刀具材料的选用.jsp

第一章金属切削原理第１节概述第一章金属切削原理第3节金属切削过程第２节刀具的构造一、金属的变形二、切削力三、切削热和切削温度四、刀具磨损和耐用度第一章金属切削原理四、刀具磨损和耐用度（一）刀具磨损的形态1）后刀面磨损

当切削脆性材料或以较小的背吃刀量切削塑性材料时，由于刀具主后刀面与工件过渡表面间存在着强烈的摩擦，在后刀面毗邻切削刃的部位磨损成小棱面。一般在以中等切削用量加工塑性金属材料时会出现这种形式磨损。在切削速度较高、背吃刀量较大且不用切削液的情况下加工塑性材料时，切屑将在前刀面磨出月牙洼。2）前刀面磨损后刀面磨损量以小棱面宽度值VB表示，

前刀面的磨损量以月牙洼的最大深度KT表示3）前、后刀面同时磨损第一章金属切削原理常用平均磨损宽度VB表示刀具的磨损程度（磨钝指标）。后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC；中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以VB表示；边界处磨损严重，以VN表示。对于一次性对刀的自动化精加工刀具，则用径向磨损量NB（见图）作为指标。第一章金属切削原理（二）刀具磨损过程初期磨损阶段（Ⅰ）正常磨损阶段（Ⅱ）急剧磨损阶段（Ⅲ）与刀具刃磨质量有关VB与切削时间近似正比斜率表示磨损强度切削力、温度急升，刀具磨损加剧，之前换刀三个阶段第一章金属切削原理有经验的操作人员往往凭直观感觉来判断刀具是否已经磨钝。当工件加工表面粗糙度的值开始增大，切屑的形状和颜色发生变化，工件表面出现挤亮的带，切削过程产生振动或刺耳噪声等，都标志着刀具已经磨钝。第一章金属切削原理（三）刀具耐用度1.刀具耐用度的定义刀具耐用度：是指一把刃磨好的新刀从投入使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间。刀具耐用度是衡量刀具材料切削性能、工件材料的切削加工性及刀具几何参数是否合理的重要参数。第一章金属切削原理单位：min∴T应规定得合理。制造刃磨简单、成本不高的可定低些，如：高速钢车刀30～90min，钻头80～120min；制造刃磨复杂、成本高的可定高些，如：硬质合金车刀60～90min，端铣刀90～180min，齿轮刀具200～300min。刀具耐用度并非（规定得）越大越好。过大，势必选用较小的切削用量，这就降低生产率，增大成本；过小，增加换、磨刀时间，生产率下降。第一章金属切削原理⑴刀具材料耐热、耐磨⑵工件材料关键因素材料的强度、硬度、导热性都有影响。⑶刀具的刃磨质量经验表明，用油石仔细研磨的车刀，比未研磨的T↑50%。⑷切削用量影响最为明显V、f、增大时，T↓。其中V影响最大，f次之，最小。2．影响刀具耐用度的因素第一章金属切削原理刀具的切削部分要承受切削力、切削热和剧烈的摩擦。因此必须具备一些基本要求。高硬度足够的强度和韧性良好的耐热性（红硬性）工艺性经济性第一章金属切削原理第4节常用刀具材料及选用刀具的刀体（刀杆）可用45、40Cr等结构钢。一、对刀具材料的基本要求必须高于工件材料的硬度。常温下一般应在HRC60以上。要能承受切削力和冲击力。否则：“崩刃”、断裂而失效。高温下仍能保持其硬度和强度

注意：任何刀具材料要同时满足上述各项要求是不现实的。如硬度（耐磨性）和韧性就是一对矛盾，所以要根据实际情况，首先满足主要的要求。第一章金属切削原理二、常用刀具材料刀具材料目前数控加工中最常用的刀具材料只宜锉刀、手锯条等手工刀具多用于丝锥、板牙、铰刀等形状复杂的刀具常用于制造钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具等复杂刀具多用于高速切削的简单刀具。如车刀

