《金属切削原理》第2章刀具材料(精校版本)

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金属切削原理与刀具PPT课件

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车刀安装偏斜
rer
' re
r'
-
(2)进给运动对工作角度的影响 ① 横向进给(以切断车刀为例) ② 如下图所示,此时切削刃相对与工件的运动轨迹为一螺线。
合成运动方向为过切削点与螺线的切线方向,因此,基面、 切削平面均逆时针转过一角度μ。
tg f v f v nf r
nf 2nr f d
横向进给
➢ 自由切削:只有一条直线切削刃参加切削工作 ➢ 非自由切削:刀具切削刃是曲线,或几条切削刃同时 参加并完成切削 (2)直角切削与斜角切削
➢ 直角切削:刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。此
时,主切削刃与切削速度方向成直角
➢ 斜角切削:刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。
直角切削与斜角切削
oe o oe o
② 纵向进给 如左图所示,此时合成运动方向 在进给速度的影响下,绕切削 点转过一角度μ,仍先注意在进 给平面的变化,然后再转换为 主剖面内。角度的变化为:
纵向进给
tgf vf v f dw
oe o oe o
tg v fv fd w c o 2 sr fd w sirn
§2-2 刀具材料
一、刀具材料应具备的性能
➢ 高的硬度和耐磨性 ➢ 足够的强度和韧性 ➢ 高的耐热性 ➢ 更好的热物理性能和耐热冲击性能 ➢ 良好的工艺性 ➢ 经济性
二、常用的刀具材料
工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷超硬刀具材料
(1)高速钢 ➢ 突出性能:较高的强度、韧性和耐磨性,较好的工 艺性 ➢ 主要品种: W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 、 W6Mo5Cr4V2 Co8、 W6Mo5Cr4V2Al ➢ 应用范围:用于加工250~280HB以下的大部分结构 钢和铸铁,用作复杂刀具如钻头、丝锥、铰刀、拉刀、 铣刀、齿轮刀具和成形刀具

金属切削原理 刀具材料.ppt

金属切削原理 刀具材料.ppt
2019/12/27
2. 耐磨性是指材料抵抗磨损的能力。它与材料硬 度、强度和组织结构有关。一般来说,刀具材料的 硬度越高,耐磨性越好 。
二、足够的强度和韧性
在切削过程中,刀具承受很大的压力、冲击和振 动,只有抗弯强度好,切削用量才不会发生变化。 粗加工余量不均,切削力发生变化,对刀具有冲击 和振动,如果韧性不好,常会出现崩刃或折断。
硬度和韧性是一对不可解决的矛盾,如高速钢的 韧性好,硬度较差,而硬质合金的硬度高,韧性差。
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三、较高的耐热性 和 传 热性
耐热性是指在高温下 刀具材料保持硬度、耐 磨性、强度和韧性的性 能。用红硬性表示。高 温下硬度越高,则红硬 性越好。允许的切削速 度越高。
刀具材料的传热系数 大,有利于切削区热量 的传2出019/12,/27 降低切削温度。
本章小结
本章主要内容是刀具材料应具备的性能、常用刀具材料的 种类以及常用刀具的牌号、特点、性能和应用。
刀具材料应该具备的性能包括足够的硬度和耐磨性、足够 的强度与韧性、较高的耐热性、较好的工艺性、较好的传 热性和经济性。
工具钢包括碳素工具钢和合金工具钢。碳素工具钢优点是 工艺性能良好,有较高的耐磨性,价格低廉;最大缺点是 热硬性差,淬透性低。主要用于制造手用刀具、低速及小 进给量的机用刀具。合金工具钢比碳素工具钢有较高的淬 透性、韧性、耐磨性和耐热性。主要用于制造细长刀具或 截面积大、刃形复杂的刀具。
第二章 刀具材料
2019/12/27
【内容提要】
本章主要介绍刀具材料应具备的性能,以及常用
刀具材料中高速钢和硬质合金材料的特性及应用场 合;简单介绍其他刀具材料的性能及应用。
【目的要求】
明确刀具材料应具备的性能;

