第1节刀具材料与几何角度.pdf

第一节刀具材料与几何角度 一、刀具材料应具备的基本性能 1. 足够的切削性能： （1）硬度高（2）耐磨性好 （3）足够的强度和韧性（4）耐热性好 2. 一定的工艺性；即热处理性、可磨削性 3. 良好的经济性。 二、刀具材料的种类 目前使用的刀具材料可以分为四大类： 工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬刀具材料。 1、工具钢 耐热性差，但抗弯强度高、价格便宜、焊接与刃磨性能好， 故广泛用于中、低速切削的成形刀具，不宜用于高速切削。主 要有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢。 2、硬质合金 耐热性好，切削效率高，但刀片强度、韧性、焊接刃磨工 艺性都比工具钢差，它的硬度可达HRC74-82，耐热温度为800- 1000℃。根据GB2075-87，硬质合金可分为P、K、M三类：  P类硬质合金 ：相当于YT类，适宜加工长切屑的黑色金属，如钢、 铸钢。  K类硬质合金 ：相当于YG类，适宜加工短切屑的金属和非金属材 料，如淬硬钢、铸铁、铜铝合金、塑料等。  M类硬质合金 ：适宜加工长切屑或短切屑的金属材料，如钢、铸 钢、不锈钢、灰口铸铁、有色金属等。  涂层刀具 ：在基体上涂一层数微米厚的高硬度、高耐磨性的金 属化合物（TiC、TiN、Al O 等）。 2 3 3、陶瓷 常用的陶瓷刀具材料主要由纯Al O 、 SiC等化合物，或在 2 3 其基体中添加一定量的金属元素、金属碳化物构成，硬度很高， 具有很高的耐热性，化学性能稳定，摩擦系数小，抗粘结磨损与 抗扩散磨损能力很强。主要缺点是冲击韧性差，抗弯强度低。 4、超硬刀具材料 超硬刀具材料指金刚石与立方氮化硼。  金刚石 ：包括天然单晶体金刚石和人造聚晶金刚石。前者主要用 于有色金属材料的超精加工；后者主要用于有色金属材料与石材 的加工。金刚石的耐热温度只有700-800℃，工作温度不能过高， 与铁的亲和力大，不宜于加工含碳的黑色金属。  立方氮化硼 （CBN）：由六方氮化硼（白石墨）在高温高压下转 化而成，硬度仅次于金刚石，具有很高的热稳定性，用于淬硬钢、 高温合金等难加工材料的切削。 吹毛断发 三、刀具的静止（标注）角度 静止参考系假定条件：即不考虑进给运动的大小，车刀刀尖安装 得与工件轴线等高，刀杆中心线垂直于进给方向 参考平面： 基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 法平面Pn 背平面Pp 侧平面P f （假定工作平面P ） f 刀具的参考平面定义 基面Pr：通过切削刃选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。 切削平面：包括主切削平面Ps和副切削平面Ps。 主切削平面Ps：通过主切削刃选定点，与主切削刃相切并垂直于 基面的平面。 副切削平面Ps：通过副切削刃选定点，与副切削刃相切并垂直 于基面的平面。 法平面Pn：通过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面。 正交平面Po：通过切削刃上选定点并同时垂直于基面和切削平面的平 面。 假定工作平面Pf：通过切削刃上选定点并垂直于基面，其方位平行于 假定进给运动方向。 背平面Pp：通过切削刃上选定点，并垂直于基面和假定工作平面的平 面。  静止参考系  静止参考系 假定工作平面，侧前/后角 法平面，法前/后角 正交平面，主前/后角 背平面，背前/后角 基面，主/副偏角 切削平面向视图，刃倾角 刀具标注角度的定义： 主偏角（Κ ）主切削平面与假定工作平面间的夹角。 γ 副偏角（ Κ ’）副切削平面与假定工作平面间的夹角。 γ 前角（γ）前刀面与基面间的夹角。 o 主后角（α）主后刀面与主切削平面间的夹角。