金属切削刀具

金属切削刀具

1简单工件车削过程

从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成形运动可分为：主运动和进给运动。

（1）主运动：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，称为主运动。主运动的速度最高，所以消耗的功率最大。一般机床的主运动只有一个。

如：车削、镗削加工时工件的回转运动，铣削和钻削时刀具的回转运动，刨削时刨刀的直线运动等都是主运动。

（2）进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，也可以是间歇的。

2、辅助运动：实现机床的各种辅助动作,为表面成形创造条件。

（1）空行程运动刀架、工作台的快速接近和退出工件等，可节省辅助时间。

（2）切入运动为保证被加工面获得所需尺寸，刀具相对于工件表面的深入运动。

（3）分度运动使工件或刀具回转到所需要的角度，多用于加工若干个完全相同的沿圆周均匀分布的表面，也有在直线分度机上刻直尺时，工件相

对刀具的直线分度运动。

（4）操纵及控制运动包括变速、换向、启停及工件的装夹等。

2切削用量

（1）切削速度Vc

切削速度v c是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。

由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。当主运动为回转运动时：

式中：d—切削刃上选定点的回转直径，mm;

n—主运动的转速，r/s或r/min.

当主运动为直线运动时，切削速度是刀具相对于工件的直线运动速度（2）进给速度Vf、进给量f、和每齿进给量fz

进给速度Vf----切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时速度，单位是mm/s或mm/min。

进给量f----刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述，单位是mm/r或mm/行程。

每齿进给量fz ----后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量,单位是mm/z 每齿进给量是对于铣刀、拉刀等多齿刀具各进给量间的关系：Vf=nf=nfzZ （3）背吃刀量ap

切削深度ap（背吃刀量）是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上度量的已加工表面与待加工表面之间的距离，单位mm。

主运动是回转运动时：

主运动是直线运动时：ap=Hw-Hm

钻孔时：

式中：dw----工件待加工表面直径

dm----工件已加工表面直径

Hw----工件等加工表面厚度

Hm----工件已加工表面厚度

3刀具结构

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。

4 刀具材料

1、刀具材料应具备的性能

（1）高的硬度和耐磨性

刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。

（2）足够的强度和韧性

为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。

（3）高耐热性

刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性得能力。

（4）良好的工艺性

为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性。如，切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。

（5）良好的经济性

2、高速钢

高速钢是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。

性能：有较高的热稳定性；有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造。是制造钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等的主要材料。

分类：按用途分：通用型高速钢和高性能高速钢；

按制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。

（1）通用型高速钢

通用型高速钢是切削硬度在HBS250—280以下的大部分结构钢和铸铁的基本刀具材料，应用最为广泛。通用型高速钢一般可分为钨钢和钼钢两类，常用牌号分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。

（2）高性能高速钢

高性能高速钢（如9W6Mo5Cr4V2和W6Mo5Cr4V3）较通用型高速钢有着更好的切削性能，适合于加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加

工材料。

3、硬质合金

硬质合金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物（碳化钨，碳化钛，碳化钽，碳化铌等）与金属粘结剂（钴，镍，钼等）在高温下烧结而成的粉末冶金制品。

具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于制造整体刀具。它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。

常用的硬质合金有3类:

（1）钨钴类硬质合金（YG）

YG类硬质合金主要由碳化钨和钴组成，常用牌号有YG3，YG6，YG8等。YG 类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。YG类硬质合金的刃磨性较好，刃口可以磨得较锋利，故切削有色金属及合金的效果也较好。适用于粗加工,含钴量少的,用于精加工.

（2）钨钛钴类硬质合金（YT）

YT类硬质合金主要由碳化钨，碳化钛和钴组成，常用的牌号有YT5，YT15，YT30等。它里面加入了碳化钛后，增加了硬质合金的硬度，耐热度，抗粘接性和抗氧化能力。

（3）钨钛钽（铌）钴硬质合金类（YW）

它是在普通硬质合金中加入了碳化钽和碳化铌，从而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有了较好的综合性能。YW类硬质合金主要用于不锈钢，耐热钢，高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此被称为通用型硬质合金，常用的牌号有YW1，YW2等。

5 刀具几何角度