2.1金属切削刀具基础
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• 重点与难点 ★
1.理解：进给运动对刀具 刀具角度参考系及刀具角度 的定义 工作角度的影响；常 用刀具材料的种类及 特点 2.掌握：切削运动、切削 层参数、切削用量等 基本概念；刀具切削 部分的构造和刀具角 度的定义
第二章 切削过程及其控制
刀具材料应具备的性能
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
• 耐磨性表示抵抗机械磨损、磨料磨损、粘
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
切削加工必须具备的三个条件：
• 1.刀具与工件之间要有相对运动 • 2.刀具具有适当的几何参数，即切削角度 • 3.刀具材料具有一定的切削性能
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
2.1
金属切削刀具基础
金属切削的基本知识
一、切削运动
二、工件加工表面
• 陶瓷刀具与传统硬质合金刀具相比，具有 下列优点： • 1）可加工硬度高达65HRC的高硬度难加工 材料 • 2）可进行粗车及铣、刨等大冲击间断切削 • 3）耐用度可提高几倍至几十倍 • 4）切削效率提高3~10倍，可实现以车、铣 代磨
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具材料的选择
2.1金属切削刀具基础
高速钢刀具
第二章 切削过程及其控制
硬质合金 例
钨钴类 （YG） 钨钛钴 类（YT）
2.1金属切削刀具基础
陶瓷材料
人造金刚石
YG3、 YT5、 YG6 YT15 硬度
HRA89~91 （HRC74~78） HRA86~96 HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
主运动、进给运动 三个变化的表面
三、切削用量
四、刀具几何参数 五、切削层参数 六、刀具材料
三要素
计算 选择
刀具组成 刀参考系 几何角度
切削厚度、切削宽度、切削面积
性能、高速钢、硬质合金
第二章 切削过程二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具的组成：切削部分+夹持部分
耐热性 OC
850~1000
1200
（12~14）
700~800
许用切削速度 1.7~5 m/s （速比） （6）
热处理变形 用途 不需要 各种刀片
高硬度钢材 精加工
不宜加工钢铁材 料
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
硬质合金刀块
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
陶瓷材料
后角的作用
2.1金属切削刀具基础
减小主后刀面与加工表面的 摩擦
第二章 切削过程及其控制
刃倾角
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
刃倾角的作用
2.1金属切削刀具基础
刃倾角对切屑排出方向的影响
刀尖位于切削刃的最低点
刀尖位于切削刃的最高点
第二章 切削过程及其控制
1. 进给运动对刀具工作角度的影响 （1）横向进给运动的影响
2、常用刀具材料的性能及用途
第二章 切削过程及其控制
三、刀具材料
2、常用刀具材料的性能及用途 碳素工具钢 合金工具钢 T10、T10A T12 HRC61~65 200~250 0.13
（0.2~0.4）
2.1金属切削刀具基础
高速钢 W18Cr4V HRC62~65 600 0.5~1.08
（1 ）
• 刀具材料主要根据工件材料、刀具形状和类型及 加工要求等进行选择。切削一般钢与铸铁的刀具 材料种类很多，不多做介绍；对于切削刃形状复 杂的刀具，例如成形车刀、拉刀、丝锥、板牙、 齿轮刀具，以及容屑槽是螺旋形的刀具，例如麻 花钻、扩孔钻、铰刀、立铣刀、圆柱铣刀，目前 大多用高速钢制造。硬质合金的牌号很多，总的 加工范围十分广泛，切削速度和刀具耐用度也很 高，为了提高生产率，应尽量选用。
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具材料知识点
• 1.刀具材料有哪几种？ （高速钢、硬质合金、工具钢、陶瓷、立方氮化硼 和金刚石） • 2.目前最长用的刀具材料是哪两种？ （高速钢和硬质合金） • 3.常用刀具材料的种类及特点
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
小结
• 教学目的及要求：
例 硬度 耐热性 OC 许用切削速度 m/s
（速比）
CrWMn、 9SiCr HRC61~65 300~400 >20%碳素工 具钢
（0.5~0.6）
热处理变形 用途
大 手工工具
小 铰刀、拉 刀……
小
铣刀、齿轮刀 具……
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
碳素钢刀具
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
（2）纵向进给运动的影响
第二章 切削过程及其控制
工作角度 刀具装夹位置的影响
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
工作角度 刀具装夹位置的影响
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具装夹位置的影响
（2）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响
n
夹持部分 切削部分
f
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
切削部分的组成：三面、两刃、一尖
n
副后面 前刀面
n
主切削刃
副切削刃 前刀面
主后面
f
f
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
切削方式
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
接磨损、相变磨损等的能力，是刀具材料 的机械性能、组织结构和化学性能的综合 反映。
第二章 切削过程及其控制
三、刀具材料 1、对刀具材料的要求
2.1金属切削刀具基础
（1）较高硬度和耐磨性，常温下60HRC以上 （2）足够的强度和韧性 （3）良好的耐热性 （4）良好的导热性和耐热冲击性 （5）良好工艺性
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
主偏角、副偏角越大，残留面积越大 主偏角越大，进给抗力越大，切深抗力越小
第二章 切削过程及其控制
前角和后角
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
