一金屬切削過程的基礎(chǔ)知識

1、第一章第一章 金屬切削過程的基礎(chǔ)知識金屬切削過程的基礎(chǔ)知識 本章提要 1.1 基本定義 1.2 刀具材料 本章主要介紹金屬切削過程的基礎(chǔ)知識，分兩大本章主要介紹金屬切削過程的基礎(chǔ)知識，分兩大 部分：部分： 一、基本定義一、基本定義介紹金屬切削過程方面的一些基本介紹金屬切削過程方面的一些基本 概念，它包括切削運(yùn)動、切削用量、參考系（基面、切概念，它包括切削運(yùn)動、切削用量、參考系（基面、切 削平面、主剖面）、刀具標(biāo)注角度、切削層參數(shù)等。削平面、主剖面）、刀具標(biāo)注角度、切削層參數(shù)等。 二、刀具材料二、刀具材料介紹刀具材料應(yīng)具備的性能（硬度、介紹刀具材料應(yīng)具備的性能（硬度、 耐磨性、強(qiáng)度、韌性、耐熱性

2、、工藝性、經(jīng)濟(jì)性），兩耐磨性、強(qiáng)度、韌性、耐熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性），兩 種常用的刀具材料（高速鋼、硬質(zhì)合金）和其它刀具材種常用的刀具材料（高速鋼、硬質(zhì)合金）和其它刀具材 料（涂層、陶瓷、人造金剛石、立方氮化硼）。料（涂層、陶瓷、人造金剛石、立方氮化硼）。 1 1 ）理解金屬切削過程的四大規(guī)律：）理解金屬切削過程的四大規(guī)律： 變形規(guī)律：變形規(guī)律：工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具前角、切削速度、進(jìn)給量等工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具前角、切削速度、進(jìn)給量等 對變形的影響。對變形的影響。 切削力規(guī)律：切削力規(guī)律：工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具角度、切削用量、刀具磨工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具角度、切削用量、刀具磨

3、損對切削力的影響。損對切削力的影響。 切削溫度規(guī)律：切削溫度規(guī)律：工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具角度、切削用量、刀具工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具角度、切削用量、刀具 磨損對切削溫度的影響。磨損對切削溫度的影響。 刀具磨損與刀具耐用度規(guī)律：刀具磨損與刀具耐用度規(guī)律：工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具角度、切工件材料硬度（強(qiáng)度）、刀具角度、切 削用量、刀具材料性能對耐用度的影響。削用量、刀具材料性能對耐用度的影響。 2 2 ）了解四大規(guī)律在生產(chǎn)過程中的四個方面）了解四大規(guī)律在生產(chǎn)過程中的四個方面 （工件材料切削加工性、切削液、切削用量、刀具幾何參數(shù)）的應(yīng)（工件材料切削加工性、切削液、切削用量、刀具幾何參數(shù)）的應(yīng)

4、 用。并具備合理選擇切削液、切削用量與刀具幾何參數(shù)的初步能力。用。并具備合理選擇切削液、切削用量與刀具幾何參數(shù)的初步能力。 在四大規(guī)律中，切削變形是最基本的一條規(guī)律。如果切削變形小，在四大規(guī)律中，切削變形是最基本的一條規(guī)律。如果切削變形小， 則切削力減少，切削溫度降低，刀具磨損減少，刀具耐用度提高。則切削力減少，切削溫度降低，刀具磨損減少，刀具耐用度提高。 1.1 基本定義 1.1.2 1.1.2 刀具切削部分的基本定義刀具切削部分的基本定義 1.1.3 1.1.3 刀具角度的換算刀具角度的換算 1.1.5 1.1.5 切削層參數(shù)與切削形式切削層參數(shù)與切削形式 1.1.4 1.1.4 刀具工作

5、角度刀具工作角度 1.1.1 1.1.1 切削運(yùn)動與切削用量切削運(yùn)動與切削用量 如外圓車削時，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀具作縱向直線運(yùn)動，形成了工件如外圓車削時，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀具作縱向直線運(yùn)動，形成了工件 的外圓表面。在新的表面的形成過程中，工件上有三個依次變化的表面的外圓表面。在新的表面的形成過程中，工件上有三個依次變化的表面 （圖（圖1.11.1）：）： 圖1.1車削時的切削運(yùn)動 待加工表面：待加工表面：即將被切去金屬即將被切去金屬 層的表面層的表面; ; 加工表面：加工表面：切削刃正在切削著切削刃正在切削著 的表面的表面; ; 已加工表面：已加工表面：已經(jīng)切去一部分已經(jīng)切去一部分 金屬形成的

6、新表面。金屬形成的新表面。 1.1.1 切削運(yùn)動與切削用量 1.1.1.1 切削運(yùn)動 金屬切削機(jī)床的基本運(yùn)動有直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。但是，按切削金屬切削機(jī)床的基本運(yùn)動有直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。但是，按切削 時工件與刀具相對運(yùn)動所起的作用來分，可分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。時工件與刀具相對運(yùn)動所起的作用來分，可分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。 如圖如圖1.11.1所示。所示。 （1 1）主運(yùn)動）主運(yùn)動 主運(yùn)動是切下金屬所必須的最主要的運(yùn)動。通常它的速度最高，主運(yùn)動是切下金屬所必須的最主要的運(yùn)動。通常它的速度最高， 消耗機(jī)床功率最多。消耗機(jī)床功率最多。 （2 2）進(jìn)給運(yùn)動）進(jìn)給運(yùn)動 使新的金屬不斷投入切削的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)

7、動可以是連續(xù)運(yùn)動，也使新的金屬不斷投入切削的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動可以是連續(xù)運(yùn)動，也 可以是間歇運(yùn)動?？梢允情g歇運(yùn)動。 當(dāng)主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動同時進(jìn)行時，刀具切削刃上某當(dāng)主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動同時進(jìn)行時，刀具切削刃上某 一點(diǎn)相對工件的運(yùn)動稱為合成切削運(yùn)動，其大小與方向一點(diǎn)相對工件的運(yùn)動稱為合成切削運(yùn)動，其大小與方向 用合成速度向量用合成速度向量veve表示。如圖表示。如圖1.31.3所示，合成速度向量所示，合成速度向量 等于主運(yùn)動速度與進(jìn)給運(yùn)動速度的向量和。即等于主運(yùn)動速度與進(jìn)給運(yùn)動速度的向量和。即 ve=vc+vf (1.1) （3）合成運(yùn)動與合成切削速度 圖圖1.3 1.3 切削時合成切削速度切削時合成切削

