机械制造基础课件第2章机械制造基础知识.ppt

《机械制造基础课件第2章机械制造基础知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造基础课件第2章机械制造基础知识.ppt（100页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程的基础知识机械制造过程的基础知识材料成形法材料成形法:材料去除法材料去除法（表（表2.12.1）材料累加法材料累加法2.12.1机械制造过程的基本概念机械制造过程的基本概念 2.1.12.1.1机械制造工艺方法机械制造工艺方法铸造锻造冲压粉末冶金注塑成形法 机械力去除法热能去除法 化学去除法 复合去除法特种加工。焊接 粘接 铆接 快速原型传统方法材料去除法材料去除法（表（表2.12.1）2.1.12.1.1机械零件制造工艺方法机械零件制造工艺方法机械力去除法（机械加工方法）电火花、电子束、离子束与激光束。电解、电腐蚀、电铸化学腐蚀溶解切削切削磨削磨削研磨

2、、抛光高压水、磨料喷射超声加工等。机械与热能机械与化学机械与电（磁）热能、化学去除法 （特种加工）复合去除法完成一个合格零件的制造，可以是一种或是几种工艺方法来完成。2.1.12.1.1机械零件制造工艺方法机械零件制造工艺方法机械加工特种加工复合法加工切削切削磨削磨削研磨、抛光高压水、磨料喷射超声加工等。材料成形法材料去除法材料累加法切削切削-用金属切削刀具将工件上的多余金属层 去除掉的工艺方法磨削磨削-用砂轮将工件上的多余金属层去除掉的工艺方法2.1.2 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型 生产纲领生产纲领 通常也称年产量，它是指企业在生产计划通常也称年产量，它是指企业在生产计划期内应当生

3、产的产品数量。期内应当生产的产品数量。N=Q n（1+%+%）（2-1）式中式中 Q-产品年产量（件产品年产量（件/年）；年）；n-每台产品中该零件数量（件每台产品中该零件数量（件/台）；台）；-备品率；备品率；-废品率。废品率。2.1.2生产类型及其工艺特点生产类型及其工艺特点单件小批生产单件小批生产是指单个制造结构或尺寸不同、很少重复甚至不重复的产品的生产。如：重型机器制造厂、机修车间或试制车间等的生产。成批生产成批生产是指成批制造相同的零件，或每隔一定时间又重复进行的生产。批量是根据零件的年产量及产品装配周期划定的，根据批量的大小可分为大批、中批和小批三种。如：机床制造厂多为成批生产企业

4、。大量生产大量生产是指产品数量很多，大多数工作地点经常重复进行某一种零件加工的生产。如：轴承厂、拖拉机厂或汽车厂等的生产。生生产产类类型型2.1.32.1.3机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械制造工艺-是指制造机械产品的技巧、方法和程序。机械制造工艺过程-机械制造过程中，凡是直接改变“零件”形状、尺寸、性能及与其它零件的相对位置，使其成为成品或半成品的工艺过程。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。2.1.32.1.3机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械制造过程机械产品采用机械机械加工方法以合格产品为目标，改变毛坯的形状、尺寸、各组成表面间的位置以及表面质量所经过的所有工作过程。毛坯机械加

5、工工艺过程机械加工工艺过程工序工序工序N走刀工步安装工位2.1.32.1.3机械加工工艺过程（零件）及其组成机械加工工艺过程（零件）及其组成2.1.3-工序工序工序工序是指一个（或一组）工人在同一台机床个（或一组）工人在同一台机床（或同一工作地点）对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。工人、工作地点、工件与连续完成构成了工序的4要素。其中任一个要素发生了变更就构成了另一道工序。车削工序车削工序1车削工序车削工序22.1.3-安装安装安装安装 是指一道工序中，工件装夹一次所完成的那部分工艺过程。（安装不是一个动作，而是一部分工作内容）当一道工序中只发生一次安装时，该工序的工作内容

