高速切削-課件 (12)

1、第四章第四章 金屬切削刀具金屬切削刀具Cutting tools第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述本節(jié)內容本節(jié)內容一一 切削運動與切削要素切削運動與切削要素二二 刀具切削部分的幾何參數(shù)刀具切削部分的幾何參數(shù)三三 金屬切削基本理論金屬切削基本理論四四 刀具分類刀具分類五五 刀具材料刀具材料六六 刀具發(fā)展刀具發(fā)展利用刀具切除被加工零件多余的材利用刀具切除被加工零件多余的材料料，形成已加工表面，形成已加工表面 金屬切削加工的目的金屬切削加工的目的 使被加工零件的尺寸精度、使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量達到設計與使用要求形狀和位置精度、表面質量達到設計與使用要求 兩個基本條件兩個基本條件 切削

2、運動切削運動 刀具刀具 是機械制造工業(yè)中最基本的加工方法，在國民經濟中是機械制造工業(yè)中最基本的加工方法，在國民經濟中占有重要地位。占有重要地位。 工業(yè)革命前：生產加工是低效的手工勞作方式工業(yè)革命前：生產加工是低效的手工勞作方式 1785 1785 瓦特瓦特 蒸汽機在紡織工廠使用，機器代蒸汽機在紡織工廠使用，機器代替手工勞動的序幕，機械化生產的基礎，機器替手工勞動的序幕，機械化生產的基礎，機器生產機器生產機器 1797 1797 發(fā)明第一臺滑動刀架車床發(fā)明第一臺滑動刀架車床 1873 1873 第一臺凸輪控制的自動車床第一臺凸輪控制的自動車床 1910-1920 1910-1920 福特汽車公司

3、，泰勒按節(jié)拍生產的理論，福特汽車公司，泰勒按節(jié)拍生產的理論，首先建立了流水線生產方式，創(chuàng)造了平均每分鐘生產一首先建立了流水線生產方式，創(chuàng)造了平均每分鐘生產一輛輛T T型車的記錄。型車的記錄。 1952 1952 美國首先研制成功數(shù)控（美國首先研制成功數(shù)控（Numerical Control NCNumerical Control NC）機床及自動編程，機床及自動編程，CAMCAM的開端的開端 1953 1953 同一臺機床上通過自動換刀實現(xiàn)銑、鉆、鏜、锪，同一臺機床上通過自動換刀實現(xiàn)銑、鉆、鏜、锪，鉸、磨及攻絲等多種工藝的數(shù)控加工中心鉸、磨及攻絲等多種工藝的數(shù)控加工中心 （Machining

4、CenterMachining Center）MITMIT美國麻省理工學院美國麻省理工學院 19621962 美國第一臺工業(yè)機器人，（美國第一臺工業(yè)機器人，（Industrial RobotIndustrial Robot） 1967 1967 英、美英、美FMS(Flexible Manufacturing FMS(Flexible Manufacturing system)system)柔性制造系統(tǒng)，解決十批量，離散形生柔性制造系統(tǒng)，解決十批量，離散形生產自動化。產自動化。 6060年代末年代末CAPPCAPP（Computer-Aided Process Plann-Computer-A

5、ided Process Plann-inging）計算機進行加工工藝路線和工序內容的設計及機）計算機進行加工工藝路線和工序內容的設計及機床切削用量、時間定額等的選擇與制定床切削用量、時間定額等的選擇與制定 19541954 美國通用電器公司（美國通用電器公司（GEGE）首次用計算機計）首次用計算機計算職工工資算職工工資 19611961：物料需求計劃：物料需求計劃：MRPI MRPI Material Requirements Planning Material Requirements Planning 19791979：制造資源計劃：制造資源計劃：MRPII MRPII Manufact

6、uring Resources planning Manufacturing Resources planning 管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng) MIS MIS Management Information System Management Information System 目前目前 PDM PDM 生產數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)生產數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)機床上（機床上（5%）運送和等待時間運送和等待時間95%切削切削 30%裝卸、測量、裝卸、測量、等待等待 70%由此看出機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢由此看出機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢 Computer Integrated Manufacturing System 計算機集成制

7、造系統(tǒng)：以制造技術，計計算機集成制造系統(tǒng)：以制造技術，計算機技術，柔性制造技術，自動化技術和算機技術，柔性制造技術，自動化技術和現(xiàn)代管理科學為基礎，將制造業(yè)，工廠經現(xiàn)代管理科學為基礎，將制造業(yè)，工廠經營活動所需的各種自動化系統(tǒng)，通過新的營活動所需的各種自動化系統(tǒng)，通過新的生產管理模式，工藝理論和計算機網絡有生產管理模式，工藝理論和計算機網絡有機地集成，使任何復雜的產品從設計到加機地集成，使任何復雜的產品從設計到加工以及管理的工作量減少到最低限量。工以及管理的工作量減少到最低限量。： 公元前公元前20002000多年多年 青銅器時代青銅器時代 青青銅刀，鋸銼，磨石銅刀，鋸銼，磨石 春秋中晚期春秋

8、中晚期 考工記考工記金工知識金工知識 唐代唐代 原始的車床原始的車床 1668 1668 1915 1915 第一臺國產車床第一臺國產車床 1947 1947 2 0 0 0 02 0 0 0 0 多 臺多 臺 碳 素 工 具 鋼 刀 具碳 素 工 具 鋼 刀 具 V=10m/minV=10m/min直徑2丈（6.7米），加工天文儀器上的銅環(huán) ，或磨石 切削方式的發(fā)展離不開刀具材料，切削方式的發(fā)展離不開刀具材料，刀具結構的發(fā)展刀具結構的發(fā)展刀具材料：高速鋼刀具材料：高速鋼硬質合金硬質合金陶陶瓷瓷超硬材料超硬材料刀具結構：整體式，焊接式，機類刀具結構：整體式，焊接式，機類式，可轉位式式，可轉位式

9、超聲波加工超聲波加工振動切削振動切削特種加工：電火花加工（電脈沖） 電解光加工 激光加工金屬切削原理與刀具是研究金屬切金屬切削原理與刀具是研究金屬切削過程基本規(guī)律與刀具設計、使用削過程基本規(guī)律與刀具設計、使用的一門科學，是機械制造專業(yè)的重的一門科學，是機械制造專業(yè)的重要課程。要課程。其中切削原理又是本課及其它專業(yè)其中切削原理又是本課及其它專業(yè)課的基礎。課的基礎。刀具材料的性能選用；刀具材料的性能選用；刀具切削部分幾何參數(shù)；刀具切削部分幾何參數(shù)；切削過程現(xiàn)象與變化規(guī)律；切削過程現(xiàn)象與變化規(guī)律；被切削材料的加工性；被切削材料的加工性；提高加工表面質量與經濟效益的方法提高加工表面質量與經濟效益的方法

