金属切削基础精选课件.ppt

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1、机械制造技术机械制造技术关于金属切削基础第一页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术一、一、生产与生产过程生产与生产过程二、机械制造与机械制造业二、机械制造与机械制造业第零章第零章 绪论绪论第二页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1 1.1 切削运动和切削用量切削运动和切削用量1.1.1 1.1.1 切削时工件上的表面切削时工件上的表面1.1.待加工表面待加工表面 2.2.已加工表面已加工表面3.3.过渡表面过渡表面第三页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术1.1.待加工表面待加工表面 工件上多余金属即将被工件上多余金属即将被切除的表

2、面。随着切切除的表面。随着切削的进行逐渐减小，削的进行逐渐减小，直至多余金属被切完。直至多余金属被切完。第一章第一章 金属切削基础金属切削基础第四页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础2.2.已加工表面已加工表面 工工件件上上多多余余金金属属被被切切除除后后形成的形成的新表面。新表面。3.3.过渡表面过渡表面 工工件件上上多多余余金金属属被被切切除除过过程程中中，待待加加工工表表面面与与已已加加工工表表面面之之间间相相连连接接表表面面，或或刀刀刃刃正正在在切切削削着着的的表面。表面。第五页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切

3、削基础金属切削基础外圆车削时切削运动及工件上三外圆车削时切削运动及工件上三表面表面平面刨削的切削运动及平面刨削的切削运动及工件上三表面工件上三表面第六页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动1.主主运运动动：使使刀刀具具与与工工件件产产生生相相对对运运动动，以以切切除除工工件件上上多多余余金金属属的的基基本本运运动动。运运动动速速度度最最高高，消消耗耗功功率率最最大大。如如车车削削中中工工件件的的旋旋转转运运动动、钻钻削削中钻头的旋转运动、刨削中的刀具的直线往复运动等。

4、中钻头的旋转运动、刨削中的刀具的直线往复运动等。注：注：(1)(1)主运动可为刀具，也可为工件；主运动可为刀具，也可为工件；(2)(2)主运动可是直线运动，也可旋转运动；主运动可是直线运动，也可旋转运动；(3)(3)切削加工中，主运动只有一个。切削加工中，主运动只有一个。第七页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动2.2.进给运动进给运动 与与主主运运动动配配合合使使切切除除多多余余金金属属连连续续进进行行，形形成成已已加加工工表表面面的的运运动动。如如车车削削中中车车

5、刀刀的的纵纵向向或或径径向向运运动动、钻钻削削中中钻钻头头的直线运动、刨削中工件的间歇直线运动。的直线运动、刨削中工件的间歇直线运动。注意：注意：（1 1）进给运动可以是一个或几个；）进给运动可以是一个或几个；（2 2）进给运动可是直线运动、旋转运动或两者的组合；）进给运动可是直线运动、旋转运动或两者的组合；（3 3）进给运动可由刀具或工件完成。）进给运动可由刀具或工件完成。合成运动是主运动与进给运动的合成。合成运动是主运动与进给运动的合成。3.3.合成运动合成运动第八页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运

6、动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动车外圆与车端面车外圆与车端面第九页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动切断槽与镗内孔切断槽与镗内孔刨平面刨平面第十页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动铣削加工中的切削运动铣削加工中的切削运动第十一页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2

7、切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动孔加工第十二页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动磨削加工第十三页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.2 1.1.2 切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动合成运动合成运动1.1.车削车削 主运动：工件的旋转运动主运动：工件的旋转运动 进给运动：刀具进给运动：刀具2.2.钻削钻削 主运动：刀具主运动：刀具(钻头钻头)进给运动：刀具进给运动：刀具(钻头钻