6、与安装的工作内容是相同的；当一道工序中发生n次安装时，该工序的工作内容是这n次安装工作内容的总合；为减少安装误差，应尽量减少安装次数。2.1.3-工位工位 工位工位 是指在某一工序的一次安装中的每个位置所完成的那部分工艺过程。当一个安装中工件只在一个位置完成加工内容，该安装的工作内容与工位的工作内容是相同的；当一个安装中工件在n个位置完成加工内容，该安装的工作内容是这n个工位工作内容的总合；为减少安装次数和安装误差，应尽量采用多工位加工。2.1.3-工步工步工步1工步2工步工步 是指在一道工序（一次安装或一个工位）中加工表面及所用刀具与切削用量都不变情况下所连续完成的那部分工艺过程。2.1.3

7、-复合工步复合工步 有时为了提高生产效率，经常把几个待加工表面用几把刀具同时进行加工，这样的工步称复合工步（图2.5）。2.1.3-走刀走刀走刀走刀 是指在一个工步中，由于加工余量较大需要同一刀具对同一表面进行多次进给才能达到尺寸要求，每次进给即称一次走刀机械加工工艺过程工序1工序2工序N走刀2安装1安装2安装N工位1工位2工位N工步1工步2走刀12.1.3-概念总结概念总结2.1.3-工序数工序数工序工序是机械加工工艺过程的基本单元工序数工序数-组成一个工艺过程的工序数是由被加工工件结构的复杂程度、加工精度要求及生产类型决定。2.1.3-工序数举例工序数举例表2.4单件生产阶梯轴的工艺过程表

8、2.5大批量生产阶梯轴的工艺过程2.1.3-工序数工序数举例举例2.1.42.1.4基准基准基准的分类：基准的分类：设计基准、工艺基准设计基准、工艺基准基准的概念基准的概念 工件上，用来确定工件上，用来确定某些点、线、面的空间位置的那些某些点、线、面的空间位置的那些个点、线、面。个点、线、面。设计基准 基准 工序基准 装配基准 定位基准 测量基准 工艺基准2.2.1.4基准基准 设计基准设计基准在零件工作图在零件工作图上，用来确定某些点、上，用来确定某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、线、面的位置所依据的那些点、线、面或其组合。面或其组合。2.2.1.4基准基准-1-1 设计基准设计基准2

9、.12.1.4基准基准-1-1 设计基准设计基准 工序基准工序基准 装配基准装配基准 定位基准定位基准 测量基准测量基准工工艺艺基基准准 工件在机床或夹具上机床或夹具上进行加工时用来确定本工序被加工表面位置的基准 装配时，用来确定零件在部件中的位置的基准（部件在机器中的位置）测量测量工件已加工表面位置所依据的基准在工序图上工序图上，用来标定本工序加工位置尺寸关系的基准2.1.42.1.4基准基准-2-2 工艺基准工艺基准工艺基准2.1.5机械装配工艺过程机械装配工艺过程 机械装配过程:以合格机械产品为目标，将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起的工作过程。机械装配工

10、作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。装配工序装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。装配工步装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。装配操作装配操作是指装配工步中各个装配动作。2.2 机械加工的最基本方法机械加工的最基本方法-切削加工方法切削加工方法2.2.1工件工件表面的形状及其形成方法表面的形状及其形成方法 1.1.切削加工成形方法切削加工成形方法几何表面的形成原理几何表面的形成原理 任何一个表面都可以看是一条曲任何一个表面都可以看是一条曲

11、线（或直（或直线）沿着另一条）沿着另一条曲曲线（或直（或直线）运）运动的的轨迹。迹。这两条曲两条曲线（或直（或直线）称）称为该表面的表面的生成生成线，前者称前者称为母母线，后者称，后者称为导线。2.2.1工件表面的形状及其形成方法工件表面的形状及其形成方法。工件加工表面的发生线是通过刀具工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。成的。形成工件表面的方法：形成工件表面的方法：（1 1）轨迹法）轨迹法 （2 2）成型法）成型法 （3 3）相切法）相切法 （4 4）范成法）范成法2.2.1工件表面的形状及其形成方法工件表面的形状及其形成方