8、速度 1000 dn （1 1）切削速度）切削速度 大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動?；匦w（刀具或大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動?；匦w（刀具或 工件）上外圓或內(nèi)孔某一點(diǎn)的切削速度計算公式如下：工件）上外圓或內(nèi)孔某一點(diǎn)的切削速度計算公式如下： vc= m/s 或 m/min (1.2) 式中式中 d d工件或刀具上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑（工件或刀具上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑（mm)mm) n n工件或刀具的轉(zhuǎn)速（工件或刀具的轉(zhuǎn)速（r/sr/s或或r/min)r/min) 1.1.1.2 切削用量三要素 veve、f f 、a ap p稱之為切削用量三要素。稱之為切削用量三要素。 進(jìn)給速度進(jìn)給速度v

9、vf f是單位時間的進(jìn)給量，單位是是單位時間的進(jìn)給量，單位是mm/s(mm/min)mm/s(mm/min) 進(jìn)給量是工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周時兩者沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位進(jìn)給量是工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周時兩者沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位 移，單位是移，單位是mm/rmm/r（毫米（毫米/ /轉(zhuǎn)）。轉(zhuǎn)）。 對于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進(jìn)行對于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進(jìn)行 工作時，還應(yīng)規(guī)定每一個刀齒的進(jìn)給量工作時，還應(yīng)規(guī)定每一個刀齒的進(jìn)給量f fz z，即后一個刀齒相對于前一，即后一個刀齒相對于前一 個刀齒的進(jìn)給量，單位是個刀齒的進(jìn)給量，單位是mm/z(mm/z(

10、毫米毫米/ /齒齒) )。 顯而易見顯而易見 v vf f= =f fn=n=f fz zznzn mm/smm/s或或mm/min mm/min （1.31.3） （2）進(jìn)給速度、進(jìn)給量和每齒進(jìn)給量）進(jìn)給速度、進(jìn)給量和每齒進(jìn)給量 （3）背吃刀量）背吃刀量 對于車削和刨削加工來說，背吃刀量對于車削和刨削加工來說，背吃刀量apap為工件上已加工為工件上已加工 表面和待加工表面間的垂直距離，單位為表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mmmm。 外圓柱表面車削的深度可用下式計算：外圓柱表面車削的深度可用下式計算： a ap=p=（d dw-w-d dm m）/2 mm (1.4)/2 mm (1.4

11、) 對于鉆孔工作對于鉆孔工作 a ap=p=d dm/2 mm (1.5)m/2 mm (1.5) 上兩式中上兩式中 d dmm已加工表面直徑（已加工表面直徑（mmmm） d dw w 待加工表面直徑（待加工表面直徑（mmmm） 1.1.2 刀具切削部分的基本定義 1.1.2.1 刀具切削部分的構(gòu)成要素刀具切削部分的構(gòu)成要素 三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一個尖 圖圖1.3 1.3 典型外圓車刀切削部分的構(gòu)成典型外圓車刀切削部分的構(gòu)成 (1) 前刀面前刀面 (2) 后刀面后刀面 (3) 切削刃切削刃 (4) 刀尖刀尖 (1) (1) 前刀面前刀面 前刀面前刀面ArAr是切屑流過

12、的表面。分為：與是切屑流過的表面。分為：與 主切削刃毗鄰的稱為主前刀面；與副切削刃毗鄰的稱為副主切削刃毗鄰的稱為主前刀面；與副切削刃毗鄰的稱為副 前刀面。前刀面。 （2 2）后刀面）后刀面 后刀面分為主后刀面與副后刀面。后刀面分為主后刀面與副后刀面。 （3 3）切削刃）切削刃 切削刃是前刀面上直接進(jìn)行切削的邊鋒，有切削刃是前刀面上直接進(jìn)行切削的邊鋒，有 主切削刃和副切削刃之分。主切削刃指前刀面與主后刀面相主切削刃和副切削刃之分。主切削刃指前刀面與主后刀面相 交的鋒邊；副切削刃指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。交的鋒邊；副切削刃指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。 （4 4）刀尖）刀尖 刀尖可以是主、副切

13、削刃的實際交點(diǎn)，也可刀尖可以是主、副切削刃的實際交點(diǎn)，也可 以是主、副兩條切削刃連接起來的一小段切削刃，它可以是以是主、副兩條切削刃連接起來的一小段切削刃，它可以是 圓弧，也可以是直線，通常都稱為過渡刃。圓弧，也可以是直線，通常都稱為過渡刃。 1.1.2.2 刀具標(biāo)注角度的參考系 假定運(yùn)動條件：假定運(yùn)動條件：首先給出刀具的假定主運(yùn)動方向和假定進(jìn)給運(yùn)首先給出刀具的假定主運(yùn)動方向和假定進(jìn)給運(yùn) 動方向；其次假定進(jìn)給速度值很小，可以用主運(yùn)動向量動方向；其次假定進(jìn)給速度值很小，可以用主運(yùn)動向量v vc c近似代替合近似代替合 成速度向量成速度向量v ve e；然后再用平行和垂直于主運(yùn)動方向的坐標(biāo)平面構(gòu)成

14、參；然后再用平行和垂直于主運(yùn)動方向的坐標(biāo)平面構(gòu)成參 考系?？枷?。 假定安裝條件：假定安裝條件：假定標(biāo)注角度參考系的諸平面平行或垂直于刀假定標(biāo)注角度參考系的諸平面平行或垂直于刀 具便于制造、刃磨和測量時定位與調(diào)整的平面或軸線（如車刀底面、具便于制造、刃磨和測量時定位與調(diào)整的平面或軸線（如車刀底面、 車刀刀桿軸線、銑刀、鉆頭的軸線等）。反之也可以說，假定刀具的車刀刀桿軸線、銑刀、鉆頭的軸線等）。反之也可以說，假定刀具的 安裝位置恰好使其底面或軸線與參考系的平面平行或垂直。安裝位置恰好使其底面或軸線與參考系的平面平行或垂直。 刀具標(biāo)注角度的參考系由下列諸平面構(gòu)成： （1 1）基面）基面PrPr 通過