10、鉆削、銑削、磨削過程特點等。鉆削、銑削、磨削過程特點等。1 1、幾何問題、幾何問題刀具幾何角度、參刀具幾何角度、參數(shù)及其相互關系。數(shù)及其相互關系。2、規(guī)律問題、規(guī)律問題切削變形、切削力、切削變形、切削力、切削溫度、切削溫度、刀削溫度、刀具磨損等規(guī)刀削溫度、刀具磨損等規(guī)律。律。這些內容又可以歸納為這些內容又可以歸納為兩個方面的問題兩個方面的問題： 認識金屬切削過程的一般現(xiàn)象及基本規(guī)認識金屬切削過程的一般現(xiàn)象及基本規(guī)律，能按具體加工條件選擇合理的刀具律，能按具體加工條件選擇合理的刀具材料、切削部分幾何參數(shù)及切削用量，材料、切削部分幾何參數(shù)及切削用量，計算切削力和功率，并能運用所學知識計算切削力和功

11、率，并能運用所學知識分析及解決生產中的一些問題。分析及解決生產中的一些問題。達到的要求：達到的要求： 金屬切削刀具是切削加工中重要工具，影金屬切削刀具是切削加工中重要工具，影響生產率、加工質量與成本。響生產率、加工質量與成本。 刀具變化靈活、改革簡便、收效顯著。刀具變化靈活、改革簡便、收效顯著。 正確設計刀具，合理使用刀具，改進刀具正確設計刀具，合理使用刀具，改進刀具 了解一些常用的標準通用刀具、標準專了解一些常用的標準通用刀具、標準專用刀具的類型，結構特點，工作原理，用刀具的類型，結構特點，工作原理，應用范圍和如何正確的使用。應用范圍和如何正確的使用。 初步掌握一些常用刀專用刀具的設計計初步

12、掌握一些常用刀專用刀具的設計計算方法算方法 常用加工手段（方法）的特點常用加工手段（方法）的特點刀具種類繁多，例如有單刃刀具，多刃刀具，成形刀具；有整體高速刀具，鑲片硬質合金刀具、機夾、可轉位式刀具等。在各種類型的刀具中，又可分為如下兩類，對它們的教學方法也有所不同。 指專業(yè)工廠按國際或部標生產的刀具。 如可轉位車刀、麻花鉆、鉸、銑刀、絲錐、板牙、插齒刀、齒輪滾刀等。 重點掌握結構，工作原理，選擇與使用方法。 了解機夾、可轉位車、銑刀結構分析，刀片槽型的選擇，以及麻花鉆的修磨與群鉆，為使用面廣的通用刀具打下初步基礎。 指需專門設計制造的刀具 如成形車刀與銑刀、拉刀、蝸輪滾刀等。 主要了解其設計

13、原理與計算方法 金屬切削原理與刀具是與生產實踐緊密聯(lián)系的，涉及知識面較廣掌握基本理論 熟悉有關手冊、樣本，特別要重視生產實際，參加生產勞動與工作實踐理論聯(lián)系實際，逐步提高解決實際問題的工作能力一一 切削運動與切削要素切削運動與切削要素（一）切削運動（一）切削運動1.主運動主運動 刀具與工件之間主要的相對運動刀具與工件之間主要的相對運動 使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件材料使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件材料 使被切削層轉變?yōu)榍行?，從而形成工件的新表面。使被切削層轉變?yōu)榍行?，從而形成工件的新表面?切削運動中，主運動速度最高，消耗功率最大切削運動中，主運動速度最高，消耗功率最大 主運

14、動方向主運動方向切削刃上選定點相對于工件的瞬時主切削刃上選定點相對于工件的瞬時主運動方向運動方向 切削速度切削速度vc切削刃上選定點相對于工件的主運動切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度的瞬時速度2進給運動進給運動 刀具與工件之間附加的相對運動刀具與工件之間附加的相對運動 配合主運動依次地或連續(xù)不斷地切除切屑配合主運動依次地或連續(xù)不斷地切除切屑 可由刀具完成可由刀具完成車削、工件完成車削、工件完成銑削銑削 可以是間歇的可以是間歇的刨削、連續(xù)的刨削、連續(xù)的車削車削 進給運動方向進給運動方向切削刃上選定點相對于工件的切削刃上選定點相對于工件的瞬時進給方向。瞬時進給方向。 進給速度進給速度vf

15、切削刃上選定點相對于工件的進切削刃上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度給運動的瞬時速度主運動主運動刨刀的直線運動刨刀的直線運動 進給運動進給運動工件移動工件移動 進給運動進給運動車刀軸向運動車刀軸向運動主運動主運動砂輪旋轉砂輪旋轉 進給運動進給運動工件轉動，砂輪軸向移動工件轉動，砂輪軸向移動主運動主運動銑刀旋轉銑刀旋轉 進給運動進給運動工件移動工件移動主運動主運動刀具旋轉（繞工件軸線）刀具旋轉（繞工件軸線） 進給運動進給運動刀具徑向移動刀具徑向移動3合成切削運動合成切削運動 主運動和進給運動合成的運動稱主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動。為合成切削運動。（二）、切削加工過程中的工件表

16、面（二）、切削加工過程中的工件表面 車削加工是一種最常見的、典型的車削加工是一種最常見的、典型的切削加工方法切削加工方法 以它為例，車削加工過程中工件上以它為例，車削加工過程中工件上有三個不斷變化著的表面。有三個不斷變化著的表面。 (1)待加工表面待加工表面工件上工件上有待切除的表面有待切除的表面 (2)已加工表面已加工表面經刀具經刀具切削后產生的新表面切削后產生的新表面 (3)過渡表面過渡表面(或稱切削表或稱切削表面面) 切削刃正在切削切削刃正在切削的表面的表面 它是待加工表面和已加工它是待加工表面和已加工表面之間的過渡表面表面之間的過渡表面（三）、切削要素（三）、切削要素 切削過程的切削用

