金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
合集下载
第二章第1节-金属切削过程及切屑类型分析
lfi
lfo
切屑与前刀面的摩擦
第一节 金属切削过程及切屑类型
积屑瘤
在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢
料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面呈三角
状的硬块,称为积屑瘤。
它的硬度很高，通常是
工件材料的2—3倍，在
切屑
处于比较稳定的状态时，
能够代替刀刃进行切削。
积屑瘤
刀具
积屑瘤
切屑的种类
名称
带状切屑
切屑类型及形成条件
挤裂切屑
单元切屑
崩碎切屑
简图
形态 变形
形成 条件
影响
带状，底面光滑 ，背面呈毛茸状
剪切滑移尚未达 到断裂程度
加工塑性材料， 切削速度较高， 进给量较小， 刀具前角较大
切削过程平稳， 表面粗糙度小， 妨碍切削工作， 应设法断屑
节状，底面光滑有裂 纹，背面呈锯齿状
变形程度表示方法
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本 不变。可用其表示切削层的变形程度。
◆ 厚度变形系数
h
hch hD
◆ 长度变形系数
L
LD Lch
Lch LD
切屑与切削层尺寸
第一节 金属切削过程及切屑类型
根据体积不变原理，则
h
lc lch
hch hDOMຫໍສະໝຸດ sin(90 OM sin
第二章 金属切削基本理论及应用
第一节 金属切削过程及切屑类型
金属切削过程是指在刀具和切削力的作用下形成切屑的过 程，在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切 削的矛盾，产生许多物理现象，如切削力、切削热、积屑瘤、刀 具磨损和加工硬化等。
金属切削基本知识课件
非正常磨损
由于切削参数不当或切削材料中含有杂质等原因，导致刀具快速磨 损或破损。
破损形式
包括崩刃、卷刃和断裂等，可能是由于刀具材料缺陷或使用不当所 致。
03
金属切削过程
切屑的形成与控制
切屑的形成
金属切削过程中，刀具对工件材料施 加压力，使材料发生剪切滑移，形成 切屑。切屑的形状和大小取决于工件 材料、刀具几何形状和切削用量。
金属切削是一种高效、高精度的加工 方式，广泛应用于机械制造、航空航 天、汽车、模具等领域。
金属切削的分类
根据切削方式
01
可分为车削、铣削、钻削、磨削等。
根据切削用量
02
可分为高速切削和低速切削。
根据切削液
03
可分为干切削和湿切削。
金属切削的原理
切削力
在切削过程中，刀具切入工件时产生的切削力， 是切削过程中的主要作用力。
切削热
由于切削过程中摩擦和变形产生的热量，会导致 刀具和工件温度升高。
切屑形成
在切削过程中，多余的金属材料形成切屑，从工 件上切除。
02
金属切削刀具
刀具的种类
车刀
主要用于车削加工，包括外圆 车刀、内圆车刀、端面车刀等
。
铣刀
用于铣削加工，包括平面铣刀 、圆柱铣刀、键槽铣刀等。
钻头
主要用于钻孔加工，包括直柄 钻头、锥柄钻头等。
磨削加工技术
定义
磨削加工是利用磨床对金属工件进行切削加工的方法。
特点
磨削加工可以获得较高的加工精度和表面质量，适用于各种硬质合 金、淬火钢等高硬度材料的加工。
应用
在机械制造中，磨削加工广泛应用于各种刀具、模具、量具等精密零 件的加工。
06
由于切削参数不当或切削材料中含有杂质等原因，导致刀具快速磨 损或破损。
破损形式
包括崩刃、卷刃和断裂等，可能是由于刀具材料缺陷或使用不当所 致。
03
金属切削过程
切屑的形成与控制
切屑的形成
金属切削过程中，刀具对工件材料施 加压力，使材料发生剪切滑移，形成 切屑。切屑的形状和大小取决于工件 材料、刀具几何形状和切削用量。
金属切削是一种高效、高精度的加工 方式，广泛应用于机械制造、航空航 天、汽车、模具等领域。
金属切削的分类
根据切削方式
01
可分为车削、铣削、钻削、磨削等。
根据切削用量
02
可分为高速切削和低速切削。
根据切削液
03
可分为干切削和湿切削。
金属切削的原理
切削力
在切削过程中，刀具切入工件时产生的切削力， 是切削过程中的主要作用力。
切削热
由于切削过程中摩擦和变形产生的热量，会导致 刀具和工件温度升高。
切屑形成
在切削过程中，多余的金属材料形成切屑，从工 件上切除。
02
金属切削刀具
刀具的种类
车刀
主要用于车削加工，包括外圆 车刀、内圆车刀、端面车刀等
。
铣刀
用于铣削加工，包括平面铣刀 、圆柱铣刀、键槽铣刀等。
钻头
主要用于钻孔加工，包括直柄 钻头、锥柄钻头等。
磨削加工技术
定义
磨削加工是利用磨床对金属工件进行切削加工的方法。
特点
磨削加工可以获得较高的加工精度和表面质量，适用于各种硬质合 金、淬火钢等高硬度材料的加工。
应用
在机械制造中，磨削加工广泛应用于各种刀具、模具、量具等精密零 件的加工。
06
《金属切削原理与刀具》课程授课教案
13
13
3
5
第七，八章孔加工刀具
1.孔加工刀具的种类及用途
2.麻花钻
3.深孔钻
4.铰刀
4
7-2 7-4
7-8 8-1
课次二十四、五
14ห้องสมุดไป่ตู้