12、法。2.2.1工件表面的形状及其形成方法工件表面的形状及其形成方法 2.切削加工成形运切削加工成形运动（切削运（切削运动）工件表面的成形方法工件表面的成形方法母线形母线形成方法成方法和和导线形成方法导线形成方法的的组合合。形成加工表面所需的刀具与形成加工表面所需的刀具与工件之工件之间的相的相对运运动也是形也是形成成母线母线和和导线导线所需相所需相对运运动的的组合。合。2.2.2成形运动成形运动 与切削用量与切削用量图2.16合成运动表面成形运动表面成形运动表面成形运动表面成形运动非表面成形运动非表面成形运动主运动主运动进给运动（纵、横、斜向）进给运动（纵、横、斜向）按运动的功能分类按运动的功能

13、分类切入运动切入运动分度运动分度运动辅助运动辅助运动控制运动控制运动接近接近退刀退刀返回返回2.2.2成形运动成形运动 与切削用量与切削用量1.主运动:使切削能够发生的运动，是唯一的，消耗功率最大的。2.进给运动：使切削连续进行的运动3.其他辅助运动：保证加工余量全部切除掉的运动，可是连续的和非连续的。2.2.1。切削运动。切削运动 2.2.3成形运动与切削用量成形运动与切削用量图2.15外圆车削的切削运动与工件表面工件上的三个表面工件上的三个表面待加工表面待加工表面：切削过程中，即将被切掉的表面加工表面：加工表面：刀具正在切削的表面已加工表面：已加工表面：刀具切削后形成的表面。*有粗、精等多

14、序加工的表面，这道工序是已加工表面，下道工序就是待加工表面。2.2.2成形运动与切削用量成形运动与切削用量主运动进给运动待加工表面已加工表面加工表面切削速度切削速度：主运动的最大线速度m/s进给量进给量：有每转进给量、每齿进给、进给速度背吃刀量背吃刀量：待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。2.2.3 典型表面的加工方法典型表面的加工方法-外圆外圆2.2.3 典型表面的加工方法典型表面的加工方法-内圆内圆2.2.3典型表面的加工方法典型表面的加工方法-平面平面2.2.3 典型表面的加工方法典型表面的加工方法-螺纹螺纹成形表面加工成形表面加工回转成形面回转成形面直线成形面直线成形面立体成形面立体

15、成形面2.2.3 典型表面的加工方法典型表面的加工方法-成型表面加工成型表面加工硬件软件机械加工工艺机械加工工艺系统系统工件工件机床机床刀具刀具夹具夹具工艺方法工艺方法工艺过程工艺过程数控程序数控程序2.3 机床的基本概念机床的基本概念金属切削机床作用金属切削机床作用:利用切削刀具与金属工件的相对运利用切削刀具与金属工件的相对运动从工件上切除多余的金属或预留动从工件上切除多余的金属或预留层，以获得符合规定的尺寸、形状、层，以获得符合规定的尺寸、形状、精度及表面质量要求的零件。精度及表面质量要求的零件。2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法1分类分类Harbin Institut

16、e of TechnologyHarbin Institute of Technology通用机床专用机床专门化机床自动生产线按通用性分按通用性分按精度分按精度分普通精度机床普通精度机床精密机床精密机床高精度机床高精度机床超精密机床超精密机床按自动化程度分按自动化程度分手动机床手动机床自动机床自动机床半自动机床半自动机床2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法1分类分类按加工方式分按加工方式分车床、铣床、钻床、镗床、磨床、车床、铣床、钻床、镗床、磨床、刨（插）床、拉床、齿轮加工机刨（插）床、拉床、齿轮加工机床、床、螺纹加工机床、珩磨机床、螺纹加工机床、珩磨机床、锯床、键槽加工机床

17、锯床、键槽加工机床2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法2机床型号表示方法机床型号表示方法类别类别车床车床钻床钻床镗床镗床磨床磨床齿轮齿轮加工加工机床机床螺纹螺纹加工加工机床机床铣床铣床刨插刨插床床拉床拉床电加电加工机工机床床切断切断机床机床其他其他机床机床代号代号CZTMYSXBLDGQ表表2.14机床的类别代号机床的类别代号表2.15机床的通用性代号通用特性高精度精密自动半自动数控自动换刀仿形万能轻型简式代号GMZBKHFWQJ2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法2机床型号表示方法机床型号表示方法2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法2机床

