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1、1機(jī)械制造技術(shù)機(jī)械制造技術(shù)Mechanical Manufacturing Technology第第1 1章章 金屬切削過程的基本知識(shí)金屬切削過程的基本知識(shí)2第1章 金屬切削過程的基本知識(shí)主要內(nèi)容:1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 1.2 金屬切削刀具幾何參數(shù)1.3 切削層參數(shù)與切削方式1.4 刀具材料及選用 金屬切削過程 3第1章 金屬切削過程的基本知識(shí)主要內(nèi)容:1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 1.2 金屬切削刀具幾何參數(shù)1.3 切削層參數(shù)與切削方式1.4 刀具材料及選用 金屬切削過程 41.1.1 切削時(shí)的工件表面 1待加工表面:工件上多余金屬即將被切除的表面。2已加工表面:工件上多余金屬被切除后形
2、成的新表面。3過渡表面(加工表面):刀具正在切削著的表面(或工件上多余金屬被切除過程中,待加工表面與已加工表面之間相連接的表面)。1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 第1章 金屬切削過程的基本知識(shí)51.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 1.1.2 切削運(yùn)動(dòng):刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 1主運(yùn)動(dòng): 直接切除工件上的切削層以形成工件新表面的基本運(yùn)動(dòng), 或使工件和刀具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切削的最基本運(yùn)動(dòng)。 (1)速度最高,消耗的功率最多; (2)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。 2進(jìn)給運(yùn)動(dòng): 不斷地把切削層投入切削,以逐漸切削出整個(gè)工件表面的運(yùn)動(dòng)。 (1)一般速度較低,消耗功率較少; (2)可有一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè),可以是連續(xù)或間斷
3、的。 6外圓車削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面外圓車削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 7刨削、鉆削、銑削加工時(shí)刨削、鉆削、銑削加工時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)和切削表面的切削運(yùn)動(dòng)和切削表面1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 8注意:主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是完成金屬切削的最基本運(yùn)動(dòng); 任何加工方法都必有一個(gè)主運(yùn)動(dòng),可有一個(gè)或幾個(gè)進(jìn) 給運(yùn)動(dòng);主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由工件或刀具分別完成,也可由 刀具單獨(dú)完成(如在鉆床上鉆、擴(kuò)、鉸孔)。1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 93合成切削運(yùn)動(dòng)和合成切削速度合成切削運(yùn)動(dòng):由同時(shí)進(jìn)行的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。合成切削速度:等于主運(yùn)動(dòng)速度和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度的向量和: fcevvv合成切削速度
4、合成切削速度 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 101.1.3 切削用量:切削速度、進(jìn)給量(或進(jìn)給速度 )、背吃刀 量三者的總稱切削用量三要素 1切削速度 : 2背吃刀量 : 3進(jìn)給量 f : 進(jìn)給速度 : 每齒進(jìn)給量 :cvpafvzf為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離,單位mm。刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量,單位mm/r或mm/d.st 。對(duì)于多刃刀具(銑刀、拉刀),應(yīng)規(guī)定每一個(gè)刀齒的進(jìn)給量,單位是mm/Z后一個(gè)刀齒相對(duì)于前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度,單位mm/s(或mm/min)。 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)速度,計(jì)量單位為m/s(或m/
