理学刀具切削PPT学习教案

1、会计学1 理学刀具切削理学刀具切削 1-3 刀具材料及选用刀具材料及选用 刀具材料是指刀具切削刀具材料是指刀具切削 部分的材料。部分的材料。 刀具的切削能力直接影刀具的切削能力直接影 响生产率、加工质量和加响生产率、加工质量和加 工成本。工成本。 刀具的切削性能，主要刀具的切削性能，主要 取决于刀具材料。取决于刀具材料。 第1页/共35页 3 第2页/共35页 因此，刀具切削部分材料应具 备以下基本性能。 1刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能 第3页/共35页 l高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性 l足够的强度和韧性足够的强度和韧性 l高的耐热性高的耐热性 l良好的导热性良好的导热性 l良

2、好的工艺性能和经济性良好的工艺性能和经济性 1刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能 第4页/共35页 第5页/共35页 第6页/共35页 第7页/共35页 4）导热性好）导热性好 刀具材料的导热性用热导率表示。热导 率大，表示导热性好，切削时产生的热量就 容易传散出去，从而降低切削部分的温度， 减轻刀具磨损。 第8页/共35页 第9页/共35页 l刀具材料的种类很多，常用的有刀具材料的种类很多，常用的有 工具钢工具钢（包括碳素工具钢、合金（包括碳素工具钢、合金 工具钢和高速钢）工具钢和高速钢）、硬质合金硬质合金、 陶瓷陶瓷、金钢石金钢石和和立方氮化硼立方氮化硼等。等。 l目前最常用的刀具材

3、料是高速钢目前最常用的刀具材料是高速钢 和硬质合金。和硬质合金。 第10页/共35页 高速钢的特点 l高速钢是加入了钨高速钢是加入了钨（W）、）、钼钼（Mo）、）、铬铬（Cr）、）、钒钒（V）等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的耐热性，可在等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的耐热性，可在500 650的温度下进行切削加工。还具有高的强度和冲击韧性，所以刃磨时能获得锋利的刃口，故有的温度下进行切削加工。还具有高的强度和冲击韧性，所以刃磨时能获得锋利的刃口，故有“锋钢锋钢”之称。之称。 l别称：锋钢、钨钢、白钢别称：锋钢、钨钢、白钢 第11页/共35页 1普通高速钢 （一）（一）高速钢高速钢

4、2高性能高速钢 3粉末冶金高速钢 （1）钨系高速钢 （2）钨钼系（或称钼系）高速钢 按用途不同，高速钢分为普通高速钢和高性能按用途不同，高速钢分为普通高速钢和高性能 高速钢。按制造方法不同，则有熔炼高速钢和高速钢。按制造方法不同，则有熔炼高速钢和 粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢 第12页/共35页 普通高速钢 按化学成分不同，普通高速钢可分为钨系和钨钼系两类： l钨系高速钢钨系高速钢 钨系高速钢的典型牌号是钨系高速钢的典型牌号是W18Cr4V、 W9Mo3Cr4V l钨钼系高速钢钨钼系高速钢 钨钼系高速钢的典型牌号是钨钼系高速钢的典型牌号是W6Mo5Cr4V2 第13页/共35页 第14页/共3

5、5页 高性能高速钢 在普通高速钢中加入一些其他合金元素（在普通高速钢中加入一些其他合金元素（C、V、Co、Al），以提高其耐热性和耐磨性。典型牌号：），以提高其耐热性和耐磨性。典型牌号：W6Mo5Cr4V3、W2Mo9Cr4VCo8 、W6Mo5Cr4V2Al 粉末冶金高速钢 采用粉末冶金法可完全消除碳化物偏析，提高刀具质量采用粉末冶金法可完全消除碳化物偏析，提高刀具质量 第15页/共35页 普通高速钢常见用途 第16页/共35页 强度、韧性好的高速钢，而表层强度、韧性好的高速钢，而表层 是具有高硬度、高耐磨性的其他是具有高硬度、高耐磨性的其他 材料。材料。 第17页/共35页 l由高硬度、高