15、切削刃選定點(diǎn)，垂直于假定主運(yùn)動方向的平面。通常，基面應(yīng)通過切削刃選定點(diǎn)，垂直于假定主運(yùn)動方向的平面。通常，基面應(yīng) 平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和測量的某一安裝定位平面或軸。平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和測量的某一安裝定位平面或軸。 例如，圖例如，圖1.61.6所示為普通車刀、刨刀的基面所示為普通車刀、刨刀的基面P Pr r ，它平行于刀具底面。，它平行于刀具底面。 圖圖1.61.6普通車刀的基面普通車刀的基面P Pr r (2)(2)切削平面切削平面PsPs 通過切削刃選定點(diǎn)，通過切削刃選定點(diǎn)， 與主切削刃相切，并垂直與主切削刃相切，并垂直 于基面于基面P Pr r的平面。也就是的平面

16、。也就是 主切削刃與切削速度方向主切削刃與切削速度方向 構(gòu)成的平面。構(gòu)成的平面。 （3）主剖面主剖面P0和主剖面參考系和主剖面參考系 （4 4）法剖面）法剖面PnPn和法剖面參考系和法剖面參考系 主剖面主剖面P0P0是通過切削刃選定點(diǎn)，同時垂直于是通過切削刃選定點(diǎn)，同時垂直于P Pr r和切削平面和切削平面P Ps s的的 平面。圖平面。圖1.81.8表示由表示由P Pr r P Ps s P P0 0組成的一個組成的一個正交的主剖面參考系正交的主剖面參考系。 法剖面法剖面PnPn是通過切削刃選定點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。如圖是通過切削刃選定點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。如圖 1.81.8所示，所示，

17、 由由 Pr Pr Ps Ps PnPn組成的一個組成的一個法剖面參考系法剖面參考系。 圖圖1.8 1.8 主剖面與法剖面參考系主剖面與法剖面參考系 (5) 進(jìn)給剖面進(jìn)給剖面Pf和背平面和背平面Pp及其組成的及其組成的 進(jìn)給、背平面參考系進(jìn)給、背平面參考系 進(jìn)給剖面進(jìn)給剖面P Pf f是通過切削是通過切削 刃選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動刃選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動 方向并垂直于基面方向并垂直于基面P Pr r的平面。的平面。 通常，它也平行或垂直通常，它也平行或垂直 與刀具上便于制造、刃磨和與刀具上便于制造、刃磨和 測量的某一安裝定位平面或測量的某一安裝定位平面或 軸線。由軸線。由P Pr r P Pf

18、 fP Pp p組成組成 一個一個進(jìn)給、背平面參考系進(jìn)給、背平面參考系， 如圖如圖1.9 1.9 所示。所示。 背平面背平面P Pp p是通過切削刃是通過切削刃 選定點(diǎn)，同時垂直于選定點(diǎn)，同時垂直于P Pr r 和和 P Pf f的平面。的平面。 圖圖1.9 1.9 進(jìn)給、背平面參考系進(jìn)給、背平面參考系 Pr PfPp 第一節(jié) 刀具的結(jié)構(gòu) 刀具的參考平面刀具的參考平面 要確定和測量刀具角度，必須引入三個相互要確定和測量刀具角度，必須引入三個相互 垂直的參考平面：垂直的參考平面： (1)(1)切削平面：通過切削平面：通過 主切削刃上某一主切削刃上某一 點(diǎn)并與工件加工點(diǎn)并與工件加工 表面相切的平面

19、。表面相切的平面。 第一節(jié) 刀具的結(jié)構(gòu) (2)(2)基面基面: :通過主切削刃上某一點(diǎn)并與該點(diǎn)切削速通過主切削刃上某一點(diǎn)并與該點(diǎn)切削速 度方向相垂直的平面。度方向相垂直的平面。 第一節(jié) 刀具的結(jié)構(gòu) (3)(3)正交平面正交平面: :通過主切削刃上某一點(diǎn)并與主切削通過主切削刃上某一點(diǎn)并與主切削 刃在基面上的投影相垂直的平面。刃在基面上的投影相垂直的平面。 第一節(jié) 刀具的結(jié)構(gòu) 刀具的標(biāo)注角度刀具的標(biāo)注角度 (1)(1)前角：在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基前角：在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基 面之間的夾角，前角表示前刀面的傾斜面之間的夾角，前角表示前刀面的傾斜 程度；程度； (2)(2)后角：在正后角：

20、在正 交平面內(nèi)測交平面內(nèi)測 量的主后刀面與量的主后刀面與 切削平面之間的切削平面之間的 夾角，后角表示主夾角，后角表示主 后刀面的傾斜程度；后刀面的傾斜程度； 1.1.2.3 刀具工作角度的參考系 上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時，都只考慮上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時，都只考慮 主運(yùn)動，不考慮進(jìn)給運(yùn)動，即在假定運(yùn)動條件下確定的參主運(yùn)動，不考慮進(jìn)給運(yùn)動，即在假定運(yùn)動條件下確定的參 考系。但刀具在實際使用時，這樣的參考系所確定的刀具考系。但刀具在實際使用時，這樣的參考系所確定的刀具 角度，往往不能確切地反映切削加工的真實情形。只有用角度，往往不能確切地反映切削加工的真實情形。只有用 合

21、成切削運(yùn)動方向合成切削運(yùn)動方向v ve e來確定參考系，才符合切削加工的實來確定參考系，才符合切削加工的實 際。例如，圖際。例如，圖1.101.10所示三把刀具的標(biāo)注角度完全相同，但所示三把刀具的標(biāo)注角度完全相同，但 由于合成切削運(yùn)動方向由于合成切削運(yùn)動方向v ve e不同，后刀面與加工表面之間的不同，后刀面與加工表面之間的 接觸和摩擦的實際情形有很大的不同。接觸和摩擦的實際情形有很大的不同。 同樣，刀具實際安裝位置也影響工作角度的大小。同樣，刀具實際安裝位置也影響工作角度的大小。 刀刀 具工作角度參考系同標(biāo)注角度參考系的唯一區(qū)別是用具工作角度參考系同標(biāo)注角度參考系的唯一區(qū)別是用v ve e取

