制造工艺装备--金属切削刀具基本知识概述.ppt

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1、第2章　制造工艺装备金属切削刀具机床机床夹具1熊良山等编《机械制造技术基础》课件2.1　金属切削刀具的基本知识2.1.1　金属切削加工的基本概念1.切削运动（主运动和进给运动）与切削用量图2-1外圆车削的切削运动与加工表面图2-2平面刨削的切削运动与加工表面2华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作切削速度Vc，进给量f(或进给速度Vf)和背吃刀量ap3华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作切削运动主运动进给运动合成切削运动2.工件表面待加工表面已加工表面过渡表面4华中科技大学机械科学与工程学院

2、熊良山制作3.切削层参数：公称厚度hD，公称宽度bD，公称横截面积AD=hDbD=fap5华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作2.1.2　刀具角度（一）切削部分的组成前刀面Aγ主后刀面Aα副后刀面主切削刃S副切削刃S’刀尖6华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作其他刀具可看作是车刀的演变和组合7华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作（二）定义刀具角度的参考系刀具标注角度参考系基面Pr切削平面Ps正交平面P0法平面Pn假定工作Pf背平面Pp8华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作（三）刀具

3、的标注角度前角0：前刀面—基面（正交平面）后角0：主后刀面—切削平面（正交平面）主偏角r：主刃投影—假定进给方向（基面）副偏角’r：主刃投影—假定进给方向（基面）刃倾角s：主刃—基面（切削平面）9华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作图2-7车刀的主要标注角度10华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作图2-9横向进给运动的影响（四）刀具的工作角度11华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作轴向进给运动的影响12华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作安装高度的影响13华中科技大学机械

4、科学与工程学院熊良山制作刀杆中心线偏斜的影响14华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作2.1.3　刀具材料加工时要承受高温、高压、强烈的摩擦，冲击和振动。1.刀具材料应具备的性能高的硬度：比工件高，>HRC60高的耐磨性：耐用度足够的强度和韧性：不崩刃，不断高的耐热性（热稳定性）：高温时可以加工良好的热物理性能和耐热冲击性能良好的工艺性能：刀具制造成本低15华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。2.高速钢表2-

5、1含有较多钨、钼、烙、钒等元素的高合金工具钢较高的硬度（热处理硬度达HRC62—67）和耐热性（切削温度可达550—600º）切速比碳素工具钢和合金工具钢高1—3倍（因此而得名），刀具耐用度高10—40倍，甚至更多可以加工从有色金属到高温合金的范围广泛的材料制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）的制造中占有重要地位。用途分：通用型高速钢和高性能高速钢制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢16华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作3.硬质合金(

6、表2-2)用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物（碳化钨，碳化钛，碳化钽，碳化铌等）与金属粘结剂（钴，镍，钼等）在高温下烧结而成的粉末冶金制品。硬度：HRA89-93，能耐850-1000ºC的高温，良好的耐磨性，切速可达100-300m/min，可加工包括淬硬钢在内的多种材料。广泛应用硬质合金的抗弯强度低，冲击韧性差，不锋利，较难加工，不易做成形状复杂的整体刀具。常用的硬质合金有钨钴类（YG类），钨钛钴类（YT类）和通用硬质合金（YW类）3类。17华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作4.涂层刀具和

7、其它刀具材料涂层刀具：耐磨性高的难熔金属化合物耐用度至少可提高1—3倍（刀片），或2—10倍（高速钢）。加工材料的硬度愈高，效果愈好。人造金刚石：在高温高压下由石墨转化而成极高的硬度（显微硬度可达HV10000）和耐磨性，摩擦系数小，切削刃非常锋利。很高的加工表面质量。陶瓷材料：以氧化铝为主要成分，经压制而成在1200°C时可保持HRA80的硬度，脆。热稳定性较差（不得超过700～800℃），与铁元素的化学亲和力很强，不宜加工钢铁件。加工硬质合金。立方氮化硼：由六方氮化硼在高温高压下转变而成硬度热

8、稳定性很高（可达1300—1400°C）。最大的优点：在高温（1200—1300°C）时也不易与铁族金属起反应。18华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作2.1.4　CVD金刚石切削刀具激光焊接金刚石圆锯片人造金刚石单晶寿命相当于硬质合金刀具的100倍以上加工特性：刀刃强度高，能承受较单晶金刚石刀具更高的冲击载荷。磨耗小，耐用度比硬质合金高100倍以上，性能优于PCD刀具。可以多次修磨，反复使用。用单晶金刚石刀具的研磨方法将刃部精细研磨抛光至Ra≤0.05um,被加工工件表面可达