第2章-金属切削刀具.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,化学工业出版社,第二章 金属切削刀具,第一节 刀具的几何角度及其标注,一、刀具的组成部分,图2-1车刀切削部分的构成,(1),前面（前刀面）,(2),后面（后刀面）,(3),副后面（副后刀面）,1刀面,2,切削刃,(1),主切削刃,S,(2),副切削刃,S,3刀尖,二、刀具角度参考系,参考系有两类：,刀具静止参考系 它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义的刀具角度称刀具标注角度；,刀具工作参考系 它是确定刀具切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角度称刀具工作角度。,正交平面参考系由以下三个平面组成：,（1）基面,p,r,（2）切削平面,p,s,（3）正交平面,p,o,三、刀具角度定义,1正交平面参考系刀具角度,图2-4 正交平面参考系刀具角度,2.刀具角度正负的规定,图2-5 刀具角度正负的规定,a)前、后角 b)刃倾角,四、刀具的标注,（一）刀具标注的基本方法,1直头外圆车刀,290偏刀,图2-6 90外圆车刀几何角度,345弯头车刀,（）车外圆 （b）车端面（c）车内孔 （d）倒角,图2-7 45弯头车刀,4切断刀,图2-8 切断刀几何角度,5倒角刀尖、倒棱的参数,图2-9 倒角刀尖与倒棱前面的定向角,第二节 刀具的材料,一、刀具材料应具备的性能,1高硬度,2足够的强度和韧度,3高耐磨性,4高耐热性,5工艺性和经济性,表2-1 各类刀具材料的物理机械性能和力学性能,表2-1 各类刀具材料的物理机械性能和力学性能,二、,常用刀具材料,（一）碳素和合金工具钢,（二）高速钢,1通用型高速钢,（1）钨系高速钢,（2）钨钼系（或称钼系）高速钢,钨钼系高速钢的典型牌号是W6Mo5Cr4V2，,钨系高速钢的典型牌号是：W18Cr4V。,2高性能高速钢,高速钢全称高速合金工具钢，也称白钢、锋钢，是19世纪未研制成功的。,高性能高速钢包括：高碳高速钢（含C 0.9%以上）、高钒高速钢（含V 3%以上）、钴高速钢（含Co 5%10%、W2Mo9Cr4VCo8即M42）、铝高速钢（W6MO5Cr4V2l）及粉末冶金高速钢。,3高速钢的表面处理,为了提高高速钢刀具的切削性能，可对其表面进行处理（如：氮化处理、离子注入、真空溅射涂镀、物理气相沉积（PVD法）TiC、TiN等耐磨薄层），以提高表面耐磨性能。,（三）硬质合金,1硬质合金的种类与选用,硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC等）和金属粘结剂（如Co，Ni，Mo等），经过粉末冶金、高压成形，并在 1 500 左右的高温下烧结而成。,（1）钨钴类硬质合金,这类硬质合金是由WC和Co组成，代号为YG，相当于ISO标准的K类。常用的牌号有YG3，YG6，YG8（G后面的数字代表含Co量，如YG8含Co 8%，含WC 92%）等。,（2）钨钛钴类硬质合金,这类硬质合金是由WC，TiC和Co组成，代号为YT，相当于ISO标准的P类。常用的牌号有YT5，YT15，YT30（T后面的数字代表含Tic量，如YT5，含TiC为5%，含Co10%，含WC85%）等。,（3）钨钛钽（铌）钴类硬类硬质合金,这种硬质合金是由WC，TiC，TaC（NbC）和Co 组成，代号为YW，相当于ISO标准的M类，常用的牌号有YW1和YW2。,进行粗、精加工，通用性较好。,这类硬质合金是由WC，TaC（NbC）和Co组成，代号为YA，常用的牌号有YA6。,（4）钨钽（铌）钴类硬质合金,（5）碳化钛基硬质合金,这种硬质合金是由TiC,Ni,和Mo组成，代号为YN，常用的牌号有YN05、YN10等。,牌 号,用 途,YG3,铸铁，有色金属及其合金的精加工，半精加工.要求无冲击,YG6X,铸铁，冷硬铸铁高温合金的精加工，半精加工,YG6,铸铁，有色金属及其合金的半精加工与粗加工,YG8,铸铁，有色金属及其合金的粗加工，也能用于断续切削,YT30,碳素钢，合金钢的精加工,YT15 YT14,碳素钢，合金钢连续切削时粗加工，半精加工及精加工.