18、型号机床型号举举例例（万能）特性代号（万能）特性代号CW6140（车床）类别代号（车床）类别代号（卧式）组别代号（卧式）组别代号（普通）型别代号（普通）型别代号（直径（直径1/10）主参数）主参数卧式卧式X62W铣床类铣床类（2号工作台）主参数号工作台）主参数（万能）改进序号（万能）改进序号2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法2机床型号举机床型号举例例2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法2机床型号举机床型号举例例2.3.1机床的分类与型号表示法机床的分类与型号表示法2机床型号举机床型号举例例2.3.2机床的基本组成机床的基本组成图2.21立式钻床图2.22摇

19、臂钻床2.3.2机床的基本组成机床的基本组成图2.24卧式镗床图2.25牛头刨床2.3.2机床的基本组成机床的基本组成图2.30立式加工中心1-床身；2-滑座；3-工作台；4-立柱；5-数控柜；6-机械手；7-刀库；8-主轴箱；9-驱动电柜；10-操纵面板图2.29M2120内圆磨床1-床身；2-头架；3-砂轮修整器；4-砂轮；5-磨具架；6-工作台；7-操纵磨具架手轮；8-操纵工作台手轮2.3.2机床的基本组成机床的基本组成图2.23立式车床1-立刀架溜板；2-立刀架；3-横梁；4-花盘；5-横刀架；6-立柱2.3.2机床的基本组成机床的基本组成图2.26龙门刨床图2.27M7120A平面磨

20、床1-床身；2-垂直进给手轮；3-工作台；4-行程挡块；8-拖板；9-磨头；10-驱动工作台手轮5-立柱；6-砂轮修整器；7-横向进给手轮；2.3.2机床的基本组成机床的基本组成图2.28M1432A万能外圆磨床1-床身；2-工作台；3-头架；4-砂轮；5-内圆磨头；6-砂轮架；7-尾架2.3.2机床的基本组成机床的基本组成2.3.2机床的基本组成机床的基本组成动力源动力源 传动系统传动系统 支撑件支撑件 工作部件工作部件 包括包括控制系统控制系统 冷却系统冷却系统润滑系统润滑系统其他装置其他装置机床基机床基本部分本部分组成：组成：2.3.2机床的基本组成机床的基本组成动力源动力源为机床提供动

21、力（功率）和为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分运动的驱动部分传动系统传动系统支撑件支撑件支撑件支撑件 用于安装和用于安装和支承其它固定的或运动的部支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力件，承受其重力和切削力交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机液压马达液压马达主传动系统主传动系统 变速箱、主轴箱变速箱、主轴箱进给传动系统进给传动系统 进给箱进给箱其他运动的传动系统其他运动的传动系统床身床身底座底座立柱立柱2.3.2机床的基本组成机床的基本组成工作部件 与主运动和进给运动的有关执行部件，例如主轴及主轴箱，工作台及其溜板或滑座，刀架及其溜板，以及滑枕等安装工件或刀具的部件；与工件和刀

22、具有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。不同种类的机床，由于其用途、表面形成运动和结构布局的不同，这些工作部件的构成和结构差异很大。2.3.2机床的基本组成机床的基本组成控制系统用于控制各工作部件的正常工作电气控制系统液压控制系统气动控制系统数控系统。2.3.3机床的技术性能指标机床的技术性能指标 机床机床是实现对工件进行机械加工的必要设备，为机是实现对工件进行机械加工的必要设备，为机械加工提供切削加工运动和动力。械加工提供切削加工运动和动力。夹具夹具是装夹工件的重要工艺装备，用它实施对工件是装夹工件的重要工艺装

23、备，用它实施对工件的定位和夹紧，使工件在加工时相对于机床或刀具的定位和夹紧，使工件在加工时相对于机床或刀具保持一个正确的位置。保持一个正确的位置。刀具刀具是直接对工件进行加工的工具，将直接由它是直接对工件进行加工的工具，将直接由它切除工件毛坯上预留的材料层。切除工件毛坯上预留的材料层。2.4.刀具的基本概念刀具的基本概念2.4.1刀具切削部分组成刀具切削部分组成前刀面前刀面A A 刚形成的切屑刚形成的切屑沿其流出的刀面沿其流出的刀面；主后刀面主后刀面A A -与工件加工表与工件加工表面相对的刀面；面相对的刀面；副后刀面副后刀面A A-与工件已加工与工件已加工表面相对的刀面表面相对的刀面；屑屑主