5、min)。 114 4主刀刃(主切削刃)主刀刃(主切削刃) :前刀面前刀面 與主后刀面與主后刀面 相交而得到的邊鋒。相交而得到的邊鋒。SAA2 2主后刀面主后刀面 :與工件過渡表面相與工件過渡表面相對(duì)的表面;對(duì)的表面; A3 3副后刀面副后刀面 :與工件上已加工表與工件上已加工表面相對(duì)的表面;面相對(duì)的表面;A1 1前刀面前刀面 :切屑流過的表面;切屑流過的表面;A6 6刀尖(過渡刃):刀尖(過渡刃):主切削刃與副切削刃連主切削刃與副切削刃連接處的那部分切削刃。接處的那部分切削刃。刀尖形狀如圖:刀尖形狀如圖:1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)5 5副刀刃(副切削刃)副刀刃(副切削刃) :前刀面前刀面
6、 與副后刀面與副后刀面 相交而得到的邊鋒。相交而得到的邊鋒。 SAA1.2.1 刀具切削部分結(jié)構(gòu)要素第1章 金屬切削過程的基本知識(shí)12 Pr、Ps 、 Po、Pn、Pf 、Pp(1)基面Pr:通過主切削刃上選定點(diǎn),垂直于該點(diǎn)切削速度 方向的平面vc 。 基面應(yīng)平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和測(cè)量的某 一安裝定位平面或軸線。1.2.2 確定刀具切削角度的參考平面和測(cè)量平面1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)13普通車刀的基面普通車刀的基面 鉆頭的基面鉆頭的基面 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)14(2)切削平面Ps:通過主切削刃上選定點(diǎn),與主切削刃相切,且垂直于基面的平面。切于工件過渡表面的平面 Ps
7、 Pr(3)主剖面(正交平面)Po 通過主切削刃上選定點(diǎn),垂直于基面Pr 和切削平面 Ps 的平面。 (4)法剖面(法平面)Pn 通過主切削刃上選定點(diǎn),且垂直于主切削刃的平面。1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)15(5)進(jìn)給剖面Pf 和背剖面PP 進(jìn)給剖面(假定工作平面)Pf :通過主切削刃(刀刃)上選定點(diǎn),平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面Pr 的平面。 背剖面(背平面)PP:通過主切削刃(刀刃)上選定點(diǎn),垂直于基面Pr 和進(jìn)給剖面Pf 的平面。 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)161.2.3 刀具標(biāo)注角度的參考系(1)假定運(yùn)動(dòng)條件首先給出刀具的假定主運(yùn)動(dòng)方向和假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向;其次假定進(jìn)給速度很小(
8、可忽略): 然后再用平行和垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)平面構(gòu)成參考系基面和切削平面(參考平面)。0fvecvv 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)17(2)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具上便于制造、刃磨和測(cè)量時(shí)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)。 使標(biāo)注角度參考平面與刀具的刃磨、測(cè)量平面一致。 測(cè)量平面:用來標(biāo)注和測(cè)量刀具前、后刀面角度的平面,有主剖面、法剖面、進(jìn)給剖面、背剖面。 刀具的標(biāo)注角度參考系: 正交平面參考系(主剖面參考系)PrPsPo 法剖面參考系: PrPsPn 背平面、假定工作平面參考系: PrPfPP1.2 金屬切削刀具的
9、幾何參數(shù)18車刀標(biāo)柱角度參考系1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)19主剖面(正交平面)參考系主剖面(正交平面)參考系 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)20 法剖面(法平面)參考系法剖面(法平面)參考系 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)21 背平面、假定工作平面背平面、假定工作平面(進(jìn)給、背剖面)參考系(進(jìn)給、背剖面)參考系 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)221.2.4 刀具的標(biāo)注角度: 制造和刃磨所需要的,在刀具設(shè)計(jì)圖上所標(biāo)注的角度。 在標(biāo)注角度參考系中標(biāo)注,是制造、刃磨和檢查刀具所需要的角度。1正交平面參考系里的標(biāo)注角度:PrPsPo 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)23副偏角 :在基面內(nèi),副切削刃的
