机械制造技术-2.ppt

《机械制造技术-2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术-2.ppt（127页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、刀具材料刀具材料机械制造技术2021/9/231刀具材料刀具材料机床与刀具材料交替进展金属切削的发展史可归结为刀具材料的发展史2021/9/2322021/9/233刀具应具备的性能刀具应具备的性能硬度和耐磨性强度和韧性耐热性热物理性能和耐热冲击性能工艺性经济性注意：性能中有些是相互矛盾的（如注意：性能中有些是相互矛盾的（如硬度越高，耐磨性越好的材料的韧硬度越高，耐磨性越好的材料的韧性和抗破损能力就越差，耐热性好性和抗破损能力就越差，耐热性好的材料韧性也较差）的材料韧性也较差）2021/9/234常用刀具材料常用刀具材料工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢；硬质合金：普通硬质合金、细颗粒

2、硬质合金、微颗粒硬质合金；有钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金和钨钛钽（铌）类硬质合金；陶瓷：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷；超硬材料：立方氮化硼、金刚石。2021/9/235碳素工具钢碳素工具钢淬火后具有较高的硬度HRC61-65，价格低廉；耐热性较差250-300；淬火时容易产生变形和裂纹。注意：耐热性差，常用于制造手工工注意：耐热性差，常用于制造手工工具和一些形状较简单的低速刀具具和一些形状较简单的低速刀具（如拉刀、丝锥、扳牙）。（如拉刀、丝锥、扳牙）。2021/9/236合金工具钢合金工具钢在碳素工具钢的基础上，加入适量的合金元素（如Cr，Si，W，Mn等）；与碳素工具钢相比，其热处理变形有所减

3、少，耐热性提高至350-400。注意：耐热性差，常用于制造手工工注意：耐热性差，常用于制造手工工具和一些形状较简单的低速刀具具和一些形状较简单的低速刀具（如拉刀、丝锥、扳牙）。（如拉刀、丝锥、扳牙）。2021/9/237高速钢高速钢加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。热处理后硬度可达6266HRC,抗弯强度约3.3GPa；有较高的热稳定性、耐磨性、耐热性，切削温度在500650C时仍能进行切削。注意：热处理变形小、能锻易磨，适合于制注意：热处理变形小、能锻易磨，适合于制造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、切齿刀、螺纹刀具和拉刀等。铣刀、钻

4、头、切齿刀、螺纹刀具和拉刀等。2021/9/238常用高速钢常用高速钢钨系高速钢：钨系高速钢：W18Cr4V（含W 18%、Cr 4%、V 1%）：有较好的综合性能，在600时其高温硬度为HRC48.5，刃磨和热处理工艺控制较方便，可以制造各种复杂刀具。2021/9/239常用高速钢常用高速钢钨钼系高速钢：钨钼系高速钢：W6Mo5Cr4V2（含W 6%、Mo 5%、Cr4%、V2%）：碳化物分布细小、均匀，机械性能良好，抗弯强度比W18Cr4V高10%15%，韧性高50%60%；可做尺寸较大、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。2021/9/2310202

5、1/9/2311附：粉末冶金高速钢附：粉末冶金高速钢用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水而得到细小的高速钢粉末，然后再热压锻轧制成。有效解决粗大碳化物共晶偏析问题，得到细小均匀的结晶组织；强度和韧性分别是熔炼高速钢的2倍和2.53倍；磨削加工性好；物理、机械性能高度各向同性，淬火变形小；耐磨性提高20%30%。适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。2021/9/2312硬质合金硬质合金硬质合金由难熔金属碳化物（如WC、TiC）和金属粘结剂（如Co）经粉末冶金法制成。硬度、耐磨性、耐热性都很高，硬度可达HRA 8993，在8001000还能承担切削，耐用度较高速