17、量要素和在切削過切削過程的切削用量要素和在切削過程中由余量變成切屑的切削層參數(shù)。程中由余量變成切屑的切削層參數(shù)。1.切削用量要素切削用量要素背吃刀量背吃刀量 m/min 指主運動的線速度，以車削為例：指主運動的線速度，以車削為例： n工件或刀具的轉速，n為rmin d工件或刀具觀察點的旋轉直徑，d為mm 一般取dw1000ndwVC（m/min) 指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量 主運動是回轉運動時，進給量指工件或刀具每回轉一周，主運動是回轉運動時，進給量指工件或刀具每回轉一周，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm

18、mmr r 當主運動是直線運動時，進給量指刀具或工件每往復直當主運動是直線運動時，進給量指刀具或工件每往復直線運動一次，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為線運動一次，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mmmm雙行程或雙行程或mmmm單行程單行程 對于多齒的旋轉刀具對于多齒的旋轉刀具( (如銑刀、切齒刀如銑刀、切齒刀) )，常用每齒進給，常用每齒進給量量fzfz，單位為，單位為mmmmz z或或mmmm齒，它與進給量齒，它與進給量f f的關系為的關系為 f=zff=zfz z 進給量是進給運動的單位量。車削時進給量f是取工件每旋轉一周的時間內，工件與刀具相對位移量fnVf（mm/min)vf進給

19、運動速度多齒刀具有每齒進給量背吃刀量ap工件待加工表面與加工表面之間的垂直距離在通過切削刃基點并垂直于工作平面方向上測 量的吃刀量一般稱為切削深度，單位為mm；dw待加工表面直徑 dm已加工表面直徑2dmdwap apVfAlmt fapVQCZ1000（mm3/min）2切削層參數(shù)切削層參數(shù) 切削層是指工件上正被刀具切削刃切切削層是指工件上正被刀具切削刃切削著的一層金屬削著的一層金屬 切削層參數(shù)切削層參數(shù)基面中測量的切削層基面中測量的切削層長度、寬度和面積。長度、寬度和面積。 它們與切削用量它們與切削用量f、ap 有關有關 (1)切削層公稱厚度切削層公稱厚度hD垂直于正在加垂直于正在加工的表

20、面工的表面(過渡表面過渡表面)度量的切削層參數(shù)。度量的切削層參數(shù)。 (2)切削層公稱寬度切削層公稱寬度bD平行于正在加平行于正在加工的表面工的表面(過渡表面過渡表面)度量的切削層參數(shù)。度量的切削層參數(shù)。 (3)切削層公稱橫截面積切削層公稱橫截面積A D在切削在切削層參數(shù)平面內度量的橫截面積。層參數(shù)平面內度量的橫截面積。二、刀具切削部分的幾何參數(shù)二、刀具切削部分的幾何參數(shù)(一)刀具的部分刀面刀面刀頭刀頭-切削部分切削部分 刀刃刀刃刀尖刀尖刀桿刀桿-用于裝夾用于裝夾1.1.前刀面Ar 切屑流出時經過的刀面切屑流出時經過的刀面后刀面Aa 與加工表面相對的刀面與加工表面相對的刀面副后刀面Aa 與已加工

21、表面相對與已加工表面相對的的刀面刀面2。切削刃。切削刃主切削刃主切削刃S ArS Ar與與AaAa的交線的交線副切削刃副切削刃S ArS Ar與與AaAa的交線的交線3 刀尖刀尖 主、副切削刃匯交的一小段切削刃稱刀尖實際使用的刀具切削部分放大形狀（二）、刀具角度標注坐標系-靜態(tài)參考系-刀具角度它是刀具設計計算、繪圖標注、刃磨測量角度時基準。工作坐標系-動態(tài)參考系-工作角度它是確定刀具切削運動中角度的基準。1。主剖面標注系坐標平面 刀具是以刀具結構為基礎，以刀具的安裝定位面及假定的切削運動方向建立起來的。1.基面Pr 刃磨測量的定位基準 通過切削刃某選定點，平行于車刀底面的平面?；驗橥ㄟ^切削刃某

22、選定點，包含刀具軸線的平面。2.切削平面PS 通過切削刃某選定點，與切削刃相切，且垂直于基面的平面。3.主剖面PO 主剖面是通過切削刃某選定點，同時垂直于基面與切削平面的平面。四個四個 主偏角主偏角 ：基面中測量的主切削刃：基面中測量的主切削刃與進給運動方向間夾角。與進給運動方向間夾角。 刃傾角刃傾角 ：切削平面中測量的切削切削平面中測量的切削刃與基面間刃與基面間夾角。夾角。 前角前角 ：主剖面中測量的前主剖面中測量的前刀面與刀面與切削平面間的夾角。切削平面間的夾角。 后角后角 ：主剖面中測量的后刀面與：主剖面中測量的后刀面與切削平面間的夾角。切削平面間的夾角。s三個刀面、兩條刀刃、六個獨立角

23、度副偏角 、副刃后角派生角度：由以上角度推算副刃傾角 ，副刃前角楔角刀尖角)(90) (180 s三三 金屬切削基本理論金屬切削基本理論金屬切削過程是指：通過切削運動，金屬切削過程是指：通過切削運動，使刀具從工件上切下多余的金屬層，使刀具從工件上切下多余的金屬層，形成切屑和已加工表面的過程。形成切屑和已加工表面的過程。在這過程中產生一系列現(xiàn)象，如形在這過程中產生一系列現(xiàn)象，如形成切屑、切削力、切削熱與切削溫成切屑、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等度、刀具磨損等 本節(jié)主要研究各種現(xiàn)象的成因、作用和變化規(guī)律。 掌握這些規(guī)律，對于合理使用與設計刀具、夾具和機床，保證切削加工質量、減少能量消耗、提

24、高生產率和生產技術發(fā)展等方面起著重要作用 切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損（一）切削變形u 金屬切削過程與金屬受壓縮（拉伸）過程比較：塑性金屬受壓縮時，隨著外力增加，金屬先后產生彈性變形、塑性變性，并使金屬晶格產生滑移，而后斷裂。（實質）u以直角自由切削為例，如果忽略了摩擦、溫度和應變速度的影響，金屬切削過程如同壓縮過程，切削層受刀具擠壓后產生了塑性變性。第變形區(qū) 近切削刃處切削層內產生的塑性變形區(qū)；第變形區(qū) 與前刀面接觸的切屑底層內產生的變形區(qū)；第變形區(qū) 近切削刃處已加工表層內產生的變形區(qū)。（二）、切屑的形成過程中變形特點1。切屑的形成過程 切削層受刀具的作用，經過第變形區(qū)的塑性變形后形

