机械制造基础-2-1

第二章制造工艺装备全书重点内容：金属切削刀具机床机床夹具§2-1金属切削刀具一.金属切削加工的基本概念切削运动与切削用量为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对运动，即切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动,如图2－1（动画演示）和图2－2（动画演示）。切削用量

是指切削速度Vc，进给量f(或进给速度Vf)和背吃刀量ap三者的总称。动画演示切削运动主运动进给运动合成切削运动工件表面待加工表面已加工表面过渡表面切削用量三要素（动画演示）切削速度进给量背吃刀量切削层参数公称厚度公称宽度公称横截面积AD=hDXbD=fasp§2-2金属切削刀具的基本概念切削部分几何形状和基本定义（车刀）前刀面Ar主后刀面副后刀面主切削刃副切削刃刀尖其他刀具可看作是车刀的演变和组合刀具切削部分的几何角度刀具标注角度参考系(动画演示)基面Pr切削平面Ps正交平面P0法平面Pn假定工作Pf背平面Pp刀具标注角度前角：前刀面—基面（正交平面）后角：主后刀面—切削平面（正交平面）主偏角：主刃投影—假定进给方向（基面）刃倾角：主刃—基面（切削平面）车刀的主要标注角度（动画演示）刀具的工作角度安装高度的影响刀具材料

与刀具切削性能的好坏有关。加工时要承受高温、高压、强烈的摩擦，冲击和振动高的硬度

：比工件高，>HRC60高的耐磨性：耐用度足够的强度和韧性：不崩刃，不断高的耐热性（热稳定性）：高温时可以加工

良好的热物理性能和耐热冲击性能

良好的工艺性能：刀具制造成本低常用刀具材料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、立方氮化硼等高速钢表2-1含有较多钨、钼、烙、钒等元素的高合金工具钢较高的硬度（热处理硬度达HRC62—67）和耐热性（切削温度可达550—600º）切速比碳素工具钢和合金工具钢高1—3倍（因此而得名），刀具耐用度高10—40倍，甚至更多可以加工从有色金属到高温合金的范围广泛的材料制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）的制造中占有重要地位。用途分：通用型高速钢和高性能高速钢制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢硬质合金用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物（碳化钨，碳化钛，碳化钽，碳化铌等）与金属粘结剂（钴，镍，钼等）在高温下烧结而成的粉末冶金制品。硬度：HRA89-93，能耐850-1000ºC的高温，良好的耐磨性，切速可达100-300m/min，可加工包括淬硬钢在内的多种材料，广泛应用硬质合金的抗弯强度低，冲击韧性差，不锋利，较难加工，不易做成形状复杂的整体刀具常用的硬质合金有钨钴类（YG类），钨钛钴类（YT类）和通用硬质合金（YW类）3类涂层刀具和其它刀具材料涂层刀具：耐磨性高的难熔金属化合物耐用度至少可提高1—3倍（刀片），或2—10倍（高速钢）。加工材料的硬度愈高，效果愈好。

陶瓷材料：以氧化铝为主要成分，经压制而成在1200°C时可保持HRA80的硬度，脆人造金刚石：在高温高压下由石墨转化而成极高的硬度（显微硬度可达HV10000）和耐磨性，摩擦系数小，切削刃非常锋利。很高的加工表面质量热稳定性较差（不得超过700～800℃），与铁元素的化学亲和力很强，不宜加工钢铁件。加工硬质合金立方氮化硼：由六方氮化硼在高温高压下转变而成硬度热稳定性很高（可达1300—1400°C）最大的优点：在高温（1200—1300°C）时也不易与铁族金属起反应。刀具角度的选择1.选择前角g02.选择后角αo3.选择主偏角κr和副偏角κ´r4.选择刃倾角ls应当指出，刀具各角度之间是相互联系，相互影响的，孤立地选择某一角度并不能得到所希望的合理值。

选择前角g0影响：切削的难易程度-很大。↖前角，使刀刃变得锋利，使切削更轻快，切屑变形↘，切削力和切削功率↘↖前角，刀刃和刀尖强度↘，散热体积↘，影响刀具寿命。对表面粗糙度，排、断屑等有一定的影响。

选择前角g0主要取决于：工件材料、刀具材料、加工要求工件强度、硬度较低时，取较大的前角，反之取较小的前角；加工塑性材料（如钢）选较大的前角，脆性材料（如铸铁）选较小的前角。刀具材料韧性好（如高速钢），前角可选得大些，反之（如硬质合金）则前角应选得小一些。粗加