6、钢高几十倍；当耐用度相同时，切削速度可提高410倍；强度和韧性小于高速钢，仅为0.91.5 GPa（90150 kgfmm）、工艺性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷；适于制造高速切削刀具，大多数车刀、端铣刀等均由硬质合金制造；注意：不是合金钢注意：不是合金钢2021/9/2313注意：切削用注意：切削用WC基硬质合金分为三类基硬质合金分为三类（P类、类、K类、类、M类）类）2021/9/2314WC-Co类硬质合金（类硬质合金（YG）K类类牌号：YG6、YG8、YG3X、YG6X较适于加工铸铁、有色金属和非金属材料；数字是含钴量的百分数，X代表细晶粒；含钴少时硬度高，耐热、耐磨性好，但脆性

7、增加；反之抗弯强度和冲击韧度高。2021/9/2315WC-TiC-Co类硬质合金（类硬质合金（YT）P类类牌号：有YT5、YT14、YT15、YT30等；适于加工钢料；不宜用于加工不锈钢和钛合金，因YT中的钛元素和工件中的钛元素之间的亲合力会产生严重粘刀现象；除WC外，还含5%30%的TiC；数字为TiC的含量百分数，TiC含量提高，Co含量降低。2021/9/2316WC-TiC-TaCCo类硬质合金（类硬质合金（YW）M类类牌号有YW1和YW2；可用于加工铸铁、钢、有色金属；在YT类中加入TaC（NbC）；含钴量高时强度和冲击韧度高，可用于粗加工和断续切削；含钴量低，耐磨性、耐热性好，用

8、于半精加工和精加工。2021/9/2317附：附：TiC基硬质合金基硬质合金（YN）加工钢和铸铁；以TiC为主要成分用Ni和Mo作粘结剂的TiCNiMo合金；硬度高，高耐磨性，较高的耐热性和抗氧化能力，化学稳定性好，抗粘结能力强，刀具耐用度高。2021/9/23182021/9/2319涂层刀具涂层刀具在韧性较好的硬质合金基体或高速钢刀具基体上，涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属化合物而制成的；涂层硬质合金刀具耐用度提高13倍，涂层高速钢耐用度提高210倍。2021/9/2320附：涂层刀具附：涂层刀具常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等；涂层厚度：硬质合金为45 m，表层硬度可达HV250

9、04200；高速钢为2 m，表层硬度可达HRC 80。2021/9/2321附：涂层刀具附：涂层刀具高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力；摩擦系数低，可降低切削时的切削力及切削温度，可提高刀具耐用度；具有锋利性、韧性、抗剥落性、抗崩刃性差及成本昂贵等缺点。2021/9/2322附：附：涂层材料涂层材料常有的涂层材料有TiC涂层、TiN涂层、TiCTiN复合涂层、TiC-Al203复合涂层；单涂层刀片已很少应用，大多采用TiC-TiN复合涂层或TiC-Al2O3-TiN三复合涂层。2021/9/2323陶瓷陶瓷以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具

10、材料；可用于高硬钢、铸铁类等难加工材料零件的车削、铣削加工。2021/9/2324陶瓷陶瓷优点：硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强；缺点：脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，所以使用范围受到限制。2021/9/2325金刚石金刚石碳的同素异形体，目前人工制造出的最坚硬物质。主要用于磨具及磨料，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材料，也可用于加工高硬度的非金属材料与有色金属。用作刀具材料时，多用于高速精车或镗削有色金属及非金属材料。2021/9/2326金刚石金刚石优点：硬度高，耐磨性好，刀具耐用度

11、比硬质合金可提高几倍到几百倍。切削刃口锋利，刃部表面摩擦系数较小，不易产生粘结或积屑瘤，加工冷硬现象较少，很适于精密加工。缺点：热稳定性差，切削温度不宜超过700800；强度低、脆性大，对振动敏感，只宜微量切削，与铁有强烈的化学亲合力，不能用于加工钢铁材料。2021/9/2327立方氮化硼（立方氮化硼（CBN）一种人工合成的新型刀具材料，由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。可胜任高温合金、冷硬铸铁、淬硬钢等多种难加工材料的半精加工和精加工，加工精度高，表面粗糙度低，可以代替磨削加工。立方氮化硼不仅用于磨具，也逐渐用于车、镗、铣、铰等加工。2021/9/2328立方氮化硼（立方氮化硼（