3
第九章拉刀
1.拉刀的种类及用途
2.拉刀的结构
3.圆孔拉刀的设计
2
9-1 9-2
9-3
课次二十六
14
15
5
3
第十章铣刀
1.铣刀的种类及用途
2.铣刀的几何角度
3.铣削力及铣削方式
其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。
1.刀具材料应具备的基本性能
2.高速钢
3.硬质合金
4.其他刀具材料
4
2-1，2-2，
2-5
课次五
课次六
4
4
3
5
第三章金属切削过程的基本规律
一、切削变形
1.金属切削过程定义
2.切削层的变形
3.第一变形区
4.第二变形区
5.第三变形区
6．切削变形的变化规律
4
3-1，3-2
课次七
课次八
5
5
3
5
二、切削力
1.切削力的来源
0.4本课程的内容与学习方法
金属切削原理与刀具是研究金属切削过程基本规律、刀具设计与使用的一门科学，是机械制造专业的重要课程。
13
3
5
第七，八章孔加工刀具
1.孔加工刀具的种类及用途
2.麻花钻
3.深孔钻
4.铰刀
4
7-2 7-4
7-8 8-1
课次二十四、五
14ห้องสมุดไป่ตู้
3
第九章拉刀
1.拉刀的种类及用途
2.拉刀的结构
3.圆孔拉刀的设计
2
9-1 9-2
9-3
课次二十六
14
15
5
3
第十章铣刀
1.铣刀的种类及用途
2.铣刀的几何角度
3.铣削力及铣削方式
其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。
1.刀具材料应具备的基本性能
2.高速钢
3.硬质合金
4.其他刀具材料
4
2-1，2-2，
2-5
课次五
课次六
4
4
3
5
第三章金属切削过程的基本规律
一、切削变形
1.金属切削过程定义
2.切削层的变形
3.第一变形区
4.第二变形区
5.第三变形区
6．切削变形的变化规律
4
3-1，3-2
课次七
课次八
5
5
3
5
二、切削力
1.切削力的来源
0.4本课程的内容与学习方法
金属切削原理与刀具是研究金属切削过程基本规律、刀具设计与使用的一门科学，是机械制造专业的重要课程。
金属切削的基础知识
弹性变形 塑性变形 挤裂 切离 切屑
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
金属切削原理PPT课件
在切削加工中，也有用进给速度 来表示进 给运动的。所谓进给速度是刀刃选定点相对于工 件的进给运动的速度，其单位为mm／s。若进给 运动为直线运动，则进给速度在刀刃上各点是相 同的。
３. 背吃刀量 对外圆车削（图１－１） 和平面刨削（图１－２）而言，背吃刀量等于已 加工表面与待加工表面间的垂直距离；其中外圆 车削的背吃刀量：
总之，任何切削加工方法都必须有一个主运 动，可以有一个或几个进给运动。主运动和进给 运动可以由工件或刀具分别完成，也可以由刀具 单独完成（例如在钻床上钻孔或铰孔）。
二 工件上的加工表面
在切削过程中，通常工件上存在三个表面， 以图１－１的外圆车削和图１－２的平面刨削为 例，它们是：
１．待加工表面 它是工件上即将被切去的
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度，进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下：
１. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度．刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 （mm）；
（一）刀具在正交平面参考系中的标注角度
刀具标注角度的内容包括两个方面：一是确
定刀具上刀刃位置的角度；二是确定前刀面与后 面位置的角度。以外圆车刀为例（图１－９）， 确定车刀主切削刃位置的角度有二：
主偏角 它是在基面上，主切切削忍与 基面的夹角。当刀尖在主切削刃上为最低的点时， 为负值；反之，当刀尖在主切削刃上为最高的点 时， 为正值。必须指出，这个规定是根据ＩＳ Ｏ标注，同过去某些书上关于正负号的规定恰好 相反。
实际上，除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外，还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前，后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便，可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的 大小也就不同。
３. 背吃刀量 对外圆车削（图１－１） 和平面刨削（图１－２）而言，背吃刀量等于已 加工表面与待加工表面间的垂直距离；其中外圆 车削的背吃刀量：
总之，任何切削加工方法都必须有一个主运 动，可以有一个或几个进给运动。主运动和进给 运动可以由工件或刀具分别完成，也可以由刀具 单独完成（例如在钻床上钻孔或铰孔）。
二 工件上的加工表面
在切削过程中，通常工件上存在三个表面， 以图１－１的外圆车削和图１－２的平面刨削为 例，它们是：
