第1章 金屬切削的基本要素

1、 “工件上已加工表面和待加工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離工表面之間的垂直距離”。對(duì)于外圓車削：對(duì)于外圓車削：)(2mmddamwp“切削刃選定點(diǎn)相對(duì)與工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速切削刃選定點(diǎn)相對(duì)與工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度度”。通常以最大線速度為準(zhǔn)。通常以最大線速度為準(zhǔn)。主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)：主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)：)/(601000)(smndvwc )/(6010002smnLvrc“工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，兩者沿進(jìn)工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，兩者沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移給方向的相對(duì)位移”。f (mm/r), vf (mm/s), fz (mm/z)6060nzfnfvz

2、f基面基面Pr：“通過主切削刃上選定通過主切削刃上選定點(diǎn)垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的點(diǎn)垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面平面”切削平面切削平面Ps：“通過主切削刃上選通過主切削刃上選定點(diǎn)，與切削刃相切并定點(diǎn)，與切削刃相切并垂直于基面的平面垂直于基面的平面”。正交平面（主剖面）正交平面（主剖面）Po：“通過主切削刃上選定點(diǎn)，通過主切削刃上選定點(diǎn)，并同時(shí)垂直于基面和切削平并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面面的平面”。法平面法平面Pn:“通過主切削刃上選定點(diǎn)，并垂通過主切削刃上選定點(diǎn)，并垂直于切削刃的平面直于切削刃的平面”。假定工作平面（進(jìn)給剖面）假定工作平面（進(jìn)給剖面）Pf：“通過主切削刃上選定點(diǎn)，通過主切削刃上選定點(diǎn)，

3、平行于進(jìn)給方向并垂直于基平行于進(jìn)給方向并垂直于基面的平面面的平面”背平面（切深剖面）背平面（切深剖面）Pp:“通過主切削刃上選定點(diǎn)，同通過主切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和假定工作平時(shí)垂直于基面和假定工作平面的平面面的平面”。在基面內(nèi)測(cè)量的角度：在基面內(nèi)測(cè)量的角度：主偏角：主偏角：“主切削刃在基面主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方上的投影與進(jìn)給方向的夾角向的夾角”。副偏角：副偏角：“副切削刃在基面副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方上的投影與進(jìn)給方向的夾角向的夾角”。刀尖角：刀尖角：“主切削刃與副切削刃之間的夾主切削刃與副切削刃之間的夾角角”。r=180-(r+r)在正交平面內(nèi)測(cè)量的角度在正交平面內(nèi)測(cè)量

4、的角度后角：后角：o o“后刀面與切削后刀面與切削平面的夾角平面的夾角”前角：前角：o o“前刀面與基面之間前刀面與基面之間的夾角的夾角”。刃傾角：刃傾角：S S“主切削刃與基主切削刃與基面之間的夾角面之間的夾角”dfndnfvvtgcfooeoe 0Dhppppepppe2sin 切削厚度：切削厚度：hD“垂直于過渡表面度量的垂直于過渡表面度量的切削層尺寸切削層尺寸”hD=fsinr (mm)切削寬度：切削寬度：bD“沿著過渡表面度量的沿著過渡表面度量的切削層尺寸切削層尺寸”bD=ap/sinr (mm)切削面積：切削面積：ADAD=hDbD (mm2)對(duì)于外圓車削：對(duì)于外圓車削：AD=fa

5、p (mm2) ctgctgfRRfADmaxmax21一、刀具材料應(yīng)具備的基本性能：一、刀具材料應(yīng)具備的基本性能：高的硬度；必須高于工件硬度，通常應(yīng)高的硬度；必須高于工件硬度，通常應(yīng)60HRC以上。以上。足夠的強(qiáng)度和韌性；足夠的強(qiáng)度和韌性；較高的耐磨性；較高的耐磨性；較高的耐熱性；較高的耐熱性；1. 良好的導(dǎo)熱性和工藝性；良好的導(dǎo)熱性和工藝性；高速鋼（高速鋼（1900年首次使用）屬于高碳、高合金年首次使用）屬于高碳、高合金型的工具鋼，其碳元素含量一般在型的工具鋼，其碳元素含量一般在0.7%1.6%，W、o、Cr、V、Co等合金元素的重量百分比等合金元素的重量百分比之和在之和在10%40%之間