22、取 代代v vc c，用實際進(jìn)給運(yùn)動方向取代假定進(jìn)給運(yùn)動方向。，用實際進(jìn)給運(yùn)動方向取代假定進(jìn)給運(yùn)動方向。 圖（圖（a a）刀具后刀面同工件之間有適宜的間隙，切削情況正常；）刀具后刀面同工件之間有適宜的間隙，切削情況正常； (a) 圖圖1.10 1.10 刀具工作角度示意圖刀具工作角度示意圖 圖（b）該兩個表面全面接觸，摩擦嚴(yán)重； (b) 圖圖1.10 1.10 刀具工作角度示意圖刀具工作角度示意圖 刀具工 作角度 示意圖 圖（圖（c c）刀具的背棱頂在已加工表面上，切削刃無法切入，切削）刀具的背棱頂在已加工表面上，切削刃無法切入，切削 條件被破壞?？梢姡谶@種場合下，只考慮主運(yùn)動的假定條件是不

23、合條件被破壞?？梢?，在這種場合下，只考慮主運(yùn)動的假定條件是不合 適的，還必須考慮進(jìn)給運(yùn)動速度的影響，也就是必須考慮合成切削運(yùn)適的，還必須考慮進(jìn)給運(yùn)動速度的影響，也就是必須考慮合成切削運(yùn) 動方向來確定刀具工作角度的參考系。動方向來確定刀具工作角度的參考系。 圖1.10 刀具工作角度示意圖 1.1.2.4 刀具的標(biāo)注角度 在刀具的標(biāo)注角度參考系中確定的切削刃與刀面的方位角度，在刀具的標(biāo)注角度參考系中確定的切削刃與刀面的方位角度， 稱為刀具標(biāo)注角度。在切削刃是曲線或前、后刀面是曲面的情況稱為刀具標(biāo)注角度。在切削刃是曲線或前、后刀面是曲面的情況 下，定義刀具的角度時，應(yīng)該用通過切削刃選定點(diǎn)的切線或切平

24、下，定義刀具的角度時，應(yīng)該用通過切削刃選定點(diǎn)的切線或切平 面代替曲刃或曲面。面代替曲刃或曲面。 主剖面參考系里的標(biāo)注角度的名稱、符號與定義如主剖面參考系里的標(biāo)注角度的名稱、符號與定義如圖圖1.111.11： 同理，副切削刃及其相關(guān)的前刀面、后刀面在空間同理，副切削刃及其相關(guān)的前刀面、后刀面在空間 的定位也需要四個角度：即副偏角的定位也需要四個角度：即副偏角 r r ，副刃傾角，副刃傾角 ss，副前角，副前角00，副后角，副后角00。它們的定義與主。它們的定義與主 切削刃上的四種角度類似。切削刃上的四種角度類似。 前角0后角0主偏角r刃傾角 s 前角前角0 0：前刀面與基面間的夾角（在：前刀面與

25、基面間的夾角（在 主剖面中測量）。主剖面中測量）。 圖1.11(a) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度 后角后角0 0：后刀面與切削平面間的夾角：后刀面與切削平面間的夾角 （在主剖面中測量）。（在主剖面中測量）。 圖1.11(b) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度 圖1.11(c) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度 kr 主偏角主偏角r r ：基：基 面中測量的主切面中測量的主切 削刃與進(jìn)給運(yùn)動削刃與進(jìn)給運(yùn)動 方向的夾角。方向的夾角。 刃傾角刃傾角 s s：切削平：切削平 面中測量的主切削刃面中測量的主切削刃 與基面間的夾角。與基面間的夾角。 圖1.11(d) 主剖面系標(biāo)注的刀具角度 由于圖由于圖1.111.11所示車刀副

26、切削刃與主切削刃共處在同一前刀面上，所示車刀副切削刃與主切削刃共處在同一前刀面上， 因此，當(dāng)因此，當(dāng)0 0、 s s兩者確定后，前刀面的方位已經(jīng)確定，兩者確定后，前刀面的方位已經(jīng)確定， 0 0、 s s 兩個角度可由兩個角度可由0 0、 s s、 r r、 r r 等角度換算出來，稱為等角度換算出來，稱為 派生角度。派生角度。 由上分析可知，圖由上分析可知，圖1.111.11中外圓車刀有三個刀面，兩個切削刃，中外圓車刀有三個刀面，兩個切削刃， 所需標(biāo)注的獨(dú)立角度只有六個。所需標(biāo)注的獨(dú)立角度只有六個。 此外，根據(jù)分析刀具的需要還要給定幾個派生角度，它們的名此外，根據(jù)分析刀具的需要還要給定幾個派生

27、角度，它們的名 稱與定義如下：稱與定義如下： 楔角楔角0 0 ：主剖面中測量的前、后刀面間夾角。：主剖面中測量的前、后刀面間夾角。 0 09090 （0 0 0 0） （1.61.6） 刀尖角刀尖角rr ：基面中測量的主、副切削刃間夾角。：基面中測量的主、副切削刃間夾角。 r r180 180 （ r r r r ） （1.71.7） 前角、后角、刃傾角正負(fù)的規(guī)定如圖前角、后角、刃傾角正負(fù)的規(guī)定如圖1.121.12所示：在主剖面中，前所示：在主剖面中，前 刀面與基面平行時前角為零，前刀面與切削平面間夾角小于刀面與基面平行時前角為零，前刀面與切削平面間夾角小于90 90 時前時前 角為正、大于角

28、為正、大于90 90 時后角為正，大于時后角為正，大于90 90 時后角為負(fù)，刃傾角的正時后角為負(fù)，刃傾角的正 負(fù)如負(fù)如 圖圖1.12 1.12 所示。所示。 (a) s0 (b) s (c) + s 圖圖1.12 1.12 刃傾角刃傾角 s s的符號的符號 1.1.3 刀具角度的換算 1.1.3.1 主剖面與法剖面內(nèi)的角度換算主剖面與法剖面內(nèi)的角度換算 在刀具設(shè)計、制造、刃磨和檢驗中，常常需要知道主切削刃在法在刀具設(shè)計、制造、刃磨和檢驗中，常常需要知道主切削刃在法 剖面內(nèi)的角度。許多斜角切削刀具，特別是大刃傾角刀具，必須標(biāo)注剖面內(nèi)的角度。許多斜角切削刀具，特別是大刃傾角刀具，必須標(biāo)注 法剖面