6、熔点的金属碳化物由高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC、NbC、TaC等等）粉末，用钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。）粉末，用钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。 l高硬度、高熔点的金属碳化物含量高，故其硬度、耐热性和耐磨性都超过高速钢，允许切削温度高达高硬度、高熔点的金属碳化物含量高，故其硬度、耐热性和耐磨性都超过高速钢，允许切削温度高达8001000。因此，切削速度远高于高速钢。因此，切削速度远高于高速钢。 l硬质合金是当今主要的刀具材料之一。硬质合金是当今主要的刀具材料之一。 第18页/共35页 普通硬质合金的分类、牌号和性能 l常用的硬质合金是以碳化钨（常用的硬

7、质合金是以碳化钨（WC）为基体，并分为）为基体，并分为 WC-Co WCTic-Co WCTaC（NbC）Co WCTiCTaC(（NbC）Co 第19页/共35页 lYG类类，ISO称为称为K类，加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料类，加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料 lYT类类，ISO称为称为P类，加工长切屑的黑色金属类，加工长切屑的黑色金属 lYN类类，ISO称为称为P类，高速精加工工具钢、淬火钢类，高速精加工工具钢、淬火钢 lYW类类，ISO称为称为M类，可履盖类，可履盖K类、类、P类的应用范围类的应用范围 第20页/共35页 P类 用于加工长切屑的 钢件 M类 用于加

8、工 不锈钢件 K类 用于加工短切屑的 铸铁件 N类 用于加工短切屑的 非铁材料 S类 用于加工 难加工材料 H类 用于加工 硬材料 第21页/共35页 硬质合金的选用 l各种硬质合金的应用见表各种硬质合金的应用见表1-1 l硬质合金的性能，主要取决于金属碳化物的种类、性能、数量、粒度和粘结剂的份量硬质合金的性能，主要取决于金属碳化物的种类、性能、数量、粒度和粘结剂的份量 第22页/共35页 表表 1 1- -1 1 各各 种种 硬硬 质质 合合 金金 的的 应应 用用 范范 围围 牌 号 应 用 范 围 YG3X 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 精 加 工 、 半 精 加 工

9、、 不 能 承 受 冲 击 载 荷 YG3 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 精 加 工 、 半 精 加 工 、 不 能 承 受 冲 击 载 荷 YG6X普 通 铸 铁 、 冷 硬 铸 铁 、 高 温 合 金 的 精 加 工 、 半 精 加 工 YG6铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 半 精 加 工 和 粗 加 工 YG8 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 、 非 金 属 材 料 的 粗 加 工 ， 也 可 用 于 断 续 切 削 YG6A 冷 硬 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 半 精 加 工 ， 亦 可 用 于 高 锰 钢 、 淬 硬

10、钢 的 半 精 加 工 和 精 加 工 YT30碳 素 钢 、 合 金 钢 的 精 加 工 YT15 YT14 碳 素 钢 、 合 金 钢 在 连 续 切 削 时 的 粗 加 工 、 半 精 加 工 ， 亦 可 用 于 断 续 切 削 时 精 加 工 YT5碳 素 钢 、 合 金 钢 的 粗 加 工 ， 可 用 于 断 续 切 削 YW1 高 温 合 金 、 高 锰 钢 、 不 锈 钢 等 难 加 工 材 料 及 普 通 钢 料 、 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 半 精 加 工 和 精 加 工 YW2 硬 度 、 耐 磨 性 、 切 削 速 度 抗 弯 强 度 、 韧 性 、