也可用于断续切削时的精加工,YT5,碳素钢，合金钢的粗加工，可用于断续切削,YA6,冷硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，也可用于合金钢的半精加工,YW1,不锈钢，高强度钢与铸铁的半精加工与精加工,YW2,不锈钢，高强度钢与铸铁的粗加工与半精加工,YN05,低碳钢，中碳钢，合金钢的高速精车，系统刚性较好的细长轴精加工,YN10,碳钢，合金钢，工具钢淬硬钢连续表面的精加工,表2-2 常用硬质合金牌号的选用,（四）其他刀具材料或超硬刀具材料,1.陶瓷,（1）高纯氧化铝陶瓷,（2）复合氧化铝陶瓷,（3）复合氮化硅陶瓷,2.金刚石,3.立方氮化硼,种类,牌号,硬度,应用,陶瓷,SG4,94.595.5HRA,用于冷硬铸铁、高铬铸铁、结构钢、淬硬至5862HRC的合金钢、轴承钢、不锈钢等。,AG2,93.594.5HRA,ST6,人造金刚石,FJ,7000HV,用于加工各种有色金属：铜、黄铜、青铜、铝、镁及其合金，各种非金属：工程塑料、玻璃钢、石墨、陶瓷等。,JRS-F,7200HV,JF025,10000HV,立方氮化硼,DIS-F,5800HV,用于加工各种淬硬钢、高强度钢、工模具钢、轴承钢、高温合金、冷硬铸铁、钒钛铸铁、高铬铸铁、硬镍铸铁等。,FD,5000HV,LF025,5900HV,表2-3 国产陶瓷、超硬刀具材料牌号及应用,第三节 切削力,、切削力的来源、合力和分力,图2-10 切削力的来源和分力,为了便于测量和应用，将切削力的合力,F,r分解成三个互相垂直的分力：,(1)主切削力,F,c,(2)吃刀抗力,F,p,(3)进给抗力,F,f,由图2-10可知，合力与各分力之间的关系为：,（2-3）,（2-4）,（2-5）,式中：,F,pf 合力,F,r在基面上的分力。,二、切削功率,机床电动机所需功率,PE,(,kW,)为：,式中：,机床的传动效率，一般取,=0.750.85；,F,c主切削刃，N；,v,c切削速度，m/min。,三、影响切削力的因素,（1）工件材料,（2）切削用量,（3）刀具几何参数,第四节刀具的磨损与耐用度,一、刀具磨损的形式,1前面磨损,2后面磨损,3前后面同时磨损或边界磨损,图2-11 刀具的磨损形态及其测量,二、刀具磨损的原因,1,机械擦伤磨损,2,粘接磨损,3,扩散磨损,4,化学磨损,5,相变磨损,6,热电磨损,三、刀具磨损过程及磨钝标准,1,刀具磨损过程,（,1,）初期磨损阶段,（,2,）正常磨损阶段,（,3,）急剧磨损阶段,刀具的典型磨损曲线,2,刀具的磨钝标准,图2-13 刀具磨钝标准,四、刀具耐用度及其与切削用量的关系,1,刀具耐用度,2,切削速度与刀具耐用度的关系,式中,m,耐用度指数，表示,v,c,对,t,的影响的程度；,C,o,系数，与刀具、工件材料和切削条件有关。,3,进给量、背吃刀量与刀具耐用度的关系,式中,C,T,耐用度系数，与刀具、工件材料和切削条件有关；,x,、,y,、,z,指数，分别表示各切削参数对刀具耐用度影响的程度。,第五节 刀具几何参数的合理选择,一、前角和前面型式选择,（一）前角,o,选择,选择前角的原则是，在达到刀具寿命要求条件下，应选取较大前角。具体考虑以下几个方面因素：,1根据加工工件材料选择,2根据刀具材料选择,3根据加工要求选择,表2-4硬质合金刀具前角值,表2-5 不同刀具材料加工钢时前角值,（二）前面型式选择,（a）正前角平面型,（b）正前角带倒棱型,（c）负前角型,（d）曲面型,二、后角,。,选择,选择后角的原则是，在不产生摩擦条件下，应适当减小后角。具体考虑因素为：,（1）根据加工精度选择,（2）根据加工材料选择,三、副后角,选择,图2-15后角对加工精度的影响,（a）双重后角 （b）负后角刃带,图2-16后面型式,四、主偏角,k,r,选择,（1）根据加工工艺系统刚性选择,（2）根据加工材料选择,（3）根据加工表面形状要求选择,五、副偏角k选择,表2-6 主偏角,k,r,、副偏角,k,r,选用值,六、倒角刀尖和修圆刀尖,它们的选择原则是：,（1）倒角刀尖,（2）修圆刀尖,（3）修光刀刃,七、刃倾角,s,选择,：,（1）根据加工要求选择,（2）根据加工条件选择,表2-7,刃倾角,s,数值的选用表,