8、头)3.3.铣削铣削 主运动：刀具主运动：刀具 进给运动：工件进给运动：工件第十四页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.3 1.1.3 切削用量三要素切削用量三要素切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量1.1.切削速度切削速度v v式中：式中：d dw w工件最大直径工件最大直径(mm)(mm)；n nw w工件主运动转速工件主运动转速(r/s(r/s或或r/min)r/min)。n刀刃选定点相对工件的主运动线速度。即工件待加工表面的最大直径刀刃选定点相对工件的主运动线速度。即工件待加工表面的最大直径的线速度。其计算式为：的线速度。其计

9、算式为：第十五页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.3 1.1.3 切削用量三要素切削用量三要素切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量2.2.进给量进给量 f f主运动每一转工件与刀具沿进给方向的位移量主运动每一转工件与刀具沿进给方向的位移量 f f(mm/r)(mm/r)单位时间相对位移量叫进给速度单位时间相对位移量叫进给速度v vf f。v vf f=f f n n(mm/s(mm/s或或mm/min)mm/min)。对于多齿刀具的每齿进给量对于多齿刀具的每齿进给量 f fz z=f/Zf/Z(mm/z(mm/z或毫米或毫米/齿齿)

10、。ZZ刀具齿数。刀具齿数。显然有：显然有：v vf f=f=f n=fn=fz z Z Z n n(mm/s(mm/s或或mm/min)mm/min)第十六页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.1.3 1.1.3 切削用量三要素切削用量三要素切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量 3.3.背吃刀量背吃刀量apapn对外圆车削而言，它是待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。即对外圆车削而言，它是待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。即式中：式中：d dw w待加工面直径；待加工面直径；d dm m已加工表面直径。已加工表面直径。第十七页，本课

11、件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.2 1.2 金属切削刀具几何参数金属切削刀具几何参数刀具刀具种类繁多、形状种类繁多、形状各异，但其切削部分具有各异，但其切削部分具有相同的特征相同的特征，以普通外圆车刀为例来分析其几何参数。以普通外圆车刀为例来分析其几何参数。1.2.1 1.2.1 刀具切削部分结构要素刀具切削部分结构要素三个刀面三个刀面二个刀刃二个刀刃一个刀尖一个刀尖第十八页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.2.1 1.2.1 刀具切削部分结构要素刀具切削部分结构要素三个刀面三个刀面二个刀刃二个刀刃

12、一个刀尖一个刀尖三个刀面三个刀面前刀面（前刀面（A A）：）：切屑沿其流出的刀面切屑沿其流出的刀面主后刀面（主后刀面（A A）：）：与工件过渡表面相对着的刀面与工件过渡表面相对着的刀面副后刀面（副后刀面（A A）：）：与工件上已加工表面相对着的刀面与工件上已加工表面相对着的刀面两个刀刃两个刀刃主切削刃主切削刃S S：前刀面与主后刀面相前刀面与主后刀面相交部位，承担主要的切削作用。交部位，承担主要的切削作用。副切削刃副切削刃S S：前刀面与副后刀面相交部前刀面与副后刀面相交部位，协助主刀刃切除多余金属形成已加工位，协助主刀刃切除多余金属形成已加工表面。表面。一个刀尖一个刀尖刀尖：刀尖：主刀刃与副

13、刀刃相交部位。主刀刃与副刀刃相交部位。第十九页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.2.2 1.2.2 刀具切削角度的参考平面刀具切削角度的参考平面 刀具要从工件上切除金属，就必须具有一定的切削刀具要从工件上切除金属，就必须具有一定的切削角度及几何形状角度及几何形状。这些角度决定了刀具各切削部分要素（刀面、刀刃、刀尖）这些角度决定了刀具各切削部分要素（刀面、刀刃、刀尖）的空间位置的空间位置，它们是在相应的它们是在相应的参考平面参考平面为基础的条件下测量的。为基础的条件下测量的。标注角度标注角度工作角度工作角度标注角度：标注角度：在刀具标注参考系中确