12、CBN）属超硬材料（HV80009000），硬度极高但韧性极差，很高的硬度及耐磨性，热稳定性好，化学惰性大，与铁系金属在1300时不易起化学反应，导热性好，摩擦系数低。2021/9/23292021/9/2330作业作业（每组两人分别完成）（每组两人分别完成）列表描述各种刀具材料的名称、材质、特点、适应加工对象。列表描述各种刀具材料的名称、材质、特点、适应加工对象。2021/9/2331切屑切屑机械制造技术2021/9/2332切屑的种类切屑的种类切屑种类视频切屑种类视频2021/9/2333切屑的形成切屑的形成沿刀沿刀具前具前刀面刀面流出流出切削层切削层 金属金属弹性变形弹性变形塑性变形塑性

13、变形挤裂挤裂切离切离切切屑屑切削层的金属切削层的金属受到刀具前刀受到刀具前刀面的推挤后产面的推挤后产生弹性变形生弹性变形随着切应力、切应变逐渐随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈服强度时，增大，达到其屈服强度时，产生塑性变形而滑移产生塑性变形而滑移刀具继续切入时，材刀具继续切入时，材料内部的应力、应变料内部的应力、应变继续增大，当切应力继续增大，当切应力达到其断裂强度时，达到其断裂强度时，金属材料被挤裂金属材料被挤裂2021/9/2334切屑形态改变切屑形态改变增大前角增大前角提高切提高切削速度削速度减小进给量减小进给量有利于有利于使粒状切屑、使粒状切屑、节状切屑向带节状切屑向带状切屑转化状切

14、屑转化使切削过使切削过程平稳程平稳降低加工表面降低加工表面粗造度数值粗造度数值2021/9/2335积屑瘤积屑瘤金属的挤压和强烈摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的应力和很高的切削温度。当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的“滞流层”。当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤。2021/9/2336有利方面有利方面保护刀具保护刀具增加工增加工作前角作前角积屑瘤硬积屑瘤硬度很高度很高可代替切削刃可代替切削刃进行切屑，减进行切屑，减少刀具的磨损少刀具的磨损积屑瘤的存在，积屑瘤的

15、存在，使刀具的实际工使刀具的实际工作前角增大作前角增大可减小切削变可减小切削变形和切削力，形和切削力，使切削轻快使切削轻快2021/9/2337影响工件影响工件尺寸精度尺寸精度影响工件表影响工件表面粗造度面粗造度积屑瘤破裂后会划伤表面，加积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损快刀具磨损会形成硬点和毛刺，使工件表面粗会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大造度值增大时大时小，时有时无，使切削时大时小，时有时无，使切削力产生波动而引起振动力产生波动而引起振动积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的切削深度不断变化使实际的切削深度不断变化不利不利方面方面2021/9/233

16、8积屑瘤的控制积屑瘤的控制影响积屑瘤影响积屑瘤的因素的因素工件材料工件材料切削用量切削用量刀具角度刀具角度切削液等切削液等控制措施控制措施要避免在中温、中速加工塑性材料要避免在中温、中速加工塑性材料增大前角可减小切削变形，降低切削增大前角可减小切削变形，降低切削温度，减小积屑瘤的高度温度，减小积屑瘤的高度采用润滑性能优良的切削液可减少采用润滑性能优良的切削液可减少甚至消除积屑瘤甚至消除积屑瘤2021/9/2339切削热切削热机械制造技术2021/9/2340金属切削的实质金属切削的实质弹性变形塑性变形挤裂切离切屑2021/9/2341切削热的产生切削热的产生切削热来源于切削时消耗的变形和刀具与

17、切削、刀具与工件间的摩擦功。剪切面区剪切面区切屑与前刀面接触区切屑与前刀面接触区后刀面与加工表面接触区后刀面与加工表面接触区2021/9/2342切削热的产生切削热的产生切削热来源于：切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功。切削塑性材料：变形和摩擦功都较大，切削热量大；切削脆性材料：主要是刀工接触区的摩擦，发热量较小。2021/9/2343切削热影响因素切削热影响因素工件材料的导热系数：工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去的热量就多，切削区温度低；工件材料寻热系数低，切削热传导慢，切削区温度高，刀具磨损快；刀具材料的导热系数：刀具材料的导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的

