《金屬加工與實訓(xùn)》第3章第3節(jié)金屬加工的刀具及其選用

1、教師姓名授課形式講授、分組討論授課時數(shù)2授課日期年 月曰授課班級授課項目及 任務(wù)名稱第 3 章 金屬切削加工基礎(chǔ)第 3 節(jié)金屬加工的刀具及其選用教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1 1、 了解刀具材料的性能。2 2、 了解常用刀具材料。3 3、熟悉車刀主要角度、了解刀具角度與切削加工的關(guān)系技能目標(biāo)能夠正確識別刀具幾何角度教學(xué)重點刀具幾何刀具教學(xué)難點刀具幾何刀具教學(xué)方法 教學(xué)手段利用多媒體設(shè)備、動畫、圖片資源、配合常見刀具實物，講解刀具材料相 關(guān)知識、刀具幾何角度。學(xué)時安排1 1 刀具材料約 3030 分鐘。2 2.刀具的幾何角度約 6060 分鐘。教學(xué)條件多媒體教室課外作業(yè)了解實訓(xùn)車間常用刀具的用途、刀具材料檢

2、查方法課堂現(xiàn)場提問，檢查學(xué)生掌握情況教學(xué)后記授課主要內(nèi)容復(fù)習(xí)提問1 1、切削運動的組成2 2、切削用量三要素導(dǎo)入新課在切削加工過程中，要保證工件加工質(zhì)量，提高切削效率，降低切削加工費用，正確選擇 刀具材料及其幾何角度是非常重要的一環(huán)。本次課我們將來學(xué)習(xí)刀具的一些基礎(chǔ)知識。新課講授第 3 章金屬切削加工基礎(chǔ)第 3 節(jié)金屬加工刀具及其選用一、刀具材料及其選用在切削加工過程中，刀具切削性能的好壞，取決于刀具切削部分的材料，它直接影響著刀具 壽命、刀具消耗、加工精度、已加工表面的質(zhì)量和加工效率等。1.1.刀具材料應(yīng)具備的基本性能刀具切削部分是在高溫、高壓及劇烈摩擦的惡劣條件下工作的。因此，刀具材料應(yīng)具

3、備以下 基本性能：（1 1）高硬度刀具材料的硬度必須高于被加工工件材料的硬度。否則在高溫高壓下，就不能保持刀具鋒利 的幾何形狀，這是刀具材料應(yīng)具備的最基本的性能。（2 2）足夠的強度和韌性刀具切削部分的材料在切削時要承受很大的切削力和沖擊力。（3 3）高的耐磨性和耐熱性刀具材料的耐磨性是指抵抗磨損的能力。一般來說，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。（4 4）良好的導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性好，切削時產(chǎn)生的熱量就容易傳導(dǎo)出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。（5 5）良好的工藝性為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，包括鍛壓、焊接、切削加工、熱處理和可（6 6）較好的經(jīng)濟性經(jīng)濟性是評價新型刀具材料的

4、重要指標(biāo)之一，也是正確選用刀具材料、降低產(chǎn)品成本的主要 依據(jù)之一。（7 7 ）抗粘接性和化學(xué)穩(wěn)定性刀具的抗粘接性是指工件與刀具材料分子間在高溫高壓作用下，抵抗互相吸附而產(chǎn)生粘接的 能力。2 2常用刀具材料的種類及選用目前，用于生產(chǎn)上的刀具材料有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金陶瓷、金剛 石、立方氮化硼等。(1) 碳素工具鋼碳素工具鋼淬火后有較高的硬度(59HRC59HRC64HRC64HRC)，容易磨的鋒利，價格低，但它的熱硬性差，在 200200250250C時硬度就明顯下降，所以它允許的切削速度較低(vcvcv10m/min10m/min )。碳素工具鋼主要用于手工用刀具及低速簡

