第2章 金属切削加工的基本知识.ppt

切削层公称厚度： 切削层公称宽度： 切削层公称横截面积： 1.刀面 （1）前面——切屑流出时所经过的刀面。 （2） 后面——与工件上过渡表面相对的刀面。 （3） 副后面 ——与工件已切削加工表面相对的刀面。 2.刀刃 （1）主切削刃——刀具前面与后面的交线。 （2）副切削刃——刀具前面与副后面的交线。 3.刀尖——三个刀面的交点（主、副切削刃的交点）。 （2）在切削平面中测量的角度 （3）在正交平面中测量的角度 （4）在副截面中测量的角度 练习:请图示端面车刀和镗孔刀的几何角度 刀具材料种类很多，各类刀具材料的使用范围见图2.20。 （4）刀具安装高低对刀具工作角度的影响 由于车刀刀尖高于工件中心，使其基面和切削平面的位置发生变化，工作前角增大，而工作后角减小。 请思考：刀尖安装低于工件中心时，刀具的工作角度该如何变化？ （5）刀杆安装偏斜对工作主、副偏角的影响 1．高的硬度和耐磨性； 2．足够的强度和韧性 ； 3．高的耐热性 ； 4．良好的导热性和较小的膨胀系数 ； 5 ．稳定的化学性能和良好的抗粘结性能； 6．良好的工艺性和经济性。 2.4 刀具材料 刀具切削性能的优劣（锋利程度和寿命，加工质量、加工效率和加工成本等），不仅取决于刀具切削部分的几何参数，还取决于刀具切削部分的材料。 2.4.1 刀具材料的基本要求 刀具材料的发展与切削加工高速化的关系 切削速度（m/min） 2000 1000 500 200 100 50 20 10 1800 1850 1900 1950 2000 年代 碳素工具钢 合金工具钢 WC系硬质合金 高速钢 WC-TiC系硬质合金 涂层硬质合金 TiAlN涂层硬质合金 DLC涂层硬质合金 TiC-TiN金属陶瓷 聚晶立方氮化硼 （PCBN） 陶瓷 聚晶金刚石 （PCD） 天然金刚石 PCBN PCD 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 硬质合金涂层 WC硬质合金涂层 超细粒状硬金属涂层 高速钢 TiN涂层高速钢 断裂韧性 耐磨性 刀具材料的耐磨性与断裂韧性 PCD——聚晶金刚石 PCBD——聚晶立方氮化硼 2.4.2 常用刀具材料及其选用 目前常用的刀具材料有： a.工具钢（碳素工具钢、合金钢和高速钢） b. 硬质合金 c.陶瓷 d.超硬刀具材料 等四大类。 1.高速钢 高速钢是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。 热处理后硬度可达62～66HRC，抗弯强度约3.3GPa，有较高的热稳定性、耐磨性、耐热性。切削温度在500～650度时仍能进行切削。 由于热处理变形小、能锻易磨。特别适合于制造结构和刃型较复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、切齿刀、螺纹刀具、拉刀和齿轮刀具等。 俗名又叫“锋钢”、“风钢” 、“白钢”。 高速钢的分类 按用途可分为： a.通用高速钢 b.高性能高速钢 2．硬质合金 硬质合金是由高硬度和高熔点的金属碳化物（WC、TiC、TaC 、NbC等）和金属粘结剂（Co、Mo、Ni）等用粉末冶金工艺制成。 常温硬度为89～93HRA，化学稳定性好，热稳定性好，耐热性达800~1000度。允许的切削速度可达220m/min，比高速钢高5~10倍。大多数车刀、端铣刀等均由硬质合金制造，解决了高速钢、淬硬钢无法切削加工的难题。 硬质合金的分类 按其化学成分与使用性能分为： a.钨钴类（WC+Co） b.钨钴钛类（WC+TiC+Co） c.钨钴钛钽（铌）类WC+TiC+TaC（NbC）+Co） d.碳化钛基类（TiC十WC＋Ni＋Mo） 3．其它刀具材料 陶瓷刀具材料——以氧化铝或以氮化硅为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成。 优点——硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩散能力强，切削速度比硬质合金刀具高2~5倍。 缺点——脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃，导热性能差，热膨胀系数大。 使用范围——主要用于冷硬铸铁、淬硬钢、非铁金属等材料的精加工和半精加工。 硬质合金刀具材料 陶瓷刀具材料 刀片（刀具材料） 刀杆（普通钢材） * 第2章 金属切削加工的基本知识 ●一般铸、锻、焊和轧制的毛坯精度低和表面粗糙度大，难满足零件较高的使用性能要求。 ●利用切削加工的方法加工的零件尺寸精度、形状和位置精度、表面质量均较高。 ●金属切削加工是用刀具从工件表面上切除多余的金属，从而形成符合要求的已加工表面