同济大学《机械制造技术基础》第二章 金属切削原理与刀具A研究报告.ppt

选用齿轮滚刀和插齿刀时，应注意以下几点： 1）刀具基本参数（模数、齿形角、齿顶高系数等）应与被加工齿轮相同。 2）刃具精度等级应与被加工齿轮要求的精度等级相当。 3）刀具旋向应尽可能与被加工齿轮的旋向相同。滚切直齿轮时，一般用左旋滚刀。 常用刀具材料 一、刀具材料必须具备的性能 1、高的硬度 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。这样，刀具才能切除工件上多余的金属，目前在室温条件下刀具材料的硬度应大于或等于60HRC。 2，高的耐磨性 耐磨性指材料抵抗磨损的能力。一般而言，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。 3、足够的强度和韧性 在切削加工过程中，刀具总是受到切削力、冲击、振动的作用，当刀具材料有足够的强度和韧性，就可避免刀具的断裂、崩刃。 4、高的耐热性 耐热性指材料在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性的能力。 5、良好的工艺性 刀具材料有良好的工艺性，便于刀具的制造。 6、良好的热物理性能和耐热冲击性能 要求刀具的导热性要好，不会因受到大的热冲击，产生刀具内部裂纹而导致刀具断裂。 二、常用刀具材料的种类 1、在金属切削加工中，刀具材料的种类有许多。 1）碳素工具钢与合金工具钢 2）高速钢 高速钢是指含较多钨、铬、钼、钒等合金元素的高合金工具钢，俗称锋钢或风钢。高速钢有较高的耐热性（约600~660?C）；有足够的强度和韧性；有较好的工艺性。目前，高速钢已作为主要的刀具材料之一，广泛用于制造形状复杂的铣刀、钻头、拉刀和齿轮刀具等。 常用高速钢的牌号与性能见表⒉1。 2、硬质合金 硬质合金是由高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等）为基体，以金属Co、Ni、Mo等为粘结剂，用粉末冶金的方法制成的一种合金。硬质合金的硬度为74～82HRC。耐热温度为800～1000℃，常用于制造形状简单的高速切削刀片，经焊接或机械夹固在车刀、刨刀、钻头等刀体上使用。 （1）钨钴类硬质合金 钨钻类硬质合金的代号是YG，由Co和WC组成。常用牌号是YG3、YG6等。牌号中的数字表示Co的质量分数（含Co量），其余为含WC的质量分数（含WC量），如YG3表示（Co）＝3％，（WC）＝97％。 其韧性较好，但耐磨性较差。钨钴类硬质合金适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。 （2）钨钛钴类硬质合金 钛钴类硬质合金的代号是YT，由WC、TiC和Co组成。常用牌号是YT14、YT30等。牌号中的数字表示TiC的质量分数，其余为含WC＋Co的质量分数。如YT14表示（TiC）＝14％，（WC）＝78％，（Co）＝8％。 其硬度、耐热性、耐磨性较好，但韧性较差。钨钛钴类硬质合金适用于加工碳钢、合金钢等塑性材料。 改善硬质合金性能的措施： 1）调整化学成分 2）细化合金的晶粒 3）采用涂层刀片 4、新型刀具材料 （1）陶瓷 陶瓷材料的主要成分是A12O3.。陶瓷是在高压下成形，在高温下烧结而成。陶瓷的硬度高，耐磨性好，耐热性高，化学稳定性好。但是，陶瓷的脆性大，强度低，故陶瓷刀具只用于精车、半精车。 （2）金刚石 金刚石分为天然和人造两种，天然金刚石数量稀少，所以价格昂贵，应用极少。人造金刚石是在高压、高温条件下，由石墨转化而成，价格相对较低，应用较广。 金刚石的硬度极高（10000HV），是目前自然界已发现的最硬物质。但是，金刚石耐热性较差，在700～800°C时，将产生碳化，与铁有很强的化学亲和力，故不宜用于加工钢铁； （3）立方氮化硼 立方氮化硼是由立方氮化硼在高压、高温条件下加入催化剂转变而成。立方氮化硼的硬度仅次于金刚石（8000～9000HV），耐磨性好，耐热性高（1400°C），与铁系金属在（1200～1300）℃时也不会起化学反应，因此，既能胜任淬硬钢、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其它难加工材料的高速切削。 x刀具几何参数的合理选择刀具几何参数对切削力大小，切削温度升降，刀具磨损快慢都有很大影响。为此，合理地选择刀具几何参数非常重要。合理的刀具几何参数，可以保证工件加工质量，获得较高的刀具寿命，提高生产效率，降低生产成本。 一、前角 1．前角的作用：是在满足切削刃强度要求的前提下，使切削刃锋利。增大前角能减少切屑变形和磨损、改善加工质量、抑制积屑瘤等。但是，前角过大，反而使切削刃强度和散热能力下降，引起崩刃。 2．前角选择的原则 ① 工件材料 工件材料的强度、硬度低，塑性大，前角应取大值；材料强度、硬度高，应取较小的前角。 ② 刀具材料 刀具材料强度、韧性高，前角可取大值，反之取小值。如高速钢可取较大的前角值，而硬质合金刀则应取小值。 ③ 加工性质 粗加工时，前角应取较小的值，而精加工时，可取较大的值。 3、前刀面形式 3、倒