刀具和切削用量材料選擇

1、關(guān)于刀具與切削用量材料選擇第一張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、 刀具材料應(yīng)具備的性能p39（1）高的硬度和耐磨性（2）足夠的強(qiáng)度和韌性 （3）高的耐熱性，導(dǎo)熱性好，有利于切削熱傳導(dǎo)， 降低切削區(qū)溫度，延長(zhǎng)刀具壽命。（4）有鍛造、焊接、熱處理、磨削加工等良好的工藝性（5）經(jīng)濟(jì)性第二張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 二、 常用刀具材料p39工具鋼包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。硬質(zhì)合金有鎢鈷類硬質(zhì)合金YG、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金YT和鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合YW。其他材料 推廣使用新型刀具材料如涂層刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼CBN等。第三張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

2、1高速鋼它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金鋼。熱處理后硬度可達(dá)6266HRC, 抗彎強(qiáng)度約3.3GPa，有較高的熱穩(wěn)定性 、耐磨性 、耐熱性。切削溫度在500650C時(shí)仍能進(jìn)行切削。由于熱處理變形小、能鍛易磨，所以特別適合于制造結(jié)構(gòu)和刃型復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、鉆頭、切齒刀、螺紋刀具和拉刀等。第四張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月按用途可分為：通用高速鋼和高性能高速鋼。按制造工藝可分為: 熔煉高速鋼、粉末冶金高速鋼和表面涂層高速鋼。按基本化學(xué)成份可分為: 鎢系和鉬系。 （1）高速鋼的分類 第五張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）常用高速鋼的牌號(hào)與性能通用

3、型高速鋼 W18Cr4V(18-4-1)由于鎢價(jià)高，熱塑性差，碳化物分布不均勻等原因，目前國(guó)內(nèi)外已很少采用。高性能高速鋼 高性能高速鋼是指在通用型高速鋼中增加碳、釩、鈷或鋁等合金元素，使其常溫硬度可達(dá)6770HRC，耐磨性與熱穩(wěn)定性進(jìn)一步提高?？梢杂糜诩庸げ讳P鋼、高溫合金、耐熱鋼和高強(qiáng)度鋼等難加工材料。典型牌號(hào)有M42、等。粉末冶金高速鋼 粉末冶金高速鋼是用高壓氬氣或純氮?dú)忪F化熔融的高速鋼鋼水而得到細(xì)小的高速鋼粉末，然后再熱壓鍛軋制成。適用于制造精密刀具、大尺寸(滾刀、插齒刀)刀具、復(fù)雜成形刀具、拉刀等。第六張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月硬質(zhì)合金以其優(yōu)良的性能被廣泛用作刀具材料。大

4、多數(shù)車刀、端銑刀等均由硬質(zhì)合金制造；硬質(zhì)合金是由高硬度和高熔點(diǎn)的金屬碳化物(碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC、碳化鈮NbC等)和金屬粘結(jié)劑(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工藝制成。硬質(zhì)合金刀具常溫硬度為8993HRA，化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性好，耐磨性好，耐熱性達(dá)8001000C。硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高510倍 。 2硬質(zhì)合金第七張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月鎢鈷類（WC+Co）；鎢鈦鈷類（WC+TiC+Co）；鎢鈦鉭（鈮）鈷類 TiC+WC+Ni+TaC）。（1）硬質(zhì)合金的分類 第八張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）常用硬質(zhì)合金的牌號(hào)及其性能鎢

5、鈷類硬質(zhì)合金 代號(hào)為YG，屬K紅色類。合金中含鈷量愈高，韌性愈好，適合于粗加工，反之用于精加工。YG(K)類硬質(zhì)合金，有較好的韌性、磨削性、導(dǎo)熱性，適合于加工產(chǎn)生崩碎切屑及有沖擊載荷的脆性金屬材料。鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 代號(hào)為YT，屬P藍(lán)色類。它以WC為基體, 添加TiC，用Co作粘結(jié)劑燒結(jié)而成。合金中TiC含量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐熱性進(jìn)一步提高，但抗彎強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、特別是沖擊韌性明顯下降，適合于精加工。鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金 代號(hào)為YW，屬M(fèi)黃色類。它在YT(P)類硬質(zhì)合金中加入TaC或NbC，這樣可提高抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性、抗氧化能力、耐磨性和高溫硬度等。它既適用于加

