金属切削加工基本知识 ppt课件

经济性也是刀具材料的重要指标之一，选 择刀具时，要考虑经济效果，以降低生产 成本。
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3.1.2 刀具材料的种类和用途
1.碳素工具钢：（C=0.65%～1.35%） 常用的牌号有T8A、T10A、T12A等。 切削温度≤200℃，切削速度≤8m/min， 硬度60 ～65HRC 主要用于手用工具，如锉刀锯条等。
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任务二 刀具角度 一、刀具切削部分的组成 前刀面Aγ、后刀面Aα、副后面Aα′、主切削刃S、 副切削刃S′ 、刀尖。 安装车刀时，规定刀尖 与工件中心等高，刀杆 中心线垂直于进给运动 方向。
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几个平面
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刀具静止角度 1）主偏角Kr 2）副偏角Kr′ 3）刃倾角λs 4）前角γo 5）后角αo 6）副后角αo′
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（3）高的耐磨性和耐热性
A、刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。
一般刀具硬度越高，耐磨性越好。
刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物 等）越多，颗粒越小，分布越均匀，则刀具 耐磨性越好。
B、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主 要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来 衡量，也称热硬性。
2.合金工具钢：（锰、铬、钨、硅） 常用的牌号有9SiCr、GCr15、CrWMn等。 切削温度≤600℃，硬度63 ～66HRC 主要用于制造低速手用工具，如丝锥绞刀等。
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3.高速钢 （1）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 （2）性质： ①高速钢具有良好的热稳定性 ②高速钢具有较高强度和韧性 ③高速钢具有一定的硬度(63～ 70HRC)
保证材料各向同性，减小热处理内应力和变形；
磨削加工性好，磨削效率比熔炼高速钢提高 2～3倍；
耐磨性好。
适于制造切削难加工材料的刀具、大尺寸刀具 （如滚刀和插齿刀），精密刀具和磨加工量大 的复杂刀具。
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4．硬质合金 （1）硬质合金组成
硬质合金是由难熔金属碳化物和金属粘结剂经粉 末冶金方法制成。
切削的那一部分表面。
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3.切削用量 切削用量是切削速度、进给量(或进给速度)和 背吃刀量的总称。
1）切削速度（Vc）是指在切削加工时，切削 刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。
Vc=πDn/1000
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2）进给量（f）是指工件（或刀具）每回转 一周时，刀具（或工件）在进给运动方向上 的相对位移量。
3）背吃刀量（ap）指待加工表面和已加工表 面之间的垂直距离。
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4.切削层参数
切削层是指在切削过程中，刀具的切削部分沿进 给方向在一次走刀中切除的工件材料层。
切削层参数包括切削层公称宽度bD、切削层公 称厚度hD和切削层公称横截面积AD，它的形状 和尺寸规定在刀具的基面中度量。
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2)进给运动 由机床或人力提供的运动，它使刀具和工件之间产生附 加的相对运动。 3）合成切削运动 由主运动和进给运动合成的运动，称为合成切削运动。
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2.工件上的加工表面 切削加工时在工件上产生的表面。
待加工表面 工件上有待切除的表面。 已加工表面 工件上经刀具切削后产生的表面。 过渡表面 工件上由刀具切削刃形成的正在
和耐磨性
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（3）高速钢的分类 ①普通高速钢 A、钨系高速钢（简称 W18）
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，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 ） 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。
（5）良好的工艺性与经济性
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（1）高硬度
刀具是从工件上去除材料，所以刀具材料 的硬度必须高于工件材料的硬度。
刀具材料最低硬度应在60HRC以上。 对于碳素工具钢材料，在室温条件下硬度
应在62HRC以上；高速钢硬度为63HRC～ 70HRC；硬质合金刀具硬度为89HRC～ 93HRC。
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②高性能高速钢
优点：具有较强的耐热性，刀具耐
用度是普通高速钢的1.5～3倍 。
缺点：强度与韧性较普通高速钢低， 高钒高速钢磨削加工性差。
适合加工的零件：奥氏体不锈钢、高 温合金、钛合金、超高强度钢等难加 工材料。
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③粉末冶金高速钢
优点：无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和 硬度，硬度值达69～70HRC；
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（2）足够强度和韧性
刀具材料在切削时受到很大的切削力与冲击 力。
如车削45钢，在背吃刀量ap＝4㎜，进给量f ＝0.5㎜/r的条件下，刀片所承受的切削力达 到4000N，可见，刀具材料必须具有较高的 强度和较强的韧性。
一般刀具材料的韧性用冲击韧度aK表示，反 映刀具材料抗脆性和崩刃能力。
模块一 金属切削加工基本知识
项目一 金属切削基础 任务一 切削运动和切削用量 1.切削运动 在切削加工中刀具与工件的相对运动，使刀具和工件之 间产生相对运动，称为切削运动。 1)主运动 由机床或人力提供的主要运动。 特点：切削速度最高，消耗功率最大。 如车削时工件的旋转运动，刨削时工件或刀具的往复运 动，铣削时铣刀的旋转运动等。
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刀具材料
3.1.1 刀具材料的基本要求
刀具材料需满足一些基本要求 ：
刀具材料耐热性 是衡量刀具切削
（1）高硬度
性能的主要标 志 ，通常用高
（2）高强度与强韧性
温下保持高硬度 的性能来衡量，
（3）较强的耐磨性和耐热性 也称热硬性
（4）优良导热性
刀具材料高温硬度越高，则耐热性越好，在 高温抗塑性变形能力、抗磨损能力越强。
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（4）优良导热性
刀具导热性好，表示切削产生的热量容易 传导出去，降低了刀具切削部分温度，减 少刀具磨损。
刀具材料导热性好，其抗耐热冲击和抗热 裂纹性能也强。
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（5）良好的工艺性与经济性
刀具不但要有良好的切削性能，本身还应 该易于制造，这要求刀具材料有较好的工 艺性，如锻造、热处理、焊接、磨削、高 温塑性变形等功能。