１．待加工表面 它是工件上即将被切去的
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度，进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下：
１. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度．刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 （mm）；
（一）刀具在正交平面参考系中的标注角度
刀具标注角度的内容包括两个方面：一是确
定刀具上刀刃位置的角度；二是确定前刀面与后 面位置的角度。以外圆车刀为例（图１－９）， 确定车刀主切削刃位置的角度有二：
主偏角 它是在基面上，主切切削忍与 基面的夹角。当刀尖在主切削刃上为最低的点时， 为负值；反之，当刀尖在主切削刃上为最高的点 时， 为正值。必须指出，这个规定是根据ＩＳ Ｏ标注，同过去某些书上关于正负号的规定恰好 相反。
实际上，除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外，还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前，后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便，可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的 大小也就不同。
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
刀具在切削过程中要 承受很大的载荷，较 高的切削温度和摩擦。 刀具材料的切削性能， 直接影响刀具的耐用 度和生产率；刀具材 料的工艺性，将影响 刀具本身的制造和刃 磨质量。
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
第2章 金属切削过程
⑶主偏角 主偏角κ r 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和进给抗 力影响显著（ κr ↑—— Fp↓，Ff↑）
切削力/ N
2200
1800
1400 1000
κr - Fc
κr – Ff κr – Fp
FC—— 切削力(Fz) Ff—— 进给力(Fx) FP—— 背向力(Fy)
600 200 30 45 60
进给力Fx (Ff)
也称轴向分力，用Fx表示—总切削力在进给方 向的分力，是设计机床进给机构不可缺少的参数。 背向力 Fy（Fp） 也称径向分力，用Fy表示 —总切削力在垂直于
工作平面方向的分力，是进行加工精度分析、计算
系统刚度，分析工艺系统振动所必须的参数。
三个分力FC、Ff、FP与合力F 合力F ＝
2、切削温度的分布
★ 切削塑性材料 ：
前刀面靠近刀尖处温度最高。
★ 切削脆性材料： 后刀面靠近刀尖处温度最高
750 ℃
刀 具
2.3.3 影响切削温度的主要因素
1.切削用量对刀具温度的影响
切削温度与切削用量的关系式为：
θ ＝ Cθ VcZθ fyθ apxθ 三个影响指数 zθ ＞yθ ＞xθ ，说明切削速度对切削 温度的影响最大，背吃刀量对切削温度的影响最小。
C区是刀尖区，由于散热差，强度低，磨损 严重，磨损带最大宽度用VC表示 B区处于磨损带中间，磨损均匀，最大磨损 量VBmax；
3.边界磨损
N区处于切削刃与待加工表面的相交处，磨 损严重，磨损量以VN表示，此区域的 磨损也叫边界磨损
2.4.2 刀具磨损的主要原因
1. 硬质点磨损
工件材料中含有硬质点杂质，在加工过程中会将刀具表面划伤， 造成机械磨损。低速刀具磨损的主要原因是硬质点磨损。
机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理
工艺系统刚性差—大主偏角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
金属切削基础ppt课件
21
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
2-1_金属切削刀具
（1）圆周铣削法（周铣法） 周铣法有两种铣削方式： 逆铣法和顺铣法。
逆铣法和顺铣法
逆 铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相反。 顺 铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相同。
逆铣的加工特点
逆铣时
逆铣时，刀齿的切削厚度从ac=0至acmax,切削平稳; 同时，工件表面受到较大的挤压应力，冷硬现象严重， 加剧刀齿磨损，并影响已加工表面质量。 逆铣时刀齿是从切削层内部开始工作的，当工件表面 有硬皮时，对刀齿没有直接影响； 同时作用于工件上的进给力Ff与其进给方向相反，使 铣床工作台进给机构中的丝杠螺母始终保持良好的右侧面 接触，因此进给速度比较平稳。 （下图所示）
⑵铣削加工
⑶端面铣刀
端面铣刀
.
