刀具材质及加工参数.ppt

刀具种类 1.刀具分类： (1)按加工方式和具体用途，可分为车刀、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。 (2)按所用材料性质，可分为高速钢刀具、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; (3)按结构形式，可分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等; (4)按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。 为了完成切削，除了要求刀具具有合理的角度和适当的结构外，刀具的材料是切削的重要基础。 在切削过程中，刀具在强切削力和高温下工作，同时与切屑和工件表面都产生剧烈的摩擦，因此工作条件极为恶劣。为使刀具具有良好的切削能力，必须选用合适的材料，刀具材料对加工质量、生产率和加工成本影响极大。 1.高的硬度和耐磨性： 2.足够的强度和韧性： 3.高的耐热性： 4.良好的热物理性能和耐热冲击性能： 5.良好的工艺性： 6.良好的经济性： 上述性能中有些是相互矛盾的(如硬度越高，耐磨性越好的材料的韧性和抗破损能力就越差，耐热性好的材料韧性也较差)。 实际工作中，应根据具体的切削对象和条件，选择最合适的刀具材料。 常用的刀具材料 碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 1.碳素工具钢：碳素工具钢淬火后具有较高的硬度HRC≈61~65 ，而且价格低廉。但这种材料的耐热性较差250~300℃ ，并且淬火时容易产生变形和裂纹。常用于制造手工工具和一些形状较简单的低速刀具。 C= 0.7~1.4%；T8、T10、T10A、T12等， 2.合金工具钢：在碳素工具钢的基础上，加入适量的合金元素（如Cr，Si，W，Mn等）。与碳素工具钢相比，其热处理变形有所减少，耐热性也有所提高350~400℃ 。 常用于制造手工工具和一些形状较简单的低速刀具（如拉刀、丝锥、扳牙）。 HRC≈61~68 * 有关刀具的一组“名言” 工欲善其事，必先利其器 再先进的机床没有刀具尤如一堆废铁 机床、刀具和工件组成的切削加工系统中，刀具是最活跃的因素 三分手艺，七分刀具 第二章 刀具材料 有关刀具材料的一组“名言” 好钢用在刀刃上 刀具材料的每一次进步几乎都给机械加工业带来一次革命 机床与刀具材料交替进展，成为切削技术不断向前发展的历史规律 金属切削的发展史，从某种意义上说，可归结为刀具材料的发展史 2.1 刀具材料应具备的性能 2.1 刀具材料应具备的性能 刀具材料的分类： 工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢； 硬质合金：普通硬质合金、细颗粒硬质合金 、微颗粒硬质合金；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：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷； 超硬材料：立方氮化硼、金刚石。 目前,生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。 碳素工具钢(如T10A、 T12A)、合金工具钢(如9SiCr、 CrWMn)因耐热性差， 仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。 它是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。 特点：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。 应用：由于热处理变形小、能锻易磨，所以特别适合于制造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、切齿刀、螺纹刀具和拉刀等。 为了提高高速钢的硬度和耐磨性，常采用如下措施来提高其性能： (1)在高速钢中增添新的元素； (2)用粉末冶金法消除碳化物的偏析并细化晶粒。 2.2 高速钢 　高速钢按用途分为通用型高速钢和高性能高速钢；按制造工艺不同分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。 　 一、 通用型高速钢  1、钨系高速钢： W18Cr4V。含W 18%、Cr 4%、V 1%。有较好的综合性能， 在600℃时其高温硬度为HRC48.5，刃磨和热处理工艺控制较方便，可以制造各种复杂刀具。  2、钨钼系高速钢：W6Mo5Cr4V2。 含W 6%、Mo 5%、Cr4%、V2%。碳化物分布细小、均匀，具有良好的机械性能，抗弯强度比W18Cr4V高10%～15%，韧性高50%～60%。可做尺寸较大、承受冲击力较大的刀具；热塑性特别好， 更适用于制造热轧钻头等；磨加工性也好。 目前各国广为应用。 二、高性能高速钢 在通用型高速钢的基础上再增加一些含碳量、 含钒量及添加钴、铝等合金元素。 按其耐热性， 又称高热稳定性高速钢。在630～650℃时仍可保持HRC 60的硬度，具有更好的切削性能，耐用度较通用型高速钢高1.3～3倍。 适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。 典型牌号有高碳高速钢9W18Cr4V、高钒高速钢W6Mo5Cr4V3、 钴高速钢