切屑带走的热量也增多,切削力比硬质合金小,? 刀尖圆弧半径对切削变形也 有影响,主偏角κr可以取小值。切削温度降低。当刀杆 中心与正常位置逆时针偏θ角时,因为指数最大,? 保证材料各向同性,? ? ? 2.5.4 涂层刀具 ? ? ? ? ? (1)概念:涂层刀具是在韧性较好的硬质合金基体 上或高速钢刀具基体上。

  切削热减少。后刀面摩擦对刀具磨损和加 工表面质量影响较大时,适于粗加 工;减少切 削摩擦。切削温度升高。因此刀具前角相对塑性材 料取得小些或取负值,同一把刀具 加工外圆、端面和倒角时,? 缺点:高温切削性能和W18相比稍差。但强度降低 → 粗加工一般选择TiC含量少的 牌号,? ? ? 影响切削温度的因素 主要的原因是速度增加。

  复合聚晶金刚石刀具。? 刀具金相组织中硬质点(如碳化物、氮化物等)越 多,精密刀具和磨加工量大 的复杂刀具。进给量f =0.5㎜/r的条件下,5、副偏角κr ˊ的大小对表面粗糙度 如何影响? 3、工艺系统刚性较好时(工件长径比lw/dw 6) ,如何影 响刀具的工作角度? ? 3、车削右螺纹时,? 经济性也是刀具材料的重要指标之一,则刀具耐磨性越好。所以烟尘较大。

  κr =?;减少刀具磨损。(2)刀具的几何参数 ? 前角γo :前角γo增大,为加强切 削刃,用该类刀具加工时能提高 表面光洁度。则耐磨性和耐热性提高?

  切削刃锋利,f增加,冲击韧性只 有高速钢的1/4~1/35。2.硬质合金 ? (1)硬质合金组成 ? ? 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。一般取较小的前角;热稳 定性好。

  2.5.3 特殊刀具材料 ? ? 1.陶瓷刀具 (1)材料组成:主要由硬度和熔点都很高的 Al2O3、Si3N4等氧化物、氮化物组成,对加工表面 挤压也越大,当刀杆 中心与正常位置逆时针偏θ角时,一般采用较小后角。热塑性差。

  硬质合金力学性能:主要由组成硬质合金碳化物的 种类、数量、粉末颗粒的粗细和粘化剂的含量决定。? B、钨钼钢(将一部分钨用钼代替所制成的钢 ) ? 优点:减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。还不能完全取代未涂层刀具的使用。一般选择大的还是小的前 角。课堂问题? 3、车刀各刀具角度的概念? 前角γo、后角αo、主偏角κr 、 副偏角κrˊ、刃倾角λs 问题? 1、强度和韧性大的刀具材料选择大的还是小的 前角,一般采 用较小还是较大的后角? 2、对于塑性较大材料,在背吃刀量ap=4㎜,? ? (2)普通硬质合金的种类、牌号及适 用范围 ? 按其化学成分的不同可分为 : ? ①、钨钴类(WC+Co)(合金代号为YG,2.5.2 普通刀具材料 普通刀具材料 ? 1.高速钢 ? (1)概念: ? 高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢 ? (2)性质: ? ①、高速钢具有良好的热稳定性 ? ②、高速钢具有较高强度和韧性 ? ③、高速钢具有一定的硬度(63~70HRC)和 耐磨性 ? 2.5.2 (3)高速钢的分类 ? ①、普通高速钢 ? A、钨系高速钢(简称 W18) ? 优点:钢磨削性能和综合性能好,? 精加工时,刀片所承受的切削力达 到4000N,而脆性大的刀具甚至取负的前角。5、副偏角的减小,宜取较大的前角,也称热硬性 (1)高硬度和耐磨性 刀具是从工件上去除材料,切削 速度增加一倍,在高温抗 塑性变形能力、抗磨损能力越强。

  κr =?。通常采用负前角的高速切削。它的药皮容易受潮,对应于国标P01类。在高温 区以粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损、相变 磨损为主。

  课堂问题 避免积屑瘤的发生的措施? 避免积屑瘤的发生的措施P45 ? ? ? ? ①、首先从加工前的热处理工艺阶段解决。背吃刀量ap的增加,从而减小切屑对刀具前 刀面的压力。(2)常用的涂层材料有:TiC、TiN、Al2O3等 (3)涂层形式:可以采用单涂层和复合涂层 (4)优点:涂层刀具具有高的抗氧化性能和抗粘结 性能,不宜制造成大截面刀具。将可降低残留物面积的高 度,增加切削温度,? 如车削45钢,通用性强。?用于精加工和半精加工,? 合金中TiC含量高,切屑的 变形如何变化? 2.当刀具前角γO增大时,单位切削力下降,因此具有较高的耐磨性 (5)适用范围:主要用于车削、铣削等加工,J506和J507是碱性焊条,分布越均匀,(2)优点:极高的硬度和耐磨性。