端铣刀的几何角度 端铣刀的每个刀齿类似车刀， 有主、副切削刃和过渡刃。在正 交平面系内端铣刀的标注角度有： γo、αo、kr、k’r和λs。 硬质合金端铣刀
硬质合金端铣刀
⑷铣削方式
.
3. 铣削方式及合理选用
不同的铣削方式对刀具的耐用度、工件的加工表面粗 糙度、铣削过程的平稳性及切削加工的生产率等都有很大 的影响。
图： 铰刀的结构
3、铣刀
常用的铣刀有： 圆柱铣刀----用来铣削工件上的小的平面。 键槽铣刀----专用来铣削外键槽。 盘状铣刀----用来铣削各种窄槽或小的台阶面。 端面铣刀----用于铣削较大的工件平面。
⑴各种铣刀
a)圆柱形铣刀 b)硬质合金面铣刀 c)错齿三面刃铣刀 d)锯片铣刀 e)立铣刀 f)模具铣刀 g)键槽铣刀 h)单角铣刀 i)双角铣刀 j）成形铣刀
用途：用于对中
小直径孔的精加工， 精绞后，孔的表面 粗糙度可达 1.6～0.8 μm ；还 可用来加工锥销孔
第2章金属切削基础知识与刀具PPT课件
第2章金属切削基础知识与刀具
2.1
金属切削基本概念
【学习目标】
2.2
1．了解金属切削加工
基本概念 2．掌握刀具角度及其
2.3
功用，熟悉刀具材料、 刀具磨损及耐用度相
2.4
关知识
3．了解金属切削过程 2.5
及切屑控制，能合理
选用切削用量
2.6
4．熟悉工件材料切削
加工性能和切削液的 2.7 选用
2.8
Page 1
Page 3
2.1运动把切削层不断地投入 切削，以完成对一个表面切削的运动 是进给运动，如车削时刀具的走刀运 动（见书中图2-1），刨削时工件的 间歇进给运动（见书中图2-2），钻 削加工中的钻头、铰刀的轴向移动， 铣削时的工件的纵向、横向移动等。 进给运动速度小，消耗的功率少。切 削加工中进给运动可以是1个、2个或 多个，甚至可能没有，如拉床。进给 运动可连续可间断。
车外圆时，若车刀主切削刃为直线，则： hD = fsinr
2．切削层公称宽度bD 切削层公称宽度bD是沿过渡表面测量的切削层尺寸。它反映了 切削刃参加切削的工作长度。当车刀主切削刃为直线时，外圆车削
的切削层公称宽度为： bD =ap/sinr
3．切削层公称横截面积AD 在切削层尺寸平面内切削层的实际横截面积称作切削层公称横 截面积AD： AD= bD hD = ap f
1．切削速度
（1）主轴转速n。主轴转速是指主轴在单位时间内的转数，是表示 机床主运动的性能参数，用符号n表示，其单位是r/min或r/s。
（2）切削速度vc 。切削速度是刀具切削刃上选定点相对于工件的 主运动的瞬时速度（线速度），用符号vc表示，单位为m/min或m/s。
外圆车削或用旋转刀具切削加工时的切削速度计算公式为：
2.1
金属切削基本概念
【学习目标】
2.2
1．了解金属切削加工
基本概念 2．掌握刀具角度及其
2.3
功用，熟悉刀具材料、 刀具磨损及耐用度相
2.4
关知识
3．了解金属切削过程 2.5
及切屑控制，能合理
选用切削用量
2.6
4．熟悉工件材料切削
加工性能和切削液的 2.7 选用
2.8
Page 1
Page 3
2.1运动把切削层不断地投入 切削，以完成对一个表面切削的运动 是进给运动，如车削时刀具的走刀运 动（见书中图2-1），刨削时工件的 间歇进给运动（见书中图2-2），钻 削加工中的钻头、铰刀的轴向移动， 铣削时的工件的纵向、横向移动等。 进给运动速度小，消耗的功率少。切 削加工中进给运动可以是1个、2个或 多个，甚至可能没有，如拉床。进给 运动可连续可间断。
车外圆时，若车刀主切削刃为直线，则： hD = fsinr
2．切削层公称宽度bD 切削层公称宽度bD是沿过渡表面测量的切削层尺寸。它反映了 切削刃参加切削的工作长度。当车刀主切削刃为直线时，外圆车削
的切削层公称宽度为： bD =ap/sinr
3．切削层公称横截面积AD 在切削层尺寸平面内切削层的实际横截面积称作切削层公称横 截面积AD： AD= bD hD = ap f
1．切削速度
（1）主轴转速n。主轴转速是指主轴在单位时间内的转数，是表示 机床主运动的性能参数，用符号n表示，其单位是r/min或r/s。
（2）切削速度vc 。切削速度是刀具切削刃上选定点相对于工件的 主运动的瞬时速度（线速度），用符号vc表示，单位为m/min或m/s。
外圆车削或用旋转刀具切削加工时的切削速度计算公式为：
金属切削教案课程
金属切削教案课程第一章：金属切削基础1.1 金属切削概念介绍金属切削的定义和作用解释切削加工的基本原理1.2 切削工具介绍不同类型的切削工具（刀片、钻头等）解释切削工具的选用原则1.3 切削参数介绍切削速度、进给量和切削深度的概念解释切削参数对加工质量的影响第二章：金属切削机床2.1 机床概述介绍金属切削机床的分类和特点解释机床的主要组成部分（床身、主轴等）2.2 数控机床介绍数控机床的定义和工作原理解释数控编程的基本概念和步骤2.3 机床选用与维护介绍机床选用的考虑因素（加工需求、预算等）解释机床的日常维护和保养方法第三章：金属切削加工方法3.1 车削加工介绍车削加工的定义和应用范围解释车削加工的基本步骤和操作要点3.2 铣削加工介绍铣削加工的定义和应用范围解释铣削加工的基本步骤和操作要点3.3 钻削加工介绍钻削加工的定义和应用范围解释钻削加工的基本步骤和操作要点第四章：金属切削工艺与参数调整4.1 