29、角度。它們的計算公式如下：法剖面角度。它們的計算公式如下： 在設(shè)計和和制造刀具時，需要對不同參考系內(nèi)的標(biāo)注角度進(jìn)行換在設(shè)計和和制造刀具時，需要對不同參考系內(nèi)的標(biāo)注角度進(jìn)行換 算，也就是主剖面、法剖面、背平面、進(jìn)給剖面之間角度換算。算，也就是主剖面、法剖面、背平面、進(jìn)給剖面之間角度換算。 tann =tan0.coss cotn =cot0.coss 1.1.3.1主剖面與法剖面內(nèi)的角度換算 以前角計算公式為例，公式推導(dǎo)如下：以前角計算公式為例，公式推導(dǎo)如下： Ma ac n tan Ma ab o tan s o n ab ac ab Ma Ma ac cos tan tan son cost

30、antan 1.1.3.2 主剖面與任意剖面的角度換算 求解任意剖面P內(nèi)的前角 ： tan 得 tantan0.sin+tans.cos （1.10） AB BC AB DCBD AB DCEF AB sDCAEtantan 0 s AB DF AB AE tan.tan. 0 當(dāng)0時: tan=tans ，s 當(dāng)90kr時，可得切深前角p: tanp=tan 0.cos krtan s .sin kr （1.11） 當(dāng)180kr時，可得切深前角f: tanf=tan 0.sin krtan s .coskr （1.12） 對式1.10利用微商求極值，可得最大前角g tan g （1.13）

31、或 tan g （1.14） s 2 0 2 tantan pf 22 tantan 1.1.3.2 主剖面與任意剖面的角度換算 最大前角所在剖面同主切削刃在基面上投影之間夾角max 為： tan max （1.15） 同理，可求出任意剖面內(nèi)的后角： 當(dāng)90kr時： 當(dāng)180kr時: s tan tan 0 rsrp kksin.tancos.cotcot 0 (1.17) rsrf kkcos.tansin.cotcot 0 (1.18) 1.1.3.2 主剖面與任意剖面的角度換算 1.1.4 刀具工作角度 (1)(1)橫車橫車 如如( (圖圖1.15)1.15)： 以切斷車刀為例，在不考慮

32、進(jìn)給以切斷車刀為例，在不考慮進(jìn)給 運(yùn)動時，車刀主切削刃選定點(diǎn)相對于運(yùn)動時，車刀主切削刃選定點(diǎn)相對于 工件的運(yùn)動軌跡為一圓周，切削平面工件的運(yùn)動軌跡為一圓周，切削平面P Ps s 為通過切削刃上該點(diǎn)切于圓周的平面，為通過切削刃上該點(diǎn)切于圓周的平面， 基面基面P Pr r的平面，的平面，0 0、0 0為標(biāo)注前角和為標(biāo)注前角和 后角。當(dāng)考慮橫向進(jìn)給運(yùn)動之后，切后角。當(dāng)考慮橫向進(jìn)給運(yùn)動之后，切 削刃選定點(diǎn)相對于工件的運(yùn)動軌跡為削刃選定點(diǎn)相對于工件的運(yùn)動軌跡為 一平面阿基米德螺旋線，切削平面變一平面阿基米德螺旋線，切削平面變 為通過切削刃切于螺旋面的平面為通過切削刃切于螺旋面的平面P Pse se， ，

33、 基面也相應(yīng)傾斜為基面也相應(yīng)傾斜為P Pre re，角度變化值為 ，角度變化值為 。工作主剖面。工作主剖面P P0e 0e仍為平面。此時在 仍為平面。此時在 工作參考系（工作參考系（ P Pre re、 、 P Pse se、 、 P P0e 0e）內(nèi)的 ）內(nèi)的 工作角度工作角度0 e 0 e和 和0e 0e為： 為： 0e 0e 0 0 + +; ; 0e 0e= = 0 0。 1.1.1.4 進(jìn)給運(yùn)動對工作角度的影響進(jìn)給運(yùn)動對工作角度的影響 角稱為合成切削速度角，它是主運(yùn)動方向與合成運(yùn)動切削角稱為合成切削速度角，它是主運(yùn)動方向與合成運(yùn)動切削 速度方向之間的夾角。由速度方向之間的夾角。由角定

34、義可知：角定義可知： tan = (1.19) c f v v d f (1)橫車 式中式中d d為隨著車刀進(jìn)給而不斷為隨著車刀進(jìn)給而不斷 變化著的切削刃選定點(diǎn)處工件的變化著的切削刃選定點(diǎn)處工件的 旋轉(zhuǎn)直徑，旋轉(zhuǎn)直徑，值是隨著切削刃趨值是隨著切削刃趨 近工件中心而增大的；在常用進(jìn)近工件中心而增大的；在常用進(jìn) 給量下當(dāng)切削刃距離工件中心給量下當(dāng)切削刃距離工件中心1mm1mm 時，時，1 14040；再靠近中心，；再靠近中心， 值急劇增大，工作后角變?yōu)樨?fù)值急劇增大，工作后角變?yōu)樨?fù) 值。值。 刀具裝夾位置刀具裝夾位置的影響的影響 （2）縱車 同理，也是由于工作中基面和同理，也是由于工作中基面和 切削

35、平面發(fā)生了變化，形成了一個切削平面發(fā)生了變化，形成了一個 合成切削速度角合成切削速度角，引起了工作角，引起了工作角 度的變化。如圖度的變化。如圖1.161.16所示，假定車所示，假定車 刀刀ss0 0，在不考慮進(jìn)給運(yùn)動時，在不考慮進(jìn)給運(yùn)動時， 切削平面切削平面PsPs垂直于刀桿底面，基面垂直于刀桿底面，基面 PrPr平行于刀桿底面，標(biāo)注角度為平行于刀桿底面，標(biāo)注角度為0 0、 0 0；考慮進(jìn)給運(yùn)動后，工作切削平；考慮進(jìn)給運(yùn)動后，工作切削平 面面P Pse se為切于螺旋面的平面，刀具工 為切于螺旋面的平面，刀具工 作角度的參考系（作角度的參考系（ P Pse se、 、 P Pre re ）傾

36、 ）傾 斜一個角斜一個角，則工作進(jìn)給剖面（仍，則工作進(jìn)給剖面（仍 為原進(jìn)給剖面）內(nèi)的工作角度為：為原進(jìn)給剖面）內(nèi)的工作角度為： fe fe f f + +；fe fe f f 由合成切削速度角由合成切削速度角的定義可知：的定義可知： tan= tan= 式中式中 f f進(jìn)給量進(jìn)給量 dwdw切削刃選定在切削刃選定在A A點(diǎn)時的工件待加工表面直徑。點(diǎn)時的工件待加工表面直徑。 上述角度變化可以換算至主剖面內(nèi)：上述角度變化可以換算至主剖面內(nèi)： tantan0 0tan.sinkrtan.sinkr； 0e 0e 0 00 0 （1.201.20） 由上式可知：由上式可知：值不僅與進(jìn)給量值不僅與進(jìn)給量

