金属切削刀具实践报告

承德石油高等专科学校机械工程系

金属切削刀具工程实践报告

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专业班级：机制1007班

学号：29

机械工程系

2012年4月2日

1．金属切削刀具的定义

切削工具是机械制造中用于切削加工的工具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。

2．金属切削刀具的基本知识

2．1金属切削刀具的分类

2.1.1刀具按工件加工表面的形式分类

可分为五类

加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等。

孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等。

螺纹加工刀具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等。

齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等。

切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。2.1.2按切削运动方式和相应的刀刃形状分类

刀具又可分为三类：

通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等。

成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等。

展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

2.2刀具的结构

刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种：

整体结构是在刀体上做出切削刃；

焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；

机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。

硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固

结构。

刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。

在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小。

2.3刀具的材料

2.3.1刀具材料的基本要求

刀具材料是指刀具切削部分的材料，在切削时要承受高温、高压、强烈的磨擦、冲击和振动，因此，刀具切削部分的材料应具备以下基本性能：

(1) 高的硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。刀具材料的常温硬度，一般要求在60HRC以上。

(2) 高的耐磨性以便维持一定的切削时间，一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。

(3) 足够的强度和韧性以便承受切削力、冲击和振动，避免产生崩刃和折断。

(4) 高的耐热性（热稳定性）耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度、强度不变的能力。

(5) 良好的工艺性能以便制造各种刀具，通常刀具材料应具有良好的锻造性能、热处理性能、焊接性能、磨削加工性能等。

2.3.2常用刀具材料及其选用

刀具材料的种类

刀具材料从碳素工具钢到今天的硬质合金和超硬材料的出现，都是随着机床主轴转速提高、功率增大，主轴精度的提高，机床刚性的增加而逐步发展的。同时由于新的工程材料不断出现，也对切削刀具材料的发展起到了促进作用。目前金属切削加工中应用的刀具材料，碳素工具钢已基本被淘汰，合金工具钢也很少使用，所使用的刀具材料主要分为高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石5类。

常用刀具材料

高速钢刀具材料

高速钢是高速工具钢的简称，是在钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。

高速钢特点：工艺性好，具有较高的硬度和耐磨性、良好的耐热性、高的强度和韧性，切削速度高。与硬质合金及陶瓷相比，一是具有较好的强度韧性；二是具有较好的制造工艺性。主要用来制造钻头、丝锥、板牙、拉刀、齿轮刀具和成形刀具等形状复杂的刀具。可加工碳钢、合金钢、有色金属、铸铁等多种材料。

（1）普通高速钢常用的种类如下。

①钨系高速钢。典型牌号是W18Cr4V，简称W18。具有较好的综合性能。适合制作螺纹车刀、成形车刀、拉刀和齿轮刀具等形状复杂的刀具。但强度和韧性低，不适合制作大截面的刀具；热塑性较差，不适合制造热成形刀具。

②钼系高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V2，简称M2，具有较好的力学性能，适合制作承受较大冲击力的刀具、结构比较薄弱的刀具和截面较大的刀具、各种热轧刀具和抵抗冲击的刀具。但热处理易脱碳、易氧化和淬火温度窄等

W9Mo3Cr4V是另一钼系类牌号的普通高速钢，简称W9，具有较好的抗弯强度、冲击韧度、热塑性、热稳定性和磨削加工性比，表面粗糙度值也小，可用于制造锯条、钻头、拉刀、铣刀和齿轮刀具等各种刀具；加工钢料时，刀具寿命比W18和M2都有一定的提高。

（2）高性能高速钢。

主要用于加工高温合金、钛合金、不锈钢、高强度钢等难加工的材料。常见的有以下几种。

①高碳高速钢。典型牌号是9W18Cr4V，简称9W18，适合制作耐磨性要求高的铰刀、锪钻和丝锥等刀具，也可用于切削奥氏体不锈钢。但不能承受大的冲击。

②铝高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V2Al（简称501）和W10Mo4Cr4V3Al （简称5F6）其切削性能与M42相当，刀具寿命比W18高，而价格却相差不多。因含钒量多，其磨削加工性较差，且过热敏感性强，氧化脱碳倾向较大，使用时要严格掌握热处理工艺。

③钴高速钢。典型牌号是W2Mo9Cr4VCo8，简称M42，其适合制作加工高温合金、钛合金及其他难加工材料的高速钢刀具。

④高钒高速钢。典型牌号是W6Mo5Cr4V3，简称M3，适合制作加工硬橡胶、塑料等对刀具磨损严重的刀具材料，以及低速薄切屑精加工刀具，如拉刀、铰刀和丝锥等。高钒高速钢具有较长的寿命，其主要缺点是磨削加工性差。

（3）粉末冶金高速钢。是将熔融的高速钢钢水置于保护气罐中，用高压氩气或纯氮气使其雾化成细小粉末，然后将粉末在高温和高压下压制成细密的钢坯，最后将钢坯锻轧成刀具形状。它具有强度和韧性较高、磨加工性好、耐