切削工艺概述介绍切削工艺的概念和作用解释切削工艺的分类和选用原则4.2 切削参数调整介绍切削速度、进给量和切削深度的调整方法解释切削参数调整对加工质量的影响4.3 切削液的使用介绍切削液的作用和种类解释切削液的使用方法和注意事项第五章：金属切削加工质量控制5.1 加工质量概述介绍加工质量的概念和重要性解释加工质量的评估方法和指标5.2 加工误差分析介绍加工误差的种类和产生原因解释加工误差控制的方法和措施5.3 加工质量改进介绍加工质量改进的方法和步骤解释加工质量持续改进的重要性和实施策略第六章：金属切削刀具选择与应用6.1 刀具材料介绍常用刀具材料的特性与应用范围解释不同材料刀具的选用原则6.2 刀具几何参数介绍刀具几何参数（前角、后角等）的概念和作用解释刀具几何参数对加工质量的影响6.3 刀具选择与应用介绍刀具选择的方法和步骤解释刀具在实际加工中的应用技巧第七章：金属切削加工安全与环保7.1 安全操作规程介绍金属切削加工中的安全操作规程解释遵守安全操作规程的重要性7.2 常见事故预防与处理分析金属切削加工中常见事故的原因和预防措施介绍事故发生时的应急处理方法7.3 环保意识与实践强调金属切削加工中对环境保护的重要性介绍实施绿色加工的方法和途径第八章：金属切削加工实例分析8.1 轴类零件加工分析轴类零件的加工工艺和操作要点解释不同材料轴类零件的加工方法选择8.2 平面零件加工分析平面零件的加工工艺和操作要点解释不同材料平面零件的加工方法选择8.3 腔体零件加工分析腔体零件的加工工艺和操作要点解释不同类型腔体零件的加工方法选择第九章：金属切削加工自动化与智能制造9.1 数控技术应用介绍数控技术在金属切削加工中的应用解释数控加工的优势和局限性9.2 辅助加工介绍在金属切削加工中的应用解释辅助加工的优势和局限性9.3 智能制造发展趋势探讨金属切削加工行业向智能制造转型的趋势分析智能制造对金属切削加工的影响和挑战第十章：金属切削加工技能提升与职业发展10.1 技能提升途径介绍金属切削加工技能提升的途径（培训、实践等）解释持续学习与技能提升的重要性10.2 职业资格认证介绍金属切削加工行业的职业资格认证体系解释获得职业资格认证的意义和价值10.3 职业发展规划探讨金属切削加工职业技能人员的职业发展路径分析职业发展规划的制定方法和注意事项重点解析本文教案主要围绕金属切削加工展开，涵盖了基础概念、机床种类、加工方法、工艺参数、刀具选择、安全环保、实例分析、自动化智能制造以及职业发展等多个方面。
金属切削原理与刀具(课)课件
切削和高硬度材料加工。
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
《金属切削原理与刀具》教案课程
4.5假定工作平面p 假定工作平面是通过切削刃选定点平行于假定的进给运动方向，并垂直于基面的平面。
4.6背平面p 背平面是通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工作平面的平面。
5.刀具静止角度参考系
5.1正交平面参考系由基面、切削平面和正交平面组成， 。
5.2法平面参考系由基面、切削平面和法平面组成， 。
2、刨削、钻削、插齿、车外圆、磨外圆、铣平面、镗孔的主运动和进给运动。
山西省农业机械化学校
课程：金属切削原理与刀具
授课时间
时
间
分
配
复习提问5分
所需学时
2
内容讲授80分
累计学时
4
课堂小结5分
课题：
第二章刀具几何角度及切削要素2.2刀具切削部分的组成2.3刀具切削部分的几何角度
教学目的：
以外圆车刀为例，使学生了解刀具的基本组成部分，熟记“三面两刃一尖”的概念，并能在刀具上指出；介绍参考系在刀具认识中的作用，理解两个假设条件的含义；发挥能动性，想象出基面、切削平面和正交平面的大致位置。
一般车刀的副后角取和后角相同的数值。但切断刀受刀头强度限制，副后角较小（1 °30′～2°）
4.主偏角与副偏角
4.1主偏角的选择
4.1.1根据系统刚性
刚性好， ；刚性差， 大。
4.1.2根据工件形状
按工件表面形状选取，如台阶轴车刀主偏角为90o
4.2副偏角的选择
主要根据加工性质选取，粗车取10°～15°，精车取5°～10°，切断1°～3°
2、金属切削加工目的：使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。
3、金属切削加工的两个基本条件：切削运动和刀具。
任务四、本课程的研究内容和学习目的
4.6背平面p 背平面是通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工作平面的平面。
5.刀具静止角度参考系
5.1正交平面参考系由基面、切削平面和正交平面组成， 。
5.2法平面参考系由基面、切削平面和法平面组成， 。
2、刨削、钻削、插齿、车外圆、磨外圆、铣平面、镗孔的主运动和进给运动。
山西省农业机械化学校
课程：金属切削原理与刀具
授课时间
时
间
分
配
复习提问5分
所需学时
2
内容讲授80分
累计学时
4
课堂小结5分
课题：
第二章刀具几何角度及切削要素2.2刀具切削部分的组成2.3刀具切削部分的几何角度
教学目的：
以外圆车刀为例，使学生了解刀具的基本组成部分，熟记“三面两刃一尖”的概念，并能在刀具上指出；介绍参考系在刀具认识中的作用，理解两个假设条件的含义；发挥能动性，想象出基面、切削平面和正交平面的大致位置。
