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1、三、刀具材料第一章 金属切削的基础知识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：为工件硬度的倍，一般要求）高硬度：为工件硬度的倍，一般要求 60HRC以上。以上。（2）足够的强度和韧性）足够的强度和韧性（3）高耐磨性）高耐磨性（4）高耐热性）高耐热性（5）良好的工艺性）良好的工艺性2、常用刀具材料第一章 金属切削的基础知识碳素工具钢：碳素工具钢：T8A、T10、T12A。如丝锥、锉刀、锯条等。如丝锥、锉刀、锯条等。合金工具钢：合金工具钢：9SiCr、CrWMn。如拉刀、铰刀、钻头等。如拉刀、铰刀、钻头等。高速钢：高速钢：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。如钻头、铣刀、齿轮
2、刀具等。如钻头、铣刀、齿轮刀具等。硬质合金：硬质合金：粗加工粗加工YG6、YG8、YT5；精加工；精加工YT15、YT30。能耐。能耐1000高温，耐磨性好。高温，耐磨性好。陶瓷陶瓷：Al2O3、Al2O3-TiC、Si3N4；车刀（高速）。特点：热硬性好，耐；车刀（高速）。特点：热硬性好，耐磨，抗弯性差，易碎。磨，抗弯性差，易碎。立方氮化硼：立方氮化硼：如车刀、铣刀（中高速）。特点：热硬性强，可耐如车刀、铣刀（中高速）。特点：热硬性强，可耐1500高高温，与铁亲和力小。温，与铁亲和力小。人造金刚石：人造金刚石：如车刀、铣刀等。特点：热硬性好。如车刀、铣刀等。特点：热硬性好。第三节第三节 金属
3、切削过程与控制金属切削过程与控制一、切屑的形成及种类一、切屑的形成及种类二、切削力二、切削力三、切削热三、切削热四、刀具寿命四、刀具寿命五、切削液五、切削液第一章 金属切削的基础知识 金属在切削过程中，会出现一系列物理现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等，这些都是以切屑形成过程为基础而生产中出现的许多问题，如积屑瘤、振动、卷屑、断屑等，都与切削过程密切相关。第一章 金属切削的基础知识1.切屑形成过程切屑形成过程切削层切削层的金属的金属弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形挤裂挤裂切离切离切切屑屑切削层的金属受到刀具前切削层的金属受到刀具前刀面的推挤后产生弹性变刀面的推挤后产生弹性变形形 随着
4、切应力、切应变逐渐增大，达到其屈服强度随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈服强度时，产生塑性变形而滑移时，产生塑性变形而滑移刀具继续切入时，材料内部的应刀具继续切入时，材料内部的应力、应变继续增大，当切应力达力、应变继续增大，当切应力达到其断裂强度时，金属材料被挤到其断裂强度时，金属材料被挤裂裂沿刀具前刀沿刀具前刀面流出面流出第一章 金属切削的基础知识 一、切屑的形成及种类一、切屑的形成及种类第一章 金属切削的基础知识2、切屑的种类 切屑分为带状切屑、节状切屑和崩碎切屑三类。第一章 金属切削的基础知识（1）带状切屑 带状切屑呈连绵不断的带状或螺旋状,与刀具接触的底层光滑，背面呈毛绒状。（a）形
