切削刀具及材料.ppt

1）碳素工具钢和合金工具钢 碳素工具钢（carbon tool steel） ：含碳量较高的优质钢(含碳量为0.7%～1.2%，如T10A等)，淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。 合金工具钢（alloy tool steel） ：在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素而形成的。 (如 9SiCr等)，可适当减少热处理变形和提高耐热性。 由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制造一些切削速度不高的手工工具，如锉刀、锯条、铰刀、丝锥、板牙等，较少用于制造其它刀具。 四、刀具材料 金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。 刀具材料(cutting tool materials)在切削 时要承受高温、高压、摩擦、冲击、振动，金属切削 过程中的加工质量、加工效率、加工成本，在很 大程度上取决于刀具材料的合理选择。 1. 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）高的耐热性与化学稳定性 （4）有锻造、焊接、热处理、磨削加工等良好的工艺性 （5）导热性好，有利于切削热传导，降低切削区温度， 延长刀具寿命，便于刀具的制造，资源丰富，价格低廉。 2. 常用刀具材料 工具钢 包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。 硬质合金 有钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金和钨钛钽（铌）类硬质合金。 陶瓷 超硬刀具材料 推广使用新型刀具材料如涂层刀具、陶瓷刀具、天然金刚石、聚晶金刚石、立方氮化硼等。 2）．高速钢 高速钢（highspeed steel）是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。 热处理后硬度可达62～66HRC, 抗弯强度约3.3GPa，有较高的热稳定性 、耐磨性 、耐热性。切削温度在500～650°C时仍能进行切削。 适合于制造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、插齿刀、剃齿刀、螺纹刀具和拉刀等。 * * 第二节 切削刀具及其材料 一、 切削刀具结构 由工作部分和非工作部分构成。 车刀(turning tools)的工作部分比较简单，只由切削部分构成，非工作部分就是车刀的柄部(或刀杆)。 不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参数。 （1)前刀面 切屑流过的刀面。 1.刀 面 （2)主后刀面 与工件正在被切削加工的表面 （过渡表面）相对的刀面。 （3)副后刀面 与工件已切削加工的表面相对 的刀面。 （一）刀具切削部分的基本定义 2.刀刃 （1）主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。 （2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。 3．刀尖 三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削部分几何形状（各表面空间位置）的重要参数。 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面。 参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考系。 （二）定义刀具角度的参考系 刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。 1．刀具静止参考系 在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。 静止参考系中最常用的是正交平面参考系。 2.正交平面参考系 由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。 (1)基面pr 通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装面（底面）。 (2)切削平面ps 通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。 (3)正交平面po 通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。 （三）刀具的标注角度 （1）基面中测量的刀具角度 1）主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给 运动速度vf 方向之间的夹角。 2）副偏角κr′ 副切削刃在基面上的投影与进给 运动速度vf反方向之间的夹角。 （2）切削平面中测量的刀具角度 1）刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。 它在切削平面内标注或测量，但有正负之分。 当主切削刃与基面平行时λs=0°； 当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时λs ＞0°；反之λs ≤0°。 （3）正交平面中测量的刀具角度 1)前角γO 前面与基面之间的夹角。 2)后角αo 后面与切削平面之间的夹角。 说明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不