18、温度；周围介质：采用冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。2021/9/2344分别为的分别为的 、指数。指数。刀具与切屑接触平均温度（刀具与切屑接触平均温度（）；）；切削温度系数切削温度系数;切削速度（切削速度（m/min）;进给量（进给量（mm/r）;背吃刀量（背吃刀量（mm）;切削热的计算切削热的计算2021/9/2345切削热的计算切削热的计算忽略后刀面摩擦功、进给运动给运动功，假定主运动所做的功全部转化为热能，则单位时间内切削热为 Pc 每秒钟产生的切削热（J/s）；Fc 切削力（N）；vc 切削速度（m/s）。2021/9/2346切削热的传出切削热的传出切屑大部分，超过50

19、%刀具次于切屑，不足40%工件不到10%周围介质极少部分，1%车削车削2021/9/2347切削热的传出切削热的传出切屑约28%刀具约15%工件超过50%周围介质不足5%钻削钻削2021/9/2348切削热的传出切削热的传出工件、刀具材料导热系数、热容量大小直接影响工件、刀具传出热量的多少；切削速度大小影响切屑带走热量多少；切屑与刀具接触时间的长短，也影响刀具的切削温度。2021/9/2349切削温度切削温度指切削区的平均温度。是切削过程中产生的切削热与切屑、工件、刀具和介质传出的热两者综合后使切削区形成的温度。2021/9/2350切削温度的测量切削温度的测量自然热电偶法自然热电偶法利用工件

20、材料和刀具材料化学成分不同组成热电偶的两极。切削区形成热电偶的热端；刀具尾端及工件引出端保持室温，形成热电偶的冷端。2021/9/2351切削温度的测量切削温度的测量人工热电偶法人工热电偶法用两种预先经过标定的金属丝组成热电偶，它的热端焊接在测混点上，冷端接在毫伏表上。2021/9/2352注意：注意：剪切面上各点温度几乎相同，说明剪切面上各点的应力剪切面上各点温度几乎相同，说明剪切面上各点的应力应变规律基本相同；应变规律基本相同；前刀面上温度最高点不在切削刃上，而是在离切削刃有前刀面上温度最高点不在切削刃上，而是在离切削刃有一定距离的地方。一定距离的地方。2021/9/2353刀具角度影响切

21、削热刀具角度影响切削热前角增大，切削热下降；2021/9/2354刀具角度影响切削热刀具角度影响切削热主偏角减小，切削刃增长，切削热下降；2021/9/2355切削液切削液机械制造技术2021/9/2356切削液作用与种类切削液作用与种类润滑、冷却、清洗、防锈水溶液水+防锈剂润滑乳化液切削油+矿物油或动植物油润滑切削油矿物油+乳化剂+乳化油冷却与清洗2021/9/2357切削液的选择切削液的选择高速钢刀具耐热性差。粗加工时，切削用量大，切削热多，容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液；精加工时，主要是获得较好的表面质量，可选用润滑性好的极压切削油或高浓度极压乳化液。硬质合金刀具耐热性好，一

22、般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应连续、充分地浇注，以免高温下刀片冷热不均，产生热应力而导致裂纹、损坏等。2021/9/2358切削液的选择切削液的选择加工钢等塑性材料时，需用切削液；加工铸铁等脆性材料时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易污染机床、工作地；对于高强度钢、高温合金等，加工时均处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极压乳化液；2021/9/2359切削液的选择切削液的选择对于铜、铝及铝合金，为了得到较好的表面质量和精度，可采用10%20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合液；防止切削液与金属能形成超过金属本身强度的化合物，如切削铜时不宜用含硫的切削液，因

23、为硫会腐蚀铜；切铝时就不宜用硫化切削油。2021/9/2360切削液的选择切削液的选择钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，导向部、校正部与已加工表面的摩擦也严重，对硬度高、强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳化液和极压切削油；成形刀具、齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液；2021/9/2361切削液的选择切削液的选择磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好的冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液；磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液和极压乳化液。2021