6、，其中之間，其中Cr元素的含量固元素的含量固定在定在4%左右。左右。國(guó)別及標(biāo)準(zhǔn)國(guó)別及標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)中國(guó)GB/T美國(guó)美國(guó)ASTM德國(guó)德國(guó)DIN日本日本JIS標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)GB/T9943-88ASTM600-92DIN17350-1980JISG4403_2000主要牌號(hào)主要牌號(hào)W18Cr4VT1S18-0-1SKH2W6Mo5Cr4V2M2S6-5-2SKH52W2Mo9Cr4V2M7S400SKH50W9Mo3Cr4V類別類別主要牌號(hào)主要牌號(hào)成份特點(diǎn)及特性成份特點(diǎn)及特性適合的刀具適合的刀具無鈷無鈷含鋁含鋁W6Mo5Cr4V2Al (M2Al)含碳量高、平衡碳差值小，碳飽和含碳量高、平衡碳差值小，

7、碳飽和度高，易混晶，淬火范圍窄。硬度度高，易混晶，淬火范圍窄。硬度65-69HRC立銑刀、鉸刀、立銑刀、鉸刀、車刀、片狀銑刀、車刀、片狀銑刀、拉刀拉刀W9Mo3Cr4VAl (W9Al)W6Mo5Cr4V2SiNbAl (B201)含鈷含鈷W2Mo9Cr4VCo8( (M42) )紅硬性高，抗回火軟化能力強(qiáng)，工紅硬性高，抗回火軟化能力強(qiáng)，工藝性較好，綜合性能較好。硬度藝性較好，綜合性能較好。硬度66-70HRC滾刀、剃齒刀、滾刀、剃齒刀、各種拉刀各種拉刀W6Mo5Cr4V2Co5 (M36)高釩高釩W6Mo5Cr4V3 (M3)含碳量高，耐磨性好，可磨削性差。含碳量高，耐磨性好，可磨削性差。硬

8、度硬度65-67HRC絲錐、鉸刀、滾絲錐、鉸刀、滾刀、插齒刀、輪刀、插齒刀、輪槽銑刀、鉆頭槽銑刀、鉆頭W6Mo5Cr4V4 (M4)W12Cr4V4Mo (EV4)含鈷含鈷高釩高釩W12Cr4V5Co5 (T15)含碳量較高，硬度高，耐磨性好，含碳量較高，硬度高，耐磨性好，韌性差。硬度韌性差。硬度66-70HRC高強(qiáng)度車刀、各高強(qiáng)度車刀、各種齒輪刀具、精種齒輪刀具、精密銑刀密銑刀W12Mo3Cr4V3Co5Si (Co5Si)采用采用PVD（物理氣相沉積法）技術(shù)，在真空、工藝處理溫度（物理氣相沉積法）技術(shù)，在真空、工藝處理溫度500的環(huán)境條件下，在刀具表面均勻涂覆一層的環(huán)境條件下，在刀具表面均

9、勻涂覆一層TiN、TiC、TiCN等硬膜（等硬膜（25m）。）。 壽命提高壽命提高37倍，效率提高倍，效率提高30% 粉末冶金高速鋼是將高頻感應(yīng)爐熔煉出的鋼液，用高壓氬氣或粉末冶金高速鋼是將高頻感應(yīng)爐熔煉出的鋼液，用高壓氬氣或純氮噴射霧化，再急冷得到細(xì)小均勻結(jié)晶粉末，或用高壓水噴純氮噴射霧化，再急冷得到細(xì)小均勻結(jié)晶粉末，或用高壓水噴霧化形成粉末，在真空狀態(tài)下密閉燒結(jié)后，經(jīng)過高溫高壓壓制霧化形成粉末，在真空狀態(tài)下密閉燒結(jié)后，經(jīng)過高溫高壓壓制成致密的鋼坯，然后鍛軋成高速鋼材料。成致密的鋼坯，然后鍛軋成高速鋼材料。強(qiáng)度、韌性可以提高強(qiáng)度、韌性可以提高2倍左右，耐磨性提高倍左右，耐磨性提高20%30%