前角的作用
2.1金属切削刀具基础
前角越大，刀越锋利、切削轻快， 强度下降、不利散热
第二章 切削过程及其控制
1.理解：进给运动对刀具 刀具角度参考系及刀具角度 的定义 工作角度的影响；常 用刀具材料的种类及 特点 2.掌握：切削运动、切削 层参数、切削用量等 基本概念；刀具切削 部分的构造和刀具角 度的定义
第二章 切削过程及其控制
刀具材料应具备的性能
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
• 耐磨性表示抵抗机械磨损、磨料磨损、粘
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
切削加工必须具备的三个条件：
• 1.刀具与工件之间要有相对运动 • 2.刀具具有适当的几何参数，即切削角度 • 3.刀具材料具有一定的切削性能
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
2.1
金属切削刀具基础
金属切削的基本知识
一、切削运动
二、工件加工表面
• 陶瓷刀具与传统硬质合金刀具相比，具有 下列优点： • 1）可加工硬度高达65HRC的高硬度难加工 材料 • 2）可进行粗车及铣、刨等大冲击间断切削 • 3）耐用度可提高几倍至几十倍 • 4）切削效率提高3~10倍，可实现以车、铣 代磨
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具材料的选择
2.1金属切削刀具基础
高速钢刀具
第二章 切削过程及其控制
硬质合金 例
钨钴类 （YG） 钨钛钴 类（YT）
2.1金属切削刀具基础
陶瓷材料
人造金刚石
YG3、 YT5、 YG6 YT15 硬度
HRA89~91 （HRC74~78） HRA86~96 HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
主运动、进给运动 三个变化的表面
三、切削用量
四、刀具几何参数 五、切削层参数 六、刀具材料
三要素
计算 选择
刀具组成 刀参考系 几何角度
切削厚度、切削宽度、切削面积
性能、高速钢、硬质合金
第二章 切削过程二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具的组成：切削部分+夹持部分
耐热性 OC
850~1000
1200
（12~14）
700~800
许用切削速度 1.7~5 m/s （速比） （6）
热处理变形 用途 不需要 各种刀片
高硬度钢材 精加工
不宜加工钢铁材 料
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
硬质合金刀块
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
陶瓷材料
后角的作用
2.1金属切削刀具基础
减小主后刀面与加工表面的 摩擦
第二章 切削过程及其控制
刃倾角
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
刃倾角的作用
2.1金属切削刀具基础
刃倾角对切屑排出方向的影响
刀尖位于切削刃的最低点
刀尖位于切削刃的最高点
第二章 切削过程及其控制
1. 进给运动对刀具工作角度的影响 （1）横向进给运动的影响
2、常用刀具材料的性能及用途
第二章 切削过程及其控制
三、刀具材料
2、常用刀具材料的性能及用途 碳素工具钢 合金工具钢 T10、T10A T12 HRC61~65 200~250 0.13
（0.2~0.4）
2.1金属切削刀具基础
高速钢 W18Cr4V HRC62~65 600 0.5~1.08
（1 ）
• 刀具材料主要根据工件材料、刀具形状和类型及 加工要求等进行选择。切削一般钢与铸铁的刀具 材料种类很多，不多做介绍；对于切削刃形状复 杂的刀具，例如成形车刀、拉刀、丝锥、板牙、 齿轮刀具，以及容屑槽是螺旋形的刀具，例如麻 花钻、扩孔钻、铰刀、立铣刀、圆柱铣刀，目前 大多用高速钢制造。硬质合金的牌号很多，总的 加工范围十分广泛，切削速度和刀具耐用度也很 高，为了提高生产率，应尽量选用。
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具材料知识点
• 1.刀具材料有哪几种？ （高速钢、硬质合金、工具钢、陶瓷、立方氮化硼 和金刚石） • 2.目前最长用的刀具材料是哪两种？ （高速钢和硬质合金） • 3.常用刀具材料的种类及特点
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
小结
• 教学目的及要求：
例 硬度 耐热性 OC 许用切削速度 m/s
（速比）
CrWMn、 9SiCr HRC61~65 300~400 >20%碳素工 具钢
（0.5~0.6）
热处理变形 用途
大 手工工具
小 铰刀、拉 刀……
小
铣刀、齿轮刀 具……
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
碳素钢刀具
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
（2）纵向进给运动的影响
第二章 切削过程及其控制
工作角度 刀具装夹位置的影响
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
工作角度 刀具装夹位置的影响
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
刀具装夹位置的影响
（2）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响
n
夹持部分 切削部分
f
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
切削部分的组成：三面、两刃、一尖
n
副后面 前刀面
n
主切削刃
副切削刃 前刀面
主后面
f
f
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
切削方式
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
接磨损、相变磨损等的能力，是刀具材料 的机械性能、组织结构和化学性能的综合 反映。
第二章 切削过程及其控制
三、刀具材料 1、对刀具材料的要求
2.1金属切削刀具基础
（1）较高硬度和耐磨性，常温下60HRC以上 （2）足够的强度和韧性 （3）良好的耐热性 （4）良好的导热性和耐热冲击性 （5）良好工艺性
第二章 切削过程及其控制
2.1金属切削刀具基础
主偏角、副偏角越大，残留面积越大 主偏角越大，进给抗力越大，切深抗力越小
第二章 切削过程及其控制
前角和后角
2.1金属切削刀具基础
第二章 切削过程及其控制
前角的作用
2.1金属切削刀具基础
前角越大，刀越锋利、切削轻快， 强度下降、不利散热
第二章 切削过程及其控制