刀具切削PPT课件.ppt
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1、刀具种刀具种类很多,根据用途和加工方法不很多,根据用途和加工方法不同,可分如下同,可分如下类型。型。(1)、按加工方式分)、按加工方式分 有有车刀、刀、铣刀、刀、钻头、铰刀、拉刀、螺刀、拉刀、螺纹刀具、刀具、齿轮刀刀具、砂具、砂轮等。等。(2)、按)、按结构方式分构方式分 有整体式、有整体式、焊接接式、机式、机夹式、可式、可转位式等。位式等。(3)、按刀具的刃形分)、按刀具的刃形分 有有单刃刀具、刃刀具、多刃刀具、成形刀具等。多刃刀具、成形刀具等。(4)、按国家)、按国家标准分准分 有有标准刀具、非准刀具、非标准刀具等。准刀具等。1-3 刀具材料及选用刀具材料及选用 刀具材料是指刀具切削刀具材
2、料是指刀具切削部分的材料。部分的材料。刀具的切削能力直接影刀具的切削能力直接影响生产率、加工质量和加响生产率、加工质量和加工成本。工成本。刀具的切削性能,主要刀具的切削性能,主要取决于刀具材料。取决于刀具材料。4 刀刀具具的的切切削削部部分分不不但但要要求求具具有有一一定定的的几几何何形状,还要求有相应的刀具材料。形状,还要求有相应的刀具材料。目目前前广广泛泛应应用用的的刀刀具具材材料料有有高高速速钢钢和和硬硬质质合合金。金。金属切削时,刀具切削部分直接和工件及切屑相接触,承受着很大的切削压力和冲击,并受到工件及切屑的剧烈摩擦,产生很高的切削温度。即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条
3、件下工作的。因此,刀具切削部分材料应具备以下基本性能。1刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能l高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性l足够的强度和韧性足够的强度和韧性l高的耐热性高的耐热性l良好的导热性良好的导热性l良好的工艺性能和经济性良好的工艺性能和经济性1刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能1)高硬度和高耐磨性高硬度和高耐磨性 刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属,这是刀具材料必备的基本要求,现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬,其耐磨性越好,但由于切削条件较复杂,材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。2)足够的强度与冲击韧性足够的强度与冲击韧性
4、 强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力,一般地,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾,也是刀具材料所应克服的一个关键。3)高耐热性高耐热性 耐热性又称红硬性,是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。4)导热性好)导热性好 刀具材料的导热性用热导率表示。热导率大,表示导热性好,切削时产生的热量就容易传散出去,从而降低切削部分的温度,减轻刀具磨损。5)良好的工艺性和经济性良好的工艺性和经济性
5、为了便于制造,刀具材料应有良好的工艺性,如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵,但其使用寿命很长,在成批大量生产中,分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。l刀具材料的种类很多,常用的有刀具材料的种类很多,常用的有工具钢工具钢(包括碳素工具钢、合金(包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢)工具钢和高速钢)、硬质合金硬质合金、陶瓷陶瓷、金钢石金钢石和和立方氮化硼立方氮化硼等。等。l目前最常用的刀具材料是高速钢目前最常用的刀具材料是高速钢和硬质合金。和硬质合金。刀具的分类高速钢的特点l高速钢是加入了钨高速钢是加入了
6、钨(W)、)、钼钼(Mo)、)、铬铬(Cr)、)、钒钒(V)等合金元素的高合等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的耐热性,可在金工具钢。它具有较高的耐热性,可在500 650的温度下进行切削加工。还具的温度下进行切削加工。还具有高的强度和冲击韧性,所以刃磨时能有高的强度和冲击韧性,所以刃磨时能获得锋利的刃口,故有获得锋利的刃口,故有“锋钢锋钢”之称。之称。l别称:锋钢、钨钢、白钢别称:锋钢、钨钢、白钢2高速钢高速钢二、刀具材料类型1普通高速钢(一)(一)高速钢高速钢2高性能高速钢3粉末冶金高速钢(1)钨系高速钢(2)钨钼系(或称钼系)高速钢按用途不同,高速钢分为普通高速钢按用途不同,高速钢分为
7、普通高速钢和高性能高速钢。按制造方法不同,和高性能高速钢。按制造方法不同,则有熔炼高速钢和粉末冶金高速钢则有熔炼高速钢和粉末冶金高速钢普通高速钢 按化学成分不同,普通高速钢可分为钨系和钨钼系两类:l钨系高速钢钨系高速钢 钨系高速钢的典型牌号钨系高速钢的典型牌号是是W18Cr4V、W9Mo3Cr4Vl钨钼系高速钢钨钼系高速钢 钨钼系高速钢的典型钨钼系高速钢的典型牌号是牌号是W6Mo5Cr4V2(1)高速钢 普通高速钢 普通高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢,常用的牌号有:a)W18Cr4V(简称W18)属钨系高速钢,具有较好的切削性能,是我国最常用的一种高速钢。b)W6Mo5Cr4V2(简称M
8、2)属钼系高速钢,碳化物分布均匀性、韧性和高温塑性均超过W18Cr4V,但其磨削性能较差。c)W9Mo3Cr4V(简称W9)是一种含钨量较多,含钼量较少的钨钼系高速钢。其碳化物不均匀性介于W18和M2之间,但抗弯强度和冲击韧度高于M2。具有较好的硬度和韧性,其热塑性也很好。高性能高速钢 在普通高速钢中加入一在普通高速钢中加入一些其他合金元素(些其他合金元素(C、V、Co、Al),),以提高其耐热性和耐磨性。典型牌号:以提高其耐热性和耐磨性。典型牌号:W6Mo5Cr4V3、W2Mo9Cr4VCo8、W6Mo5Cr4V2Al 粉末冶金高速钢 采用粉末冶金法可完采用粉末冶金法可完全消除碳化物偏析,提
9、高刀具质量全消除碳化物偏析,提高刀具质量高性能高速钢 高性能高速钢是在普通高速钢的基础上,用调整其基本化学成分和添加一些其它合金元素(如钒、钴、铅、硅、铌等)的办法,着重提高其耐热性和耐磨性而衍生出来的。它主要用来加工不锈钢、耐热钢、高温合金和超高强度钢等难加工材料。普通高速钢常见用途高速钢刀具的表面涂层l表面涂层处理的目的表面涂层处理的目的是为了在刀具表面形是为了在刀具表面形成硬度高、耐磨性好的表面层,以减少刀具成硬度高、耐磨性好的表面层,以减少刀具磨损,提高刀具的切削性能。磨损,提高刀具的切削性能。l表面涂层的方法表面涂层的方法有蒸汽处理、低温气体氮有蒸汽处理、低温气体氮碳共渗、辉光离子渗
10、氮等。此外还可采用真碳共渗、辉光离子渗氮等。此外还可采用真空溅射的方法在刀具表面沉积一层空溅射的方法在刀具表面沉积一层TiC或或TiN(约(约10m)。)。l涂层高速钢是一种复合材料涂层高速钢是一种复合材料,基体是强度、,基体是强度、韧性好的高速钢,而表层是具有高硬度、高韧性好的高速钢,而表层是具有高硬度、高耐磨性的其他材料。耐磨性的其他材料。3硬质合金硬质合金l由由高高硬硬度度、高高熔熔点点的的金金属属碳碳化化物物(WC、TiC、NbC、TaC等等)粉粉末末,用用钴钴或或镍镍等等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。l高高硬硬度度、高高熔熔点点的的金金属属碳
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