《金属切削原理与刀具》课程授课教案

《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。

第二章金属切削原理与刀具1

第二章金属切削原理与刀具1
同样,刀具实际安装位置也影响工作角度的大小。只有采用刀具工作角度的 参考系,才能反映切削加工的实际。
(1)刀具安装位置对工作角度的影响
后角↓ 前角↑
后角↑ 前角↓
图2-8 车刀安装高度对工作角度的影响 a)刀尖高于工件轴线 b)刀尖低于工件轴线
4.刀具的工作角度
图2-9 车刀安装偏斜对工作角度的影响 (θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)
式中 vc —— 切削速度(m/s ); d —— 完成主运动的刀具或工件的最大直径(mm ); n —— 主运动的转速(r/min )
当主运动为往复直线运动(如刨削),则
vc=
2Lnr 1000*60
式中 L —— 往复直线运动的行程速度(mm );
nr —— 主运动每秒或每分钟的往复次数(次/min )
由于通常的进给速度远小于主运动速度,因此,在一般的安装条件下,
刀具的工作角度近似等于标注角度(误差不超过l%)。这样,在大多数场合下
(如普通车、镗孔、端铣、周铣)不必进行工作角度的计算。只有在角度变化
值较大时(如车螺纹或丝杠、铲背和钻孔时,研究钻心附近的切削条件或刀具
特殊安装时),才需要计算工作角度。
按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化 硼(CBN)刀具和金刚石刀具等;
按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等;按是否 标准化分为标准刀具和非标准刀具等。常用刀具具体的结构、特点及 使用等将后续章节中介绍。
刀具的几何参数
各种刀具的切削部分在切削中所起的作用都是相同的,因此在结 构上它们有着许多共同的特征。其中外圆车刀是最基本、最典型的切 削刀具,其它各种刀具都可看成是车刀的演变和组合,因此以普通外 圆车刀为例说明刀具切削部分的组成,并给出切削部分几何角度的一 般性定义。

《金属切削原理与刀具》知识点总结

《金属切削原理与刀具》知识点总结

I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件:刀具与工件之间要有相对运动;刀具具有适当的几何参数,即切削角度;刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动:刀具与工件间的相对运动,即表面成形运动。

分为主运动和进给运动。

1)主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动,消耗功率最大,速度最高。

有且仅有一个。

运动形式:旋转运动(车削、镗削的主轴运动)直线运动(刨削、拉削的刀具运动)运动主体:工件(车削);刀具(铣削)。

2)进给运动:使新切削层不断投入切削,使切削工作得以继续下去的运动。

进给运动的速度一般较低,功率也较少。

其数量可以是一个,也可以是多个。

可以是连续进行的,也可以是断续进行的。

可以是工件完成的,也可以是刀具完成的。

运动形式:连续运动:如车削;间歇运动:如刨削。

一个运动,如钻削;多个运动,如车削时的纵向与横向进给运动;没有进给运动,如拉削。

运动主体:工件,如铣削、磨削;刀具,如车削、钻削。

3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f (或进给速度)和背吃刀量p a 。

三者又称为切削用量三要素。

1)切削速度c v (m/s 或m/min):切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。

主运动为旋转运动时,切削速度由下式确定1000dn v c π=式中:d-工件或刀具的最大直(mm)n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2)进给量f:工件或刀具转一周(或每往复一次),两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量,其单位是mm/r(或mm/双行程)。

3)背吃刀量p a (切削深度mm)2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径(mm);m d -工件上已加工表面直径(mm)。

4、工件表面:切削过程中,工件上有三个不断变化的表面待加工表面:工件上即将被切除的表面。

过渡表面:正被切削的表面。

下一切削行程将被切除。

己加工表面:切削后形成的新表面。

5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分,刀具切削部分由一尖二刃三面组成。

《金属切削原理》第2章[刀具材料]

《金属切削原理》第2章[刀具材料]