24、/9/2362思考：思考：切削力是怎么产生的？因为什么产生的？切削力是如切削力是怎么产生的？因为什么产生的？切削力是如何计算的？何计算的？2021/9/2363切削热切削热机械制造技术2021/9/2364金属切削的实质金属切削的实质弹性变形塑性变形挤裂切离切屑2021/9/2365切削热的产生切削热的产生切削热来源于切削时消耗的变形和刀具与切屑、刀具与工件间的摩擦功。剪切面区剪切面区切屑与前刀面接触区切屑与前刀面接触区后刀面与加工表面接触区后刀面与加工表面接触区2021/9/2366切削热的产生切削热的产生切削热来源于：切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功。切削塑性材料：变形和摩擦功都较大，切削

25、热量大；切削脆性材料：主要是刀具工件接触区的摩擦，发热量较小。2021/9/2367切削热影响因素切削热影响因素工件材料的导热系数 工件材料导热系数越低，切削热传导就越慢，切削区温度上升加快了刀具磨损；刀具材料的导热系数 刀具材料导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可降低切削区的温度；周围介质 采用冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。2021/9/2368分别为的分别为的 、指数。指数。刀具与切屑接触平均温度（刀具与切屑接触平均温度（）；）；切削温度系数切削温度系数;切削速度（切削速度（m/min）;进给量（进给量（mm/r）;背吃刀量（背吃刀量（mm）;切削热的计算切削热的计算

26、影响程度依次减弱影响程度依次减弱2021/9/2369切削热的计算切削热的计算忽略后刀面摩擦功、进给运动给运动功，假定主运动所做的功全部转化为热能，则单位时间内切削热为 Pc 每秒钟产生的切削热（J/s）；Fc 切削力（N）；vc 切削速度（m/s）。2021/9/2370切削热的传出切削热的传出切屑大部分，超过50%刀具次于切屑，不足40%工件不到10%周围介质极少部分，1%车削车削2021/9/2371切削热的传出切削热的传出切屑约28%刀具约15%工件超过50%周围介质不足5%钻削钻削2021/9/2372切削热的传出切削热的传出工件、刀具材料导热系数、热容量大小直接影响工件、刀具传出热

27、量的多少；切削速度大小影响切屑带走热量多少；切屑与刀具接触时间的长短，也影响刀具的切削温度。2021/9/2373切削温度切削温度指切削区的平均温度。是切削过程中产生的切削热与切屑、工件、刀具和介质传出的热两者综合后使切削区形成的温度。2021/9/2374刀具角度影响切削热刀具角度影响切削热前角增大，切削热下降；2021/9/2375刀具角度影响切削热刀具角度影响切削热主偏角减小，切削刃增长，切削热下降；2021/9/2376切削温度的测量切削温度的测量自然热电偶法自然热电偶法利用工件材料和刀具材料化学成分不同组成热电偶的两极。切削区形成热电偶的热端；刀具尾端及工件引出端保持室温，形成热电偶

28、的冷端。2021/9/2377切削温度的测量切削温度的测量人工热电偶法人工热电偶法用两种预先经过标定的金属丝组成热电偶，它的热端焊接在测混点上，冷端接在毫伏表上。2021/9/2378注意：注意：剪切面上各点温度几乎相同，说明剪切面上各点的应力剪切面上各点温度几乎相同，说明剪切面上各点的应力应变规律基本相同；应变规律基本相同；前刀面上温度最高点不在切削刃上，而是在离切削刃有前刀面上温度最高点不在切削刃上，而是在离切削刃有一定距离的地方。一定距离的地方。2021/9/2379切削液切削液机械制造技术2021/9/2380切削液作用与种类切削液作用与种类润滑、冷却、清洗、防锈水溶液水+防锈剂润滑乳