一般车刀的副后角取和后角相同的数值。但切断刀受刀头强度限制，副后角较小（1 °30′～2°）
4.主偏角与副偏角
4.1主偏角的选择
4.1.1根据系统刚性
刚性好， ；刚性差， 大。
4.1.2根据工件形状
按工件表面形状选取，如台阶轴车刀主偏角为90o
4.2副偏角的选择
主要根据加工性质选取，粗车取10°～15°，精车取5°～10°，切断1°～3°
2、金属切削加工目的：使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。
3、金属切削加工的两个基本条件：切削运动和刀具。
任务四、本课程的研究内容和学习目的
《机械加工技术》(侯志敏)815-6课件 第二章 金属切削的基本知识
（1）刀杆：刀杆用于夹持刀具, 又称夹持部分。 （2）刀体：刀体用于切削, 又称切削部分。
① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖
二、 刀具的标注角度参考系
l 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示:
刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。
进给运动是刀具与
工件之间产生附加的 相对运动,即连续地 切除切屑,获得具有 几何特征的已加工表 面，用υf 表示。
车外圆时的切削运动
主运动是刀具和工
件之间产生的主要相 对运动,用υc 表示。 是切下切屑所需要的 最基本的运动,是切 削加工中速度最高、
消耗功率最多的运动 。
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s
通过切削刃上的选定点,垂直于该点 切削速度方向的平面。
通过切削刃上的选定点,与该切削 刃相切并垂直于基面的平面。
通过切削刃上选定点,并同时垂直于 该点基面和切削平面的平面。
通过副切削刃上选定点,与副切 削刃相切并垂直于基面的平面。
三、 刀具的标注角度
二、切削过程的工件表面
在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。
工件上即将被切除 的表面。
加工时主切削刃正 在切削的表面,它 处于已加工表面和 待加工表面之间。
工件上经刀具切去 材料后形成的新的 工件表面。
车外圆时的加工表面
三、切削要素
1. 切削用量
l 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） l 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度,其单位是
① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖
二、 刀具的标注角度参考系
l 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示:
刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。
进给运动是刀具与
工件之间产生附加的 相对运动,即连续地 切除切屑,获得具有 几何特征的已加工表 面，用υf 表示。
车外圆时的切削运动
主运动是刀具和工
件之间产生的主要相 对运动,用υc 表示。 是切下切屑所需要的 最基本的运动,是切 削加工中速度最高、
消耗功率最多的运动 。
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s
通过切削刃上的选定点,垂直于该点 切削速度方向的平面。
通过切削刃上的选定点,与该切削 刃相切并垂直于基面的平面。
通过切削刃上选定点,并同时垂直于 该点基面和切削平面的平面。
通过副切削刃上选定点,与副切 削刃相切并垂直于基面的平面。
三、 刀具的标注角度
二、切削过程的工件表面
在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。
工件上即将被切除 的表面。
加工时主切削刃正 在切削的表面,它 处于已加工表面和 待加工表面之间。
工件上经刀具切去 材料后形成的新的 工件表面。
车外圆时的加工表面
三、切削要素
1. 切削用量
l 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） l 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度,其单位是
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
13
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
2.2.2 高速钢
3.新型高速钢
① 粉末冶金高速钢 ② 表面渗入式高速钢 ③ 表面涂覆式高速钢
用物理气相沉积法在高速钢表面涂上碳化物 （TiC）、氮化物（TiN）等。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