10、投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向的夾角。r刃傾角s :在切削平面內(nèi),主切削刃與基面間的夾角。當(dāng)?shù)都馐堑度凶罡唿c(diǎn)時(shí),s為正,反之為負(fù),如圖所示:前角 :在主剖面內(nèi),前刀面與基面間的夾角。前刀面在基面下面為正,反之為負(fù)。0后角 :在主剖面內(nèi),主后刀面與切削平面間的夾角。后刀面在切削平面下面為正,反之為負(fù)。 0副后角a0:在副剖面內(nèi),副后刀面與副切削平面間的夾角。 主偏角 :在基面內(nèi),主切削刃的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。 r1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)24 外圓車刀所必須標(biāo)注的六個(gè)基本角度: 、 確定主切削刃位置的角度; 、 確定前刀面與主后刀面在主剖面內(nèi)位置的角度; 、 是確定副切削刃位置的角度。s0rr0
11、01.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)25 派生角度: 刀尖角 在基面內(nèi),主、副切削刃投影之間的夾角, 余偏角 在基面上,主切削刃的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向垂線 之間的夾角, 刀楔角 主剖面中測(cè)量的前、后刀面間的夾角,r)(180rrrr90r0)(900001.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)26 2法剖面參考系PrPsPn內(nèi)的標(biāo)注角度在基面和切削平面內(nèi)在基面和切削平面內(nèi)標(biāo)注角度標(biāo)注角度kr、kr、s、(、( 、 );); 在法剖面內(nèi)標(biāo)注角度在法剖面內(nèi)標(biāo)注角度 、 、(、( ););在副法剖面在副法剖面 中能夠中能夠標(biāo)注角度標(biāo)注角度 。rrnnnnPn法剖面參考系標(biāo)注角度法剖面參考系標(biāo)注角度 1.2 金屬切削
12、刀具的幾何參數(shù)273進(jìn)給剖面、背剖面參考系PrPfPp的標(biāo)注角度:進(jìn)給剖面、背剖面進(jìn)給剖面、背剖面參考系的標(biāo)注角度參考系的標(biāo)注角度 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)281.2.5 刀具的工作角度 刀具工作角度:刀具在工作狀態(tài)下的角度考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及實(shí)際安裝情況。 刀具工作角度參考系不同于標(biāo)注角度參考系,各參考平面的空間位置也相應(yīng)地有了改變。1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)29 刀具工作角度的參考系 考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響:用ve取代vc,即實(shí)際進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向取代假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。 考慮安裝條件:1切削平面Ps Pse:通過主切削刃上選定點(diǎn),切于工件過渡表面的平面(包含刀刃在該點(diǎn)的切線和由主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合
13、成的切削運(yùn)動(dòng)速度向量ve的平面)。2基面Pr Pre:通過主切削刃上選定點(diǎn),垂直于該點(diǎn)合成切削運(yùn)動(dòng)速度向量ve的平面。 如車外圓,基面不再平行于刀桿底面 PsePre 下面就進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和刀具安裝對(duì)工作角度的影響分別加以討論。1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)30(一)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響 1.橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì) 工作角度的影響:對(duì)工件切斷和車槽時(shí),進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是沿橫向進(jìn)行的。切斷車刀(或車端面):橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響 1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)31(1)不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng):切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓, 過該點(diǎn)切于此圓的平面, 過該點(diǎn)垂直于 的平面,它與
