金属切削与刀具教案.doc

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1、课时序号1授课时间年月日（周）（上午、下午、晚上）审批签名教学目的熟悉基本定义，明确基本概念教学要求明确基本概念，刀具几何形状教学重点掌握常用刀具的材料的选用教学难点及处理刀具材料具备的性能教学准备相关的教具教学方法由简单的相关概念引入，讲授法作业布置习题册P1、P2填空题、选择题、判断题、简述题课后小节学生对相关的专业知识有一定的基础，对基本的还可以理解教学内容及过程设计模块一刀具材料与切削加工基本知识 课题一刀具材料的选择一、课题分析在切削加工中，刀具直接承担着切除加工余量，形成零件表面的任务。刀具切削部分的材料不仅对加工表面质量，而且对刀

2、具寿命、切削效率和加工成本均有直接影响。在选择刀具材料时，需要考虑的因素主要包括：被加工零件的材料、切削加工速度和切削加工阶段。对于不同的被加工材料，如钢和铸铁，由于它们具有不同的切削特点，故需要选择不同的刀具材料；对于不同的加工阶段，如粗加工、半精加工和精加工等，由于加工要求不同，在选用具体刀具牌号时，也应有所不同；另外，需要指出的是切削速度在很大程度上决定着刀具材料的选用。总之，我们应当重视刀具材料的合理选用。二、相关知识(一)常用刀具材料的选用一般来说，选择刀具材料时主要考虑的因素是工件材料和切削速度。目前，我国常用的刀具材料有工具钢和硬

3、质合金两种类型。1．低速切削时的刀具材料低速切削时，谜择工具钢作为刀具材料较为适宜，部分刀具常用工具钢见表部分刀具常用工具钢由表1—1不难看出，碳素工具钢和合金工具钢仅适合于制作诸如手用铰刀、圆板牙等手用刀具，而手用刀具工作时的切削速度一般不会高于10m／min。所以，在工具钢中高速钢才是机加工刀具的主要材料。高速钢刀具能加工碳素结构钢、合金结构钢、铸铁等常用金属，不过，由于受材料耐热温度(普通高速钢为600～700℃)的制约，对于像W18Cr4V和W6M05Cr4V2这样的普通高速钢，在使用时仍然必须注意切削速度的限制。切削中碳钢时，切削速度

4、一般不能大于30m／rain。需要强调的是，由于高速钢具有良好的综合性能，目前在形状复杂刀具，如标准麻花钻、丝锥、铰刀、拉刀、成形车刀、成形铣刀、齿轮刀具的制造中，仍占有主要地位。教学内容及过程设计【知识链接】高速钢是一种加入了较多的钨、铬、钒、钼等合金元素的高合金工具钢，强度和韧性在现有刀具材料中最高，并且制造工艺简单，容易刃磨出锋利的切削刃，锻造、热处理变形小，所以有着良好的综合性能。高速钢按其用途和切削性能，可分为普通高速钢和高性能高速钢。高性能高速钢是在普通高速钢成分中添加碳、钒、钴、铝等合金元素后而成，由于进一步提高了材料的耐热性，其

5、使用寿命约为普通高速钢的1.5～3倍，并能用于切削加工不锈钢、耐热钢、钛合金及高强度钢等难加工材料。我国推广使用的高性能高速钢牌号是w6M05Cr4V2Al。随着粉末冶金高速钢的出现，清除了碳化物的偏析现象，大大改善了高速钢的物理、力学性能和工艺性能，特别适用于制造切削难加工材料的形状复杂的刀具。另外，高速钢的表面处理与涂层技术的采用，大大提高了刀具的耐磨性和使用寿命。2．高速切削时的刀具材料高速度、高精度一直是切削加工的追求目标。硬质合金刀具材料因其具有较高的耐热性(耐热温度达800～1000℃)，较高的切削速度(为高速钢的4～10倍，切削中

6、碳钢时可达100m／min以上)，在生产实际中得到了普遍的应用，已成为主要的刀具材料。【知识链接】硬质合金是将高硬度、高熔点的金属碳化物粉末，用钴等金属作为黏结剂在高温下压制、烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金的性能取决于碳化物(也称硬质相)和黏结剂(也称黏结相)的比例，碳化物的多少决定了硬质合金的硬度和耐磨性，黏结剂的多少决定了硬质合金的强度。含碳化物多，适用于精加工，含黏结剂多，适用于粗加工。(1)P类硬质合金相当于我国原钨钛钴类(YT)硬质合金，主要成分为wC+TiC+co。常用牌号有P01、P10、P20、P30、P40。P类硬质合金具有

7、较高的耐热性、较好的抗黏结、抗氧化能力，主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志。其中，P01适合精加工，P10、P20适合半精加工，P30、P40适合粗加工。特别需要指出的是，P类硬质合金不适宜切削含Ti元素的不锈钢，这是因为刀具和工件中的Ti元素之间的亲和作用会加剧刀具磨损。【知识链接】各类硬质合金牌号中的数字越大，c0的含量越多，韧性越好，适用于粗加工；如果碳化物的含量越多，则热硬性越高，韧性越差，适用于精加工。教学内容及过程设计(2)K类硬质合金相当于我国原钨钴类(YG)硬质合金，主要成分为WC+C0。常用牌号有K0]、K10、K20

8、、K30、K40等。K类硬质合金主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，以及含Ti元素的不锈钢，用红色作标志。解：一般情况下，加工铸铁零件