《金属加工与实训》第3章第3节金属加工的刀具及其选用

1、教师姓名授课形式讲授、分组讨论授课时数2授课日期年 月曰授课班级授课项目及 任务名称第 3 章 金属切削加工基础第 3 节金属加工的刀具及其选用教学目标知识目标1 1、 了解刀具材料的性能。2 2、 了解常用刀具材料。3 3、熟悉车刀主要角度、了解刀具角度与切削加工的关系技能目标能够正确识别刀具几何角度教学重点刀具几何刀具教学难点刀具几何刀具教学方法 教学手段利用多媒体设备、动画、图片资源、配合常见刀具实物，讲解刀具材料相 关知识、刀具几何角度。学时安排1 1 刀具材料约 3030 分钟。2 2.刀具的几何角度约 6060 分钟。教学条件多媒体教室课外作业了解实训车间常用刀具的用途、刀具材料检

2、查方法课堂现场提问，检查学生掌握情况教学后记授课主要内容复习提问1 1、切削运动的组成2 2、切削用量三要素导入新课在切削加工过程中，要保证工件加工质量，提高切削效率，降低切削加工费用，正确选择 刀具材料及其几何角度是非常重要的一环。本次课我们将来学习刀具的一些基础知识。新课讲授第 3 章金属切削加工基础第 3 节金属加工刀具及其选用一、刀具材料及其选用在切削加工过程中，刀具切削性能的好坏，取决于刀具切削部分的材料，它直接影响着刀具 寿命、刀具消耗、加工精度、已加工表面的质量和加工效率等。1.1.刀具材料应具备的基本性能刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具材料应具

3、备以下 基本性能：（1 1）高硬度刀具材料的硬度必须高于被加工工件材料的硬度。否则在高温高压下，就不能保持刀具锋利 的几何形状，这是刀具材料应具备的最基本的性能。（2 2）足够的强度和韧性刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力。（3 3）高的耐磨性和耐热性刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。（4 4）良好的导热性导热性好，切削时产生的热量就容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。（5 5）良好的工艺性为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻压、焊接、切削加工、热处理和可（6 6）较好的经济性经济性是评价新型刀具材料的

4、重要指标之一，也是正确选用刀具材料、降低产品成本的主要 依据之一。（7 7 ）抗粘接性和化学稳定性刀具的抗粘接性是指工件与刀具材料分子间在高温高压作用下，抵抗互相吸附而产生粘接的 能力。2 2常用刀具材料的种类及选用目前，用于生产上的刀具材料有：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。(1) 碳素工具钢碳素工具钢淬火后有较高的硬度(59HRC59HRC64HRC64HRC)，容易磨的锋利，价格低，但它的热硬性差，在 200200250250C时硬度就明显下降，所以它允许的切削速度较低(vcvcv10m/min10m/min )。碳素工具钢主要用于手工用刀具及低速简

5、单刀具，如手工用铰刀、丝锥、板牙等。因其淬透 性较差，热处理时变形大，不易用来制造形状复杂的刀具。常用牌号有T10AT10A、T12AT12A 等。(2) 合金工具钢合金工具钢比碳素工具钢有更高的热硬性和韧性，其热硬性温度约为300300350350C，故允许的切削速度比碳素工具钢高 10%10%14%14%。多用来制造形状比较复杂、要求淬火后变形小、切削速度低的机用刀具，如铰刀、拉刀等。常用牌号有 9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn 等。(3) 高速钢高速钢是一种含有 W W (钨)、MoMo (钼)、CrCr (铬)、V V (钒)等合金元素较多的合金工具钢。 适合于制造各种小型及

6、形状复杂的刀具，如成形车刀、各种钻头等。但其高速钢的耐热性较差， 不能用于高速切削。(4 4 )硬质合金硬质合金是用高硬度、难熔的金属化合物( WCWCTiCiCTaCNbCaCNbC 等)微米数量级的粉末与Co o (钴)、Mo o、Ni i 等金属粘接剂烧结而成的粉末冶金制品。切削用硬质合金按其切屑排出形式和加工对象的范围可分为三个主要类别，分别以字母K K、P P、M M 表示。二、切削刀具几何角度以普通车刀为例讲解1 1 外圆车刀切削部分的组成车刀的切削部分由 三面两刃一尖”(即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃 、刀尖)组成。(1 1)前刀面 切屑流出时所流经的面。可为平

7、面，也可为曲面，以使切屑顺利流出。(2 2 )主后刀面 与工件上过渡表面相对的刀面。它倾斜一定角度以减小与工件的摩擦。(3 3)副后刀面 与工件上已加工表面相对的刀面。它倾斜一定角度以免擦伤已加工表面。(4 4 )主切削刃 前刀面与主后刀面相交的部位，担负主要切削工作。(5) 副切削刃 刀面与副后刀面相交的部位，它协同主切削刃完成金属的切除工作，以最终 形成工件的已加工表面。(6)刀尖主、副切削刃连接处的那一小部分切削刃。它并非绝对尖锐，一般都呈圆弧状， 以保证刀尖有足够的强度和耐磨性。2.2.车刀切削部分的几何参数（1 1）参考系参考系是用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面。用于定义刀具设

8、计、制造、刃磨和测 量时的几何参数的参考系称为刀具静止参考系；规定刀具进行切削加工时的几何参数的参考系称 为刀具工作参考系。1 1）基面 PrPr 过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安 装或定位的一个平面或轴线，一般说来其方位要垂直于假定的主运动方向。2 2） 假定工作平面 PfPf 通过切削刃选定点并垂直于基面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及 测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般其方位平行于假定的进给运动方向。3 3）主切削平面 PsPs 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。4 4）副切削平面 P 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（图中未画 出）。5 5） 正交平面 PoPo 通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。（2 2）刀具切削部分的主要角度车刀的切削部分共有五个独立的基本角度1 1）前角丫0前面与基面的夹角，在正交平面中测量。前角表示刀具前面的倾斜程度，它可 以是正值、负值或为零。前角根据工件材料、刀具切削部分材料及加工要求选择。2 2）后角ao后面与切削平面的夹角，在正交平面中测量。后角表示刀具后面倾斜的程度。3 3） 主偏角Kr主切削平面与假定工作平面间的夹角 ，在基面中测量。4 4） 副偏角K副切削平面与假定工作