14、定的在刀具标注参考系中确定的切削刃与刀面的方位切削刃与刀面的方位角角。是制造、刀磨和检查刀具所需要的角度。是制造、刀磨和检查刀具所需要的角度。注：刀具标注角度是不考虑进给运动而定义的。注：刀具标注角度是不考虑进给运动而定义的。刀具的工作角度刀具的工作角度刀具在工作状态下的角度，即考虑刀具在工作状态下的角度，即考虑进给进给运动和实际装刀状态定义的刀具几何角度。运动和实际装刀状态定义的刀具几何角度。第二十页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.2.2 1.2.2 刀具切削角度的参考平面刀具切削角度的参考平面刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系正交平面参

15、考系正交平面参考系(Pr Pr、Ps Ps、PoPo)法平面参考系法平面参考系(Pr Pr、Ps Ps、PnPn)背平面和假定工作平面参考系背平面和假定工作平面参考系(Pp Pp、Pf Pf、PrPr)正交平面参考系正交平面参考系1.1.基面基面PrPr 通过刀具切削刃上选定点，垂直于主通过刀具切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面。运动方向的平面。2 2切削平面切削平面PsPs通过刀刃上选定点，与切削刃相切并垂直通过刀刃上选定点，与切削刃相切并垂直于于PrPr的平面。的平面。3 3正交平面正交平面P Po o通过刀刃上选定点，同时垂直于通过刀刃上选定点，同时垂直于PrPr和和PsPs的平面。

16、的平面。第二十一页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.2.2 1.2.2 刀具切削角度的参考平面刀具切削角度的参考平面刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系正交平面参考系正交平面参考系(Pr Pr、Ps Ps、PoPo)法平面参考系法平面参考系(Pr Pr、Ps Ps、PnPn)背平面和假定工作平面参考系背平面和假定工作平面参考系(Pp Pp、Pf Pf、PrPr)正交平面参考系正交平面参考系1.1.基面基面PrPr2 2切削平面切削平面PsPs3 3正交平面正交平面P Po o第二十二页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属

17、切削基础金属切削基础1.2.3 1.2.3 刀具的标注角度刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度（l l）在基面）在基面PrPr内能够标注的角度内能够标注的角度主偏角主偏角K Kr r主刀刃在基面上主刀刃在基面上的投影与进给方向之间的夹的投影与进给方向之间的夹角；角；副偏角副偏角K Kr r副刀刃在基面上副刀刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；的投影与进给方向之间的夹角；刀尖角刀尖角 r r主、副刀刃在基面主、副刀刃在基面上的投影之间的夹角；上的投影之间的夹角；第二十三页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1

18、.2.3 1.2.3 刀具的标注角度刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度（2 2）在正交平面）在正交平面PoPo内能够标注的角度内能够标注的角度前角前角 o o前刀面与基面之间的夹前刀面与基面之间的夹角。角。有正、负之分。前刀面在基面下面，有正、负之分。前刀面在基面下面，前角为正，反之为负。前角为正，反之为负。主后角主后角 o o主后刀面与切削平主后刀面与切削平面之间的夹角。面之间的夹角。刀楔角刀楔角 o 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，显然，o=90o=90-(-(o+o+o)o)第二十四页，本课件共有46页机械制造技

19、术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.2.3 1.2.3 刀具的标注角度刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度（3 3）在切削平面）在切削平面PoPo内能够标注的角度内能够标注的角度刃倾角刃倾角 s s主刀刃与基面之主刀刃与基面之间的夹角。间的夹角。s s有正、负之分有正、负之分，刀尖是，刀尖是刀刃最高点时，刀刃最高点时，s s为正，反之为正，反之为负。为负。副后角副后角 o o在副刀刃选定点在副刀刃选定点的副正交剖面的副正交剖面 PoPo 内，副后刀内，副后刀面与副切削平面面与副切削平面 PsPs 之间的夹之间的夹角。角。第二十五页，