29、化液切削油+矿物油或动植物油润滑切削油矿物油+乳化剂+乳化油冷却与清洗2021/9/2381切削液的选择切削液的选择高速钢刀具耐热性差。粗加工时，切削用量大，切削热多，容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液；精加工时，主要是获得较好的表面质量，可选用润滑性好的极压切削油或高浓度极压乳化液。硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应连续、充分地浇注，以免高温下刀片冷热不均，产生热应力而导致裂纹、损坏等。2021/9/2382切削液的选择切削液的选择加工钢等塑性材料时，需用切削液；加工铸铁等脆性材料时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易污染机床、工作地；

30、对于高强度钢、高温合金等，加工时均处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极压乳化液；2021/9/2383切削液的选择切削液的选择对于铜、铝及铝合金，为了得到较好的表面质量和精度，可采用10%20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合液；防止切削液与金属能形成超过金属本身强度的化合物，如切削铜时不宜用含硫的切削液，因为硫会腐蚀铜；切铝时就不宜用硫化切削油。2021/9/2384切削液的选择切削液的选择钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，导向部、校正部与已加工表面的摩擦也严重，对硬度高、强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳化液和极压切削油；成形刀具、

31、齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液；2021/9/2385切削液的选择切削液的选择磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好的冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液；磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液和极压乳化液。2021/9/2386切削液的使用方法切削液的使用方法1、浇注法 最普通的使用方法，但流量小、压力低，难以直接渗透到切削刃最高温度处，效果较差。切削时应尽量浇注到切削区，从后刀面喷射比在前刀面浇注好，刀具耐用度可提高一倍以上。2021/9/2387切削液的使用方法切削液的使用方法2、高压冷

32、却法 适于深孔加工，将工作压力约110 MPa，流量约50150 Lmin的切削液直接喷射到切削区，并可将碎断的切屑驱出，但飞溅严重，需加护罩。2021/9/2388切削液的使用方法切削液的使用方法3、喷雾冷却法 以压缩空气及喷雾装置使切削液雾化，从喷嘴中高速喷射到切削区。雾化的切削液渗透到切削区，在高温下迅速汽化，吸收大量热量，达到较好的冷却效果。2021/9/2389刀具磨损刀具磨损机械制造技术2021/9/2390刀具磨损刀具磨损随着切屑的不断产生和切除，刀具本身也要逐渐磨损或发生破损（如崩刃、碎断、剥落、裂纹等）。2021/9/2391刀具磨损刀具磨损刀具磨损后，使工件加工精度降低，表

33、面粗糙度增大，并导致切削力和切削温度升高，甚至产生振动使其不能继续正常工作。因此刀具磨损直接影响加工效率、加工质量和成本。2021/9/2392刀具磨损的形式刀具磨损的形式切削时，刀具的前、后刀面与切屑及已加工表面相接触，产生剧烈摩擦。在接触区内有相当高的温度和压力。刀具磨损形式有：前刀面磨损 后刀面磨损 边界磨损2021/9/2393前刀面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨损)切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，切屑在前刀向上经常会磨出一个月牙洼。出现月牙洼的部位就是切削温度最高的部位。月牙洼磨损量以其深度KT表示。2021/9/2394后刀面磨损后刀面磨损后刀面上的磨损棱带往往不均

34、匀，刀尖附近(C区)因强度较差，散热条件不好，磨损较大；中间区域(B区)磨损较均匀，其平均磨损宽度以VB表示。N区为边界磨损。2021/9/2395后刀面磨损后刀面磨损切削铸铁和以较小的切削厚度、较低的切削速度切削塑性材料时，后刀面磨损是主要形态。思考：思考：后刀面磨损之后会带来什么影响？后刀面磨损之后会带来什么影响？2021/9/2396边界磨损边界磨损切削钢料时，常在主切削刃靠近工件外皮处和副切削刃靠近刀尖处，磨出较深的沟纹，这种磨损称作边界磨损。2021/9/2397刀具磨损的原因刀具磨损的原因机械磨损热磨损化学磨损2021/9/2398硬质点磨损硬质点磨损由于工件材料中的杂质、基体组织