14、刀桿底面平行。在主剖面內(nèi)標(biāo)注角度為 、(2)考慮橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng):切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡是阿基米德蝸線,參考平面 (過該點(diǎn)切于該曲線的平面)與 和 (過該點(diǎn)垂直于 的平面)與 產(chǎn)生了 角: 合成切削速度角:主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削速度方向的夾角。sPrPsP00sePsPrePsePrP00e00edfvvtgcf1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)32結(jié)論:刀具越靠近中心, , ;當(dāng) , 為負(fù)值,刀刃失去切削作用切斷時(shí)在端面中心留下直徑約1mm小凸頭的原因; , 。 對(duì)于橫向切削的刀具,不宜選用過大的進(jìn)給量f,或者應(yīng)適當(dāng)加大標(biāo)注(刃磨)角度 。d0e0f01.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)332縱
15、向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響 外圓切削時(shí),由于縱向進(jìn)給量較小,它對(duì)車刀工作角度的影響通常忽略不記; 車螺紋時(shí),尤其是車多頭螺紋時(shí),應(yīng)該考慮縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響,如圖所示。假定車刀的 ,以車削右螺紋車刀的左側(cè)刀刃進(jìn)行分析:0s1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)341.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)外圓車刀的工作角度 35(1)不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng):切削平面 垂直于刀桿底面,基面平行于刀桿底面,在主剖面內(nèi)的標(biāo)注角度為 , ,進(jìn)給剖面內(nèi)的標(biāo)注角度為 , 。(2)考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng):切削平面 為切于圓柱螺旋面的平面,基面 垂直于 ,與刀桿底面不再平行,刀具的工作角度參考系( 、 )在進(jìn)給剖面內(nèi)傾斜了 值,在主剖面內(nèi)
16、傾斜了 值。 sPrP00ffsesPP rerPP sePsePreP01.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)36 在進(jìn)給剖面內(nèi)工作角度為: f縱向進(jìn)給量,或被切螺紋導(dǎo)程(單頭螺紋螺距); 工件直徑,或螺紋外徑。在主剖面內(nèi)工作角度為: fffefffewfdftgwd000e000erfwrwntgdfdftgsinsin01.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)37結(jié)論: 或 與 及 有關(guān),由于外圓切削時(shí) 很小, 或 很小可忽略不記 對(duì)于車螺紋,尤其是車多頭螺紋或蝸桿時(shí),由于 、 較 大,必須進(jìn)行工作角度計(jì)算(同時(shí)車刀左、右兩側(cè)刀刃其 影響正、負(fù)號(hào)相反)。f0fwdff04030fff1.2 金屬切削刀具的
17、幾何參數(shù)38(二)刀具安裝狀態(tài) 對(duì)工作角度的影響 1.刀尖安裝高低對(duì)工 作角度的影響 設(shè) 刀尖高于工件中心時(shí):刀尖安裝高低的影響刀尖安裝高低的影響0s1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)39 主切削刃上選定點(diǎn)的切削平面將變?yōu)?,切于工件過渡表 面;基面 保持與 垂直;在背剖面 內(nèi):刀具工作前角 增大,工作后角 減小,兩者角度的變化值為 ,即: h 刀尖高于工件中心的距離, 工件直徑。sePrePsePpPpepeppppepppe22)2(hdhtgwpwd1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)40 刀尖低于工件中心時(shí): 在背剖面 內(nèi),刀具工作前角 減小,工作后角 增大。即: 在主剖面內(nèi): H刀具厚度尺寸