第二章刀具材料第一节刀具材料应具备的性能刀具的工作条件:高压、高温、强烈摩擦、振动、冲击、热冲击一、刀具材料应具备的性能1、 高硬度和耐磨性硬度》62HRC耐磨性与硬度、化学成分、强度、显微组织、摩擦区温度有关2、 足够的强度和韧性 动静载荷下变形小、不崩刃折断3、高耐热性高温下保持耐磨性、硬度、化学成分、强度、韧性的能力(高温硬度表示)一般以高温硬度表示4、 良好的热物理性能和耐热冲击性能 导热系数热膨胀系数5、 良好的工艺性&经济性二、刀具材料的分类第二节工具钢一、 碳素工具钢含碳量〜%的优质高碳钢T7A T8A T10A T12A工艺性好可热处理 耐磨性好淬火硬度可达HRC5〜64 价格低耐热性差250〜300 C 硬度下降(马氏体分解)碳化物分布不均匀 透性差 v 5 〜10m/mi n锉刀、丝锥、锯条、板牙等低速手动工具二、 合金工具钢高碳钢中加入合金元素(Si 、Cr 、W 、Mn 、V )总量不超过3〜5%9SiCrCrWM n CrMn CrW5 9Mn2V 提高韧性、耐磨性、耐热性 耐热性 325〜400 C10〜15m/min 工具钢 碳素工具钢合金工具钢咼速钢 硬质合金陶瓷超硬材料人造金刚石 立方氮化硼淬火变形大淬丝锥、板牙、铰刀、搓丝板等低速机用工具三、高速钢(白钢、锋钢、风钢)含有较多合金元素(W、Cr、Mo、V 等)的高合金工具钢HRC63〜67500 〜650 C强度高工艺性好高性能HSS 高耐热性HSSS碳HSS 9W6Mo5Cr4V2(提高耐热、耐磨)高钒HSS W6Mo5Cr4V3钴HSS W2Mo9Cr4VCo8 超硬HSS 铝HSSW6Mo5Cr4V2Al粉末冶金HSS(可加大含碳量、细小均匀结晶组织、磨加工性好、物理力学性能高度各向同性、减小淬火变形、碳化物不易剥落)四、合金元素的作用W、Fe Cr、V与C形成化合物提高耐磨性W 溶于基体,增加高温硬度Mo作用同W (1% Mo = 2% W)并可细化碳化物,提高韧性Co、Al、Si、Nb (铌)提高高温硬度V 提高耐磨性(不宜超过3 %)第三节硬质合金一、组成及特点1 、组成高硬度、高熔点的重金属碳化物(WC、TiC、TaC钽、NbC铌)粉末和金属结合剂(Co、Ni)粉末冶金而成2、特点高硬度HRA89〜91强度韧性低高耐热性800〜1000C热稳定性好v是HSS的4〜10倍二、影响硬质合金性能的因素金属碳化物的种类、性能、数量、粒度、结合剂数量1 、种类和性能硬度TiO WC> TaC熔点TaC> TiC> WC强度WC> TiC> TaC导热WC> TiC> TaC2、数量、粒度、结合剂数量碳化物T-硬度T强度J结合剂T-硬度J强度T粒度J-结合剂层厚度J-硬度T强度J3、碳化物分布均匀T防止热应力和机械冲击产生裂纹Ta—碳化物颗粒细化分布均匀三、种类及牌号1、W C基类(常用)1 )钨钴类WC-CoYG 数字为Co 含量YG3 YG6 YG8硬度;强度T2)钨钛钴类WC-TiC-CoYT 数字为TiC含量YT5 YT15 YT30硬度T强度J3)钨钴钽(铌)类WC-TaC(NbC)-Co YGAYG6A4)钨钛钴钽(铌)类WC-TiC-TaC(NbC)-Co YW 通用硬质合金YW1 YW22、TiC基类TiC—NiMoYN 钢件精加工YN10 YN053、钢结硬质合金TiC或WC 30〜40%HSS 70 〜60%粉末冶金性能介于HSS与丫之间可锻造、热处理、切削加工、制作复杂刀具四、性能特点1 、硬度、强度Co T-硬度J强度T韧性TCo相同硬度YT> YG强度韧性YG> YT硬度细晶粒>粗晶粒强度细晶粒V粗晶粒含TaC( NbC)一硬度T强度T2、导热系数YG> YT (因WC> TiC)YG: Co t-#热系数JYT: TiC t—导热系数J3、线膨胀系数YT> YGTiC t—线膨胀系数t第四节 涂层刀具一、材料TiC (灰):硬度高、耐磨性好、线膨胀系数与基体相近,粘结牢固TiN (金):硬度稍低、结合稍差、摩擦系数小、抗粘结磨损AI2O3 (亮白):类刚玉结构,高硬度,高耐磨,高温稳定TiAlN (灰蓝):AI 含量小于50%,高温AI 渗出,形成耐高温氧化膜AITiN (灰蓝):AI 含量超过50%TiCN (灰蓝):金刚石(暗灰):高硬度,高耐磨,高温不稳定MoS2 (黑灰):高耐热性,极低摩擦系数WC/C (深灰):中耐热性,极低摩擦系数AICrN :良好的抗氧化性和热硬度目前商业应用的还有 TiB2、CrSiN ZrN 、CrN 、TiAICN TiN-AIN 、CNx 和NbN 等材料、分类1、 层数分类 单涂层 多涂层2、 厚度分类 微米级涂层 纳米级涂层3、材料性质分类 硬涂层:在韧性较好的刀具材料上涂敷高性能的难熔金属化合物,改善材料性能 软涂层:主要成分为具有低摩擦系数的固体润滑材料,如: MoS2、WC/C 、WS2、BN 、CaF2 和TaS2等。