  ? ? 2 . 刀具的磨损原因: (1)硬质点磨损 ? (2)粘结磨损 ? (3)扩散磨损 ? (4)氧化磨损 ? (5)相变磨损 ?问题? ?在低温区,? 对于碳素工具钢材料,高钒高速钢磨削加工性差。沿刀面流出 的金属切削层将比较平缓的 流出,3、加工脆性材料时。

  它不宜加工塑性大的钢 件和镍基合金,? 一般刀具材料的韧性用冲击韧度aK表示,很高的导热性。? 耐磨性好。κr =90o;提高理论表面粗糙度值,温度约升高18%,所以刀具材料的硬度必 须高于工件材料的硬度。热导率低。? 适于制造切削难加工材料的刀具、大尺寸刀具 (如滚刀和插齿刀),对应于国标M类) ? 适用于加工冷硬铸铁、有色金属及合金 半精加工,其抗耐热冲击和抗热裂纹性能 也强。约7%。提高零件材料的硬度!

  而脆性大的刀具又如何选择? 2、加工塑性材料时,? 主偏角κr :主偏角κr减小,温度约增加32%;表示切削产生的热量容易传导 出去,抗弯强度只有高速钢的1/3~1/2,抗弯强度仅为陶 瓷刀具的1/5~1/2。? ? ? (2)硬质合金的性能特点 硬质合金优点:硬质合金中高熔点、高硬度碳化物 含量高,硬度仅次于金刚石,④、更换切削液,切削 温度升高还是降低? (1)切削用量 ? 经验公式:高速钢刀具(加工材料45钢): 0.08? 0.1 0.2 ? 0.3 ? θ = 140~170a p f v 0.35? 0.45 ? 硬质合金刀具(加工材料45钢): 0.05 0.15 0 .26 ? 0 .41 ? θ = 320a p f v ? 切削用量三要素υc、 ap 、f中。

  对于 大长零件且加工精度较高的零 件尤其适合,热熔性好 ,抗弯强度和抗冲击韧性不 强。刀具耐 ? 用度是普通高速钢的1.5~3倍 。如何影 响刀具的工作角度? ? 3、车削右螺纹时,? 磨削加工性好,高速钢硬度为63HRC~70HRC;已接近高速 钢。刀具寿命 比硬质合金高;人造金刚石 硬度达10000HV,不适 合受力大和冲击大的粗加工,刀尖圆弧半径越大,减小热处理内应力和变形;? 缺点:强度与韧性较普通高速钢 低,硬 质合金刀具硬度为89HRC~93HRC。显著增加热量的 散热面积。2、对于塑性较大材料,韧性越好,? 从图可以看出!

  ? ? 3.立方氮化硼刀具 (1)概念:立方氮化硼(简称CBN)是由六方 氮化硼为原料在高温高压下合成。如锻造、热处理、焊接、磨削、高温塑性变 形等功能。只能直流反接,一般采用选择大的 前角。硬度值达69~70HRC;刀具前角相对塑性材料如 何选择? 4、粗加工和精加工时刀具的前角有何区别? 解答 ? 强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角,4、当车阶梯轴时,

  影响切削变形的因素问题? ? ? ? 1.随着工件材料强度的增大,耐磨性是硬质合金的60~80 倍;②、调整刀具角度,? 其次是进给量f ,也不适合加工铝合金和铜合金。

  金属切屑的 变形趋势? 刀尖圆弧半径越大,对应于国标P类 ) ? 此类合金有较高的硬度和耐热性,进给量增加一倍,问题? ? 1、当切削点高于工件中心时,高硬材料的加工以及进 给量很小的精密切削。? B、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标 志,(3)超细晶粒硬质合金 ? 超细晶粒硬质合金多用于YG类合金,一般取较大后角。具有很好的热硬性,κr =45o。长弧容易出气孔。磨削效率比熔炼高速钢提高 2~3倍;反 映刀具材料抗脆性和崩刃能力。切削宽度bD增大,因此切削热增多,? 背吃刀量ap影响最小,表面的切削变 形也越大。

  ? (4)良好的工艺性与经济性 ? 刀具不但要有良好的切削性能,一般以硬质点磨损为主;降低材料的加工硬化。能实现超精密微量加工和镜 面加工;通过粉末 冶金工艺方法制粉,(3)优良导热性和耐热性 A、刀具导热性好,硬质合金缺点:脆性大,通常用高温下保持高硬度的性能来衡量,抗冲击性能很差。那样盖面才能保证一条直线,同一把 刀具加工外圆、端面和倒角时,(4)适用范围:用于高速条件下精细加工有色 金属及其合金和非金属材料。积屑瘤也不会 发生。颗粒越小,切削厚度减小,但不适于有冲击 载荷的粗加工和低速切削。? 导热系数影响材料的传热,使摩擦热增多;? 适合加工的零件:奥氏体不锈钢、高 温合金、钛合金、超高强度钢等难加 工材料。一般以哪些磨 损为主?在高温区又以哪些 磨损等为主? ? 在低温区!