18、pPpepepppepppeHtgHHACHABhdhtgrprrwcoscos/cos)2(2201.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)000e000e41 2刀桿中心線偏斜對(duì)工作角度的影響 車刀刀桿中心線安裝得與進(jìn)給方向垂直時(shí),工作主偏角和工作 副偏角等于車刀的標(biāo)注主偏角和副偏角; 當(dāng)車刀刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí),則工作主偏角將增大 (或減小),而工作副偏角將減小(或增大),其角度變化值 為 G,即: 式中的“”或“”號(hào)由刀桿的傾斜方向決定,G為刀桿中 心線的垂線與進(jìn)給方向的夾角。GrreGrre1.2 金屬切削刀具的幾何參數(shù)42右傾斜左傾斜刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直對(duì)工作角度的影響1.2 金
19、屬切削刀具的幾何參數(shù)43 切削層:在切削過程中,刀具或工件沿進(jìn)給方向移動(dòng)一 個(gè)f 時(shí)所切下的金屬層在基面內(nèi)的截形。外圓縱切時(shí)切削層參數(shù)1.3 切削層參數(shù)與切削方式第1章 金屬切削過程的基本知識(shí)44(一)切削層參數(shù):在基面內(nèi)度量的切削層的尺寸1切削厚度 垂直過渡表面測(cè)量的切削層尺寸(相鄰兩過渡表面之間的距離)。 在外圓縱車( )時(shí):2切削寬度 沿過渡表面測(cè)量的切削層尺寸(反映了切削刃參加切削的工作長度)。 在外圓縱車( )時(shí):3切削面積 :切削層在基面內(nèi)的截面面積車削時(shí):Dh0srDfhsinDb0srpDabsinDADDDbhApDDDafbhA1.3 切削層參數(shù)與切削方式45(二)切削方式
20、 1自由切削與非自由切削:按切削刃數(shù)量分 自由切削:只有一條直線刀刃參與切削(主切削刃) 非自由切削: 曲線刀刃或兩條以上刀刃參與切削(包括主、副刀刃) 2正切削與斜切削:按有無刃傾角分 正切削(直角切削):切削刃垂直于合成切削運(yùn)動(dòng)方向, 特點(diǎn):切屑沿刀刃法向流出;刀刃上各點(diǎn)切屑流出方向一致,且金屬變形在二維平面內(nèi)。 斜切削(斜角切削):切削刃不垂直于合成切削運(yùn)動(dòng)方向,0s0s1.3 切削層參數(shù)與切削方式46示例:圖(a)是直角自由切削方式正切削和斜切削 1.3 切削層參數(shù)與切削方式471.4 刀具材料及選用1.4.1 刀具材料應(yīng)具備的性能1高的硬度2高的耐磨性 3足夠的強(qiáng)度和韌性 4高的耐熱
21、性(熱穩(wěn)定性)5良好的物理性能6良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性表示抵抗磨損的能力,與硬度、硬質(zhì)點(diǎn)多少、分布均勻程度有關(guān)。一般來說,硬度,耐磨性;組織中硬質(zhì)點(diǎn)(碳化物、氮化物)數(shù)量,硬度,顆粒,分布越均勻,耐磨性。 具有良好切削加工性、鑄造性、鍛造性、焊接性、熱處理性等。 刀具在高溫下具有保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。刀具材料的高溫硬度,刀具切削性能,允許的切削速度。刀具材料要比工件硬度高,常溫硬度在HRC60以上。 承受切削中的切削力、沖擊和振動(dòng),避免崩刃和折斷。 刀具材料具有良好的導(dǎo)熱性,大的熱容量以及優(yōu)良的熱沖擊性能。刀具材料導(dǎo)熱性,有利于切削溫度。熱沖擊性能,在切削加工時(shí)可使用切削液。第1章
22、 金屬切削過程的基本知識(shí)48 1.4.2 常用的刀具材料 碳素工具鋼(T10A、T12A)、合金工具鋼(9SiCr、CrWMn)因耐熱性差,僅用于一些手工刀具及切削速度較低的刀具。 高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層高速鋼、涂層硬質(zhì)合金 主要的刀具材料 陶瓷、金剛石和立方氮化硼僅用于有限的場(chǎng)合。1.4 刀具材料及選用49(一)高速鋼: 一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。 特點(diǎn): 有較高的熱穩(wěn)定性,切削溫度在600650時(shí)工作良好; 有高的強(qiáng)度和韌性,有一定的硬度和耐磨性,硬度為HRC6370,抗彎強(qiáng)度為一般硬質(zhì)合金23倍,為陶瓷56倍; 工藝性好,容易磨成鋒利切削刃,能鍛造; 性能較
23、硬質(zhì)合金和陶瓷穩(wěn)定。1.4 刀具材料及選用50 應(yīng)用場(chǎng)合: 制造各種復(fù)雜刀具,成為切削硬度在250280HBS以下的大部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵的主要刀具材料(如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具),占刀具材料的50%以上。 分類: 按用途分:通用型高速鋼、高性能高速鋼; 按制造工藝分:熔煉高速鋼、粉末冶金高速鋼。1.4 刀具材料及選用511通用型高速鋼:含碳量0.70.9%,屬中等熱穩(wěn)定性高速鋼。按含W量不同分為:(1)鎢鋼:含W12%、W18% 典型牌號(hào):W18Cr4VW18%、Cr4%、V1%。 特點(diǎn):綜合性能好。 應(yīng)用:用于制造各種復(fù)雜刀具。不能用作熱成形刀具。(2)鎢鉬鋼:鎢鋼中部分鎢用鉬取代而獲
