金属切削刀具基本知识.pptx
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1、第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识第一节第一节 刀具材料刀具材料第二节第二节 切削刀具的分类及结构切削刀具的分类及结构第三节第三节 刀具的几何角度刀具的几何角度第四节第四节 刀具的工作角度刀具的工作角度第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识第一节第一节 刀具材料刀具材料一、刀具材料应具备的主要性能一、刀具材料应具备的主要性能1高硬度高硬度2高耐磨性高耐磨性3足够的强度和韧性足够的强度和韧性4高耐热性高耐热性5良好的工艺性良好的工艺性第二章第
2、二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识二、常用刀具材料的种类及主要性能二、常用刀具材料的种类及主要性能第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识三、高速钢三、高速钢 高速钢高速钢是含有钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素较多的合金工具钢,也称为白钢白钢、锋钢锋钢。优点:优点:高速钢具有较高的强度、韧性和良好的刃磨性能,能承受较大的切削力和冲击力,常用于制造形状复杂的刀具。缺点:缺点:高速钢的耐热性较差,耐热温度为550600,允许的最高切削
3、速度为30m/min。由于高速钢的切削速度比其他工具钢高几倍甚至十几倍,故称之为高速钢高速钢。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识1普通高速钢普通高速钢普通高速钢主要牌号、性能特点及应用普通高速钢主要牌号、性能特点及应用类别主要牌号性能特点应用钨系高速钢W18Cr4V 工艺性能好,特别是刃磨性能和热处理性能好;但碳化物均匀性、高温塑性较钨钼系高速钢差 应用最广泛的一种高速钢,适用于制作一般刀具和各种复杂刀具,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、铰刀、齿轮刀具及机用丝锥、板牙、锯条等钨钼系高速钢W6Mo5Cr4V2 降低了碳化物
4、的数量及分布的不均匀性,细化了晶粒,抗弯强度和冲击韧性提高,耐磨性好,热塑性好;红硬性较低 适用于制造各种承受冲击力较大的刀具,如插齿刀、锥齿轮刨刀和一般切削刀具,也可用于制造大型和热塑成形刀具W9Mo3Cr4V 是一种新牌号高速钢,综合性能优于W6Mo5Cr4V2,成本较低 适用性强第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 2高性能高速钢高性能高速钢 高性能高速钢是在普通高速钢中增加一些碳(C)、钒(V),并添加钴(Co)或铝(Al)等合金元素而获得,耐磨性和耐热性得到显著提高。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的
5、基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 3粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢 优点:优点:粉末冶金高速钢完全避免了碳化物的偏析,晶粒细化,分布均匀,强度、硬度、耐磨性等有了显著提高。由于物理、力学性能各向同性,减少了热处理造成的变形与应力。用途用途:(1)制造切削难加工材料的刀具。(2)进行强力、断续切削时,要求锋利、强度和韧性高的刀具。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 4高速钢刀具的表面处理高速钢刀具的表面处理 表面处理:表面处理:通过某种特殊工艺改善刀具表层的成分与组织或在刀具表
6、面涂镀一层耐磨薄层(0.002mm左右)。常见的表面处理有:经过表面处理的刀具,耐用度得到显著提高。如目前一些铣刀、钻头的切削部分呈金黄色,多为TiN涂层。氮化处理离子注入液体氮碳共渗真空溅射涂镀物理气相沉积TiN、TiC第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识1常用硬质合金常用硬质合金四、硬质合金四、硬质合金第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 我国常用硬质合金牌号与我国常用硬质合金牌号与ISO分类对照及用分类对照及用途途种类牌号相近ISO牌
7、号主要用途加工性质钨钴类K30YG8加工铸铁、有色金属及其合金粗加工K20YG6半精加工K01YG3精加工钨钛钴类P30YT5加工钢等塑性金属粗加工P10YT15半精加工P01YT30精加工钨钛钽(铌)钴类M10YW1加工耐热钢,高锰钢、不锈钢等难加工材料、一般钢材和铸铁、有色金属的加工精加工半精加工M20YW2粗加工半精加工第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 例例21:根据下列加工条件选择合适的硬质合金牌号。(1)粗车铸铁)粗车铸铁工件材料是铸铁,选用YG类硬质合金;粗车,为粗加工,应选用含钴(Co)量多的牌号Y
8、G8。(2)精车)精车45钢钢工件材料是45钢,选用YT类硬质合金;精车,为精加工,应选含(碳化钛)TiC量多的牌号YT30。(3)粗车不锈钢()粗车不锈钢(Cr18Ni9Ti)轴)轴工件材料是钛不锈钢,应选用YW类硬质合金;粗车,为粗加工,应选用牌号YW2。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识2其他硬质合金其他硬质合金种类种类主要成分主要成分优缺点优缺点主要用途主要用途碳化钛基(YN类)硬质合金 以TiC为主要成分,加入少量的WC、NbC,以Ni和Co为黏结剂 耐磨,耐热,抗黏结,切削速度高。强度、韧性较低 用于合