机械制造基础第二章金属切削原理与刀具

机械制造基础第二章金属切削原理与刀具
切削用量与切削层参数
黑龙江大学机电工程学院
金属切削原理与刀具
二、刀具角度
1.刀具切削部分的组成
三面两刃一尖 前(刀)面 主后(刀)面 副后(刀)面 主切削刃 副切削刃 刀尖
黑龙江大学机电工程学院
金属切削原理与刀具
其它各类刀具,都可以看作是车刀的演变和组合
黑龙江大学机电工程学院
其中:dw—工件待加工表面的直径,(mm) dm—工件已加工表面的直径,(mm)
• 对于钻孔工作
ap

dm 2
黑龙江大学机电工程学院
金属切削原理与刀具
(2).切削层参数
在切削过程中,工件每转一转或刀具每转一齿,刀 具主切削刃相邻两位置间的一层金属,称为切削层
• 切削层公称宽度aw: 沿过渡表面测量的切削层尺寸 aw反映了切削刃参加切削的工作长度 aw=ap/sinkr
刀具安装位置对工作角度的影响 • 车刀安装高度对工作角度的影响 • 车刀安装偏斜对工作角度的影响
黑龙江大学机电工程学院
金属切削原理与刀具
不考虑进给运动,当刀尖安装得高于或低于工件 轴线时,将引起工作前角γoe和工作后角αoe的变化
黑龙江大学机电工程学院
金属切削原理与刀具
当车刀刀杆的纵 向轴线与进给方向 不垂直时,将会引 起工作主偏角κre和 工作副偏角κre‘的 变化
金属切削原理与刀具
• 镗刀:
多用于箱体孔的粗、精加工,可分为单刃和多刃镗刀
微调镗刀 1-刀片 2-镗杆 3-导向键 4-紧固螺钉 5-精调螺母 6-刀块
黑龙江大学机电工程学院
金属切削原理与刀具
(3).铣刀
按用途分 • 圆柱铣刀 • 端铣刀 • 盘形铣刀 • 立铣刀 • 键槽铣刀 • 角度铣刀 • 成形铣刀