35、中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点，以及积屑瘤的碎片等所造成的机械磨损。它们在刀具表面上划出一条条沟纹。补充：补充：积屑瘤易产生的切削速度范围为积屑瘤易产生的切削速度范围为5-50m/min。2021/9/2399硬质点磨损硬质点磨损各种切削速度下刀具都会产生硬质点磨损，但低速时它是刀具磨损的主要原因。由硬质点磨损产生的磨损量与切削路程或刀具与工件相对滑动距离成正比。硬质点磨损是拉刀、板牙等高速钢制造的低速切削刀具磨损的主要原因，硬质合金刀具发生硬质点磨损的情况较少。2021/9/23100粘结磨损粘结磨损刀具与工件之间接触面，接触到了原子间距离，将产生结合现象或粘结、冷焊现象，晶粒或晶粒

36、群受剪或拉而被对方带走。高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼和金刚石刀具都会因粘结而发生磨损。粘结磨损程度主要取决于刀具材料和工件材料在不同温度下的相互亲和能力。相关：相关：YT类硬质合金刀具不宜加工什么材料工件？类硬质合金刀具不宜加工什么材料工件？为什么？为什么？2021/9/23101粘结磨损粘结磨损减小粘结磨损的途径：1、硬质合金的晶粒加以细化，硬质合金表面涂覆TiC、TiN、Al2O3等。2、高速钢刀具进行表面处理使表面形成抗粘结的减磨层或高硬度的抗磨层，如氧氮化处理；3、适当提高切削速度使运动平稳减小振动，避开积屑瘤的不稳定区域；4、使用润滑性能良好的切削液等。2021/9/231

37、02扩散磨损扩散磨损刀具表面与被切出的切屑和工件的表面摩擦，摩擦面的化学元素有可能相互扩散，因而使双方的化学成分都发生变化，削弱刀具材料的切削性能，从而加速刀具的磨损。扩散速度随切削温度升高而加快。2021/9/23103扩散磨损扩散磨损注意：注意：与铁相互扩散强度的由大到小的顺序为：与铁相互扩散强度的由大到小的顺序为：金刚石碳化硅立方氮化硼氧化铝金刚石碳化硅立方氮化硼氧化铝 与钛合金相互扩散的由大到小的顺序为：与钛合金相互扩散的由大到小的顺序为：氧化铝立方氮化硼碳化硅金刚石氧化铝立方氮化硼碳化硅金刚石2021/9/23104化学磨损化学磨损化学磨损是在一定温度下，刀具材料与某些周围介质（如空

38、气中的氧、切削液中的极压添加剂硫，氯等）起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物而被切屑带走，加速刀具磨损；或者因为刀具材料被某种介质腐蚀，造成刀具磨损。2021/9/231052021/9/23106刀具磨损过程刀具磨损过程对切削过程中刀具后刀面磨损量VB进行定时（或定切削行程）测量可得刀具磨损过程的典型磨损曲线。注意：注意：磨损后期往往伴有磨损后期往往伴有明显的噪声与振动。明显的噪声与振动。2021/9/23107刀具磨钝标准刀具磨钝标准刀具的磨钝标准即指所规定的刀具磨损量的极限值，或不能继续使用的限度。国际标准ISO统一规定以12切削深度处后刀面上测定的磨损带宽VB作为刀具磨钝标准

39、。2021/9/23108刀具磨钝标准刀具磨钝标准自动化生产中使用的精加工刀具，从保证工件尺寸精度考虑，常以刀具的径向尺寸磨损量NB作为衡量刀具的磨钝标准。2021/9/23109刀具磨钝标准刀具磨钝标准当后面B区磨损带是正常磨损形式时，后面磨损带的平均宽度VB=0.3mm；当后面B区磨损带不是正常磨损形式时，后面磨损带的最大宽度VBmax=0.6mm；对于硬质刀具形成的月牙洼磨损，则规定T=0.06+0.3f。2021/9/23110刀具磨钝标准刀具磨钝标准制订刀具的磨钝标准时，既要考虑充分发挥刀具的切削能力，又要考虑保证工件的加工质量。精加工时磨钝标准取较小值，粗加工时取较大值；工艺系统刚