37、f f有關(guān)，也同工件直徑有關(guān)，也同工件直徑dwdw有有 關(guān)；關(guān)；dwdw越小，角度變化值越大。越小，角度變化值越大。 w d f （2）縱車 1.1.4.2 刀具安裝對工作角度的影響 （1 1）刀尖安裝對工作角度的影響）刀尖安裝對工作角度的影響 當(dāng)?shù)都獍惭b得高于工件中心當(dāng)?shù)都獍惭b得高于工件中心 線時，工作切削平面將變?yōu)榫€時，工作切削平面將變?yōu)镻 Psese， 工作基面變?yōu)楣ぷ骰孀優(yōu)镻 Prere，工作角度，工作角度pepe增增 大，大，pepe減小。在背平面（減小。在背平面（P PP P仍仍 為標(biāo)注背平面）內(nèi)角度變化值為為標(biāo)注背平面）內(nèi)角度變化值為 p p： tanp （1.21） 式中式中

38、h h刀尖高于工件中心線刀尖高于工件中心線 的數(shù)值（的數(shù)值（mmmm）；）； d dw w工件直徑工件直徑 2 2 2 h d h w 則工作角度為：則工作角度為： pepp 或 pepp （1.22） 上述都是在刀具的背平面（上述都是在刀具的背平面（P Pp pP Pp p）內(nèi)的角度變化，還需要換算）內(nèi)的角度變化，還需要換算 到工作主剖面內(nèi)：到工作主剖面內(nèi)： tan0 （1.23） 或 ； （1.24） r w k h d h cos 2 2 2 000 e 000 aa e （1）刀尖安裝對工作角度的影響 （2）刀桿安裝傾斜對工作角度的影響 車刀刀桿與進(jìn)給方向不垂直時，工作主偏角車刀刀桿與

39、進(jìn)給方向不垂直時，工作主偏角k krere和工作副偏角和工作副偏角kkrere 將發(fā)現(xiàn)將發(fā)現(xiàn) ； （1.251.25） 式中式中GG假定進(jìn)給剖面與工作進(jìn)給剖面之間的夾角，在基面內(nèi)測假定進(jìn)給剖面與工作進(jìn)給剖面之間的夾角，在基面內(nèi)測 量。也就是進(jìn)給運(yùn)動方向的垂線和刀桿中心線間的夾角。量。也就是進(jìn)給運(yùn)動方向的垂線和刀桿中心線間的夾角。 Gkk re 0 Gkk rre 1.1.5 切削層參數(shù)與切削形式 1.1.5.1 切削層 各種切削加工的切削層參數(shù)，可用典型的外圓縱車來說明。如各種切削加工的切削層參數(shù)，可用典型的外圓縱車來說明。如(圖圖 1.19)所示，車刀主切削刃上任意一點(diǎn)相對于工件的運(yùn)動就軌跡

40、是一條所示，車刀主切削刃上任意一點(diǎn)相對于工件的運(yùn)動就軌跡是一條 空間螺旋線。它們的各義及說明如下：空間螺旋線。它們的各義及說明如下： 工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)， 車刀沿工件軸線車刀沿工件軸線 移動一段距離，移動一段距離， 即進(jìn)給量（即進(jìn)給量（f f， mm/rmm/r）。）。 由車刀正在切削由車刀正在切削 著的這一層金屬，著的這一層金屬， 就叫切削層就叫切削層。 在特殊情況下（在特殊情況下（krkr 9090）為矩形。）為矩形。 在外圓縱車時，當(dāng)在外圓縱車時，當(dāng) krkr0 0、ss0 0 時，切削層的表面時，切削層的表面 形狀為一平行四邊形狀為一平行四邊 形。形。 (1) (1) 切削厚度

41、切削厚度 為了簡化計算為了簡化計算工作工作，切削層的表面形狀和尺寸，通常都在垂直于切，切削層的表面形狀和尺寸，通常都在垂直于切 削速度削速度v vc c的基面的基面P Pr r內(nèi)觀察和量度。切削層參數(shù)為：內(nèi)觀察和量度。切削層參數(shù)為： 垂直于加工表面來度量的切削層尺寸（圖垂直于加工表面來度量的切削層尺寸（圖1.191.19），稱為切削厚度，），稱為切削厚度， 以以h hD D表示。在外圓縱車（表示。在外圓縱車（s s0 0）時：）時： hDf.sinkr （1.26） （2 2）切削寬度）切削寬度 沿加工表面度量的切削層尺寸，稱為切削寬度，以沿加工表面度量的切削層尺寸，稱為切削寬度，以bDbD表

42、示。表示。 外圓縱車（當(dāng)外圓縱車（當(dāng)ss0 0 時）時） bD=ap/sinkr （1.27） 可見，在可見，在f f與與apap一定的條件下，主偏角一定的條件下，主偏角krkr越大，切削厚度越大，切削厚度hDhD也就越也就越 大，但切削寬度大，但切削寬度bDbD越小；越??；krkr越小時，越小時，hDhD越小，越小，bDbD越大；當(dāng)越大；當(dāng)krkr9090時，時， hDhDf f。 曲線形主切削刃、切削層各點(diǎn)的切削厚度互不相等。曲線形主切削刃、切削層各點(diǎn)的切削厚度互不相等。 （3 3）切削面積）切削面積 切削層在基面切削層在基面P Pr r的面積，稱為切削面積，以的面積，稱為切削面積，以A

43、AD D表示。其計算公表示。其計算公 式為：式為： A AD D=h=hD D.b.bD D （1.281.28） 對于車削來說，不論切削刃形狀如何，切削面積均為：對于車削來說，不論切削刃形狀如何，切削面積均為： A AD Dh hD D.b.bD D=f.a=f.ap p （1.291.29） 上面所計算的均為名義切削面積。實際切削面積等于名義切削上面所計算的均為名義切削面積。實際切削面積等于名義切削 面積減去殘留面積。面積減去殘留面積。 殘留面積是指刀具副偏角殘留面積是指刀具副偏角 kkr r00時，刀具經(jīng)過切削后，殘時，刀具經(jīng)過切削后，殘 留在已加工表面上的不平部分留在已加工表面上的不平

