机械制造技术第2章.ppt

3.积屑瘤现象 积屑瘤现象：在中低速切削塑性金属材料时, 常在刀具前面刃口处粘结一些工件材料, 形成一块硬度很高的楔块，称之为积屑瘤。 在一定的加工条件下，随着切屑与前刀面间温度和压力的增加，摩擦力也增大，使近前刀面处切屑中塑性变形层流速减慢，产生“滞流”现象。滞流层中底层与前刀面产生了粘结。 积屑瘤的生成机理 形成积屑瘤的条件 主要决定于切削温度。在切削温度很低或很高时时，摩擦系数较小，故不易形成粘结；在中温区，温度在300～380℃时，切屑底层材料软化，粘结严重，摩擦系数最大，产生的积屑瘤高度达到很大值。 积屑瘤对切削加工的利弊 积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损； 积屑瘤使刀具的实际工作前角增大，有利于减小切削力； 积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度； 积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。 消除积屑瘤的措施 采用高速切削或低速切削，避免中低速切削； 增大刀具前角，降低切削力； 采用切削液。 思考题 1.9 刀具材料主要有哪些？各种刀具材料的应用如何？ 1.11 第一变形区和第二变形区的变形特点是什么？ 1.12 根据切屑的外形，通常可把切屑分为几种类型？各类切屑对切削加工有何影响？ 1.13 简述什么是积屑瘤？ 1.2.1刀具材料应具备的性能 1.2 刀具材料 1．高的硬度 2．高的耐磨性 3．高的耐热性 4．足够的强度和韧性 5．良好的工艺性 6．良好的热物理性能和耐热冲击性能 1.2.2 常用的刀具材料 在切削加工中常用的刀具材料有：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。 种类 牌号 硬度 维持切削性能的最高温度/ 0 C 抗弯强度/GPa 工艺性能 用途 碳素工具钢 T8A T10A T12A 60~64HRC （81~83HRA） ~200 2.45~2.75 可冷热可工成形，工艺性能良好，磨削性好，须热处理 只用于手动刀具，如手动丝锥、板牙、铰刀、锯条、锉刀等 合金工具钢 9CrSi CrWMn 等 60~65HRC (81~83HRA) 250~300 2.45~2.75 只用于手动或低速机动刀具，如丝锥、板牙、拉刀等 种类 牌号 硬度 维持切削性能的最高温度/ 0 C 工艺性能 用途 高速钢 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2AI W10Mo4Cr4V3AI 62~70HRC (82~87HRA) 540~600 可冷热可工成形，工艺性能良好须热处理，磨削性好，但高钒类较差 用于各种刀具，特别是形状较复杂的刀具，如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具、丝锥、板牙、刨刀等 硬质合金 钨钴类： YG3，YG6，YG8 钨钴钛类 YT5，YT15，YT30 89~94HRA 800~1000 压制烧结后使用，不能冷热加工，多镶片使用，无须热处理 车刀刀头大部分采用硬质合金，铣 刀、钻头、滚刀、丝锥等亦可镶刀片使用。钨钻类另加工铸铁，非铁金属；钨钻类加工碳素钢、合金钢、淬硬等 陶瓷材料 91~94HRA 1200 0.441 ~0.833 压制烧结后使用，不能冷热加工，多镶片使用，无须热处理 多用于车刀，性脆，适于连续切削 立方氮化硼 7300~9000HV 压制烧结而成，可用金刚石砂轮磨削 用于硬度、强度较高材料的精加工。在空气中达13000C时仍保持稳定 金刚石 10000HV 用天然金刚石砂轮刃磨困难 用于非铁金属的高精度、小表面化粗糙度切削，700~8000C时易炭化 1、高速钢 ①钨钢 典型牌号为W18Cr4V（简称W18）。含W18％、Cr4%、V1％。有良好的综合性能，可以制造各种复杂刀具。但热塑性差，很难用作热成形方法制造的刀具（如热轧钻头）。 ②钨钼钢 典型牌号为W6Mo5Cr4V2Al（简称M2）具有良好的机械性能，可做尺寸较小、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。 2、硬质合金 由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（Co）经粉末冶金法制成。 因含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物，硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都很高。硬度可达HRA89～93，在800～1000 °C还能承担切削，耐用度较高速钢高几十倍。当耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。 ⑴ 钨钴类（YG类） 主要成分： 常用牌号：YG3、YG3X、YG6、YG8; 数字表示含钴量：如：YG3含钴量0.3％、YG8含钴量0.8％，含钴量越高，刀具材料的抗弯强度就越大，但硬度和耐磨性下降。 YG3和YG3X ：含钴量相对较少，硬度较高，耐磨性好，适用于精加工； YG6和YG8 ：含钴量相对较多，抗弯强度大，耐冲击