25、成了切屑。 切削層在法向力Fn和摩擦力Ff組成的合力Fr作用下，使近切削刃處的金屬產生彈性變形、塑性變形，在這同時金屬晶格產生滑移。（剪應力達到屈服強度）AC是始滑移面AE是終滑移面AC、AE之間為第變形區(qū)。AB面稱為剪切面或滑移面。剪切面AB作用力Fr之間的夾角約為400500。剪切角 ：AB與V之間的夾角。作用角 ：Fr與V之間的夾角。第變形區(qū)就是形成切屑的變形區(qū)。相距約為0.020.2mm2。切屑的類型 根據(jù)切削層變形特點和變形后形成切屑的外形不同，通常將切屑分為以下四類： （1）、帶狀切屑 外形連續(xù)不斷呈帶狀。切削塑性金屬材料，例如碳素鋼、合金鋼、銅和鋁合金時常出現(xiàn)這類切屑。 （2）、

26、節(jié)狀切屑 外形也呈帶狀，但在切屑上與前刀接觸的一面較光潔，其背面局部開裂成節(jié)狀。切削黃銅或低速、較大走刀切鋼易得到這類切屑。帶狀切屑單元切屑節(jié)狀切屑崩碎切屑切切 削削 形形 狀狀（3）、粒狀切屑 切下切屑斷裂成均勻的顆粒狀。切削鉛或用很低速度、大走刀切削鋼可得到這類切屑。 （4）、崩碎切屑 在切削脆性金屬時，例如鑄鐵、黃銅等材料，得到的是呈不規(guī)則的細粒狀切屑。（三）、已加工表面類形和加工硬化1。已加工表面變形 由于刃口圓弧的擠壓和摩擦作用，使刃口前方切削層內出現(xiàn)了復雜的塑性變形區(qū)域，并在近刃口的已加工表面金屬層內形成了第變形區(qū)。A點 為分流點AC段切削的金屬層ac被擠壓后留在加工表面上CE段后

27、刀面上小棱面的摩擦作用EF段彈性復原層h引起的接觸面上的擠壓與摩擦2。加工硬化 加工硬化亦稱冷硬，它是在已加工表面嚴重變形層內，金屬晶格伸長、擠緊、扭曲甚至碎裂而使表面層組織硬度增高的現(xiàn)象。 后果： 在硬化層的表面上會出現(xiàn)細微的裂紋、并在表層內產生殘余應力。因此，硬化降低了加工表面質量和材料的疲勞強度，增加下道工序加工困難，加速刀具磨損。在切削時應設法避免或減輕硬化現(xiàn)象。減輕硬化程度的措施 提高刀具刃磨質量，減小刃圓孤半徑；提高刀具刃磨質量，減小刃圓孤半徑； 增大前，減小切削變形；增大前，減小切削變形； 增大后角，減少摩擦；增大后角，減少摩擦； 提高切削速度提高切削速度，使表層來不及硬化；，使

28、表層來不及硬化； 不采用很小的進給量不采用很小的進給量f，以減小擠壓作，以減小擠壓作用。用。（四）影響切削變形的方法 研究切削變形的方法 影響切削變形的因素 切削變形大小對于積屑瘤、加工硬化、切削力、切削溫度和加工表面質量起著重要影響。改變加工條件，促使剪切角增大、摩擦系數(shù)減小，就能使切削變形減小 前角：增大前角o，使剪切角增大，變形系數(shù)減小，因此，切削變形減小 工件材料：材料的強度、硬度提高，正壓力Fn增大，平均正壓力增大，因此，摩擦系數(shù)下降，剪切角增大，切削變形減小。塑性較高的材料，則變形較大。進給量 切削速度：中低速時，積屑瘤影響較大，積屑瘤高度越高，刀具實際前角增大，使剪切角增大，故變

29、形系數(shù)減小。高速時，積屑瘤逐漸消失，刀具實際前角減小，使減小。增大 進給量f增大，切削厚度ac增加，平均正應力afav增大，正壓力Fn增大，因此摩擦系數(shù)下降、剪切角。致使變形系數(shù)減小。 切削厚度ac增加，切屑中平均變形減??；反之，薄切屑的變形量大（五）切削力 切削過程中作用在刀具與工件上的力稱為切削力。本節(jié)主要研究切削力的計算及變化規(guī)律1、切削力的來源、合力及其分力 切削時作用在刀具上的力，由下列兩個方面組成。（1）三個變形區(qū)內產生的彈性變形抗力和塑性變形抗力；（2）切屑、工件與刀具間的摩擦力。 為了便于分析切削力的作用和測量、計算切削力的大小，通常將合力Fr在主運動速度方向、切深方向和進給方

30、向作的直角坐標軸z、y、x上分解成三個分力，它們是： （1）主切削力Fz 主運動切削速度方向的分力；也稱切向力。 它消耗了切削總功率的95左右，它是設計與使用刀具的主要依據(jù)，并用于驗算機床、夾具主要零、部件的強度和剛性以及確定機床電動機功率。 （2）切深抗力Fy 切深方向的分力；也稱徑向力、吃刀力。不消耗功率，但在機床一工件夾角刀具工藝系統(tǒng)剛性不足時，是造成振動的主要因素。 （3）進給抗力Fx 進給方向的分力。 也稱軸向力、走刀力。 消耗了總功率5左右，它是驗算機床進給系統(tǒng)主要零、部件強度和剛性的依據(jù)。2、切削力測定和車削力實驗公式（1）測力儀的工作原理（2）車削力實驗公式和切削功率的計算（3

31、）單位切削力和單位切削功率（4）修正系數(shù)概念3、影響切削力的因素 影響切削力變化主要有三個方面因素：工件材料、切削層面積和刀具幾何參數(shù) （1）工件材料的影響 工件材料是通過材料的剪切屈服強度、塑性變性、切屑間的摩擦等影響的。 工件材料的硬度或強度越高，材料的剪切屈服強度越高，切削力越大。 工件材料的塑性或韌性越高，切屑越不易折斷，使切屑與前刀面間摩擦增加，故切削力增大。 注意點：材料硬化能力越高，則力越大。 奧氏體不銹鋼，強度低、硬度低，但強化系數(shù)大，較小的變形就會引起材料硬度提高，所以切削力大。 銅、鉛等塑性大，但變形時，加工硬化小，則切削力小。（2）切削用量的影響 切削深度和進給量 切削深