20、本课件共有46页机械制造技术机械制造技术 小小 结结l切削运动与切削用量切削运动与切削用量l刀具的几何参数刀具的几何参数作业：作业：教材：教材：P28:1-1；1-3第一章第一章 金属切削基础金属切削基础第二十六页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.3 1.3 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.3.1 1.3.1 切削层参数切削层参数切削层：在切削过程中，刀具或工件沿进给方向移动一个切削层：在切削过程中，刀具或工件沿进给方向移动一个f f 时所切下的金属层时所切下的金属层在基面内的截形。在基面内的截形。切削层大小与形状直接决定切削部分承

21、受切削力的大小和切下切屑的形状和切削层大小与形状直接决定切削部分承受切削力的大小和切下切屑的形状和大小。大小。切削厚度切削厚度a ac c、切削宽度、切削宽度a aw w、切削面积、切削面积A Ac c第二十七页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.3 1.3 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.3.1 1.3.1 切削层参数切削层参数（1 1）切削厚度）切削厚度a ac c垂垂直直过过渡渡表表面面度度量量的的切切削层尺寸。削层尺寸。外圆纵车时有：外圆纵车时有：a ac c=f sin k=f sin kr r第二十八页，本课件共有46页机

22、械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.3 1.3 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.3.1 1.3.1 切削层参数切削层参数（2 2）切削宽度）切削宽度a aw w 沿沿过过渡渡表表面面度度量量的的切切削削层层尺尺寸寸。刀刀具具为为直直线线刃刃时时：a aw w=a=ap p/sink/sinkr r刀刀刃刃为为曲曲线线刃刃时时，各各点点 K Kr r 不不相相同同，故故切切削削厚厚度度不不相同相同。（3 3）切削面积）切削面积A Ac c切切削削层层在在基基面面内内的的截截面面面积。面积。A Ac c =a aw w.a.a c c第二十九页，本课件共有4

23、6页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.3 1.3 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.3.2 1.3.2 切削方式切削方式(1)直角切削与斜角切削直角切削与斜角切削 直角切削，正交切削直角切削，正交切削 直角切削直角切削刀刃垂直于合成切刀刃垂直于合成切削运动方向的切削方式，削运动方向的切削方式，s=0s=0。切屑流出方面在刀刃法平面内。切屑流出方面在刀刃法平面内。斜角切削斜角切削刀刃不垂直于合成刀刃不垂直于合成切削运动方向。切削运动方向。s s 0 0 切屑流出方向不在法平面内。切屑流出方向不在法平面内。第三十页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术

24、第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.3 1.3 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.3.2 1.3.2 切削方式切削方式(2)自由切削与非自由切削自由切削与非自由切削自由切削自由切削只有一条直线刀刃参与的切削方式。特只有一条直线刀刃参与的切削方式。特点：刀刃上各点切削流出方向一致，且金属变形在二点：刀刃上各点切削流出方向一致，且金属变形在二维平面内。维平面内。非自由切削方式非自由切削方式曲线刀刃或两条或两条以上刀刃参曲线刀刃或两条或两条以上刀刃参与切削的切削方式。与切削的切削方式。直角自由切削方式直角自由切削方式既是直角切削方式，又是自由切削方式。既是直角切削方式，又是自由切削方

25、式。第三十一页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.1、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能刀具材料的基本要求刀具材料的基本要求刀具材料需满足一些基本要求刀具材料需满足一些基本要求 ：（1）高硬度）高硬度（2）高强度与强韧性）高强度与强韧性（3）较强的耐磨性和耐热性）较强的耐磨性和耐热性（4）优良导热性）优良导热性（5）良好的工艺性与经济性）良好的工艺性与经济性刀具材料耐热刀具材料耐热性是衡量刀具性是衡量刀具切削性能的主切削性能的主要标志要标志，通常，通常用高温下保持用高温下保持高硬度的性能高硬度的性能来衡

