数控车床加工工艺与编程操作资源第七讲ppt课件.ppt

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材《数控加工技术》吴明友编第七讲（90Min、2节课）2021/7/291第二章数控加工技术基础（五）第三节刀具几何参数与刀具材料的合理选择（二）二、刀具材料及其选用（一）（30Min）2．刀具材料的种类及其选用数控机床刀具从制造所采用的材料上可以分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、聚晶金刚石刀具。⑴高速钢（HighSpeedSteel，HSS）。高速钢是一种含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢，它具有较好的力学

2、性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击。2021/7/292高速钢刀具材料已有悠久的历史，随着材料科学的发展，高速钢刀具材料的品种已从单纯型的W系列发展到WMo系、WMoAl系、WMoCo系，其中WMoAl系是我国特有的品种。同时，由于高速钢刀具热处理技术（真空、保护气热处理）的进步以及成形金切工艺（全磨制钻头、丝锥等）的更新，使得高速钢刀具的红硬性、耐磨性和表面层质量都得到了很大的提高和改善。因此高速钢仍是数控机床用刀具的选择对象之一。高速钢的品种繁多，按切削性能可分为普通高速钢和高性能

3、高速钢；按化学成分可分为钨系、钨钼系和钼系高速钢；按制造工艺不同，分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。2021/7/2931）普通高速钢。国内外使用最多的普通高速钢是W6Mo5Cr4V2（M2钼系）及W18Cr4V（W18钨系）钢，含碳量为0.7%～0.9％，硬度为63～66HRC，不适于高速和硬材料切削。新牌号的普通高速钢W9Mo3Cr4V（W9）是根据我国资源情况研制的含钨量较多、含钼量较少的钨钼钢。其硬度为65～66.5HRC，有较好硬度和韧性的配合，热塑性、热稳定性都较好，焊接性能、磨削加工性

4、能都较高，磨削效率比M2高20%，表面粗糙度值也小。2021/7/2942）高性能高速钢。指在普通高速钢中加入一些合金，如Co、Al等，使其耐热性、耐磨性又有进一步提高，热稳定性高。但综合性能不如普通高速钢，不同牌号只有在各自规定的切削条件下，才能达到良好的加工效果。我国正努力提高高性能高速钢的应用水平，如发展低钴高碳钢W12Mo3Cr4V3Co5Si、含铝的超硬高速钢W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al，提高韧性、热塑性、导热性，其硬度达67～69HRC，可用于制造出口钻头、铰刀

5、、铣刀等。3）粉末冶金高速钢。可以避免熔炼钢产生的碳化物偏析。其强度、韧性比熔炼钢有很大提高。可用于加工超高强度钢、不锈钢、钛合金等难加工材料。用于制造大型拉刀和齿轮刀具，特别是切削时受冲击载荷的刀具效果更好。2021/7/295⑵硬质合金（CementedCarbide）。它是用高硬度、难熔的金属化合物（WC、TiC等）微米数量级的粉末与Co、Mo、Ni等金属粘接剂烧结而成的粉末冶金制品。其高温碳化物含量超过高速钢，具有硬度高（大于HRC89）、熔点高、化学稳定性好、热稳定性好的特点，但其韧性差

6、，脆性大，承受冲击和振动能力低。其切削效率是高速钢刀具的5～10倍，因此，硬质合金刀具现在是主要刀具材料。1）普通硬质合金。常用的有WC＋Co类和TiC＋WC＋Co类两类。2021/7/296①WC＋Co类（YG）：常用牌号有YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8等。数字表示Co的百分含量，此类硬质合金强度好，硬度和耐磨性较差，主要用于加工铸铁及有色金属。Co含量越高，韧性越好，适合粗加工；含Co量少者用于精加工。②TiC＋WC＋Co类（YT）：常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30等

7、。此类硬质合金硬度、耐磨性、耐热性都明显提高，但韧性、抗冲击振动性差，主要用于加工钢料。含TiC量多，含Co量少，耐磨性好，适合精加工；含TiC量少，含Co量多，承受冲击性能好，适合粗加工。2021/7/2972）新型硬质合金。在上述两类硬质合金的基础上，添加某些碳化物可以使其性能提高。如在YG类中添加TaC（或NbC），可细化晶粒、提高硬度和耐磨性，而韧性不变，还可提高合金的高温硬度、高温强度和抗氧化能力，如YG6A、YG8N、YG8P3等。在YT类添加合金，可提高抗弯强度、冲击韧性、耐热性、耐

8、磨性及高温强度、抗氧化能力等。既可用于加工钢料，又可加工铸铁和有色金属，被称为通用合金（代号YW）。此外，还有TiC（或TiN）基硬质合金（又称金属陶瓷）、超细晶粒硬质合金（如YS2、YM05l、YG610、YG643）等。2021/7/298⑶新型刀具材料。1）涂层刀具。采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）法，在硬质合金或其他材料刀具基体上涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属（或非金属）化合物而得到的刀具材料。较好地解决了材料硬度及耐磨性与强度及韧性的矛盾。涂层刀具的镀膜可