车床刀具材料与发展

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1、车床刀具材料与发展黄河科技学院毕业设计论文1绪论任何一个强大的国家都必须具有包括金属切削加工在内的强大制造业基础。在整个21世纪中'金属切削加工仍是机械制造业的主导方法，切削加工(包含磨削)不仅占其90%以上的份额，而且刀具消耗费用占制造成本的2%~5%。无论是专机设备还是柔性制造单元,CNC制造系统都是当今金属切削工业中的主流。不同种类的切削工具材料都有所进步，包括高速工具钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、聚品立方氮化硼(PCBN)和聚品金刚石(PCD)O高速工具钢(HSS)是高韧性的刀具材料，能制作成其他材料不能制作的各种复杂几何形状和尺寸的锋利切削刀具。而高耐磨性的CB

2、N和PCD超硬材料则适用于高速、小进给量加工。介于上述两种材料之间的是硬质合金、金属陶瓷和陶瓷刀具材料，这些材料广泛使用于各种切削速度和进刀量需求的加工工业领域。而在CNC制造系统中，工具刀柄和切削刀具的投入可占整个系统投入的10%甚至更多。柔性制造单元和专机设备系统的效率和能力在很大程度上取决于所采用的刀具和工具辅助系统的技术水平。关键词：切削，机械，刀具，工具论文类型：基础研究目录第1章数控刀具的发展和分类特征1丄数控刀具的概述1.2数控刀具的分类1.3数控机床对刀具的耍求1.4刀具的材料及特点第2章数控刀具的选择2丄金属切削层的变形2.2切屑的类型及其分类2.3刀具

3、的切削力及温度2.4车刀的主要角度及选择2.5铳削及铳刀2.6可转位刀具的基本概念2.7正确选择刀柄第3章刀具磨损及使用寿命3.1刀具磨损的形态及其原因3.2刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命3.3不锈钢加工对刀具的要求3.4加工淬火钢和冷硬铸铁时刀具的选用结论致谢参考文献第1章数控刀具的发展和分类特征1.1数控刀具的概述刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造屮使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。刀具的

4、发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28〜前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期（公元前三世纪），由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制岀铳刀。1792年，英国的莫兹利制岀丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含鹄的合金工具钢。1898年，美国的泰勒

5、和•怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949-1950年间，美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铳刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特维克钢厂取

6、得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片黄河科技学院毕业设计论文的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。1.2数控刀具的分类刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铳刀、外表面拉刀和锂刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镇刀、较刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铳刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥

7、齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铳刀等等。此外，还有组合刀具。按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具乂可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铳刀（不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铳刀）、镇刀、钻头、扩孔钻、较刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铳刀、拉刀、圆锥较刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铳刀盘等。1.3数控机床对刀具的要求金属切削过程屮，刀具切削