32、度ap和進給量f增大，分別使切削寬度a、切削厚度ao增大、切削層面積Ac增大，故變形抗力和摩擦力增加，而引起切削力增大。 當ap不變、f增大一倍時，Ac增大一倍，雖則ac也成倍增大，但由于切削變形減小，故使主切削力FZ增大不到一倍， 為了提高生產效率，采用大進給切削比大切深切削較省力又節(jié)省功率。 切削速度 加工塑性金屬時，主要因素為積屑瘤與摩擦。 低、中速（520m/min）：提高，切削變形減小，故Fz逐漸減??；積屑瘤漸成。 中速時（20m/min左右）：變形值最小，F(xiàn)z減至最小值，積屑瘤最高，大前角作用。 超過中速，提高，切削變形增大，故Fz逐漸增大。積屑瘤消失。 高速（60m/min），切

33、削變形隨著切削速度增加而減小，F(xiàn)z逐漸減小而后達到穩(wěn)定。 切削脆性金屬，因為變形和摩擦均較小，故切削速度改變時切削力變化不大。注意點：V提高，生產率提高，F(xiàn)下降，但功率上升。V提高50%， F下降4%，功率上升40%。（3）刀具幾何角度的影響 前角： 前角o增大，切削變形減小，切削力減小 主偏角： 當主偏角r增大時，切削厚度ac增加，切削變形減小，故主切削力Fz減??； r增大后，圓弧刀尖在切削刃上占的切削工作比例增大，使切屑變形和排屑時切屑相互擠壓加劇。刃傾角s 刃傾角s的絕對值增大時，使主切削刃參加工作長增加，摩擦加??；但在法剖面中刃口圓弧半徑減小，刀刃鋒利，切削變削小，所以Fz變化很小。（

34、4）其它因素的影響1、刀具的棱面 刀具棱面寬度b1上升，切削時擠壓和摩擦增大，切削力增大；前角O1負值增大，變形加大，切削力增大。刀尖圓弧半徑 刀尖圓弧半徑越大，圓弧刀刃參加工作比例越多，切削變形和摩擦越大，切削力越大。 由于圓弧刀刃上主偏角是變化的，使參加工作刀刃上主偏角的平均值減小，因此使FY增大，并較易引起振動。 刀具磨損 刀具磨損，使刀刃變鈍、后刀面與加工表面間擠壓和摩擦加劇，切削力增大，振動加大。（六） 切削熱與切削溫度 切削時作的功，可轉化為等量的熱。切削熱除少量散逸在周圍介質中外，其余均傳入刀具、切屑和工件中，并使它們溫度升高，引起工件熱變形、加速刀具磨損。1、切削熱的來源與傳導

35、 來源： Qp-剪切區(qū)變形功形成的熱 Qf -切屑與前刀面摩擦功形成的熱 Qaf -已加工表面與后刀面摩擦功形成的熱。傳導途徑： Qch-傳入切屑中 Qe -傳入刀具中 Qw -傳入工件中 Qfe-傳入周圍介質中切削熱的形成及傳散關系為： QpQfQafQchQwQaQf 切削塑性金屬時切削熱主要由剪切區(qū)變形和前刀面摩擦形成；切削脆性金屬則后刀面摩擦熱占的比例較多。切削熱傳至各部分比例： 一般情況是切屑帶走熱量最多；由于第、變形區(qū)的塑性變形、摩擦產生熱及其傳導的影響，致使工件中次之,刀具中熱量最少。例如切鋼不加切削液時，它們之間傳熱比例為： Qch 5086； Qw 4010 QC 93； Q

36、f 12、切削溫度及測定 切削區(qū)域的溫度高低，決定于該處切削熱量多少和傳、散熱快慢。切削區(qū)域內溫度最高一點是在前刀面上近刀刃處。 測定方法 自然熱電偶法 人工熱電偶法3、影響切削溫度的因素 切削溫度與變形功、摩擦功和熱傳導有關。（1）切削用量 實驗公式：kvfapzyxcck與實驗條件有關的影響系數(shù)切削條件改變后的修正系數(shù)車削中碳鋼時，公式中系數(shù)、指數(shù)為： c y z高速鋼刀具 140170 0.081 0.20.3 0.350.45硬質合金刀具 320 0.05 0.15 0.260.41 切削速度對切削溫度影響最大、進給量f次之、切削深度ap影響最小。 ap、f和增大時，變形和摩擦加劇，切

37、削功增大，故切削溫度升高。 V提高，F(xiàn)下降，產生熱量少；但摩擦嚴重，熱量增多；切屑與前面接觸長度減短，散熱差，所以溫度上升。 進給量f增大，變形減小，產生熱量下降；但切屑與前面接觸長度有所提高，故散熱較好。 但切削深度ap增大后，切屑與刀具接觸面積以相同比例增大，散熱條件顯著改善；（2）刀具幾何參數(shù)前角 前角o增大，切削變形和摩擦減小，因此產生熱量少，切削溫度下降；但前角o繼續(xù)增至150左右，由于楔角o減小后使刀具散熱變差，切削溫度略有上升。主偏角 主偏角r減小，切削寬度a增大、切削厚度ac減小，切削變形和摩擦增大，切削溫度升高；但當切削寬度a增大后，散熱條件改善。由于散熱起主要作用，故隨著主

38、偏角r減小切削溫度下降。 用小的主偏角切削，能降低削溫度、提高刀具耐用度，尤其是在切削難加工材料時效果更明顯。 前角增大，使切削溫度降低，但刀具強度和散熱效果差；主偏角r減小后，既能使切削溫度降低幅度較大,又能提高刀具強度。(3)工件材料影響 工件材料是通過強度、硬度和導熱系數(shù)等性能的不同對切削溫度產生影響的。(4）刀具磨損 刀具磨損后，會使摩擦加劇，變形嚴重，切削溫度上升。切削液是降低切削溫度的一個有效措施。四四 刀具分類刀具分類 (1)切刀切刀 包括各種車刀、刨刀、插刀、包括各種車刀、刨刀、插刀、鏜刀、成形車刀等鏜刀、成形車刀等 (2)孔加工刀具孔加工刀具 包括各種鉆頭、擴包括各種鉆頭、擴

39、孔鉆、鉸刀、復合孔加工刀具孔鉆、鉸刀、復合孔加工刀具(如鉆如鉆-鉸復合刀具鉸復合刀具)等。等。 (3)拉刀拉刀 包括圓拉刀、平面拉刀、包括圓拉刀、平面拉刀、成形拉刀成形拉刀(如花鍵拉刀如花鍵拉刀)等。等。 (4)銑刀銑刀 包括加工平面的圓柱銑刀、包括加工平面的圓柱銑刀、面銑刀等；加工溝槽的立銑刀、鍵槽面銑刀等；加工溝槽的立銑刀、鍵槽銑刀、三面刃銑刀、鋸片鈍刀等；加銑刀、三面刃銑刀、鋸片鈍刀等；加工特形面的模數(shù)銑刀、凸工特形面的模數(shù)銑刀、凸(凹凹)圓弧銑刀、圓弧銑刀、成形銑刀等。成形銑刀等。 (5)螺紋刀具螺紋刀具 包括螺紋車刀、絲錐、板包括螺紋車刀、絲錐、板牙、螺紋切頭，搓絲板等。牙、螺紋切頭