5、單刀具，如手工用鉸刀、絲錐、板牙等。因其淬透 性較差，熱處理時變形大，不易用來制造形狀復(fù)雜的刀具。常用牌號有T10AT10A、T12AT12A 等。(2) 合金工具鋼合金工具鋼比碳素工具鋼有更高的熱硬性和韌性，其熱硬性溫度約為300300350350C，故允許的切削速度比碳素工具鋼高 10%10%14%14%。多用來制造形狀比較復(fù)雜、要求淬火后變形小、切削速度低的機用刀具，如鉸刀、拉刀等。常用牌號有 9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn 等。(3) 高速鋼高速鋼是一種含有 W W (鎢)、MoMo (鉬)、CrCr (鉻)、V V (釩)等合金元素較多的合金工具鋼。 適合于制造各種小型及

6、形狀復(fù)雜的刀具，如成形車刀、各種鉆頭等。但其高速鋼的耐熱性較差， 不能用于高速切削。(4 4 )硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是用高硬度、難熔的金屬化合物( WCWCTiCiCTaCNbCaCNbC 等)微米數(shù)量級的粉末與Co o (鈷)、Mo o、Ni i 等金屬粘接劑燒結(jié)而成的粉末冶金制品。切削用硬質(zhì)合金按其切屑排出形式和加工對象的范圍可分為三個主要類別，分別以字母K K、P P、M M 表示。二、切削刀具幾何角度以普通車刀為例講解1 1 外圓車刀切削部分的組成車刀的切削部分由 三面兩刃一尖”(即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃 、刀尖)組成。(1 1)前刀面 切屑流出時所流經(jīng)的面?？蔀槠?/p>

7、面，也可為曲面，以使切屑順利流出。(2 2 )主后刀面 與工件上過渡表面相對的刀面。它傾斜一定角度以減小與工件的摩擦。(3 3)副后刀面 與工件上已加工表面相對的刀面。它傾斜一定角度以免擦傷已加工表面。(4 4 )主切削刃 前刀面與主后刀面相交的部位，擔(dān)負(fù)主要切削工作。(5) 副切削刃 刀面與副后刀面相交的部位，它協(xié)同主切削刃完成金屬的切除工作，以最終 形成工件的已加工表面。(6)刀尖主、副切削刃連接處的那一小部分切削刃。它并非絕對尖銳，一般都呈圓弧狀， 以保證刀尖有足夠的強度和耐磨性。2.2.車刀切削部分的幾何參數(shù)（1 1）參考系參考系是用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)平面。用于定義刀具設(shè)

8、計、制造、刃磨和測 量時的幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系；規(guī)定刀具進行切削加工時的幾何參數(shù)的參考系稱 為刀具工作參考系。1 1）基面 PrPr 過切削刃選定點的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及測量時適合于安 裝或定位的一個平面或軸線，一般說來其方位要垂直于假定的主運動方向。2 2） 假定工作平面 PfPf 通過切削刃選定點并垂直于基面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及 測量時適合于安裝或定位的一個平面或軸線，一般其方位平行于假定的進給運動方向。3 3）主切削平面 PsPs 通過主切削刃選定點與主切削刃相切并垂直于基面的平面。4 4）副切削平面 P Ps通過副切削刃選定點與副切削刃相切并垂直于基面的平面（圖中未畫 出）。5 5） 正交平面 PoPo 通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面。（2 2）刀具切削部分的主要角度車刀的切削部分共有五個獨立的基本角度1 1）前角丫0前面與基面的夾角，在正交平面中測量。前角表示刀具前面的傾斜程度，它可 以是正值、負(fù)值或為零。前角根據(jù)工件材料、刀具切削部分材料及加工要求選擇。2 2）后角ao后面與切削平面的夾角，在正交平面中測量。后角表示刀具后面傾斜的程度。3 3） 主偏角Kr主切削平面與假定工作平面間的夾角 ，在基面中測量。4 4） 副偏角K副切削平面與假定工作