很高的硬度及耐磨性，刀具耐用度高；耐热性高， 在1200 ℃左右硬度可达80HRA；有较好的化学稳 定性，与金属的亲和力小，具有较好的抗粘结和抗 扩散能力。
缺点：强度和韧性低、脆性大、导热性差等。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
25
金属切削刀具设计与应用培训课件-
陶瓷刀具的种类
14
金属切削刀具设计与应用培训材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
15
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
2.2.3 硬质合金
硬质合金是以微米级的难熔高硬度金属碳化物 （WC、TiC）的粉末，用Co、Mo、Ni作为粘结剂， 在高温高压上烧结而成。
合金工具钢是指在碳素工具钢的基础上 加入了少量的W、Cr、Mn、Si等合金元素。 如：9 Si Cr、CrWMn等。
以上两种工具钢的耐热度只有200℃~ 500℃ 。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
6
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
2.2.2 高速钢
高碳高合金工具钢。含碳量为0.70~1.65% ，加 入一定量的合金元素（W、Mo、Cr、V 、Co、 Mn、 Si、Al ）。又称为“锋钢”或“白钢”。
第2章 刀具材料
1）纯氧化铝陶瓷 （Al2O3） 2）复合氧化铝陶瓷 （Al2O3+TiC） 3）氮化硅陶瓷 （Si3N4） 4）强化陶瓷 （Al2O3+SiC） 5）金属陶瓷 （TiC+TiN+Ni）
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
26
金属切削刀具设计与应用培训课件-
✓ 2.1 刀具材料应具备的性能 ✓ 2.2 常用刀具材料 ✓ 2.3 其他刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
2
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
第2章 刀具材料
本章主要介绍，目前机械制造业中常用切削刀具 材料的种类、机械物理性能及其用途。
本章重点是，了解刀具材料类型中常用的高速钢、 硬质合金性能、牌号及用途。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
4
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2 常用刀具材料
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
5
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.1 碳素工具钢和合金工具钢
第2章 刀具材料
碳素工具钢是指含碳量为0.70~1.2% 的 优质工具钢。如：T8A、T10A、T12A等。
第2章 刀具材料
2.3.2 立方氮化硼（CBN PCBN）
立方氮化硼是六方立方氮化硼的同素异构体。在 高温高压条件下加入催化剂转变而成。其硬度可达到 HV8000~9000左右；可耐热性可达1400~1500℃；热 稳定性和化学惰性都优于金刚石，与铁族元素在1200 ~1300℃时不起化学作用。导热性好、摩擦因素小。
17
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.3 硬质合金
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
18
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.3 硬质合金
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
19
金属切削刀具设计与应用培训课件-
①钨钴类硬质合金（WC-Co）
YG3、YG6、YG8、YG3X
②钨钴钛类硬质合金（WC-TiC-Co）
YT5、YT15、YT30
③钨钽（铌）钴类硬质合金
（WC-TaC（NbC）-Co） YA6
④钨钛钽（铌）钴类硬质合金
（WC-YiC-TaC（NbC）-Co） YW1、YW2
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
22
金属切削刀具设计与应用培训课件-
硬质合金刀具
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
23
金属切削刀具设计与应用培训课件-
新型硬质合金
第2章 刀具材料
1）通用硬质合金：YW1、YW2 2）细晶粒和超细晶粒硬质合金：YG3X、YG6X 3）TiC基和TiC-TiN基硬质合金：YN5、YN10 4）涂层硬质合金：用化学气相沉积法在硬质合金表面涂上
1.普通高速钢
①钨系高速钢：W18Cr4V、W14Cr4VMn ②钼系高速钢：W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
7