40、，搓絲板等。 (6)齒輪刀具齒輪刀具 包括齒輪滾刀，蝸輪滾包括齒輪滾刀，蝸輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、花鍵滾刀等。刀、插齒刀、剃齒刀、花鍵滾刀等。 (7)磨具磨具 包括砂輪、砂帶、砂瓦、油包括砂輪、砂帶、砂瓦、油石和拋光輪等。石和拋光輪等。 (8)其它刀具其它刀具 包括數(shù)控機床專用刀具、包括數(shù)控機床專用刀具、自動線專用刀具等。自動線專用刀具等。 單刃單刃(單齒單齒)刀具和多刃刀具和多刃(多齒多齒)刀具；刀具； 標準刀具標準刀具(如麻花鉆、銑刀、絲錐等如麻花鉆、銑刀、絲錐等)和非和非標準刀具標準刀具(如拉刀、成形刀具等如拉刀、成形刀具等)； 定尺寸刀具定尺寸刀具(如擴孔鉆、鉸刀等如擴孔鉆、鉸刀等)和

41、非定尺和非定尺寸刀具寸刀具(如外圓車刀、直刨刀等如外圓車刀、直刨刀等)； 整體式刀具、裝配式刀具和復合式刀具整體式刀具、裝配式刀具和復合式刀具等等 形狀、結構和功能各不相同的各種形狀、結構和功能各不相同的各種刀具都有功能相同的組成部分刀具都有功能相同的組成部分 工作部分和夾持部分工作部分和夾持部分 工作部分承擔切削加工，夾持部分工作部分承擔切削加工，夾持部分將工作部分與機床連接在一起，傳將工作部分與機床連接在一起，傳遞切削運動和動力，并保證刀具正遞切削運動和動力，并保證刀具正確的工作位置確的工作位置 34 刀具磨損與刀具耐用度 切削過程中刀具在切除工件上的金屬層，同時工件與切屑也對刀具起作用，

42、使刀具磨損。刀具嚴重磨損，會縮短刀具使用時間、惡化加工表面質量、增加刀具材料損耗、增大切削力、增大切削溫度、產生振動。 因此，刀具磨損是影響生產效率、加工質量和成本的一個重要因素。一、刀具磨損形式（一）正常磨損形式 正常磨損是指在刀具設計與使用合理、制造與刃磨質量符合要求的情況下，刀具在切削過程中逐漸產生的磨損。1、后刀面磨損 C區(qū)：在近刀尖處是磨損較大的區(qū)域，這是由于溫度高、散熱差而造成的。其磨損量用高度VC表示。 N區(qū)：近待加工表面，約占全長14的區(qū)域。在它的邊界處磨出較長溝痕，這是由于表面氧化皮或上道工序留下的硬化層等原因造成的。它亦稱邊界磨損，磨損量用VN表示。 B區(qū)：在C、N區(qū)間較均

43、勻的磨損區(qū)。磨損量用VB表示。其中局部出現(xiàn)的劃痕、深溝的高度用Vbmax 表示。2、前刀面磨損 切屑在前刀面上流出時，由于摩擦、高溫和高壓作用，使前刀面上近切削刃處磨出月牙洼。前刀面的磨損量用月牙洼深度KT表示。月牙洼的寬度為KB。 原因是切屑與前刀面完全是新鮮表面相互接觸、摩擦，化學活性很高，反應很強烈。寬度變化不明顯，深度不斷增大，深度最大處即為切削溫度最高的地方。一定程度后，易發(fā)生破損。 （高速、大進給量，切削塑性金屬時常見）3、前、后刀面同時磨損 經切削后刀具上同時出現(xiàn)前刀面和后刀面磨損。這是在切削塑性金屬時，采用大于中等切削速度和中等進給量時較常出現(xiàn)的磨損形式。 多數(shù)情況，兩者皆有。

44、*邊界磨損：切削鋼料時發(fā)生原因：應力突然下降，形成很高的壓力梯度，引起很大的剪應力。 溫度梯度引起邊界應力。副后刀面上的邊界磨損是由于上道工序加工硬化或鑄、鍛件外皮粗糙引起的。邊界磨損發(fā)生處（二）非正常磨損 刀具在切削過程中突然發(fā)生損壞或過早損壞現(xiàn)象。1、破損：切削刃或刀面產生裂紋、崩刃或碎 裂。2、卷刃：切削時在高溫作用下，使切削刃或 刀面產生塌陷或隆起的塑性變形現(xiàn)象。二、磨損過程和磨損限度磨損三個階段：（段）初期磨損階段 在開始切削的短時間內，磨損較快。這是由于刀具表面粗糙不平或表層組織不耐磨引起的。（段）正常磨損階段 隨著切削時間增長，磨損量以較均勻的速度加大。這是由于刀具表面磨平后，接

45、觸面增大，壓強減小所致。（段）急劇磨損階段 磨損量達到一定數(shù)值后，磨損急損加速、繼而刀具損壞。這是由于切削時間過長，磨損嚴重，切削溫度劇增，刀具強度，硬度降低所致。IIIIIIABC切削時間tm磨損量VBVBVBBtVBA 刀具在產生急劇磨擦前必須重磨或更新刀刃。這時刀具的磨損稱為磨損限度或磨鈍標準。磨鈍標準-后刀面上均勻上磨損區(qū)的寬度VB值 在ISO標準中，供作研究用推薦的高速鋼和硬質合金刀具磨鈍標準為：（1）在后刀面B區(qū)內均勻磨損VB0.3mm；（2）在后刀面B區(qū)內非均勻磨損VBmax0.6mm；（3）月牙洼深度標準： KT0.06+0.3f,(f為mm/r)；（4）精加工時根據(jù)需達到的表