24、切削刃主切削刃S S 前刀面与主后刀面前刀面与主后刀面的交线，它承担主要的交线，它承担主要的切削工作的切削工作；副切削刃副切削刃S-S-前刀面与副后前刀面与副后刀面的交线；刀面的交线；刀尖刀尖 主、副切削刃主、副切削刃的实际交点的实际交点2.4.2 刀具几何角度刀具几何角度刀具标注角度坐标系的假定条件刀具标注角度坐标系的假定条件 1 1、假定运动条件假定运动条件：用刀具主运动向量近：用刀具主运动向量近似代替合成运动向量，然后再用平行或垂直于似代替合成运动向量，然后再用平行或垂直于主运动方向的坐标平面构成参考系。主运动方向的坐标平面构成参考系。2 2、假定安装条件假定安装条件：假定刀具的安装位置

25、：假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。直。2.4.2刀具几何角度刀具几何角度1)基面pr：通过切削刃某一点，垂直于主运 动方向的平面。2)切削平面ps：通过切削刃某一点，包含主运 动方向并与工件加工表面相切的平面。切削平面ps与基面pr垂直。3)正交平面P0：通过切削刃某一点，垂直于切削刃在基面上的投影的平面。垂直于切削平面ps与基面pr的平面。4)法剖面Pn：通过切削刃某一点，垂直于切削刃的平面。5)进给剖面Pf：通过切削刃某一点，平行于进给运动方向并垂直于基面pr的平面。6)背平面Pp：通过切削刃某一点，同时垂直于进给剖面P

26、f与基面pr的平面。图2.35正交平面参考系图2.36法平面参考系图2.37假定工作平面与背平面参考系2.4.2刀具几何角度刀具几何角度在正交平面在正交平面Po中测量的角度：中测量的角度：1）前角）前角o-前刀面与基面之间的前刀面与基面之间的夹角。通过选定点的基面若位于楔形刀夹角。通过选定点的基面若位于楔形刀体的实体之外，前角为正值；反之为负体的实体之外，前角为正值；反之为负值。值。2）后角）后角o-后刀面与切削平面之后刀面与切削平面之间的夹角。若通过选定点的切削平面位间的夹角。若通过选定点的切削平面位于楔形刀体的实体之外，后角为正值；于楔形刀体的实体之外，后角为正值；反之为负值。反之为负值。

27、3）楔角）楔角o-前刀面与主后刀面之前刀面与主后刀面之间的夹角。间的夹角。显然有：显然有：o+o+o=90。2.4.2刀具几何角度刀具几何角度在基面在基面Pr中测量的角度：中测量的角度：4）主偏角）主偏角kr-主切削主切削刃在基面上的投影与假定进刃在基面上的投影与假定进给方向之间的夹角。给方向之间的夹角。5）副偏角）副偏角kr-副切削副切削刃在基面上的投影与假定进刃在基面上的投影与假定进给反方向之间的夹角。给反方向之间的夹角。6）刀尖角）刀尖角r-主切削刃与副主切削刃与副切削刃在基面上投影之间的切削刃在基面上投影之间的夹角。夹角。显然有显然有：kr+kr+r=180。2.4.2刀具几何角度刀具

28、几何角度在切削平面Ps中测量的角度：7）刃倾角s-主切削刃与基面之间的夹角。当刀尖是主切削刃上最低点时，刃倾角定为负值；当刀尖是主切削刃上最高点时，则刃倾角为正值，当s=0时，主切削刃与切削速度垂直，称之为直角切削或正切削。而s 0的切削称为斜角切削或斜切削。s的正或负会改变切屑流出的方向。2.4.2刀具几何角度刀具几何角度2.4.2刀具几何角度刀具几何角度在副正交平面在副正交平面 中测量的角度中测量的角度8）副后角）副后角o-副后刀副后刀面与切削平面之间的夹角；面与切削平面之间的夹角；9）副前角）副前角o-前刀面前刀面与基面之间的夹角。与基面之间的夹角。2.4.2刀具几何角度刀具几何角度外圆