44、部分 （ABEABE）的剖面面積。）的剖面面積。 1.1.5.2 切削形式 （1 1）正切削與斜切削）正切削與斜切削 切削刃垂直于合成切削方式稱為正切削或直角切削。如果切削刃不切削刃垂直于合成切削方式稱為正切削或直角切削。如果切削刃不 垂直于切削方向則稱為斜切削或斜角切削。圖垂直于切削方向則稱為斜切削或斜角切削。圖1.231.23所示為刨削時的正切所示為刨削時的正切 削和斜切削。削和斜切削。 圖1.23 正切削與斜切削 （a）（b） （2）自由切削與非自由切削）自由切削與非自由切削 只有直線形主切削刃參加切削工作，而副切削刃不參加切削工只有直線形主切削刃參加切削工作，而副切削刃不參加切削工 作

45、，稱為作，稱為自由切削。自由切削。 曲線主切削刃或主、副切削刃都參加切削者，稱為曲線主切削刃或主、副切削刃都參加切削者，稱為非自由切削非自由切削。 這是根據(jù)切削變形是二維問題或三維問題進(jìn)行區(qū)分的。為了簡化研這是根據(jù)切削變形是二維問題或三維問題進(jìn)行區(qū)分的。為了簡化研 究工作，通常采用自由切削變形區(qū)和觀察和研究。究工作，通常采用自由切削變形區(qū)和觀察和研究。 1.2 刀具材料 1.2.1 刀具材料應(yīng)具備的性能 1.2.2 常用的刀具材料 1.2.3 其它刀具材料 在切削過程中，刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面，刀在切削過程中，刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面，刀 具材料對金屬切削的生

46、產(chǎn)率、成本、質(zhì)量有很大的影響，因此要重視刀具材料對金屬切削的生產(chǎn)率、成本、質(zhì)量有很大的影響，因此要重視刀 具材料的正確選擇與合理使用。具材料的正確選擇與合理使用。 1.2.1 刀具材料應(yīng)具備的性能 作為刀具材料應(yīng)滿足以下基本要求：作為刀具材料應(yīng)滿足以下基本要求： （1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性 刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62HRC62以上。耐磨性表以上。耐磨性表 示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)、數(shù)量、大小和分布。示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)、數(shù)量、大小和分布。 （2 2）足夠的強(qiáng)度和韌性）足夠的強(qiáng)度和韌性 為了

47、承受切削中的壓力沖擊和振動，避免崩刃和折斷，刀具材料應(yīng)為了承受切削中的壓力沖擊和振動，避免崩刃和折斷，刀具材料應(yīng) 該具有足夠的強(qiáng)度和韌性。一般強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度來表示，韌性用沖擊值該具有足夠的強(qiáng)度和韌性。一般強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度來表示，韌性用沖擊值 表示。表示。 （3 3）高的耐熱性）高的耐熱性 刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。 （4 4）良好的工藝性）良好的工藝性 為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，如切削加工性、為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，如切削加工性、 鑄造性、鍛造性、熱處理性等。鑄造性、鍛造性、熱處理

48、性等。 （5 5）良好的經(jīng)濟(jì)性）良好的經(jīng)濟(jì)性 1.2.2 常用的刀具材料 目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。 炭素工具鋼（如炭素工具鋼（如T10AT10A、T12AT12A）、工具鋼（如）、工具鋼（如9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn）因）因 耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。 1.2.2.1 1.2.2.1 高速鋼高速鋼 是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具 鋼。有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌

49、性、硬度和耐磨性；其鋼。有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；其 制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對于一些形制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對于一些形 狀復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要，狀復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要， 是制造這些刀具的主要材料。是制造這些刀具的主要材料。 高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼；按制造工高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼；按制造工 藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。 各類高速鋼刀具 （1）通用 型高速鋼 鎢鋼鎢鋼 典型牌號為典

50、型牌號為W18Cr4VW18Cr4V（簡稱（簡稱W18W18）。含）。含W18W18、Cr4%Cr4%、 V1V1。有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。淬火時過熱傾。有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。淬火時過熱傾 向小；磨加工性好；碳化物含量高，塑性變形抗力大；但碳化物分向小；磨加工性好；碳化物含量高，塑性變形抗力大；但碳化物分 布不均勻，影響薄刃刀具或小截面刀具的耐用度布不均勻，影響薄刃刀具或小截面刀具的耐用度; ;強(qiáng)度和韌性顯得不強(qiáng)度和韌性顯得不 夠；熱塑性差，很難用作熱成形方法制造的刀具（如熱軋鉆頭）。夠；熱塑性差，很難用作熱成形方法制造的刀具（如熱軋鉆頭）。 鎢鉬鋼鎢鉬鋼 將

51、鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。典型牌號為將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。典型牌號為 W6MoCr4V2 W6MoCr4V2 （簡稱（簡稱M2M2）具有良好的機(jī)械性能，可做尺寸較小、承受）具有良好的機(jī)械性能，可做尺寸較小、承受 沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨 加工性也好，目前各國廣為應(yīng)用。加工性也好，目前各國廣為應(yīng)用。 是在通用高速鋼的基礎(chǔ)上再增加一些含碳量、含釩量及添是在通用高速鋼的基礎(chǔ)上再增加一些含碳量、含釩量及添 加鈷、鋁等元素。按其耐熱性，又稱為高熱穩(wěn)定性高速鋼。具加鈷、鋁等元素。按其耐熱性，又稱為高熱

52、穩(wěn)定性高速鋼。具 有更好的切削性能，耐用度較通用型高速鋼高有更好的切削性能，耐用度較通用型高速鋼高1.31.33 3倍。適合倍。適合 于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。 典型牌號有：典型牌號有： 高碳高速鋼高碳高速鋼 9W18Cr4V9W18Cr4V， 高釩高速鋼高釩高速鋼 W6MoCr4V3W6MoCr4V3、 鈷高速鋼鈷高速鋼 W6MoCr4V2Co8W6MoCr4V2Co8、 超硬高速鋼超硬高速鋼 W2Mo9Cr4Co8W2Mo9Cr4Co8等。等。 （2）高性能高速鋼 （3）粉末冶金高速鋼 用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼水