10、。硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金： 由金屬碳化物粉末和金屬粘結(jié)劑經(jīng)粉末冶金方法制成由金屬碳化物粉末和金屬粘結(jié)劑經(jīng)粉末冶金方法制成成分：成分：WC+TiC+Co 多用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬，如：鋼材等。多用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬，如：鋼材等。常用牌號(hào)：常用牌號(hào)： P01、 P10 、P20、 P30、 P40等等 精精 粗粗成分：成分：WC+Co 多用于加工短切屑的金屬或非金屬，如：鑄多用于加工短切屑的金屬或非金屬，如：鑄鐵、青銅等。鐵、青銅等。常用牌號(hào)：常用牌號(hào)： K01、 K10 、K20、 K30、 K40等等成分：成分：WC+TiC+TaC(NbC)+Co 既可用于加工短切屑的鑄鐵，也可用于加工既可

11、用于加工短切屑的鑄鐵，也可用于加工長(zhǎng)切屑的鋼材。長(zhǎng)切屑的鋼材。常用牌號(hào)：常用牌號(hào)： M10 、M20、 M30、 M40等等 利用利用CVD（化學(xué)氣相沉積法）技術(shù)在刀具表面涂上一層厚（化學(xué)氣相沉積法）技術(shù)在刀具表面涂上一層厚度為度為510m的的TiC、TiN或或Al2O3壽命提高壽命提高10倍，生產(chǎn)率提高倍，生產(chǎn)率提高20倍倍 通過添加通過添加Cr2O3使晶粒細(xì)化到小于使晶粒細(xì)化到小于0.51.0m的硬質(zhì)合金的硬質(zhì)合金 使用壽命提高使用壽命提高12倍。適用于加工冷硬鑄鐵、淬硬鋼、不銹倍。適用于加工冷硬鑄鐵、淬硬鋼、不銹鋼、高溫合金等難加工材料。鋼、高溫合金等難加工材料。 陶瓷陶瓷“Al2O3或

12、或Si3N4基體中基體中添加不同的金屬元素添加不同的金屬元素(Ni、Co、Mo、W)或金屬炭化物或金屬炭化物(TiC、WC)，采用熱，采用熱壓和燒結(jié)的方法獲得壓和燒結(jié)的方法獲得”。特點(diǎn)：硬度高（特點(diǎn)：硬度高（ 9195HRA ） 、耐磨性好；、耐磨性好； 耐熱性（耐熱性（1200 ）高；）高； 切削速度高達(dá)切削速度高達(dá)100400 m/min 抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性較差。抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性較差。主要用于冷硬鑄鐵、高硬鋼等精加工和半精加工。主要用于冷硬鑄鐵、高硬鋼等精加工和半精加工。人造聚晶金剛石（人造聚晶金剛石（PCD）“高溫高壓下借助合金觸媒的作用，由石墨轉(zhuǎn)化而高溫高壓下借助合金觸媒的作用，由石墨轉(zhuǎn)化而成成”。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 硬度高（硬度高（ 10000HV ）、耐磨性極好。）、耐磨性極好。 耐熱性：耐熱性：700800 ，不能在高溫下切削；，不能在高溫下切削； 沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度低。只有硬質(zhì)合金的沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度低。只有硬質(zhì)合金的1/4。 與與Fe的親和力強(qiáng)，不能加工鐵族材料。的親和力強(qiáng)，不能加工鐵族材料。適用于硬質(zhì)合金、玻璃等高硬材料的精加工適用于硬質(zhì)合金、玻璃等高硬材料的精加工立方氮化硼（立方氮化硼（CBN）用六方氮化硼（俗稱白石墨）為原料，利用超高溫高壓技術(shù)，用六方氮化硼（俗稱白石墨）為原料，利用超高溫高壓技術(shù)，人工合成的無機(jī)超硬材料。人工合成的無機(jī)超硬材料。