29、车刀法平面参外圆车刀法平面参考系的标注角度考系的标注角度 2.4.2 刀具坐标系与刀具角度刀具坐标系与刀具角度 图2-59 横车的坐标平面横车的坐标平面 2.4.2 刀具坐标系与刀具角度刀具坐标系与刀具角度2.4.2 刀具坐标系与刀具角度刀具坐标系与刀具角度(1)考虑进给运动的影响（横车）2.4.3切削层参数切削层参数 1.切削层厚度切削层厚度hD 它是垂直于切削刃的方向上度量的切削层截面的尺寸。2切削层宽度切削层宽度bD 它是沿切削刃方向度量的切削层截面的尺寸。3.切削层公称横截面积切削层公称横截面积AD曲线刃切削层参数曲线刃切削层参数钻削的切削层参数 b)端铣铣削的切削层参数hD2.4.4

30、切削方式切削方式1.直角切削与斜角切削2.自由切削与非自由切削2.4.5 刀具材料刀具材料工工欲欲善善其其事事必必先先利利其其器器决定切削刀具切削性能因素包括：决定切削刀具切削性能因素包括：刀具材料刀具材料刀具结构（整体、焊接、装配等）刀具结构（整体、焊接、装配等）刀具切削部分的几何参数（几何角刀具切削部分的几何参数（几何角度）度）性能优良的刀具材料，是保证刀性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。高温下工作，应具备如下的基本要求。刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性

31、能(1)(1)高硬度和高耐磨性高硬度和高耐磨性 (2)(2)足够的强度与冲击足够的强度与冲击韧性韧性 (3)(3)高耐热性高耐热性 (4)(4)良好的工艺性和经良好的工艺性和经济性济性 刀具材料的硬度必须高刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度于被加工材料的硬度才能切下金属，这是才能切下金属，这是刀具材料必备的基本刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料要求，现有刀具材料硬度都在硬度都在60HRC60HRC以上。以上。刀具材料越硬，其耐刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组的化学成分和金相组织

32、的稳定性。织的稳定性。强度是指抵抗切削力的作强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来能。一般用抗弯强度来表示。表示。冲击韧性是指刀具材料在冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。料所应克服的一个关键。高耐热性高耐热性 耐热性又称红硬性，耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料是衡量

33、刀具材料性能的主要指标。性能的主要指标。它综合反映了刀它综合反映了刀具材料在高温下具材料在高温下保持硬度、耐磨保持硬度、耐磨性、强度、抗氧性、强度、抗氧化、抗粘结和抗化、抗粘结和抗扩散的能力。扩散的能力。为了便于制造，刀为了便于制造，刀具材料应有良好的具材料应有良好的工艺性，如锻造、工艺性，如锻造、热处理及磨削加工热处理及磨削加工性能。当然在制造性能。当然在制造和选用时应综合考和选用时应综合考虑经济性。当前超虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，材料费用都较贵，但其使用寿命很长，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，在成批大量生产中，分摊到每个零件中分摊到每个零件中的费

34、用反而有所降的费用反而有所降低。因此在选用时低。因此在选用时一定要综合考虑。一定要综合考虑。刀具材料的种类刀具材料的种类碳素工具钢碳素工具钢高速钢高速钢合金工具钢合金工具钢刀具材料的种类刀具材料的种类高速钢高速钢超硬材料超硬材料硬质合金硬质合金陶瓷陶瓷金刚石金刚石立方氮化硼立方氮化硼CBN单晶金刚石单晶金刚石聚晶金刚石聚晶金刚石（PCD）高速钢高速钢 高速钢是一种加人了较多的钨高速钢是一种加人了较多的钨W、铬、铬Gr、钒钒V、鉬、鉬Mo等合金元素的高合金工具钢，等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。

35、由于其制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切由于其制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在结构复削刃；锻造、热处理变形小，目前在结构复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀广泛用于制造各种复杂刀具。其切削速度一般不太具。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为高，切削普通钢料时为40-60m/min。W12Cr4V4Mo在普通高速钢中再增加一些含在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成