26、量，也称来衡量，也称热硬性热硬性第三十二页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料（1 1）高硬度）高硬度刀具是从工件上去除材料，所以刀具材料的硬度必须高于工件刀具是从工件上去除材料，所以刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。材料的硬度。刀具材料最低硬度应在刀具材料最低硬度应在60HRC60HRC以上。以上。对于碳素工具钢材料，在室温条件下硬度应在对于碳素工具钢材料，在室温条件下硬度应在62HRC62HRC以上；高速以上；高速钢硬度为钢硬度为63HRC63HRC70HRC70HRC；硬质合金刀具硬度为；硬质合金刀具硬度为8

27、9HRC89HRC93HRC93HRC。1.4.1、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能第三十三页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.11.4.1、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能（2 2）高强度与强韧性）高强度与强韧性刀具材料在切削时受到很大的刀具材料在切削时受到很大的切削力与冲击力切削力与冲击力。如车削如车削4545钢，在背吃刀量钢，在背吃刀量a ap p4 4，进给量，进给量f f 0.50.5/r/r的条件的条件下，刀片所承受的切削力达到下，刀片所承受的切削力达到4000N4000N，可

28、见，刀具材料必须，可见，刀具材料必须具有较高的强度和较强的韧性。具有较高的强度和较强的韧性。一般刀具材料的韧性用冲击韧度一般刀具材料的韧性用冲击韧度a aK K(P10)(P10)表示，反映刀具材料抗脆表示，反映刀具材料抗脆性和崩刃能力。性和崩刃能力。第三十四页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料（3 3）高耐磨性和耐热性）高耐磨性和耐热性1.4.11.4.1、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能A A、刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。、刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。一般刀具硬度越高，耐磨性越好。一般刀具硬度越高，

29、耐磨性越好。刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，颗刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，颗粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好。粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好。B B、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，通常用高温、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。刀具材料高温硬度越高，则耐热性越好，在高温抗塑性变形能刀具材料高温硬度越高，则耐热性越好，在高温抗塑性变形能力、抗磨损能力越强。力、抗磨损能力越强。第三十五页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属

30、切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.11.4.1、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能（4 4）优良导热性）优良导热性刀具导热性好，表示切削产生的热量容易传导出去，降低了刀具导热性好，表示切削产生的热量容易传导出去，降低了刀具切削部分温度，减少刀具磨损。刀具切削部分温度，减少刀具磨损。刀具材料导热性好，其抗耐热冲击和抗热裂纹性能也强。刀具材料导热性好，其抗耐热冲击和抗热裂纹性能也强。（5 5）良好的）良好的工艺性与经济性工艺性与经济性刀具不但要有良好的切削性能，本身还应该易于制造，这要刀具不但要有良好的切削性能，本身还应该易于制造，这要求刀具材料有较好的求刀具材料

31、有较好的工艺性工艺性，如锻造、热处理、焊接、磨削、，如锻造、热处理、焊接、磨削、高温塑性变形等功能。高温塑性变形等功能。经济性也是刀具材料的重要指标之一，选择刀具时，要经济性也是刀具材料的重要指标之一，选择刀具时，要考虑经济考虑经济效果效果，以降低生产成本。，以降低生产成本。第三十六页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类1 1高速钢高速钢 (什么是高速钢，它的力学性能如何？什么是高速钢，它的力学性能如何？)（1 1）概念概念：高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较

32、多的工具钢高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的工具钢 （2 2）性质性质：、高速钢具有良好的、高速钢具有良好的热稳定性热稳定性 、高速钢具有、高速钢具有较高强度和韧性较高强度和韧性 、高速钢具有一定的硬度、高速钢具有一定的硬度(63(6370HRC)70HRC)和耐磨性和耐磨性 第三十七页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类 、高性能高速钢、高性能高速钢 优点优点：具有较强的耐热性，刀具耐用度是普通高速钢的：具有较强的耐热性，刀具耐用度是普通高速钢的1.51