6、工脆性材料，又適用于加工塑性材料。數(shù)字越小，硬度越高但韌性越低第九張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月以氧化鋁或以氮化硅為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。其優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨性、耐高溫性能好，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性，與金屬的親合力小、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng)；其缺點(diǎn)是脆性大、抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，易崩刃，所以使用范圍受到限制；可用于鋼、鑄鐵類零件的車削、銑削加工。2000度（1）陶瓷刀具材料 （2）金剛石刀具材料 碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而成，是目前人工制造出的最堅(jiān)硬物質(zhì)。由于硬度極高，耐磨性好，切削刃口鋒利，刃部表面摩擦系數(shù)較小，不易產(chǎn)生粘結(jié)或積

7、屑瘤，可用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷等硬度達(dá)6570HRC的材料。800度也可用于加工高硬度的非金屬材料，如石材、壓縮木材、玻璃等，還可加工有色金屬，如鋁硅合金材料以及復(fù)合難加工材料的精加工或超精加工。缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低、脆性大，對(duì)振動(dòng)敏感，只宜微量切削，與鐵有強(qiáng)烈的化學(xué)親合力，不能用于加工鋼材。3其它刀具材料第十張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）立方氮化硼立方氮化硼（CBN）是一種人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高溫、高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成。它有很高的硬度及耐磨性，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)惰性大，與鐵系金屬在1300時(shí)不易起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)熱性好，摩擦系數(shù)低。因此可用于高溫合金、

8、冷硬鑄鐵、淬硬鋼等難加工材料的加工。第十一張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）涂層刀具材料在韌牲較好的刀具基體上，涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韌性。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al203及其復(fù)合材料等, 涂層厚度隨刀具材料不同而異。 TiC涂層 硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦膜，減小摩擦及刀具磨損。 TiN涂層 在高溫時(shí)能產(chǎn)生氧化膜，與鐵基材料摩擦系數(shù)較小，抗粘結(jié)性能好，并能有效降低切削溫度。第十二張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 TiCTiN復(fù)合涂層第一層涂TiC，與刀具基體粘牢不易脫落。第二層涂TiN,減

9、少表面層與工件間的摩擦。 TiC-Al203復(fù)合涂層第一層涂TiC, 與刀具基體粘牢不易脫落。第二層涂Al203可使刀具表面具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性能。 目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用TiC-TiN復(fù)合涂層或TiC-Al2O3-TiN三復(fù)合涂層。第十三張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 應(yīng)當(dāng)指出，加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼及硬質(zhì)合金，只有在加工難加工材料時(shí)，才考慮選用新牌號(hào)合金或高性能高速鋼，在加工高硬度材料或精密加工時(shí)，才考慮選用超硬材料。第十四張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)第十五張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月按照刀具結(jié)

10、構(gòu)分：P39整體式：鉆頭、立銑刀等鑲嵌式：包括刀片采用焊接和機(jī)夾式數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)特殊形式：復(fù)合式、減振式、內(nèi)冷式等 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛應(yīng)用，數(shù)量上已達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%40%，金屬切除率占總數(shù)的80%90%三、 刀 具 結(jié) 構(gòu) 與 分 類 p39第十六張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月按照切削工藝分：車削刀具：外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車刀等銑削刀具：面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等數(shù)控刀具的類型與特點(diǎn)鉆削刀具：鉆頭、鉸刀、絲錐等鏜削刀具：粗鏜刀、精鏜刀等第十七張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、刀具角度的選擇1.前角O （1）功用O 刀刃鋒利，切屑變形切削力和切削功率刀

11、刃和刀尖強(qiáng)度，散熱體積刀具壽命第十八張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）選擇前角大小取決于：工件材料、刀具材料及加工要求。工件材料強(qiáng)度、硬度較低時(shí)，應(yīng)取較大前角，反之應(yīng)取較小的前角。加工塑性材料時(shí)，應(yīng)取較大前角，加工脆性材料時(shí)，應(yīng)取較小的前角。刀具材料韌性好（高速鋼），取較大前角，反之（硬質(zhì)合金）取較小前角。粗加工時(shí)，取較小前角，精加工時(shí)，取較大前角。 第十九張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.后角o （1）功用o 后刀面與工件的摩擦后刀面的磨損率（2）選擇后角大小取決于：切削厚度、工件材料及工藝系統(tǒng)剛度。切削厚度越大，后角越小；工件材料越軟、塑性越大，后角越大；工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，適當(dāng)減小后角； 第二十張，PPT共二十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 1）刀具性能要求考慮P41切削性能好、精度高、可靠性高、耐用度高、斷削及排屑性能好 2）立銑刀受力分析考慮P41兩刃與多刃 3）切削用量的選擇：n=1000V/3.14D F=So n a 刀具耐用度的定義 b 切削用量與刀具耐用度的關(guān)系 c 在選擇粗加工切削用量時(shí)，應(yīng)先采用大的切削深度，其次考慮 采用大的進(jìn)給量，最后才