机械制造装备 第2版 教学课件 作者 黄鹤汀 主编 第四章 金属切削刀具.ppt

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1、第四章金属切削刀具第一节概述第二节车刀第三节孔加工刀具第四节铣削和铣刀第五节螺纹刀具第六节齿轮刀具第七节磨具第八节自动化加工中的刀具第一节概述金属切削加工——利用刀具切除被加工零件多余的材料，形成已加工表面金属切削加工的目的——使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求两个基本条件——切削运动刀具是机械制造工业中最基本的加工方法，在国民经济中占有重要地位。一、金属切削刀具在机械制造工业中的作用、地位及发展趋势机械制造行业所经历的技术变迁工业革命前：生产加工是低效的手工劳作方式1785瓦特蒸汽机在纺织工厂使

2、用，机器代替手工劳动的序幕，机械化生产的基础，机器生产机器1797发明第一台滑动刀架车床1873第一台凸轮控制的自动车床1910-1920福特汽车公司，泰勒按节拍生产的理论，首先建立了流水线生产方式，创造了平均每分钟生产一辆T型车的记录。1952美国首先研制成功数控（NumericalControlNC）机床及自动编程，CAM的开端1953同一台机床上通过自动换刀实现铣、钻、镗、锪，铰、磨及攻丝等多种工艺的数控加工中心（MachiningCenter）MIT美国麻省理工学院1962美国第一台工业机器人，（IndustrialRo

3、bot）1967英、美FMS(FlexibleManufacturingsystem)柔性制造系统，解决十批量，离散形生产自动化。60年代末——CAPP（Computer-AidedProcessPlann-ing）计算机进行加工工艺路线和工序内容的设计及机床切削用量、时间定额等的选择与制定1954美国通用电器公司（GE）首次用计算机计算职工工资1961：物料需求计划：MRPIMaterialRequirementsPlanning1979：制造资源计划：MRPIIManufacturingResourcesplanning管理

4、信息系统MISManagementInformationSystem目前PDM生产数据管理系统零件在车间中停留时间示意图机床上（5%）运送和等待时间95%切削30%装卸、测量、等待70%由此看出机械制造业的发展趋势CIMSComputerIntegratedManufacturingSystem计算机集成制造系统：以制造技术，计算机技术，柔性制造技术，自动化技术和现代管理科学为基础，将制造业，工厂经营活动所需的各种自动化系统，通过新的生产管理模式，工艺理论和计算机网络有机地集成，使任何复杂的产品从设计到加工以及管理的工作量减少到

5、最低限量。我国金属切削方面的发展：公元前2000多年青铜器时代青铜刀，锯锉，磨石春秋中晚期《考工记》金工知识唐代原始的车床1668畜力铣磨机脚踏刃磨机1915第一台国产车床194720000多台碳素工具钢刀具V=10m/min直径2丈（6.7米），加工天文仪器上的铜环，或磨石按加工方式和具体用途，可分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型；按所用材料性质，可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具和金刚石刀具等；按结构形式，可分为整体刀具、镶片刀具、机夹

6、刀具和复合刀具等；按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。二、刀具的分类三、刀具材料及合理选用足够的切削性能硬度高、耐磨性好、足够的强度和韧性、耐热性好一定的工艺性即热处理性、可磨削性良好的经济性刀具材料应具备的基本性能刀具材料的种类工具钢硬质合金陶瓷超硬刀具材料工具钢刀具工具钢耐热性差，但抗弯强度高、价格便宜、焊接与刃磨性能好，用于中、低速切削的成形刀具，不宜用于高速切削。碳素工具钢含碳量为0.70-1.35%，淬火后硬度可达HRC60-64，热硬性为250-300℃以下。切削刃可磨得很锋利，一般用于制造手工刀具。合金

7、工具钢在碳素工具钢中加入少量的合金元素获得。淬火后硬度可达HRC60-65，热硬性为350-400℃。适用于制造手动和低速机动刀具。高速钢在碳素工具钢中加入W、Cr、Mn、Mo、V、Si等合金元素构成。热处理后硬度为HRC62-66，耐热性为550-630℃，适用于制造复杂刀具。工具钢刀具和工具高速钢刀具缺点脆性大，抗弯强度和抗冲击韧性不强。抗弯强度只有高速钢的1/3～1/2，冲击韧性只有高速钢的1/4～1/35，焊接刃磨工艺性都比工具钢差。硬质合金刀具硬质合金是由难熔金属碳化物和金属粘结剂经粉末冶金方法制成优点硬质合金中高熔点

8、、高硬度碳化物含量高，它的硬度可达HRC74-82，耐热性好，热硬性好，耐热温度为800-1000℃，切削效率高。硬质合金刀具P类硬质合金(蓝）相当于YT类，适宜加工塑性好的黑色金属，如钢、铸钢。K类硬质合金（红）相当于YG类，适宜加工硬脆的金属和非金属材料，如