郑州大学,金属切削原理 要点.ppt

金属切削原理要点讲解 第一章：基本定义 切削运动：主运动和进给运动，主运动通常只 有一个 工件上的加工表面 ：待加工表面、加工(过渡）表面、已加工表面 切削用量：切削速度v、进给量f、背吃刀量ap 刀具几何参数及其标注 刀具几何角度标注 刀具标注角度换算：tanγn=tanγo cosλs cotαn=cotαo cosλs 切削层参数： 切削厚度ac 、切削宽度aw、 切削面积Ac。 Ac= ac x aw=f x ap 自由切削：只有一条直线切削刃参加切削工作。 直角切削：主切削刃刃倾角λs=0。 第二章：刀具材料 1.刀具材料应具备的性能： 高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧性 高的耐热性 良好的热物理性能和耐热冲击性能 良好的工艺性 经济性 高速钢 它是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金钢。 特点：热处理后硬度可达62～66HRC, 抗弯强度约3.3GPa，有较高的热稳定性、耐磨性 、耐热性。切削温度在500～650℃时仍能进行切削。 通用型高速钢  1、钨钢： W18Cr4V。含W 18%、Cr 4%、V 1%。有较好的综合性能， 在600℃时其高温硬度为HRC48.5，刃磨和热处理工艺控制较方便，可以制造各种复杂刀具。 2、钨钼钢 碳化物分布细小、均匀，机械性能良好，抗弯强度比W18Cr4V高10%～15%，韧性高50%～60%。可做尺寸较大、承受冲击力较大的刀具；热塑性特别好， 更适用于制造热轧钻头等；磨加工性也好 高性能高速钢 在通用型高速钢的基础上再增加一些含碳量、 含钒量及添加钴、铝等合金元素。 在630～650℃时仍可保持HRC 60的硬度，具有更好的切削性能，耐用度较通用型高速钢高1.5～3倍。 典型牌号有高碳高速钢9W18Cr4V、高钒高速钢W6Mo5Cr4V3、 钴高速钢W6MoCr4V2Co8、 超硬高速钢W2Mo9Cr4VCo8等 硬质合金 硬质合金由难熔金属碳化物(如WC、TiC)和金属粘结剂(如Co)经粉末冶金法制成。  特点：硬质合金的硬度、耐磨性、 耐热性都很高。 硬度可达HRA 89～93，在800～1000℃还能承担切削， 耐用度较高速钢高几十倍。当耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。强度和韧性小于高速钢，仅为0.9～1.5 GPa(90～150 kgf／mm)、工艺性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。 硬质合金 1、WC-Co类硬质合金（YG） K类 由WC和Co组成。 牌号：YG6、 YG8、 YG3X、YG6X，含钴少时硬度高，耐热、耐磨性好，但脆性增加。反之抗弯强度和冲击韧度高。 特点：细晶粒硬质合金在含钴量相同时比中晶粒的硬度、耐磨性要高些，但抗弯强度、韧性则低些。 应用：较适于加工短切屑的硬、脆铸铁、有色金属和非金属材料。含钴量高的用于粗加工。 2、WC-TiC-Co类硬质合金（YT）P类 除WC外，还含5%～30%的TiC。硬度和耐磨性提高， 但抗弯强度，特别是冲击韧性显著降低。 牌号：有YT5、 YT14、YT15、YT30等， 特点：此类合金有较高的硬度和耐磨性，特别有高的耐热性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力好；但抗弯强度、磨削性和导热系数下降，低温脆性大、韧性差。 应用：适于加工钢料。不宜用于加工不锈钢和钛合金。因YT中的钛元素和工件中的钛元素之间的亲合力会产生严重粘刀现象， 在高温切削及摩擦系数大的情况下会加剧刀具磨损。 3、WC-TiC-TaC－Co类硬质合金（YW）M类 在YT类中加入TaC(NbC)，可提高其抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、高温硬度和抗氧化能力、耐磨性等。 常用的牌号有YW1和YW2。 应用：既可用于加工铸铁及有色金属，也可加工钢。因而又有通用硬质合金之称。含钴量高时强度和冲击韧度高，可用于粗加工和断续切削；含钴量低，耐磨性、耐热性好，用于半精加工和精加工。 4、TiC基硬质合金 （N） 以TiC为主要成分用Ni和Mo作粘结剂的TiC－Ni－Mo合金 特点：硬度高，高耐磨性，较高的耐热性和抗氧化能力，化学稳定性好，抗粘结能力强，刀具耐用度高。 应用：可以加工钢和铸铁，主要用于钢连续表面的精加工和半精加工 其他 涂层刀具（TiC 、 TiN等） 陶瓷刀具：以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）为基体 金刚石：不适于加工钢铁材料（C和铁有很强的化学亲和力，在高温下铁原子容易与碳原子作用而转化为石墨结构） 立方氮化硼 第三章 金属切削变形过程 三个变形区 始滑移线OA、终滑移线OM 剪切面与切削速度之夹角叫剪切角，以?表示。 切削