40、性差时，磨钝标准取较小值；切削难加工材料时，磨钝标准也要取较小值。2021/9/23111刀具寿命刀具寿命2021/9/23112刀具寿命刀具寿命刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。指净切削时间，不包括用于对刀、测量、快进、回程等非切削时间。刀具总使用寿命是指一把新刀用到报废之间的总切削时间，其中包括多次重磨。2021/9/23113刀具寿命判断方法刀具寿命判断方法切削刃完全失效测量后刀面磨损（或月牙洼）的磨损用指甲测试切削刃加工过程中切削声音发生变化加工过程中，切屑变成带状、纤维状或难处理加工表面质量降低切削功率增加加工的工件数达到规定的要求累积时间达到规定的要求20

41、21/9/23114刀具寿命计算方法刀具寿命计算方法表明切削速度与刀具使用寿命之间存在一定的关系，是选择切削速度的重要依据，指数n，表示切削速度对刀具使用寿命之间的影响程度。2021/9/231152021/9/23116刀具寿命计算方法刀具寿命计算方法切削速度对刀具使用寿命的影响最大，其次是进给量，切削深度影响最小。2021/9/23117刀具破损刀具破损脆性破损脆性破损 （硬质合金刀具和陶瓷刀具）（硬质合金刀具和陶瓷刀具）崩刃切削刃产生小的缺口。在继续切削中，缺口会不断扩大,导致更大的破损。碎断切削刃发生小块碎裂或大块断裂。剥落刀具前、后刀面出现剥落碎片，常与切削刃一起剥落。裂纹破损长时间

42、进行断续切削后因疲劳而引起裂纹的一种破损。热冲击和机械冲击均会引发裂纹，裂纹不断扩展合并就会引起切削刃的碎裂或断裂。2021/9/23118刀具破损刀具破损塑性破损塑性破损 （高速钢）（高速钢）在刀具前刀面与切屑、后刀面与工件接触面上，由于过高的温度和压力的作用，刀具表层材料将因发生塑性流动而丧失切削能力。抗塑性破损能力取决于刀具材料的硬度和耐热性。硬质合金和陶瓷的耐热性好，一般不易发生这种破损。2021/9/23119刀具磨损、破损监测刀具磨损、破损监测2021/9/23120防止刀具破损防止刀具破损刀具材料刀具材料 用作断续切削的刀具，刀具材料应具有一定的韧性。刀具几何参数刀具几何参数 通

43、过选择合适的几何参数，使切削刃和刀尖有较好的强度。在切削刃上磨出负倒棱。刃磨质量刃磨质量 切削刃应平直光滑，不得有缺口，刃口与刀尖部位不允许烧伤。切削用量切削用量 防止切削力过大和切削温度过高。具较好刚性的工艺系统具较好刚性的工艺系统 防止因为振动而损坏刀具。2021/9/23121刀具寿命与生产率2021/9/23122刀具与切削参数刀具与切削参数选择选择机械制造技术2021/9/23123刀具角度选择刀具角度选择增大前角，切削温度降低，刀具寿命提高，但前角太大，强度低，散热差，刀具寿命反而会降低，因此刀具前角有一最佳值。减小主偏角、副偏角和增大刀尖圆弧半径，可提高刀具强度和降低切削温度，均

44、能提高刀具寿命。2021/9/23124刀具材料选择刀具材料选择刀具材料是影响刀具寿命的重要因素，合理选用刀具材料，采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料，是提高刀具寿命的有效途径。2021/9/23125切削参数选择切削参数选择加工材料的强度、硬度越高和韧性越高、延伸率越小，切削时均能使切削温度升高，刀具寿命较低。2021/9/23126作业：作业：阐述刀具角度与切削力之间的关系；阐述刀具角度与切削力之间的关系；阐述刀具角度与切削热之间的关系；阐述刀具角度与切削热之间的关系；阐述刀具角度与切屑之间的关系；阐述刀具角度与切屑之间的关系；阐述切削参数与切削力、切削热之间的关系；阐述切削参数与切削力、切削热之间的关系；阐述切削参数与刀具磨损之间的关系。阐述切削参数与刀具磨损之间的关系。2021/9/23127