5、成条件：大前角、切速高、进给量小、被切金属塑性好。（b）切屑形成过程：弹性变形、塑性变形、切离。（c）优点：切削力平稳、切削热少、加工表面光洁。（d）缺点：切屑连绵不断，易缠绕、易划伤已加工表面。第一章 金属切削的基础知识（2）节状切屑）节状切屑 节状切屑上面呈较大的锯齿状，底面有不贯节状切屑上面呈较大的锯齿状，底面有不贯穿的裂纹穿的裂纹 形成条件：切速低、进给量大、中等硬度材形成条件：切速低、进给量大、中等硬度材料。料。缺点：切削力波动大、工件表面较粗糙。缺点：切削力波动大、工件表面较粗糙。（3）崩碎切屑 切削层金属发生弹性变形后，一般不经过塑性变形就突然崩裂而形成形状不规则的崩碎切屑 形成
6、条件：铸铁、铸造黄铜等脆性材料。缺点：切削热和切削力集中在刀具的主刀刃和刀尖处，刀尖易磨损、易产生振动，表面质量不高。第一章 金属切削的基础知识二、切削力 1、切削力的分解 切削力是指切削时刀具切入工件，切削层产生变形成为切屑所需的力。切削力是一个空间力，为了便于研究将其分解为三个相互垂直的分力,即主切削力、进给力和背向力。第一章 金属切削的基础知识第一章 金属切削的基础知识主切削力主切削力:切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，其大小约占总的切削合力的其大小约占总的切削合力的背向力背向力:切削合力在切削深度方向上的分力切削合力在切削深度方向上
7、的分力;它在基面内，与切它在基面内，与切深方向相反深方向相反进给力：进给力：切削合力在进给方向上的分力切削合力在进给方向上的分力;它在基面内，与进它在基面内，与进给方向平行，但方向相反给方向平行，但方向相反第一章 金属切削的基础知识2 2、影响切削力的主要因素工件材料工件材料切削用量切削用量刀具角度刀具角度切削液切削液第一章 金属切削的基础知识（1）工件材料的影响（a）强度和硬度高，则切削力大。（b）塑性和韧性高，则切削力大。塑性大的材料，切屑与前刀面的摩擦系数大，接触区较长，故切削力较大；韧性高的材料，致使其发生变形或破坏所消耗的能量较多，故切削力也较大。如不锈钢0Gr18Ni9Ti与正火的
8、中碳钢的强度硬度基本相同，但不锈钢的塑性韧性较高，其切削力要比正火的中碳钢约高25%。第一章 金属切削的基础知识（2）刀具角度的影响 （a）前角：增大，切削力减小。（b）主偏角：增加，切削力降低。（3）切削用量的影响 （a）切削深度ap的影响最大。（b）进给量f的影响次之。（c）切削速度的影响（4）切削液 为了提高切削效果而使用的液体称为切削液。合理选用切削液可以减为了提高切削效果而使用的液体称为切削液。合理选用切削液可以减小塑性变形和刀具与工件间的摩擦，使所需切削力减小。所需切削液润滑小塑性变形和刀具与工件间的摩擦，使所需切削力减小。所需切削液润滑性能越好，使所需切削力降低越明显。性能越好，
9、使所需切削力降低越明显。第一章 金属切削的基础知识三、切削热来源（1）被加工件材料的弹性变形和塑性变形；（2）切屑与前刀面的摩擦；（3）后刀面与已加工表面之间的摩擦。传散（1）切屑，50-86%；（2）工件，40-10%；（3）车刀，9-3%；（4）空气，1%。第一章 金属切削的基础知识四、刀具寿命刀具的磨损形式 由于切削条件不同，刀具磨损产生在刀具的不同部位，一般有三种形式：后刀面磨损、前刀面磨损和前后刀面同时磨损。第一章 金属切削的基础知识 五、切削液 （1）切削液的作用：降温和润滑。（2）切削液的种类：切削油、乳化液、水溶液等。（a）切削油：矿物油、动植物油和复合油。特点：润滑性好，流动性差，冷却作用小。应用：低速精加工。如精车丝杠、螺纹等。第一章 金属切削的基础知识（b）乳化液 乳化液是由乳化油加水稀释而成的。特点：流动性好、冷却能力强。应用最为广泛。应用：低浓度的用于粗车和磨削；高浓度的用于精车、铰孔和铣削等。（c）水溶液 主要成分是水，水的热导率和比热容都比油大得多，流动性又好，可以吸收大量的热。其中加入了一定量的防锈剂，用于粗磨；加入一定的油类，可用于精磨。第一章 金属切削的基础知识