刀具材料.ppt
右偏刀车端面的标注角度,车槽刀的标注角度,(4)刀具的工作角度 在切削加工过程中，由于刀具安装位置的变化以及进给运动的影响，使得参考平面坐标系的位置发生变化，导致刀具角度大小变化，这种按照实际切削工作中的参考平面坐标系所确定的角度，即称为刀具的工作角度。,(A)、进给运动对工作角度的影响,工作前角 增大 工作后角 减小,(B)、刀尖安装高低对工作角度的影响 应用：粗车外圆：刀尖高于工件中心，增大前角，降低切削力 精车外圆：刀尖低于工件中心，增大后角，减少后刀面磨损 车成形面：刀尖与工件中心等高，避免误差,(C)、刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响,2. 切削刀具材料 (1)刀具材料应具备的性能,高硬度。常温硬度在HRC60以上。 足够的强度和韧性。抗弯强度足够，抵抗冲击振动的韧性足够。 高耐磨性。抵抗磨损能力高，保持刀刃锋利。 高热硬性。高温下保持高的硬度。 良好的工艺性。便于刀具制造和热处理。,(2)刀具材料种类 （A）普通刀具材料 (a)、碳素工具钢 含碳量：0.71.3，硬度：HRC6165，热硬性：200250，速度：0.10.2m/s。淬火后易变形和开裂，适用于简单、低速的手工工具，如锉刀、锯条、刮刀等。常用牌号：T10A、T12A。 (b)、合金工具钢 碳素工具钢中加入适量的铬(Cr)、钨(W)、锰(Mn)、硅（Si）等合金元素，提高材料的热硬性、耐磨性和韧性。硬度： HRC6165，热硬性：300350，速度：0.250.3m/s。淬火变形小、淬透性好。常用于制造形状较复杂、低速加工和要求热处理变形小的刀具，如丝锥、板牙等。常用的牌号有CrWMn和9SiCr等。 (c)、高速钢 高速钢又称白钢、锋(或风)钢，钢中加入铬(Cr)、钨(W)、 钒（V）、钼（Mo）等合金元素的高合金工具钢。淬火硬度：HRC6367，热硬性：500 600，允许切削速度：40m/min 。,高速钢较高的抗弯强度和冲击韧度，热处理变形小，刃磨性能好，常用于制造各种形状复杂的成形刀具和 精加工刀具，如钻头、铰刀、铣刀、拉刀、齿轮刀具等，常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。 (d)、硬质合金 硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)等金属碳化物作基体，用钴（Co）、镍（Ni）、钼（Mo）作粘结剂，用粉末冶金的方法烧结而成。硬度：HRC7482，热硬性：可达8001000，切削速度：100300m/min，较高速钢高410倍，耐用度比高速钢高几十倍但其抗弯强度和韧性比高速钢低，工艺性也不如高速钢，常用于制造结构较为简单的刀具，如车刀、端铣刀、刨刀等。根据国标GB2075-87，硬质合金主要分为P、M、K三个主要类别。 P类硬质合金（蓝色）：旧牌号钨钛钴硬质合金YT，有WCTiCCo 组成。由于加入了TiC，耐磨性及耐热性比K类硬质合金更高，但相应的含Co量减少，韧性较差，适于加工长切屑的黑色金属，如钢、铸钢等。常用牌号有：P01、P10、P20、P30、P40、P50等。数字越大，TiC的含量越多，耐热性和耐磨性越好，但韧性越差。粗加工选用含TiC少的牌号(如P01)，精加工可选用含TiC多的牌号(如P50)。, M类硬质合金（黄色）：旧牌号通用硬质合金YW，由TiCTaC（NbC）组成。有较好抗弯强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性、高温硬度，适于加工长切屑或短切屑的黑色金属材料，如：钢、铸钢、不锈钢、灰口铸铁、有色金属等。常用牌号有：M10、M20、M30、M40等，数字越大，耐磨性越低而韧性越大，精加工选用M10，半精加工选用M20，粗加工选用M30。 K类硬质合金（红色）：旧牌号钨钴硬质合金YG，由WCCo组成。韧性较好，抗弯强度较高，热硬性稍差，适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，如淬硬钢、铸铁、铜铝合金、塑料等。代号有：K01、K10、K20、K30、K40等，数字愈大，Co含量越多，耐磨性愈低而韧性愈高。精加工可用K01；半精加工可用K10、K20 ；粗加工选用K30、K40。 （e）涂层刀具材料 涂层刀具材料是在硬质合金或高速钢的基体上，涂一层几微米（512m）厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物（TiC、TiN、AL2O3等）构成。涂层硬质合金刀具的耐用度比不涂层的至少提高13倍，涂层高速钢刀具的耐用度比不涂层的至少提高210倍。国内涂层硬质合金刀片牌号有CN、CA、YB等。 TiC涂层刀片：银灰色，57m。 TiN涂层刀片：金黄色，812m。,（B）超硬刀具材料 (a)、陶瓷：主要是由纯AL2O3或在AL2O3中一定的金属元素或金属化合物，采用热压成形和烧结的方法获得。硬度、耐磨性和耐热性好，硬度9195HRA，热硬性：1200，常用速度：100400m/min，甚至可高达750m/min，切削效率比硬质合金提高1 4倍。与金属亲和力小，不易粘刀，加工表面光洁，但抗弯强度低，冲击韧性差。主要用于冷硬铸铁、高硬钢和高强钢等难加工材料的半精加工和精加工。 (b)、人造聚晶金刚石（PCD）：在高温高压下将金刚石微粉聚合而成的多晶体材料，硬度极高（HV5000）以上，天然金刚石（10000HV），耐磨性极好，可切削极硬材料而长时间保持尺寸的稳定性，刀具耐用度比硬质合金高几十倍至三百倍；韧性和抗弯强度差，只有硬质合金的1/4左右；热硬性差，700800，不能在高温下切削；与铁元素的亲和力很强，不易加工黑色金属，主要用于精加工有色金属及非金属，如铝、铜及其合金、陶瓷、合成纤维、强化塑料和硬橡胶等。,(c)、立方氮化硼（CBN）：在高温高压下制成的一种新型超硬刀具材料，硬度达70008000HV，耐磨性好，热硬性达1200，在12001300高温下不与铁发生化学反应，主要用于加工淬硬钢、耐磨铸铁、高温合金等难加工材料的半精加工和精加工。,常用刀具材料可切削加工的主要工件材料,根据加工条件不同，在下列刀具材料中选择合理的牌号，填写在相应括号中：K01，K10，K20，P01，P10，P20，P30，W18Cr4V，W6M05Cr4V2。 精车铸铁（ ）； 粗车铸铁（ ） 粗车碳钢（ ）； 宽刀低速度精车碳钢（ ） 高速精车碳钢（ ） ； 车削铝合金（ ）； 在铸铁件上钻孔的麻花钻（ ） ；,