33、.53 3倍倍 。缺点缺点：强度与韧性较普通高速钢低，高钒高速钢磨削加工性差。：强度与韧性较普通高速钢低，高钒高速钢磨削加工性差。适合加工的零件：奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金、超高强度适合加工的零件：奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。钢等难加工材料。第三十八页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类、粉末冶金高速钢、粉末冶金高速钢优点：优点：无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和硬度，硬度无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和硬度，硬度值达值达696970

34、HRC70HRC；保证材料各向同性，减小热处理内应力和变形；保证材料各向同性，减小热处理内应力和变形；磨削加工性好，磨削效率比熔炼高速钢提高磨削加工性好，磨削效率比熔炼高速钢提高2 23 3倍；倍；耐磨性好。耐磨性好。适于制造切削适于制造切削难加工材料难加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滚刀和插的刀具、大尺寸刀具（如滚刀和插齿刀），精密刀具和磨加工量大的复杂刀具。齿刀），精密刀具和磨加工量大的复杂刀具。第三十九页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类2.2.硬质合金硬质合金

35、（1 1）硬质合金组成硬质合金组成硬质合金是由难熔金属硬质合金是由难熔金属碳化物碳化物和金属粘结剂经粉末冶金方法制成。和金属粘结剂经粉末冶金方法制成。（2 2）硬质合金的）硬质合金的性能特点性能特点硬质合金优点：硬质合金中高熔点、高硬度碳化物含量高，热硬质合金中高熔点、高硬度碳化物含量高，热熔性好熔性好 ,热硬性好，切削速度高。热硬性好，切削速度高。硬质合金缺点：脆性大，抗弯强度和抗冲击韧性不强。抗弯强脆性大，抗弯强度和抗冲击韧性不强。抗弯强度只有高速钢的度只有高速钢的1/31/31/21/2，冲击韧性只有高速钢的，冲击韧性只有高速钢的1/41/41/351/35。硬质合金力学性能：主要由组成

36、硬质合金碳化物的种类、数量、主要由组成硬质合金碳化物的种类、数量、粉末颗粒的粗细和粘化剂的含量决定。粉末颗粒的粗细和粘化剂的含量决定。第四十页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类（3 3）普通硬质合金的种类、牌号及适用范围普通硬质合金的种类、牌号及适用范围按其化学成分的不同按其化学成分的不同可分为可分为 ：钨钴类（WC+CoWC+Co）（合金代号为）（合金代号为YGYG，对应于国标，对应于国标K K类类 ）合金钴含量越高，韧性越好，适于粗加工；合金钴含量越高，韧性越好

37、，适于粗加工；钴含量低，适于精加工。钴含量低，适于精加工。钨钛钴类钨钛钴类（钨钛钴类（WC+TiC+CoWC+TiC+Co）（合金代号为）（合金代号为YTYT，对应于国标，对应于国标P P类类 ）此类合金有较高的硬度和耐热性，主要用于加工切屑成呈状的钢此类合金有较高的硬度和耐热性，主要用于加工切屑成呈状的钢件等塑性材料。件等塑性材料。合金中合金中TiCTiC含量高，则耐磨性和耐热性提高，但强度降低含量高，则耐磨性和耐热性提高，但强度降低 粗粗加工一般选择加工一般选择TiCTiC含量少的牌号，精加工选择含量少的牌号，精加工选择TiCTiC含量多的牌号。含量多的牌号。第四十一页，本课件共有46页机

38、械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类、钨钛钽（铌）钴类、钨钛钽（铌）钴类钨钛钽（铌）钴类（钨钛钽（铌）钴类（WC+TiC+TaCWC+TiC+TaC（NbNb）+Co+Co）（合金代号为）（合金代号为YWYW，对应，对应于国标于国标M M类）类）适用于加工冷硬铸铁、有色金属及合金半精加工，也能用于高锰钢、淬适用于加工冷硬铸铁、有色金属及合金半精加工，也能用于高锰钢、淬火钢、合金钢及耐热合金钢的半精加工和精加工。火钢、合金钢及耐热合金钢的半精加工和精加工。碳化钛基类（碳化钛基类（WC+Ti