11、 进 给 量 高 温 合 金 、 高 锰 钢 、 不 锈 钢 等 难 加 工 材 料 及 普 通 钢 料 、 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 粗 加 工 和 半 精 加 工 第23页/共35页 其他硬质合金及其使用性能其他硬质合金及其使用性能 l超细晶粒硬质合金 l其其WC的粒度则在的粒度则在0.21m之间，其中大多数在之间，其中大多数在0.5m以下以下 l是一种高硬度、高强度兼备的硬质合金，具有硬质合金的高硬度和高速钢的高强度是一种高硬度、高强度兼备的硬质合金，具有硬质合金的高硬度和高速钢的高强度 l可用于间断切削，特别是难加工材料的间断切削可用于间断切削，特别是难加工材料的

12、间断切削 第24页/共35页 l涂层硬质合金 l在韧性较好的硬质合金基体上，涂一层硬度、耐磨性极高的难熔金属化合物，采用化学气相沉积法而获得的。涂层的厚度为在韧性较好的硬质合金基体上，涂一层硬度、耐磨性极高的难熔金属化合物，采用化学气相沉积法而获得的。涂层的厚度为510 m。 l可分为单涂层、双涂层、和多涂层等可分为单涂层、双涂层、和多涂层等 l涂层刀片不适于切削高温合金、钛合金、有色金属及某些非金属，不能采用焊接结构，不能重磨使用涂层刀片不适于切削高温合金、钛合金、有色金属及某些非金属，不能采用焊接结构，不能重磨使用 第25页/共35页 l钢结硬质合金 l代号为代号为YE。它以。它以WC、T

13、iC作硬质相（占作硬质相（占3040），以高速钢（或合金钢）作粘结相（占），以高速钢（或合金钢）作粘结相（占6070） l硬度、强度与韧性介于高速钢和硬质合金之间；可以进行锻造、切削、热处理与焊接硬度、强度与韧性介于高速钢和硬质合金之间；可以进行锻造、切削、热处理与焊接 l可用于制造模具、拉刀、铣刀等形状复杂的刀具可用于制造模具、拉刀、铣刀等形状复杂的刀具 第26页/共35页 l陶瓷 l按化学成分可分为：按化学成分可分为：纯氧化铝纯氧化铝AL2O3陶瓷、复合氧化铝陶瓷、复合氧化铝AL2O3TiC陶瓷、复合氮化硅陶瓷、复合氮化硅Si3N4TiCCo陶瓷陶瓷 l其高温硬度很高，在其高温硬度很高，在

14、1200时，硬度尚能达到时，硬度尚能达到80HRA，仍具有较好的切削性能，仍具有较好的切削性能 l缺点：缺点：抗弯强度低，冲击韧性差，导热能力低和线膨胀系数大。对冲击十分敏感，容易破裂抗弯强度低，冲击韧性差，导热能力低和线膨胀系数大。对冲击十分敏感，容易破裂 第27页/共35页 l金刚石 l是已知的最硬材料，它的硬度极高，接近于是已知的最硬材料，它的硬度极高，接近于10000HV（硬质合金仅为（硬质合金仅为 1300 1800HV） l金刚石分天然和人造两种金刚石分天然和人造两种 l金刚石刀具既能对陶瓷、高硅铝合金、硬质合金等高硬度耐磨材料进行切削加工，又能切削其他有色金属及其合金，使用寿命极高，但不宜加工铁族材料金刚石刀具既能对陶瓷、高硅铝合金、硬质合金等高硬度耐磨材料进行切削加工，又能切削其他有色金属及其合金，使用寿命极高，但不宜加工铁族材料 第28页/共35页 l立方氮化硼（CBN） l立方碳化硼的硬度为立方碳化硼的硬度为8000 9000HV；热稳定性和化；热稳定性和化 学惰性好，可耐学惰性好，可耐1300 1500的高温仍保持其硬度的高温仍保持其硬度 ；与铁族材料的亲和作用小，能以加工普通钢和铸；与铁族材料的亲和作用小，能以加工普通钢和铸 铁的切削速度切削淬硬钢、冷硬铸铁和高温合金等铁的切削速度切削淬硬钢、冷硬铸铁和高温合金