46、面粗糙度等級確定。粗加工磨鈍標準應根據(jù)加工要求制訂： 粗加工磨鈍標準是根據(jù)能使刀具切削時間與可磨或可用次數(shù)的乘積長為原則定的，從而能充分發(fā)揮刀具的切削性能，該標準亦稱為經濟磨損限度。 精加工磨鈍標準是在保證零件加工精度和表面粗糙度條件下制訂的，因此VB值較小。該標準亦稱為經濟磨損限度。 生產中，以加工面亮度，切屑顏色形狀、聲音、振動等為根據(jù)，判斷是否重磨三、刀具磨損原因（一）磨粒磨損（硬質點磨損） 切屑底層和切削表面材料中含有氧化物（SiO、Al2O3等）、碳化物（Fe3C、TiC等）和氮化物（Si2N4、AlN等）的硬元素、粘附著積屑瘤的碎片、鍛造表皮和鑄件表面上殘留的夾砂等對刀具的機械磨損

47、。刀具上被它們刻劃出深淺不一的溝痕。高速鋼：磨粒磨損的作用較明顯。硬質合金：這種磨損較少。Co含量越低，越不 易磨損。 在低速時，其他磨損不明顯，因而磨粒磨損顯得比較突出。（二）粘結磨損 切屑與前刀面、加工表面與后刀面之間在正壓力和溫度作用下，接觸面間吸附膜被擠破，形成了新鮮表面接觸，當接觸面間達到原子間距離時就產生粘結。粘結磨損就是由于接觸面滑動時在粘結處產生剪切破壞造成的。通常剪切破壞在較軟金屬一方，但刀面受到摩擦、壓力和溫度連續(xù)作用下使強度降低，也會破壞。此外，當前刀面上粘結的積屑瘤脫落后，帶走了刀具材料也形成粘結磨損。 粘結磨損的程度與壓力、溫度和材料間親合程度有關。低速：切削溫度低，

48、故粘結是在正壓力作用下 接觸點處產生塑性變形所致，亦稱為冷焊。中速：切削溫度較高，促使材料軟化和分子間 的熱運動，更易造成粘。 用YT類硬質合金工加工鈦合金或鈦不銹鋼，在高溫作用下鈦元素之間的親合作用，也會產生粘結磨損。 所以，低、中速切削時，粘結磨損是硬質合金刀具的主要磨損原因。（三）擴散磨損 擴散磨損：在高溫作用下，接觸面間分子活動能量大，造成了合金元素相互擴散置換，使刀具材料機械性能降低，若再經摩擦作用，刀具容易被磨損。是一種化學磨損。 高速鋼，一定溫度時，前刀面由于擴散而形成一層白色層，厚度0.83.5m。Cr、C擴散到工件材料中。白色層較軟，易被磨掉。V越高，磨損越快。 但擴散未占主

49、導時，就會因塑性變形而使刀具損壞。硬質合金，切鋼時的擴散溫度在80010000C。擴散磨損是硬質合金的主要磨損形式。 硬質合金中W、CO和C原子向鋼中擴散，然后被切屑和加工表面帶走。硬質合金中失去W后，在結晶組織中出現(xiàn)空穴。此外，失去了CO 后削弱了粘結強度。同時，材料中Fe原子向刀具中擴散，使刀面表層形成了新材質。經相互擴散的結果，降低了刀具表面的強度和硬度。 通常鎢鈷類硬質合金擴散溫度為8509000C、鎢鈷鈦類擴散溫度為90010000C、因此，后者在高溫時耐磨性較高。 在生產中若采用細顆粒硬質合金或添加稀有金屬硬質合金，采用TiC、TiN涂層刀片，對于提高刀具耐磨性和化學穩(wěn)定性、減少擴

50、散磨損均可起良好作用。金剛石，結晶溶解，C擴散 9000C 10S 開始擴散 10000C 1S 明顯擴散 13000C 0.1S C全部溶化到Fe中（四）相變磨損 當?shù)毒呱献罡邷囟瘸^材料相變溫度時，刀具表面金相組織發(fā)生變化，如馬氏體組織轉變?yōu)閵W氏體，使硬質下降、磨損加劇。 因此，工具鋼刀具在高溫時均屬此類磨損，它們的相變溫度為： 合金工具鋼 3003500C 高速鋼 5506000C相變磨損造成了刀面塌陷和刀刃卷曲。（五）氧化磨損 氧化磨損是一種化學性質的磨損。在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介質（ O2、切削液中的s、cl）起化學反應，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物，被切屑帶走。（六

51、）熱電磨損在切削區(qū)高溫作用下，刀具與工件之間形成熱電偶，產生電勢，刀具工件之間有電流通過，加速擴散。 刀具磨損是由機械摩擦和熱效應兩方面造成的。（七）刀具非正常磨損原因 使用硬質合金刀具或硬度高、抗彎強度較低的刀具在銑削、刨削、重型切削、對難加工材料切削和在帶沖擊載荷工作中，破損已成為較常見的磨損形式。 破損原因主要有1、機械沖擊力 2、熱內應力 3、積屑瘤脫落4、刀具材料硬度低、韌性差5、刀具幾何參數(shù)和切削用量選擇不合理6、焊接或刃磨時產生內應力或裂紋7、操作、保管不當?shù)?。四、刀具耐用度（一）刀具耐用度概?刀具耐用度是指刀具從開始切削至達到磨損限度為止所用的切削時間，用T分表示。 刀具耐用

52、度還可以用達到磨損限度所經過的切削路程lm或加工出的零件數(shù)N表示。 刀具耐用度高低是衡量刀具切削性能好壞的重要標志。利用刀具耐用度來控制磨損量VB值，比用測量VB的高度來判別是否達到磨損限度要簡便。（二）刀具耐用度公式 V=C/TV=C/Tm mC C：與實驗有關的系數(shù)。（T=60min時的V值）m m：V對T的影響指數(shù)。 當車削中碳鋼和灰鑄鐵時，m值大致如下： 高速鋼車刀；m=0.11； 硬質合金焊接車刀：m=0.2； 硬質合金可轉位車刀：m=0.250.3； 陶瓷車刀：m=0.2。 由公式可知：速度高，則溫度高，耐用度下降。例硬質合金可轉位車刀： V=80m/min T=60min V=1

53、60m/min T=3.75min(四）刀具耐用度合理數(shù)值的確定原則 耐用度T值大，則切削速度要低，但生產效率降低、成本高；反之，規(guī)定T值小，雖然允許高的切削速度，提高生產效率，但加速刀具磨損，增加了裝卸刀具的輔助時間。 刀具耐用度合理數(shù)值應根據(jù)生產率和加工成本制訂1最高生產率耐用度TP 加工一個零件的生產時間tpr由下列幾部分組成： t tprprt tm mt tl ltctc*tmtm /T/Tt tm m：切削時間 t tl l ：輔助時間tc tc ：一次換刀所需時間以縱車外圓為例：cptmmT1 m大，則Tp值小，切削速度可以提高，生產率高。陶瓷刀具。 Tc小，則Tp值小，切削速度