9、金钢、淬火钢的精加工 钢结硬质合金(YE类)以TiC或WC做硬质相,高速钢做黏结相,属高速钢基硬质合金 耐热,耐磨,韧性好,可锻造性、热处理性和可切削性较好 制作结构复杂的刀具,如钻头、铣刀等细晶粒、超细晶粒硬质合金 细晶粒合金平均粒度在1.5m左右,超细晶粒合金粒度在0.21m 抗弯强度较高,在中、低速及断续切削的状态下不易发生崩刃现象涂层硬质合金 在硬质合金表面涂覆一层或多层(513m)的难熔金属碳化物 硬度、耐磨性和耐热性得到较大提高 多用于机夹式不重磨刀片 第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识五、陶瓷刀具材料
10、五、陶瓷刀具材料 1陶瓷刀具材料的主要特点及应用陶瓷刀具材料的主要特点及应用 特点:特点:(1)高硬度与高耐磨性 (2)高耐热性 (3)良好的化学稳定性和抗黏结性 (4)摩擦因数小(5)强度和韧性差、热导率低 陶瓷刀具材料:陶瓷刀具材料:以氧化铝(Al2O3)或氮化硅(Si3N4)为基体,再添加少量金属,在高温下烧结而成的一种刀具材料。应用:应用:陶瓷刀具一般适用于高速精细加工硬材料,如在200m/min条件下车削淬火钢。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 2陶瓷刀具材料的种类陶瓷刀具材料的种类 (1)氧化铝基陶瓷
11、)氧化铝基陶瓷 成分:成分:将一定量的碳化物(多以TiC)添加到Al2O3中,称为混合陶瓷或组合陶瓷混合陶瓷或组合陶瓷。若添加镍(Ni)、钴(Co)、钨(W)等作为黏结金属,可较大地提高陶瓷刀具的强度。应用:应用:适合在中等切削速度下切削难加工材料,如冷硬铸铁、淬硬钢等。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 (2)氮化硅基陶瓷)氮化硅基陶瓷 成分:成分:将硅粉经氮化、球磨后添加助烧剂于模腔内热压烧结而成。其抗热冲击性能优于其他陶瓷刀具,并不易发生崩刃现象。应用:应用:切削速度可达500600m/min,适宜精车、半精
12、车,精铣、半精铣加工。可用于切削难加工材料。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 六、超硬刀具材料六、超硬刀具材料 1金刚石金刚石(1)金刚石刀具的优点)金刚石刀具的优点 1)极高的硬度和耐磨性 2)很好的导热性和很低的热膨胀系数 3)刀具的切削刃很锋利,刃面的粗糙度值很小 4)摩擦因数低于其他刀具材料 金刚石金刚石是碳的同素异形体,是目前最硬的物质。有天然与人造之分。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 (2)金刚石刀具的主要缺点及适用范
13、围)金刚石刀具的主要缺点及适用范围 1)耐热性差、强度低、脆性大 对冲击、振动敏感,因而对机床的精度、刚性要求较高。一般只适宜用于精加工。2)金刚石与铁和碳原子的亲和性强 易使其丧失切削能力,故不宜用于加工铁族材料。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 2立方氮化硼(简称立方氮化硼(简称CBN)优点:优点:(1)很高的硬度与耐磨性。(2)很高的热稳定性。(3)有较好的导热性,与钢铁的摩擦因数较小。应用:应用:用于淬硬钢、冷硬铸铁的粗加工与半精加工,以及高速切削高温合金等难加工材料。但由于其强度及韧性仍较低(介于陶瓷与
14、硬质合金之间),因此不宜用于低速切削。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识第二节第二节 切削刀具的分类及结构切削刀具的分类及结构一、刀具的分类一、刀具的分类 切削刀具用于将毛坯上多余的材料切除,以获得具有预期的几何形状、尺寸精度和表面质量的零件。刀具的分类方法通常有:按应用场合分类按主切削刃的数量分类按刀具的结构分类按刀具材料分类第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识第二节第二节 切削刀具的分类及结构切削刀具的分类及结构a)车刀b)钻头c)铣
15、刀 d)铰刀e)拉刀f)丝锥g)滚刀1按应用场合分类按应用场合分类 第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 2按主切削刃的数量分类按主切削刃的数量分类 单刃刀具:单刃刀具:指具有一条主切削刃的刀具。多刃刀具:多刃刀具:具有两条或两条以上主切削刃的刀具。a)车刀b)钻头c)铣刀d)铰刀e)拉刀f)丝锥g)滚刀第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识3按刀具的结构分类按刀具的结构分类 a)整体式 b)焊接式c)机夹式第二章第二章第二章第二章 金属切削
16、刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识4按刀具材料分类按刀具材料分类 工具钢硬质合金陶瓷超硬材料第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识二、刀具切削部分的构成二、刀具切削部分的构成前(刀)面切屑流过的刀面。主后(刀)面切削时,与工件过渡表面相对的刀面。副后(刀)面切削时,与工件已加工表面相对的刀面。主切削刃主后刀面与前刀面的交线,担负主要的切削工作。副切削刃副后刀面与前刀面的交线,配合主切削刃完成切削工作。刀尖主、副切削刃的交点。第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金
17、属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识第三节第三节 刀具的几何角度刀具的几何角度一、参考系一、参考系 参考系参考系是用来定义和测量刀具角度的参考平面,是具有一定空间位置的假想平面。参考系 标注参考系(静止参考系)工作参考系(动态参考系)标注参考系是刀具设计、制造、刃磨与测量的基准。工作参考系是确定工作状态中刀具角度的基准。正交平面参考系(常用)法平面参考系 进给平面参考系 背平面参考系 第二章第二章第二章第二章 金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识金属切削刀具的基本知识 1标注参考系的假定条件标注参考系的假定条件 (1)假定运动条件:)假
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