53、，直接得到用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼水，直接得到 細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛 壓成材或刀具形狀具有良好的機(jī)械性能。其強(qiáng)度和韌性壓成材或刀具形狀具有良好的機(jī)械性能。其強(qiáng)度和韌性 分別是熔煉高速鋼的分別是熔煉高速鋼的2 2倍和倍和2.52.53 3倍；磨加工性能好；物倍；磨加工性能好；物 理機(jī)械性能高度各向同性，淬火變形??；耐磨性能提高理機(jī)械性能高度各向同性，淬火變形??；耐磨性能提高 20203030，適合制造切削難加工材料的刀具，大尺寸，適合制造切削難加工材料的刀具，大尺寸 刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具、磨加工量大的

54、復(fù)刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具、磨加工量大的復(fù) 雜刀具、高壓動載荷下使用的刀具等。雜刀具、高壓動載荷下使用的刀具等。 由難熔金屬化合物（如由難熔金屬化合物（如WCWC、TiCTiC）和金屬粘結(jié)劑（）和金屬粘結(jié)劑（CoCo）經(jīng)粉末冶）經(jīng)粉末冶 金法制成。金法制成。 因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金 屬碳化物，硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá)屬碳化物，硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá) HRA89HRA899393，在，在8008001000 1000 C C還能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼高幾還

55、能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼高幾 十倍。當(dāng)耐用度相同時，切削速度可提高十倍。當(dāng)耐用度相同時，切削速度可提高4 41010倍。倍。 唯抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時不能承受大的振唯抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時不能承受大的振 動和沖擊負(fù)荷。動和沖擊負(fù)荷。 碳化物含量較高時，硬度高，但抗彎強(qiáng)度低；粘結(jié)劑含量較高碳化物含量較高時，硬度高，但抗彎強(qiáng)度低；粘結(jié)劑含量較高 時，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低。時，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低。 硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占5050）。）。 如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。它

56、還可如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。它還可 用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。 1.2.2.2 硬質(zhì)合金 各類硬質(zhì)合金鋼刀具 （1 1）YGYG（K K）類，即）類，即WCWCCoCo類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 由由WCWC和和CoCo組成。牌號有組成。牌號有YG6YG6、YG8YG8、YG3XYG3X、YG6XYG6X，含鈷量分別為，含鈷量分別為 6 6、8 8、3 3、6 6，組織結(jié)構(gòu)有粗晶粒、中晶粒、細(xì)晶粒之分。，組織結(jié)構(gòu)有粗晶粒、中晶粒、細(xì)晶粒之分。 一般（一般（YG6YG6、YG8YG8）為中晶粒組織，細(xì)晶粒硬質(zhì)合金

57、（如）為中晶粒組織，細(xì)晶粒硬質(zhì)合金（如YG3XYG3X、YG6XYG6X） 在含鈷量相同時比中晶粒的硬度、耐磨性要高些，但抗彎強(qiáng)度、韌在含鈷量相同時比中晶粒的硬度、耐磨性要高些，但抗彎強(qiáng)度、韌 性則低些。此類合金韌性、磨削性、導(dǎo)熱性較好，較適于加工產(chǎn)生性則低些。此類合金韌性、磨削性、導(dǎo)熱性較好，較適于加工產(chǎn)生 崩碎切屑、有沖擊切削力作用在刃口附近的脆性材料，如鑄鐵、有崩碎切屑、有沖擊切削力作用在刃口附近的脆性材料，如鑄鐵、有 色金屬及其合金以及導(dǎo)熱系數(shù)低的不銹鋼和對刃口韌性要求高（如色金屬及其合金以及導(dǎo)熱系數(shù)低的不銹鋼和對刃口韌性要求高（如 端銑）的鋼料等。端銑）的鋼料等。 ISO將切削用的硬

58、質(zhì)合金分為三類： （2）YT(P)類，即 WCTiCCo類硬質(zhì)合金 硬質(zhì)點(diǎn)相除硬質(zhì)點(diǎn)相除WCWC外，還含有外，還含有5 53030的的TiCTiC。牌號有。牌號有YT5YT5、YT14YT14、 YT15YT15、YT30YT30、TiCTiC的含量分別為的含量分別為5 5、1414、1515、3030，相應(yīng)的鈷含，相應(yīng)的鈷含 量為量為1010、8 8、6 6、4 4，TiCTiC含量提高，含量提高，CoCo含量降低，硬度和耐磨含量降低，硬度和耐磨 性提高，但是沖擊韌性顯著降低。性提高，但是沖擊韌性顯著降低。 此類合金有較高的硬度和耐磨性，抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力此類合金有較高的硬度和耐磨性

59、，抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力 好；但抗彎強(qiáng)度、磨削性能和導(dǎo)熱系數(shù)下降，低溫脆性大，韌性差。好；但抗彎強(qiáng)度、磨削性能和導(dǎo)熱系數(shù)下降，低溫脆性大，韌性差。 適于高速切削鋼料。適于高速切削鋼料。 含鈷量增加，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性提高，適于粗加工，含鈷減少，含鈷量增加，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性提高，適于粗加工，含鈷減少， 硬度、耐磨性及耐熱性增加，適于精加工。硬度、耐磨性及耐熱性增加，適于精加工。 應(yīng)注意，合金不適合加工不銹鋼和鈦合金。因應(yīng)注意，合金不適合加工不銹鋼和鈦合金。因YTYT中的鈦元素之間中的鈦元素之間 的親合力會產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象，在高溫切削及摩擦系數(shù)大的情況下的親合力會產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象，在高溫

60、切削及摩擦系數(shù)大的情況下 會加劇刀具磨損。會加劇刀具磨損。 （3）YW（M）類，即 WCTiCTaCCo類硬質(zhì)合金 在在YTYT類中加入類中加入TaCTaC（NbCNbC）可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌）可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌 性、高溫硬度、強(qiáng)度和抗氧能力、耐磨性等。既可用于加工鑄鐵，也性、高溫硬度、強(qiáng)度和抗氧能力、耐磨性等。既可用于加工鑄鐵，也 可加工鋼，因而又有通用硬質(zhì)合金之稱。常用的牌號為可加工鋼，因而又有通用硬質(zhì)合金之稱。常用的牌號為YW1YW1和和YW2YW2。 以上三類的主要成分均為以上三類的主要成分均為WCWC，所以又稱為，所以又稱為WCWC基硬質(zhì)合金。基硬質(zhì)合金