24、得的一種高速鋼 典型牌號(hào):W6Mo5Cr4V2 (W6%、Mo5%、Cr4%、V2%)W9Mo3Cr4V 特點(diǎn):熱塑性好。 應(yīng)用:熱軋刀具或熱成形刀具。1.4 刀具材料及選用522高性能高速鋼:屬高熱穩(wěn)定性高速鋼 在通用型高速鋼的基礎(chǔ)上再增加一些含碳量、含釩量及添加鈷、鋁等元素。 典型牌號(hào): 高碳高速鋼 9W6Mo5Cr4V2;高釩高速鋼 W6Mo5Cr4V3;鈷高速鋼W6Mo5Cr4V2Co5、W18Cr4VCo5;超硬高速鋼 W2Mo9Cr4VCo8等。 應(yīng)用: 適合于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。1.4 刀具材料及選用533粉末冶金高速鋼:用高壓氬氣或氮?dú)忪F
25、化高速鋼水(熔融),直接得到細(xì)小的高速鋼粉末,高溫高壓下壓制成致密的鋼坯,而后鍛壓成材或刀具形狀的一種高速鋼。 特點(diǎn): 具有良好的力學(xué)性能。晶粒細(xì)小均勻,尺寸23 ,(熔煉鋼的晶粒尺寸820 );強(qiáng)度和韌性比熔煉鋼高。 磨削加工性能好。 淬火變形小,為熔煉高速鋼的1/21/3。 耐磨性好。比熔煉高速鋼2030%。 應(yīng)用:制造難加工材料刀具、大尺寸刀具(滾刀、插齒刀)、精密刀具、高壓動(dòng)載荷下用的刀具。mm1.4 刀具材料及選用54(二)硬質(zhì)合金 由高耐熱性和高耐磨性的金屬碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC)和金屬粘結(jié)劑(Co 、Ni、Mo)在高溫下燒結(jié)而成的粉末冶金法制品。 1特點(diǎn)(與高速鋼
26、比) 硬度高:8993HRA; 耐磨性好,壽命高幾倍幾十倍;壽命相同時(shí)切削速 度可提高410倍(切削速度100300m/min); 耐熱性高,在8001000 時(shí)尚能進(jìn)行切削。 抗彎強(qiáng)度低(0.91.5GPa),斷裂韌性低硬質(zhì)合金刀具承受切削振動(dòng)和沖擊負(fù)荷能力差。1.4 刀具材料及選用552常用硬質(zhì)合金的分類及其性能ISO將切削用硬質(zhì)合金分為三類:(1)K(YG)類: WC-Co類硬質(zhì)合金(鎢鈷類) 常用的牌號(hào):YG3、YG6、YG8WC的顆粒為中顆粒,Co含量為3%、6%、8%。YG3X、YG6XWC的顆粒為細(xì)顆粒,Co的含量為3%、6%。同含Co量,比中顆粒的硬度和耐磨性,抗彎強(qiáng)度和韌性。
27、 Co,抗彎強(qiáng)度和韌性,耐磨性。 應(yīng)用: 加工短切屑黑色金屬(鑄鐵)、有色金屬、非金屬材料。 Co含量高的用于粗加工,Co含量低的用于精加工。1.4 刀具材料及選用56(2)P(YT)類:WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金(鎢鈦鈷類)。 常用的牌號(hào): YT30、YT15、YT14、YT5,TiC含量30%、15%、14%、5%。 TiC,硬度、耐熱性及耐磨性,沖擊韌性、強(qiáng)度與導(dǎo)熱 性。 應(yīng)用:加工長切屑(塑性)黑色金屬(鋼)。 TiC含量高的用于精加工,TiC含量低的用于粗加工。 1.4 刀具材料及選用57(3)M(YW)類:WC-TiC-TaC(NbC)-Co類硬質(zhì)合金(鎢鈦鉭(鈮)鈷類)。 常用
28、的牌號(hào):YW1、YW2。 抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性(TaC加入),合金的高溫硬度和強(qiáng)度,抗氧化能力和耐磨性。 應(yīng)用:加工鑄鐵及有色金屬,也可用于加工鋼通用性硬質(zhì)合金。 加工淬火鋼、高強(qiáng)度鋼、奧氏體鋼和高溫合金等難加工材料。 以上三類硬質(zhì)合金的主要成分是WC,稱為WC基硬質(zhì)合金。1.4 刀具材料及選用58 除上述WC基硬質(zhì)合金外,還有TiC基硬質(zhì)合金YN:以TiC為主要成分的TiC-Ni-Mo的合金。 特點(diǎn):與WC基硬質(zhì)合金相比 硬度(HRA9094),與工件材料的親和力小,摩擦系數(shù)小,抗粘結(jié)能力強(qiáng)刀具壽命(比WC基硬質(zhì)合金高幾倍); 合金的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性。 應(yīng)用: 用于半精和精加工鋼和鑄鐵材料。1.4 刀具材料及選用59(三)涂層刀具和其它刀具材料1涂層刀具在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上,或在高速鋼刀具基體上,涂覆一層高硬、耐磨、難熔金屬化合物。 常用的涂層材料有:TiC、TiN、Al2O3等。 涂層厚度:硬質(zhì)合金刀具為45m,表層硬度HV25004200;高速鋼刀具為2m ,表層硬度HRC80。 用于鑄鐵和
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