金属切削原理与工具二共31页

金属切削原理与工具二共31页
第二章 金属切削过程的基本规律
第四节 切削力和切削功率 一、切削力
1.切削力的来源 2.切削合力及分力
第二章 金属切削过程的基本规律
第四节 切削力和切削功率
图2-8 切削力分析 a)作用在刀具上的力 b)、c)切削时的合力及分力
第二章 金属切削过程的基本规律
第四节 切削力和切削功率
由图2-8 可得
第二章 金属切削过程的基本规律
第五节 切削热与切削温度 传散比例与切削速度有关,提高切削速度摩擦热增多,切屑 带走的热量也增多,传入工件和刀具的热量减少,留在工件 中的热量更少。故高速切削对切削加工较为有利。
第二章 金属切削过程的基本规律
第五节 切削热和切削温度
二、切削温度 1.切削温度的分布 切削温度在刀具、切屑、工件上分布极不均匀,在切屑中,底 层温度最高;在刀具中,靠近切削刃处(约1mm)温度最高; 在工件中,切削刃附近温度最高。 切削钢料时,切屑表面产生一层氧化膜,它的颜色随切削温度 的高低而变化,可从切屑颜色大致判断切削温度高低。300℃ 以下切屑呈银白色;400℃左右呈黄色;500℃左右呈深蓝色; 600℃左右呈紫黑色
第一节 切 削 变 形
一、切削变形的原理 1.第Ⅰ变形区(剪切区) 2.第Ⅱ变形区(摩擦变形区) 3.第Ⅲ变形区(硬化区)
举例
第二章 金属切削过程的基本规律
图2-2 变形区滑移线和流线示意图
第一节 切 削 变 形
二、影响切削变形的主要因素 1.工件材料 2.前角 3.切削速度 4.进给量
第二章 金属切削过程的基本规律
第二章 金属切削过程的基本规律
图 2-9 背吃刀量
ap、进给量f对切削力Fc的影响
第四节 切削力和切削功率 2)切削速度

第二章金属切削原理与刀具详解

第二章金属切削原理与刀具详解

2、刀具角度的参考平面(静态)
1)基面Pr:过刀刃选定点⊥ 的平面。 2)切削平面Ps:包含 并与刀刃在选定点
相切的平面。 3)正交平面Po :过刀刃选定点⊥Pr,⊥Ps
的平面。
2、刀具角度的参考平面(静态)
3、刀具的标注角度
1)主偏角κr :主刀刃在基面上投影与走 刀方向的夹角。
2)刃倾角λs:主刀刃与基面在切削平面上 的夹角。
第二章 金属切削原理 与刀具
第一节 金属切削与刀具的基本概念
金属切削过程与金属切削刀 具中有许多基本概念,熟练掌 握这些基本概念是讨论相关技 术问题的基础。
一、基本概念 1、加工表面
待加工表面:
工件上即将被切除的表面.
已加工表面:
工件上切削后新形成的表面。
加工表面(过渡表面):
工件上正在被切削的表面。
一、刀具材料应具备的性能
1)高的硬度和耐磨性 2)足够的强度和韧性 3)良好的热物理性能和耐热冲击性能 4)良好的工艺性 5)经济性
一、刀具材料应具备的性能
刀具材 料一般硬度 越高则韧性 较差;而硬度 越低则韧性 较好。
二、常用刀具材料
常用刀具材料主要有: 高速钢 硬质合金
1、高速钢
高速钢刀具一般为整体式或焊接式,热处 理后硬度一般为63~66HRC,耐热性为 500~650℃,制造工艺性好,在制造中、 低速切削刀具、形状复杂及成形刀具中高速 钢应用广泛。
第二节 刀具材料 刀具三要素: 1)刀具切削部分材料; 2)刀具切削部分几何形状; 3)刀具结构。
刀具切削部分的工作状态
刀具切削部分在工作时,受到切削力的作用和 冲击,有时会碎裂或折断。 刀具切削部分在工作时,受到工件和切屑的强 烈挤压、摩擦,会产生大量的切削热,使刀具切 削部分处于高温状态,影响刀具材料的切削性 能,在切除金属材料时,本身也会被磨损。