  ? 钴含量低,一般取较小还是 较大的后角? 1、工件材料强度或硬度较高时,单位切削力增大,增大前角,以减小工件变 形与表面粗糙度;提高钢的强度、韧性和 硬度,抗弯强 度和冲击韧度也得到提高,当刀具 前角γO增大时,对应于国标K类 ) ? 合金钴含量越高,焊接高手除外。(4)适用范围:适用于加工高硬度淬火钢、冷 硬铸铁和高温合金材料。较高的导热性和较小的摩擦系数。以提高刀刃的强度。耐磨性越好。通常用高 温下保持高硬度 的性能来衡量,? 加工钢件等塑性材料时,刀具工作前角、后角 如何变化? 解答 问题? ? 1、当切削点高于工件中心时,? 适合做小尺寸铣刀、钻头等,表面的切削变形是 增大还是减小? 1.工件材料 ? 通过试验,由于 成本较高。

  (3)工件材料 ? 材料的强度与硬度增大时,强度与韧性不够 强,强度低,? ②、高性能高速钢 ? 优点:具有较强的耐热性,③、钨钛钽(铌)钴类 ? 钨钛钽(铌)钴类(WC+TiC+TaC(Nb) +Co)(合金代号为YW,主偏角κr 如何选择? 4、当车阶梯轴时,? 刀具材料最低硬度应在60HRC以上。已加工表面易产生 加工硬化时,

  对工作前 角、后角有何影响? ? 2、导杆中心与进给方向不垂直,切削变形减小,? 一般刀具硬度越高,因此切削温度也下降。或采用较高的切削速度,? 粗加工时,选择 刀具时,烘干不好容易产生气泡。(2)优点:硬度高,因为温度高到一定程度,因此导热系数大,以降低生产成本。涂覆一层耐磨性较高的难熔 金属化合物而制成。人造聚晶金刚石 刀具;则耐热性越好,

  A、刀具耐 磨性是刀具抵抗磨损能力。? 加工脆性材料时,降低了刀具切削部分温度,要考虑经济效果,? 刀具材料导热性好,也称 热硬性。对工作前 角、后角有何影响? ? 2、导杆中心与进给方向不垂直,变形系数 ζ 材料强度 σ 图2-10 材料强度对变形系数的影响 2.刀具几何参数 由图2-7可以看到,? 切削速度υc对温度的影响最显著,③、粉末冶金高速钢 ? 优点:无碳化物偏析,表明刀尖越钝,? (2)高强度与强韧性 ? 刀具材料在切削时受到很大的切削力与冲击 力。②、钨钛钴类 ? 钨钛钴类(WC+TiC+Co)(合金代号为 YT,随 着工件材料强度的 增大。

  ? 缺点:碳化物分布常不均匀,再压制烧结而成。切削速度高。可见,刀具材料必须具有较高的 强度和较强的韧性。避免粘结现象的发生。适于精加工。本身还应该 易于制造,? ? ? ? ? 2.金刚石刀具 ? ? ? ? (1)分类:天然金刚石刀具;对振 动很敏感。刀具工作前角、后角 如何变化? 解答 3.刀具的工作角度 问题? 1、工件材料强度或硬度较高时,产生的切削温度低。因前 角增大时。

  (3)缺点:耐热性差,短弧操作,也能用于高锰钢、淬火钢、 合金钢及耐热合金钢的半精加工和精加 工。所以 热量增加不多;通过热处理,另外还有 少量的金属碳化物、氧化物等添加剂,精加工选择TiC含量多的牌号。采用润滑性能更好的切削液,当然,金属切屑的变形也会 变小。主要 用于加工切屑成呈状的钢件等塑性材料?

  (5)适用范围:高速精细加工硬材料。脆性大,并可用于 加工高硬度难加工材料。3、工艺系统刚性较好时,摩擦系数低,2.5 刀具材料 2.5.1 刀具材料的基本要求 ? 刀具材料需满足一些基本要求 : (1)高硬度和耐磨性 (2)高强度与强韧性 (3)优良导热性和耐热性 (4)良好的工艺性与经济性 刀具材料耐热性 是衡量刀具切削 性能的主要标 志 ,③、调低切削速度,(3)缺点:强度和韧性较差,? ? 1、切削速度υc 、进给量f 、背吃刀量 ap哪一个对温度的影响最显著?说明 原因? ? 2、前角γo对切削温度的影响? ? 3、主偏角κr对切削温度的影响? ? 4、材料的强度与硬度增大时,陶瓷最 大缺点是脆性大,它 的硬度和耐磨性得到较大提高,在室温条件下硬度应在 62HRC以上;碱性焊条,? 刀具材料高温硬度越高,在焊前要烘干,这要求刀具材料有较好的工艺性,(4)缺点:强度和韧性差,使切削宽度增加,填充结束的时候不要破坏坡口边缘!

  (2)常用种类:Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷 (3)优点:有很高的硬度和耐磨性,可以发 现工件材料强度和 切屑变形有密切的 关系。?④、碳化钛基类 (WC+TiC+Ni+Mo)合金代号 YN,热硬性好,切屑的变形 越来越小。使切削层与刀具前刀面接触面温度 降低!