机械制造技术介绍基础 第一章.ppt

η—合成切削速度角，它是主运动方向与合成切削速度方向之间的夹角。由定义知：  式中 f — 进给量； d — 随着车刀进给而不断变化着的切削刃选定点处工件的旋转直径； η— 随着切削刃趋近工件中心而增大的;越靠近中心，η 值急剧增大,工作后角变为负值 。 2）纵车 工作进给面(仍为原 进给剖面)内的工作角 度为： 合成切削速度角为： 换算至主剖面内为： （2）刀具安装高低对工作角度的影响 1)刀尖安装高低对工作角度的影响 当刀尖高于工件中心线时，工作切削平 面和基面发生 变化，在背平面内 角度变化值为： 则： 另：当刀尖低于工件中心线时，上述计算 公式中符号相反，镗孔与外圆车削相反。 将背平面角度变化换算到主剖面： 刀杆中心线与进给方向不垂直的影响 第四节 金属切削刀具的常用材料 刀具切削性能的优劣取决于刀具材料、切削部分几何形状以及刀具的结构。刀具材料的选择对刀具寿命、加工质量、生产效率影响极大。 （一）刀具材料的性能要求 切削时刀具要承受高温、高压、摩擦和 冲击的作用，刀具切削部分的材料须满足 以下基本要求： （1）较高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）较高的耐热性（红硬性） （4）良好的导热性和耐热冲击性能 （5）良好的工艺性 刀具材料与工件材料的合理匹配 1.物理性能匹配 2.力学性能匹配 3.化学性能匹配 物理性能 热导率 抗热震性能 耐热性 线膨胀系数 高  低 PCD 　　　HSS PCBN（1300） HSS PCBN WC基硬质合金 陶瓷（1100） WC基硬质合金 WC基硬质合金 Si3N4基陶瓷 金属陶瓷（900） 金属陶瓷 金属陶瓷 PCBN WC基硬质合金 （800） Al2O3基陶瓷 HSS PCD PCBN Si3N4基陶瓷 金属陶瓷 PCD（700） Si3N4基陶瓷 Al2O3基陶瓷 Al2O3基陶瓷 HSS（600） PCD 常用刀具材料物理性能对比 常用刀具材料力学性能对比 硬 度 抗弯强度 断裂韧性 高  低 PCD HSS HSS PCBN WC基硬质合金 WC基硬质合金 Al2O3基陶瓷 金属陶瓷 金属陶瓷 Si3N4基陶瓷 Si3N4基陶瓷 PCBN 金属陶瓷 Al2O3基陶瓷 PCD WC基硬质合金 PCD Si3N4基陶瓷 HSS PCBN Al2O3基陶瓷 刀具材料化学性能对比 刀具材料 化学性能 抗氧化温度 对钢的扩散强度 对钛的扩散强度 元素在钢中的溶解度（） 高 低 陶瓷 PCD Al2O3基陶瓷 SiC PCBN Si3N4基陶瓷 PCBN Si3N4基陶瓷 硬质合金 PCBN SiC WC基硬质合金 PCD Al2O3基陶瓷 Si3N4基陶瓷 PCBN HSS - PCD TiN - TiC Al2O3基陶瓷 ZrO2 （二）常用刀具材料 刀具材料有高速钢、硬质合金、工具 钢、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。 目前，在生产中所用的刀具材料主要是高 速钢和硬质合金两类。碳素工具钢、合金 工具钢因耐热性差，仅用于手工或切削速 度较低的刀具。 刀具材料 高速钢 硬质合金 陶瓷 立方碳化硼 金刚石 刀具材料 刀具材料的发展与切削加工高速化的关系 切削速度（m/min） 2000 1000 500 200 100 50 20 10 1800 1850 1900 1950 2000 年代 碳素工具钢 合金工具钢 WC系硬质合金 高速钢 WC-TiC系硬质合金 涂层硬质合金 TiAlN涂层硬质合金 DLC涂层硬质合金 TiC-TiN金属陶瓷 聚晶立方氮化硼 （PCBN） 陶瓷 聚晶金刚石 （PCD） l???? 常用刀具材料的种类及应用 类型 硬度 强