第二章金属切削原理与刀具

第二章金属切削原理与刀具
工一般钢料或其它塑性材料时,常常在前刀面处粘着一 块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高,通常是工 件材料的2—3倍,在处于比较稳定的状态时,能够代替 刀刃进行切削。
第二章 金属切削原理与刀具
这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤。如图所示。
积屑瘤现象
第二章 金属切削原理与刀具
积屑瘤的产生会引起刀具实际角度的变化,如可增 大前角,有时可延长刀具寿命等,但是积屑瘤是不稳定 的,增大到一定程度后会碎裂,这样容易嵌入在已加工 表面内,增大了粗糙度。积屑瘤在加工过程中是不可控 的,只能通过改变切削条件防止其产生。
Fc mx Bx kx
第二章 金属切削原理与刀具
2.切屑的种类及其控制 由于工件材料不同,切削过程中的变形程度也就不
同,因而产生的切屑种类也就多种多样,主要有:带状 切屑 、挤裂切屑 、单元切屑 、崩碎切屑 。
切屑类型 a)带状切屑 b)挤裂切屑 c)单元切屑 d)崩碎切屑
第二 金属切削层变形图像 (b)切削过程晶粒变形情况 (c)切削过程3个变形区
第二章 金属切削原理与刀具
当工件受到刀具的挤压以后,如图b所示,切削层 金属在始滑移面OA以左发生弹性变形,愈靠近OA面, 弹度性 s变,形则愈发大生。塑在性O变A形面,上产,生应滑力移达现到象材。料随的着屈刀服具强的 连续移动,原来处于始滑移面上的金属不断向刀具靠拢, 应力和变形也逐渐加大。在始滑移面OE上,应力和变 形达到最大值。
所谓切屑控制(又称切屑处理,工厂中一般简称为 “断屑”),是指在切削加工中采取适当的措施来控制 切屑的卷曲、流出与折断,使形成“可接受”的良好屑 形。从切屑控制的角度出发,国际标准化组织(ISO) 制订了切屑分类标准。 衡量切屑可控性的主要标准是:不妨碍正常的加工,即不 缠绕在工件、刀具上,

第二章金属切削原理与刀具[1]

第二章金属切削原理与刀具[1]