36、的。它的使用寿元素冶炼而成的。它的使用寿命为普通高速钢的命为普通高速钢的1.5-3倍倍（60-180m/min）粉末冶金高速钢是粉末冶金高速钢是70年代投年代投入市场的一种高速钢，其强度入市场的一种高速钢，其强度与韧性分别提高与韧性分别提高30%-40%和和80%-90%使用寿命可使用寿命可提高提高2-3倍。倍。高速钢 普通高速钢粉末冶金高速钢高性能高速钢高性能高速钢硬质合金硬质合金硬质合金是由难熔金属碳化物（、硬质合金是由难熔金属碳化物（、i）和金属粘）和金属粘结剂（如结剂（如o）经粉末冶金方法而制成的。）经粉末冶金方法而制成的。硬度比高速钢高很多硬度比高速钢高很多 硬质合金的抗弯强度只相当

37、于高速钢强度的硬质合金的抗弯强度只相当于高速钢强度的1/21/3 硬合金的韧度比高速钢低得多硬合金的韧度比高速钢低得多 硬质合金的导热性高于高速钢，热导率是高速钢的硬质合金的导热性高于高速钢，热导率是高速钢的23倍倍 硬质合金的耐热性比高速钢高很多，在硬质合金的耐热性比高速钢高很多，在8001000时尚可进行切削，在高温下有良好的抗塑性变形的能力。时尚可进行切削，在高温下有良好的抗塑性变形的能力。P类硬质合金主类硬质合金主要用于加工长要用于加工长切屑的黑色金切屑的黑色金属（属（45钢），钢），用蓝色作标志用蓝色作标志M类主要用类主要用于加工黑于加工黑色金属和色金属和有色金属，有色金属，用黄色作

38、用黄色作标志标志K类主要用于加类主要用于加工短切屑的黑色工短切屑的黑色金属（铸铁）、金属（铸铁）、有色金属和非金有色金属和非金属材料，用红色属材料，用红色作标志。作标志。硬质合金P（钨钛钻类）（钨钛钻类）WC+TiC+Co代号为代号为YT。K（钨钻类）（钨钻类）为为WC+Co代号为代号为YGM（钨钛钽钴类）通用合金（钨钛钽钴类）通用合金WC+TiC+TaC(NbC)+Co代号为代号为YW。硬质合金符号的意义硬质合金符号的意义后面的阿拉伯数字表示其成分含量，决定其性能和后面的阿拉伯数字表示其成分含量，决定其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件加工时承受载荷的情况或加工条件 Y G 8硬字的汉语拼

39、音第一个字母钨钻类钨钻类 WC+Co钴钴字的汉语拼音第一个字母含钴含钴Co量量8%Y T15钨钨钛钛钻类钻类WC+TiC+Co钛钛字的汉语拼音第一个字母含钴含钴TiC量量15%硬质合金的选用原则硬质合金的选用原则YG3YG6YG8铸铁有色金属及其合金YT30YT15YT5碳钢、合金刚淬硬钢硬度、耐磨性、切削速度强度、韧性、进给量加工条件精粗其他其他1)YT类不宜加工含Ti的不锈钢和钛合金等难加工材料，而应采用YG类硬质合金。2)YGA类宜加工冷硬铸铁、高锰钢、淬硬钢以及含Ti的不锈钢、钛合金与高温合金。3)YW类硬质合金可用于高温合金、高锰钢、不含Ti的不锈钢等难加工材料的半精加工和精加工。其他刀具材料其他刀具材料 1.陶瓷刀具材料 (1)Al2O3系陶瓷 (2)Si3N4系陶瓷 (3)Si3N4-Al2O3系复合陶瓷2.超硬刀具材料 (1)金刚石 (2)立方氮化硼金刚石与立方氮化硼金刚石与立方氮化硼金刚石的硬度金刚石的硬度HV10000（硬质合金（硬质合金HV13001800），立方氮化硼硬度），立方氮化硼硬度HV9000金刚石不能加工含铁金属（铁和碳亲和性金刚石不能加工含铁金属（铁和碳亲和性高）高）金刚石高温下易发生石墨化金刚石高温下易发生石墨化聚晶金刚石聚晶金刚石聚晶金刚石复合片立方氮化硼复合片聚晶金刚石复合片立方氮化硼复合片