39、C+Ni+MoWC+TiC+Ni+Mo）合金代号）合金代号YNYN，对应于国标，对应于国标P01P01类。类。用于精加工和半精加工，对于大长零件且加工精度较高的零件尤用于精加工和半精加工，对于大长零件且加工精度较高的零件尤其适合，但不适于有冲击载荷的粗加工和低速切削。其适合，但不适于有冲击载荷的粗加工和低速切削。第四十二页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类3 3陶瓷刀具陶瓷刀具（1 1）材料组成材料组成：主要由硬度和熔点都很高的：主要由硬度和熔点都很高的Al2O3A

40、l2O3、Si3N4Si3N4等氧化物、等氧化物、氮化物组成，另外还有少量的金属碳化物、氧化物等添加剂，通过粉氮化物组成，另外还有少量的金属碳化物、氧化物等添加剂，通过粉末冶金工艺方法制粉，再压制烧结而成。末冶金工艺方法制粉，再压制烧结而成。（2 2）常用种类常用种类：Al2O3Al2O3基陶瓷和基陶瓷和Si3N4Si3N4基陶瓷基陶瓷（3 3）优点优点：有很高的硬度和耐磨性，刀具寿命比硬质合金高；具有很：有很高的硬度和耐磨性，刀具寿命比硬质合金高；具有很好的热硬性，摩擦系数低，切削力比硬质合金小，用该类刀具加工时好的热硬性，摩擦系数低，切削力比硬质合金小，用该类刀具加工时能提高表面光洁度。能

41、提高表面光洁度。（4 4）缺点缺点：强度和韧性差，热导率低。陶瓷最大缺点是脆性大，：强度和韧性差，热导率低。陶瓷最大缺点是脆性大，抗冲击性能很差。抗冲击性能很差。（5 5）适用范围适用范围：高速精细加工硬材料。：高速精细加工硬材料。第四十三页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类4 4金刚石刀具金刚石刀具（1 1）分类分类：天然金刚石刀具；人造聚晶金刚石刀具；复合聚晶：天然金刚石刀具；人造聚晶金刚石刀具；复合聚晶金刚石刀具。金刚石刀具。（2 2）优点优点：极高的硬度和耐

42、磨性，人造金刚石硬度达：极高的硬度和耐磨性，人造金刚石硬度达10000HV10000HV，耐磨性是硬质合金的，耐磨性是硬质合金的60608080倍；切削刃锋利，能实倍；切削刃锋利，能实现超精密微量加工和镜面加工。现超精密微量加工和镜面加工。（3 3）缺点缺点：耐热性差，强度低，脆性大，对振动很敏感。：耐热性差，强度低，脆性大，对振动很敏感。（4 4）适用范围适用范围：用于高速条件下精细加工有色金属及其合金和非：用于高速条件下精细加工有色金属及其合金和非金属材料。金属材料。第四十四页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术第一章第一章 金属切削基础金属切削基础1.4 1.4 刀具材料刀具材料1

43、.4.21.4.2、刀具材料的种类、刀具材料的种类5 5立方氮化硼刀具立方氮化硼刀具（1 1）概念：立方氮化硼（简称）概念：立方氮化硼（简称CBNCBN）是由六方氮化硼为原料在）是由六方氮化硼为原料在高温高压下合成。高温高压下合成。（2 2）优点：）优点：硬度高，硬度高，硬度仅次于金刚石，热稳定性好，较高的硬度仅次于金刚石，热稳定性好，较高的导热性和较小的摩擦系数。导热性和较小的摩擦系数。（3 3）缺点缺点：强度和韧性较差，抗弯强度仅为陶瓷刀具的：强度和韧性较差，抗弯强度仅为陶瓷刀具的1/51/51/21/2。（4 4）适用范围适用范围：适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金：适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合材料。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。第四十五页，本课件共有46页机械制造技术机械制造技术感谢大家观看第四十六页，本课件共有46页