工。刀具切削部分幾何參數(shù)ppt課件145YW類硬質(zhì)合金綜合性能較好，除可加工鑄鐵、有色金屬和鋼料外，主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。YW類硬質(zhì)合金綜合性能較好，除可加工鑄鐵、有色金屬和鋼料外，146牌號應(yīng)用范圍YG3硬度、抗彎耐磨強度、性、韌性、切削進給速度量鑄鐵、有色金屬、高溫合金的精、半精加工，無沖擊YA6冷硬鑄鐵、淬硬鋼、有色金屬及合金的精、半精加工YG6X鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精、半精加工，YG6鑄鐵、有色金屬、高溫合金的半精加工和粗加工YG8鑄鐵、有色金屬、高溫合金粗加工，可用于斷續(xù)切削YT30硬度、抗彎耐磨強度、切削韌性、速度進給碳素鋼、合金鋼的精加工YT15碳鋼、合金鋼連續(xù)切時粗、半精加工，斷續(xù)切精加工YT5碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用于斷續(xù)切削YW1同上高強度鋼、碳鋼、鑄鐵、有色金屬等的精、半精加工YW2高強度鋼、碳鋼、鑄鐵、有色金屬等的半精與粗加工YN05同上碳鋼、合金鋼的高速精車，系統(tǒng)剛性好的細長軸精車YN10碳鋼、合金鋼、淬硬鋼連續(xù)表面的精加工牌號應(yīng)用范圍YG3硬度、抗彎鑄鐵、有色金屬、1474.其它硬質(zhì)合金（1）碳化鈦基硬質(zhì)合金它是以碳鈦化為硬質(zhì)相，鎳、鉬為粘結(jié)相的硬質(zhì)合金。牌號用YN表示，是介于碳化鎢基硬質(zhì)合金與陶瓷之間的一種刀具材料。其優(yōu)點是硬度高，抗粘結(jié)力、抗磨損能力都很強，耐磨性接近陶瓷。目前主要用于精加工或半精加工長切屑材料，代表牌號是YN10。（2）超細晶粒硬質(zhì)合金指碳化物顆粒的平均尺寸在1μm以下的鎢鈷類硬質(zhì)合金，主要用于冷硬鑄鐵、淬硬鋼、不銹鋼及高溫合金等加工。代表牌號有YG10H、YH1、YH2、YH3等。4.其它硬質(zhì)合金（1）碳化鈦基硬質(zhì)合金它是以碳鈦化為硬1482.3.5刀具材料的表面涂覆層在高速鋼、硬質(zhì)合金等材料制成的刀具上，在高溫真空中以化學氣體涂覆法使其沉積極?。?～12μm）的一層高硬度、耐磨和難熔的金屬碳化鈦（TiC）、氮化鈦（TiN），涂層呈金黃色。涂層固有的硬度高（HRC80），摩擦系數(shù)低，使刀具的摩損顯著降低，涂層還具有抗氧化能力和抗粘結(jié)性能好的特點。切削速度可提高30%～50%，刀具總壽命可提高數(shù)倍至十倍。具有涂覆層的刀具材料目前有兩種：1.涂層高速鋼耐磨性顯著提高，主要用于鉆頭、絲錐、成形鉸刀、齒輪加工刀具等。2.涂層硬質(zhì)合金常涂在韌性較好的鎢鈷類硬質(zhì)合金刀片表面，廣泛用于不可轉(zhuǎn)位片。2.3.5刀具材料的表面涂覆層在1492.3.4其它刀具材料1.陶瓷刀具材料

（硬、脆、價格低）主要有兩大類，即氧化鋁（Al2O3）基陶瓷材料和氮化硅（Si3N4）基陶瓷材料。陶瓷刀具有很高的硬度（HRA91～95）和耐磨性、耐熱性高，在1200℃時仍保持HRA80；化學穩(wěn)定性好，與鋼不易親和，抗粘結(jié)、抗擴散能力較強；具有較低的摩擦系數(shù)。加工表面粗糙度較小。但抗彎強度低、韌度差，抗沖擊性能差。主要用于高速精加工和半精加工冷硬鑄鐵、淬硬鋼等。缺點:性脆、抗沖擊韌性差、抗彎強度低。2.3.4其它刀具材料1.陶瓷刀具材料（硬、脆、價格1502.金剛石（最硬、耐磨性好，耐熱性較差800℃）金剛石分天然和人選兩種，都是碳的同素異形體。天然金剛石由于價格昂貴用得很少。人造金剛石是在高溫高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而成的，其硬度接近于10000HV，故可用于高速精加工有色金屬及硬合金、加工陶瓷、非金屬硬脆材料。它不適合加工鐵族材料，因為高溫時極易氧化、碳化，與鐵發(fā)生化學反應(yīng)，刀具極易損壞。目前主要用作磨牙具和磨料。2.金剛石（最硬、耐磨性好，耐熱性較差800℃）1513.立方氮化硼立方氮化硼CBN是由六方BN（hBN）在合成金剛石的相同條件下加入氮化劑轉(zhuǎn)變而成。其硬度高達8000～9000HV，耐磨性好，耐熱性好，高達1400℃。主要用于對淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金進行半精加工和精加工。3.立方氮化硼立方氮化硼CBN是由六方BN（hBN）在合1522.6.3刀具材料

刀具材料種類合金高速鋼硬質(zhì)合金陶瓷天然

聚晶金剛石聚晶立方氮工具鋼W18Cr4VYG6Si3N4

金剛石

PCD

化硼

PCBN材料性能硬度HRC65HRC66HRA90HRA93HV10000

HV7500

HV4000抗彎強度2.4GPa3.2GPa1.45GPa0.8GPa0.3GPa2.8GPa1.5GPa導熱系數(shù)40-50

20-30

70-100

30-40

146.5

100-12040-100熱穩(wěn)定性350℃620℃1000℃1400℃800℃

600-800℃＞1000℃化學惰性低惰性大惰性小惰性小惰性大耐磨性低低較高高最高最高很高一般精度Ra≤0.8高精度Ra=0.4-0.2加工質(zhì)量Ra≤0.8IT7-8Ra=0.1-0.05IT5-6IT7-8IT5-6可替代磨削加工對象低速加工一般鋼材、鑄鐵一般鋼材、鑄鐵粗、精加工一般鋼材、鑄鐵粗、精加工高硬度鋼材精加工硬質(zhì)合金、銅、鋁有色金屬及其合金、陶瓷等高硬度材料淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料表2-11

普通刀具材料與超硬刀具材料性能與用途對比2.6.3刀具材料刀具材料種類合金高1532.6.3刀具材料

天然金剛石PCBNPCD氧化物陶瓷氮化物陶瓷硬質(zhì)合金涂層WC硬質(zhì)合金涂層超細粒狀硬金屬涂層高速鋼TiN涂層高速鋼斷裂韌性耐磨性圖2-56刀具材料的耐磨性與斷裂韌性2.6.3刀具材料天然金剛石