2.2.3刀具材料.doc

安徽工程科技学院教师备课教案 课程名称 机械制造基础 课型 理论 上课时间 06年3月10日5/6节 教 学 内 容 提 纲 及 要 求 第2章 机械加工装备与方法 2.2 金属切削刀具 2.2.3刀具材料 一、刀具材料应具备的性能 二、高速钢 三、硬质合金 四、涂层刀具和其他刀具材料 2.2.4 常用刀具 一、车刀 二、孔加工刀具 三、铣刀 四、拉刀 2.2.5 磨料与磨具 2.2.6 自动化加工中的刀具及其管理 要求：了解刀具材料的基本性能要求；掌握常用的刀具材料的选择。掌握常用车刀的类型及特点、铣刀的几何角度、孔加工刀具的结构特点。 重 点 掌握常用的刀具材料的选择；掌握常用车刀的类型及特点 教学实施手段 效果记录 课堂讲授 √ 课堂讨论 √ 现场示教 小结讲评 √ 难 点 常用刀具材料的选择；铣刀的几何角度 其 它 教具 多媒体课件、CAI软件、投影等 推 预 荐 复 参 习 考 任 书 务 完成习题2-1～2-12； 预习第2章第2节。 教 学 后 记 本章节讲稿共 8 页 教案第 1 页 备课时间： 06年2月18日 教师签名：汪太平 2.2.3 刀具材料 刀具材料应具备的性能 刀具材料：一般指刀具切削部分的材料。 刀具性能包括：使用寿命、生产率、加工质量和加工成本。 决定刀具切削性能的因素有：刀具材料、几何形状和结构尺寸。 刀具切削部分工作环境：承受高温、很大压力、剧烈摩擦、冲击和振动。 因此，刀具材料应具备以下基本性能： 高硬度 必须高于工件材料，常温硬度应在HRC62以上。 耐磨性好 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。一般，硬度越高耐磨性越好。 足够的强度和韧性高耐热性良好的T10A、T12A)和合金工具钢(如9SiCr、CrWMn)耐热性较差，仅用于低速手动工具； 超硬刀具材料包括陶瓷、金刚石及立方氮化硼等； 用得最多的是高速钢和硬质台金。 高速钢(HSS) 常用高速钢的牌号与性能如表1-2。 是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。 高速钢性能 强度、韧性、硬度和耐磨性较高； 热稳定性高，温度达600～700℃时仍能切削； 热处理变形小； 加工工艺性好，可锻易磨。 高速钢分类 按性能分：普通高速钢和高性能高速钢。 按制造工艺分：熔炼高速钢、粉末冶金高速钢和表面涂层高速钢。 按基本化学成份分：钨系和钼系。 高速钢的选用 特别适于制造结构和刃型复杂的成形刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀、齿轮刀具、螺纹刀具和拉刀等，因高速钢综合性能好。 只适于中、低速切削，因高速钢硬度、耐磨性、耐热性不及硬质合金。 普通高速钢 钨钢：如W18Cr4V，有良好的综合性能，可以制造各种复杂刀具。 钨钼钢：如W6Mo5Cr4V2，可做尺寸较小、承受冲击力较大的刀具；热塑性特别好，适用于制造热轧钻头等；磨加工性好。 切削硬度为250～280HBS的结构钢和铸铁，切削钢料速度为40～60m/min。 高性能高速纲 如高碳高速钢9W18Cr4V、高钒高速钢W6MoCr4V3、钴高速钢W6MoCr4V2Co8和超硬高速钢W2Mo9Cr4Co8等。 比普通高速钢的切削性能更好，适于切削奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料。 粉末冶金高速钢 适于制造精密、复杂、大尺寸刀具(如滚刀、插齿刀等)、高动载荷下使用的刀具、切削难加工材料的刀具等。 用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水，得到细小的高速钢粉末，高温下压制成致密的钢坯，然后锻压成材或刀具形状。 硬质合金 是由高硬度和高熔点的金属碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等)硬质相与金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)粘结相，经高温烧结而成的粉末冶金制品。 硬质合金特性 硬度达HRA89～93，能够切削淬硬钢； 抗弯强度低、冲击韧性差，不能承受大振动和冲击载荷，很少用于制造整体刀具； 刀刃不锋利，较难加工，不易做成复杂整体刀具。 化学及热稳定性好； 耐磨性和耐热性高(800～1000℃)，切削性能优良，多用于车刀、端铣刀、深孔钻、铰刀、拉刀、齿轮刀具等； 切削速度可达100～300m/min； 硬质合金分类 ISO将刀具硬质合金分为三类： 钨钴类(YG) 即WC-Co类硬质合金 抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，适宜切削铸铁等脆性材料； 刃磨性较好，切削有色金属及合金的效果较好； 韧性好、导热系数较大，可以加工不锈钢和高温合金钢等难加工材料； 耐磨性和耐热性较差，不宜切削普通钢材。 钨钛钴类(YT) 即WC-TiC-Co类硬质合金，WC为基体 因添加碳化钛后，增加了硬度、耐热性、抗粘结性和抗氧化能力。适用于高速加工钢