[工学]金属切削原理与刀具 认知实习.ppt

认知实习 ———金属切削原理与刀具 任务1：刀具分类 机床种类分类：车、钻、镗、磨、铣、刨、拉、锯。。。 从结构上分类：车刀可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀和可转位车刀，装配车刀。 再比如磨削加工类型 磨削加工可分为下列 几种类型： 1. 外圆磨削， 2. 内圆磨削； 3. 平面磨削；  砂轮分类 任务二：刀具基本结构 刀具切削部分由一尖二刃三面组成。 衡量刀具的角度 任务3：刀具材料 刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料五大类。其主要力学物理性能见下页表格。 目前应用最多的是高速钢和硬质合金。 数字统计如下：我国目前高速钢用量约占刀具的60％以上，硬质合金的用量约占30％以上，随着难加工材料应用的增加，陶瓷刀具和超硬刀具材料的使用量日益增长。 金刚石砂轮 激光金刚石切割片 总结 刀具材料应具备的性能包括足够的硬度和耐磨性、足够的强度与韧性、较高的耐热性、较好的工艺性、较好的传热性和经济性. 工具钢包括碳素工具钢和合金工具钢。碳素工具钢优点是工艺性能良好，有较高的耐磨性，价格低廉;最大缺点是热硬性差，淬透性低。主要用于制造手用刀具、低速及小进给量的机用刀具。合金工具钢比碳素工具钢有较高的淬透性、韧性、耐磨性和耐热性。主要用于制造细长刀具或截面积大、刃形复杂的刀具。 高速钢按切削性能可分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢还具有较高的硬度、耐磨性以及强度和韧性。与硬质合金相比，高速钢的最大优点是可加工性好并具有良好的综合力学性能。高速钢主要用于制造形状复杂的刀具。高性能高速钢和粉末冶金高速钢适于制造切削难加工材料的各种精密刀具和形状复杂刀具。 硬质合金刀具材料有YG类、YT类、YW类和YN类四种。具有高硬度、高耐磨性、高耐热性、抗弯强度低和可加工工艺性差等特点。YG类硬质合金主要用于加工形成短切屑的铸铁、有色金属及非金属等脆性材料以及淬硬钢、高强度钢和奥氏体不锈钢等难加工材料。YT类硬质合金主要用于加工形成长屑的钢材等塑性材料。YW类硬质合金主要用于加工钢料和难加工材料的半精加工和精加工。YN类硬质合金适用于工具钢的半精加工和精加工及淬硬钢的加工。 陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性及耐热性，抗扩散和抗薪结能力强。最大缺点是强度低、韧性差。适用于钢、铸铁及塑性大的材料的半精加工和精加工，尤其对于冷硬铸铁、淬硬钢等高硬度材料零件加工特别有效;但不适于机械冲击和热冲击大的加工场合。 金刚石和立方氮化硼属于超硬刀具材料主要用于精加工。金刚石目前主要用于磨具及磨料，作为刀具多在高速下对有色金属及非金属材料进行精细车削及锁孔，注意不能加工铁等黑色金属。立方氮化硼用于加工钢铁等黑色金属，特别是加工高温合金、淬火钢和冷硬铸铁等难加工材料。 涂层刀片有效解决了刀具的硬度、耐磨性与强度、韧性之间的矛盾，大大提高了刀具的切削性能，且具有较好的通用性，但价格较高。 任务4：刀具的刃磨表面及方法 １、刃磨工艺的选择 切削刀具刃磨的目的之一是获取性价比高的切削刃口质量，而质量好坏的关键在于刃磨砂轮粒度的选择。砂轮粒度越细，切削刃崩口越小，而磨削效率越低。为此可根据刀具切削刃的精度、用途或其失效程度将PCD切削刀具刃磨工艺分为粗、精、细三个加工阶段。根据具体情况制订合理刃磨工艺可大幅度提高加工效率。 粗加工对刃口要求不高，可选电加工或磨削加工。电加工效率高，宜用于加工复杂刀具，如印刷电路板用钻头、切削强化木地板用成型铣刀等。磨削加工时可选粗粒度砂轮，刃磨时接触面积大、磨削力高（300～400N），可快速去除多余的加工余量；细加工时选用细粒度砂轮，刃磨时接触面积小、磨削力低（100～200N）、磨削发热量少，但材料去除率低。此阶段主要是通过研磨和抛光，进一步改善切削刃口质量。精加工居于二者之中。 比如：车刀的刃磨的砂轮选择 1 . 砂轮的选择 砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂和组织5个因素决定。 磨料，常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3种。船上和工厂常用的是氧化铝砂轮和碳化硅砂轮。 2) 粒度：粒度表示磨粒大小的程度。以磨粒能通过每英寸长度上多少个孔眼的数字作为表示符号。 粗磨车刀应选磨粒号数小的砂轮，精磨车刀应选号数大( 即磨粒细) 的砂轮。船上常用的粒度为46 号—60 号的中软或中硬的砂轮。 3）硬度：砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。 砂轮硬，即表面磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。 砂轮的软硬和