三、刀具种类
(一)刀具分类
由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样 性,客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。 因此,生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常 按加工方式 和具体用途,分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀 具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。 刀具还可以按其它方式进行分类,如 按所用材料分为高速钢 刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼( CBN)刀具和 金刚石刀具等;按 结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具 和复合刀具等;按 是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。
一、切屑形成过程及切屑的种类 1.切屑形成过程 切屑的形成过程就是切削层金属变形的过程。图 3-1就是以低速 直角自由切削塑性金属材料时,用显微镜观察到的变形图象, 将其绘制成图 3-2所示流线的示意图 ,其中 OA、OM线为滑移 线,其余为流线,流线即是金属某一点的轨迹,由图可划分为 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个变形区
ac = f ⋅ sin k r
2)切削宽度¡ª 沿主切削刃(过渡表面)测量的切削层尺度。反映 了切削刃参加切削的工作长度。
ap aw =
sin k r
3)切削层面积¡ª 切削厚度与切削宽度的乘积
ap
Ac = ac ⋅ aw = f ⋅ sin k r .
= f ⋅ap
sin kr
aa
c
w
A c
-切削层的几何参数。
一般切削运动及其方向用切削运动的速度矢量来表示:
� �� υe =υ +υ f
(二)切削要素
1.工件上的三表面
待加工表面 —工件上即将被切除的表面。 已加工表面 —工件上已切去切削层而形成的新表面。 过渡表面(加工表面) —工件上正被刀具切削着的表面,介于已
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第二章刀具材料
第一节刀具材料应具备的性能
刀具的工作条件:高压、高温、强烈摩擦、振动、冲击、热冲击
一、刀具材料应具备的性能
1、高硬度和耐磨性
硬度≥62HRC
耐磨性与硬度、化学成分、强度、显微组织、摩擦区温度有关
2、足够的强度和韧性
动静载荷下变形小、不崩刃折断
3、高耐热性
高温下保持耐磨性、硬度、化学成分、强度、韧性的能力(高温硬度表示)
一般以高温硬度表示
4、良好的热物理性能和耐热冲击性能
导热系数热膨胀系数
5、良好的工艺性
6、经济性
二、刀具材料的分类
工具钢碳素工具钢
合金工具钢
高速钢
硬质合金
陶瓷
超硬材料人造金刚石
立方氮化硼
第二节工具钢
一、碳素工具钢
含碳量0.65~1.35%的优质高碳钢
T7A T8A T10A T12A
工艺性好可热处理
耐磨性好淬火硬度可达HRC58~64
价格低
耐热性差250~300℃硬度下降(马氏体分解)碳化物分布不均匀淬火变形大淬透性差
v 5~10m/min
锉刀、丝锥、锯条、板牙等低速手动工具
二、合金工具钢
高碳钢中加入合金元素(Si、Cr、W、Mn、V)总量不超过3~5%
9SiCr CrWMn CrMn CrW5 9Mn2V
提高韧性、耐磨性、耐热性
耐热性325~400℃
v 10~15m/min
丝锥、板牙、铰刀、搓丝板等低速机用工具
三、高速钢(白钢、锋钢、风钢)
含有较多合金元素(W、Cr、Mo、V等)的高合金工具钢
HRC63~67
500~650℃
强度高
工艺性好
高性能HSS 高耐热性HSS 高碳HSS 9W6Mo5Cr4V2
(提高耐热、耐磨)高钒HSS W6Mo5Cr4V3
钴HSS W2Mo9Cr4VCo8
超硬HSS 铝HSS W6Mo5Cr4V2Al
粉末冶金HSS(可加大含碳量、细小均匀结晶组织、磨加工性好、物理力学性能高度各向同性、减小淬火变形、碳化物不易剥落)
四、合金元素的作用
W、Fe、Cr、V与C形成化合物提高耐磨性
W溶于基体,增加高温硬度
Mo作用同W(1%Mo=2%W)并可细化碳化物,提高韧性
Co、Al、Si、Nb(铌)提高高温硬度
V提高耐磨性(不宜超过3%)
第三节硬质合金
一、组成及特点
1、组成
高硬度、高熔点的重金属碳化物(WC、TiC、TaC钽、NbC铌)粉末和金属结合剂(Co、Ni)粉末冶金而成
2、特点
高硬度HRA89~91
强度韧性低
高耐热性800~1000℃
热稳定性好
v是HSS的4~10倍
二、影响硬质合金性能的因素
金属碳化物的种类、性能、数量、粒度、结合剂数量
1、种类和性能
硬度TiC>WC>TaC
熔点TaC>TiC>WC
强度WC>TiC>TaC
导热WC>TiC>TaC
2、数量、粒度、结合剂数量
碳化物↑→硬度↑强度↓
结合剂↑→硬度↓强度↑
粒度↓→结合剂层厚度↓→硬度↑强度↓
3、碳化物分布
均匀→防止热应力和机械冲击产生裂纹
TaC→碳化物颗粒细化分布均匀
三、种类及牌号
1、WC基类(常用)
1)钨钴类 WC-Co
YG 数字为Co含量
YG3 YG6 YG8
硬度↓
强度↑
2)钨钛钴类 WC-TiC-Co
YT 数字为TiC含量
YT5 YT15 YT30
硬度↑
强度↓
3)钨钴钽(铌)类 WC-TaC(NbC)-Co
YGA
YG6A
4)钨钛钴钽(铌)类 WC-TiC-TaC(NbC)-Co YW 通用硬质合金
YW1 YW2
2、TiC基类 TiC-NiMo
YN 钢件精加工
YN10 YN05
3、钢结硬质合金
TiC或WC 30~40%
HSS 70~60%
粉末冶金
性能介于HSS与Y之间
可锻造、热处理、切削加工、制作复杂刀具
四、性能特点
1、硬度、强度
Co↑→硬度↓强度↑韧性↑
Co相同硬度YT>YG
强度韧性YG>YT
硬度细晶粒>粗晶粒
强度细晶粒<粗晶粒
含TaC(NbC)→硬度↑强度↑
2、导热系数
YG>YT (因WC>TiC)
YG:Co↑→导热系数↓。

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