仅适用于可转位刀具

硬质合金中YG用于加工铸铁、青铜等脆性材料YT常用于切削普通钢材等韧性材料YW常用于难加工材料第一章金属切削原理数字表示Co含量的百分数，YG6即含Co为6%。Co的含量越高，韧性越好，适合粗加工；Co的含量越少，韧性越差，适于较平稳的精加工。1．高速钢目前应用最广泛的刀具材料。其典型牌号：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。常用于制造钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具等复杂刀具。2．硬质合金⑴K类（YG）即钨钴类，由WC和Co组成。应用：常用牌号：YG8、YG6、YG3。用于加工铸铁、青铜等脆性材料。特点：抗弯强度高、韧性较好，可磨出较锋利的刃口。依次适用于粗、半、精加工

第一章金属切削原理⑵P类（YT）即钨钴钛类，硬质合金中含有TiC（TiC能提高耐热、耐磨性）。特点：具有更高的硬度、耐磨性和耐热性。常用牌号：YT30、YT15、YT5数字表示TiC含量的百分数，YT15即含TiC为15%。TiC的含量越高，耐磨性越好，韧性越低，适合精加工。应用：⑶M类（YW）即钨钴钛钽铌类。含有稀有金属碳化物（TaC或NbC）特点：能提高硬度、抗粘结温度。有良好的综合切削性能；但价格较贵。通用（脆、韧性材料均可），难加工材料。切削普通钢材（韧性材料）。应用：依次适用于粗、半、精加工第一章金属切削原理因为涂层薄，不能重磨。所以仅适用于可转位刀具，而且不能用于加工高温合金、钛合金、镍基合金和含有砂眼、夹杂的铸件。3．涂层硬质合金近年来发展了涂层硬质合金，即将5～12μm厚一层耐磨性好的材料（TiC或TiN），涂覆于韧性、强度较好的硬质合金基体上构成的刀具材料。涂层后，刀具于切屑、工件之间的摩擦系数减小，不易粘结，可抑制积屑瘤的产生，提高表层耐磨性，从而提高刀具耐用度和加工表面质量。TiC为铁灰色，其显微硬度高，但和基体的粘结强度不如TiN；TiN为金黄色，其摩擦系数小，化学稳定性好，不易扩散。目前90%的涂层为TiC。第一章金属切削原理

主要根据加工要求选。第五节合理选择刀具几何角度一、前角γo的选择1．前角的作用（１）加大前角能使车刀锋利，减少切削变形，减小切屑与前刀面的磨擦，从而降低切削力和减少切削热。（2）影响刀具的强度，受力性质和散热条件。（３）影响加工表面质量。2．前角的选择原则前角越大刀刃越锋利主切削刃强度越低，易崩刃已加工表面质量越好在-50~250内选取，粗加工取小，精取大第一章金属切削原理在一般情况下，前角主要根据被加工材料来选择。因为灰口铸铁硬度低、强度低、塑性小，其切削变形和切削力小，加之铸铁表面有硬皮、砂眼、气孔、缩松等缺陷，∴必须增大刀具切削部分的强度，故γo应小些。铝合金的熔点低，易生刀瘤，∴应加大γo。在条件许可时应尽量取大的γo，使切削轻快。二、后角的选择1．主后角的作用（1）减小主后刀面与工件之间的摩擦，提高已加工表面质量和延长刀具寿命；（2）配合前角调整切削刃和刀头部分的锋利程度、强度和散热条件；（3）小后角车刀在特定的条件下可抑制切削时的振动。第一章金属切削原理（2）塑性材料:αo↑,脆性材料:αo↓；硬度高:αo↓,强度高:αo↓2．后角的选择原则（1）粗加工时以确保刀具强度为主，应取较小的后角4°~6°;精加工时以保证加工表面质量为主，一般取αo=8°~12°。（3）工艺系统刚度高：αo↓后角要尽量小；归纳：后角αo主要根据切削厚度aC、其次是工件材料、切削条件选。αo′一般与αo相等，但在切断刀等特殊情况下，为保证刀具强度，αo′应取很小的值（αo′=1°30′~2°）。副后角αo′第一章金属切削原理牢记前角大,刀锋利，强度差。适于精加工。前角小，强度好。散热佳，适于粗加工。后角大，刀锋利，摩擦小。适于精加工。后角小，强度好。散热佳，适于粗加工。第一章金属切削原理主偏角κr三、主偏角选择1．主偏角的功用①影响已加工表面残留面积的高度②影响各切削分力的比例③影响刀尖的强度和刀具耐用度2．主偏角选择主要根据工艺系统（机床、工件、刀具、夹具）的刚度来选。刚度好,取较小的；刚度差,取较大的