54、可以提高，生產率高。可轉位刀具。2最低生產成本耐用度Tc 每個零件平均加工成本Cpr為：TtCtTttMtMtMCprmmclmM：每分鐘費用 Ct：換刀一次所需費用 MCttmmTcc1 Ct上升，Tc上升，則磨刀次數(shù)應該減少，所以耐用度應該高。 M上升，則Tc下降，應制定小的Tc使速度提高，生產率提高。TpTc VpVc 則通常用Tc（四）影響刀具耐用度的因素 分析刀具耐用度影響因素的目的是，調節(jié)各因素的相互關系，以保持刀具耐用度的合理數(shù)值。各因素變化對刀具耐用度的影響，主要是通過它們對切削溫度的影響而直起作用的。1、切削用量yvxvmfapvCvT（min） 切削用量對刀具耐用度的影響與

55、對切削溫度的影響一致。 刀具耐用度所允許的切削速度：KvfapTCvVyvxvmTm/min 當確定刀具耐用度合理數(shù)值后，應首先考慮增大ap、其次增大f，然后根據(jù)、ap、和f的值計算出r，這樣既能保持刀具耐用度、發(fā)揮刀具切削性能，又能提高切削效率。 2刀具幾何參數(shù)影響 前角o增大，切削溫度降低，耐用度提高；前角o太大，刀刃強度低、散熱差、且易于破損，故耐用度T反而下降了。因此，前角o對刀具耐用度T影響呈“駝峰形”，它的峰頂前角o值能使耐用度T最高，或刀具耐用度允許的切削速度T最高。 主偏角r減小，增加刀具強度和改善散熱條件，故耐用度T或刀具耐用度允許的切削速度r可增高。 副偏角減小和刀尖圓弧半

56、徑增大，都能提高刀具強度，改善散熱條件，使刀具耐用度T或刀具耐用度允許的切削速度增高。3.加工材料影響 加工材料的強度、硬度越高，產生的切削溫度越高，故刀具磨損越快、刀具耐用度T越低。 加工材料的延伸越大或導熱系數(shù)越小，均能使切削溫度升高、刀具耐用T降低。4.刀具材料影響耐磨性越好，高溫硬度高，耐用度高。對于難加工材料、重型切削，大沖擊等情況下，刀具磨損以破損為主，韌性越高，抗彎強度越高，耐用度越高。五五 刀具材料及合理選用刀具材料及合理選用 刀具切削部分承受較大的（1）切削壓力（2）切削溫度（3）劇烈摩擦（4）沖擊振動，因此刀具材料應具備以下性能：1、高硬度：刀具材料硬度要高于被加工材料的硬

57、度，切削刃的硬度一般在HRC60以上。2、高耐磨性：抗磨損能力，硬度，耐磨性，金相組織中硬質點（氮化物，碳化物）的硬度高，耐磨性好，硬質點數(shù)量多，顆粒越小，分布均勻，則耐磨性越好。3、足夠的強度與韌性：抗沖擊，承受各種應力而不崩刃、折斷。與硬度、耐磨性相矛盾。4、高的耐熱性與化學穩(wěn)定性： 耐熱性：高溫下保持材料硬度、耐磨性、強 度、韌性（紅硬性），紅硬性越好 切削速度越高。化學穩(wěn)定性：（熱穩(wěn)定性）：高溫下抗氧化， 不與工件材料和介質發(fā)生化學反應， （抗氧化、粘結、擴散）刀具磨損慢， 表面質量好。 5、良好的工藝性：便于刀具制造，（1） 鍛造性能（2）熱處理性能（3）高溫塑 性變形（4）容削加工

58、性能（5）焊接性能6、經濟性：（1）刀具材料發(fā)展結合本國資 源，資源豐富，則成本極低（2）有的刀 具材料（超硬刀具材料）雖然單件成本貴， 但壽命長，分攤到每個零件的成本不一定 高，要注重經濟效益。7、切削加工性能的可預測性： 為適應切削加工自動化和柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，要求刀具磨損及刀具耐用度等具有良好的可預測性。 選擇刀具材料時，各性能之間相互矛盾，如硬度高，則強度低；耐磨，則加工工藝困難，要抓住主要矛盾。刀具材料類型： 工具鋼（高速鋼） 硬質合金 陶瓷 超硬材料最常用1刀具材料簡介刀具材料簡介 刀具材料對刀具的壽命、加工質量、刀具材料對刀具的壽命、加工質量、切削效率和制造成本均有較大的影響切

59、削效率和制造成本均有較大的影響 刀具切削部分在切削時要承受高溫、刀具切削部分在切削時要承受高溫、高壓、強烈的摩擦、沖擊和振動高壓、強烈的摩擦、沖擊和振動 刀具切削部分材料性能的基本要求刀具切削部分材料性能的基本要求 高的硬度；高的硬度； 高的耐磨性；高的耐磨性； 高的耐熱性高的耐熱性(熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性) 足夠的強度和韌性；足夠的強度和韌性； 良好的工藝性。良好的工藝性。 刀具材料有刀具材料有 碳素工具鋼碳素工具鋼 合金工具鋼合金工具鋼 高速鋼高速鋼 硬質合金硬質合金 陶瓷陶瓷 金剛石金剛石 立方氮化硼立方氮化硼 碳素工具鋼碳素工具鋼(如如T10A、T12A)及合金及合金工具鋼工具鋼(如如9Si

60、Cr、CrWMn)，因耐熱，因耐熱性較差性較差通常僅用于手工工具和切通常僅用于手工工具和切削速度較低的刀具削速度較低的刀具 陶瓷、金剛石和立方氮化硼等目前僅陶瓷、金剛石和立方氮化硼等目前僅用于較為有限的場合用于較為有限的場合 高速鋼和硬質合金高速鋼和硬質合金 最廣泛使用最廣泛使用 高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。別名： （風鋼）良好的淬透性，空氣中冷卻就可 得到高硬度。 （鋒鋼）刃容鋒利。 （白鋼）磨光后，表面光亮。1、較高的熱穩(wěn)定性：切削溫度高達500- 650，與碳素工具鋼，合金工具鋼相比， 切削速度提高1-3倍，耐用度提高10-40倍， 可加工有色金屬至高