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.2 高速钢
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
29
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
THANKS
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
30
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
第2章 金属切削刀具材料培训
Welcome to this training 欢迎参加本次培训
• 主 讲 人：
•学
时：
•学
分：
XXX 40 3
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
1
金属切削刀具设计与应用培训课件-
目录
第2章 刀具材料
碳化物（TiC）、氮化物（TiN）或氧化物（Al2O3）
5）钢结硬质合金：以TiC、WC为硬质相，高速钢为粘结
剂，用粉末冶金法制成。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
24
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
2.3 其它刀具材料
2.3.1 陶瓷
优点：陶瓷刀具的硬度可达91~95HRA，具有
8
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.2 高速钢
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
9
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.2 高速钢
第2章 刀具材料
2.高性能高速钢
①高碳高速钢： 95W18Cr4V、110W6Mo5Cr4V2 ②高钒高速钢： W6Mo5Cr4V3、W9Cr4V5 ③钴高速钢： W6Mo5Cr4V2Co8、12Mo3Cr4V3Co5Si ④铝高速钢： W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al
金刚石的强度和韧性低、脆性大、热稳定性差，
当切削温度达700~800℃时，表面就会碳化，与碳元素
亲和力大，不适合加工黑色金属。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
28
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章作业
P20 1、2、3
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
本章介绍目前国内外生产中使用的高性能涂层 刀具材料、陶瓷刀具材料、超硬刀具材料的组成、性 能及应用情况。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
3
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.1 刀具材料应具备的性能
第2章 刀具材料
1. 高的硬度和耐磨性； 2. 足够的强度和韧性； 3. 高的耐热性； 4. 良好的冷加工工艺性、热加工工艺性； 5. 经济性。
2.2.3 硬质合金
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
20
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.3 硬质合金
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
21
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.3 硬质合金
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
10
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
11
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
12
金属切削刀具设计与应用培训课件-
1. 硬质合金的特点
硬度高、耐磨性好、耐热性好、抗弯强度低、冲
击韧性差。硬质合金的性能主要取决于碳化物的种类、
性能、数量、粒度和粘结剂的含量。
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
16
金属切削刀具设计与应用培训课件-
2.2.3 硬质合金
第2章 刀具材料
2. 硬质合金的种类及其选用
金属切削刀具设计与应用培训课件-第2章 金属切削刀具材料培训
27
金属切削刀具设计与应用培训课件-
第2章 刀具材料
2.3.3 金刚石
碳的同素异构体。有天然和人造两种。人造金刚 石是在高温高压下，借助合金的触媒作用，由石墨转 化而成，可分为单晶金刚石和聚晶金刚石（PCD）。