1、金属切削刀具基本知识2 内容内容一、金属切削加工的基本概念二、刀具角度的标注三、刀具工作角度的计算四、刀具材料 五常用金属切削刀具种类及其用途简介3一、金属切削加工的基本概念一、金属切削加工的基本概念.41、机床的切削运动机床的切削运动(主运动、进给运动和合成运动主运动、进给运动和合成运动)以车削为例：以车削为例：车削运动车削运动 工件的转动工件的转动 刀具的直线移动刀具的直线移动 图21 车削运动5主运动、进给运动和合成切削运动主运动、进给运动和合成切削运动 车削运动中，工件的转动是主运动，刀具的直车削运动中，工件的转动是主运动，刀具的直线移动是进给运动，外圆车刀车削轴类工件时，线移动是进给
2、运动，外圆车刀车削轴类工件时，车刀刀尖相对于工件所作的是螺旋切削运动车刀刀尖相对于工件所作的是螺旋切削运动。主运动：主运动：切削运动中，切削运动中，速度最高、功率消耗最大速度最高、功率消耗最大的运动。的运动。（如：车削中的工件的转动；铣削中的铣刀转动等）（如：车削中的工件的转动；铣削中的铣刀转动等）进给运动：进给运动：配合主运动，使金属得以连续切除的配合主运动，使金属得以连续切除的 运动。运动。（如：车削中的刀具直线移动；铣削中的工件直线移动等）（如：车削中的刀具直线移动；铣削中的工件直线移动等）合成切削运动：合成切削运动：刀具切削刃上某选定点相对于工件的复合刀具切削刃上某选定点相对于工件的复
3、合运动。如：运动。如：车刀刀尖相对于工件所作的是螺旋切削运动车刀刀尖相对于工件所作的是螺旋切削运动。6各种切削运动各种切削运动72、工件上形成的三个表面、工件上形成的三个表面已加工表面：已加工表面：新形成的工件表面。新形成的工件表面。待加工表面：待加工表面：即将切除的工件表面。即将切除的工件表面。加工表面：加工表面：刀刃正在形成的工件表面刀刃正在形成的工件表面 8 3、切削速度的方向、切削速度的方向 图22 切削速度的方向9重要概念重要概念重要概念重要概念:主运动的速度称为主运动的速度称为切削速度切削速度车削时的车削时的切削速度切削速度（主运动速度）方向：主运动速度）方向：刀具绕主轴轴线刀具绕
4、主轴轴线作反向回转运动时在刀尖这一点的圆周切线方向。作反向回转运动时在刀尖这一点的圆周切线方向。合成切削运动速度的方向：合成切削运动速度的方向：车刀相对于工件作螺旋切削运车刀相对于工件作螺旋切削运动时螺旋线在刀尖这一点的切线方向动时螺旋线在刀尖这一点的切线方向。角角称为称为合成切合成切削速度角。削速度角。10 4、切削用量三要素、切削用量三要素1.1.切削速度切削速度 (m/s 或 m/min)主运动为旋转运动 v=d n/1000 往复运动 v=2Lnr/10002.2.进给量进给量 f f (mm/r(mm/r 或或 mm/mm/双行程双行程)进给速度进给速度 v vf f=n f n f
5、=n fn fz z z z （mm/s mm/s 或或 mm/min)mm/min)3.3.背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p 车削外圆时车削外圆时:a ap p=(d=(dw w-d-dmm)/2 )/2 钻孔时钻孔时 :a ap p=d=dmm/2/2 1000wwd nv11 金属切除率金属切除率切削用量三要素决定了金属切除率的高低切削用量三要素决定了金属切除率的高低:金属切除率金属切除率：单位时间内切除单位体积的多少：单位时间内切除单位体积的多少 式中单位：式中单位：:m/min :mm/r :mm310wpZvfavfpamin3mm125 5、例题、例题.例题：
6、例题：车外圆时工件加工前直径为车外圆时工件加工前直径为62mm62mm，加工后直径为，加工后直径为5656 mmmm，工件转速为，工件转速为4r/s4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移，刀具每秒钟沿工件轴向移2mm2mm，工件加工长度为工件加工长度为110mm110mm，切入长度为，切入长度为3mm3mm，求，求v v、f f、apap和切削工时和切削工时t t。解：解：v=dn/1000=624/1000=0.779 m/sf=vf/n=2/4=0.5 mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mmt=(l+l1+l2)/vf=(110+3+0)/2=56.5 s13 6、切削层
7、参数、切削层参数 切削层参数切削层参数 切削层参数包括：切削深度切削层参数包括：切削深度 、切削厚度、切削厚度 、切削宽度切削宽度 和切削层截面面积和切削层截面面积 。这些参数会。这些参数会在本课程中用到。在本课程中用到。pacawacA图：切削用量和切削层参数 14 切削层参数切削层参数切削深度切削深度 (定义同前定义同前)切削厚度切削厚度 ：相邻两加工表面之间的距离：相邻两加工表面之间的距离切削宽度切削宽度 ：沿加工表面测量的切削层截面参数：沿加工表面测量的切削层截面参数切削层截面面积切削层截面面积 mm2pacawasincraf pwraasincpAf a 15二、刀具角度的标注二、
8、刀具角度的标注 1、构成刀具切削刃的三面二刃一尖、构成刀具切削刃的三面二刃一尖图：刀具的组成 16切削刃的三面二刃一尖切削刃的三面二刃一尖三面三面:前刀面前刀面:切屑流经的刀具表面切屑流经的刀具表面后刀面后刀面:切削时切削时,与加工表面相对的刀具表面与加工表面相对的刀具表面副后刀面副后刀面:与已加工表面相对的刀具表面与已加工表面相对的刀具表面二刃二刃:主切削刃主切削刃:承担承担主要切削主要切削工作的切削刃工作的切削刃副切削刃副切削刃:对已加工表面对已加工表面起修光作用起修光作用的切削刃的切削刃一尖一尖:刀尖刀尖:主、副切削刃相交的一小段切削刃主、副切削刃相交的一小段切削刃17 2、标注角度参考
9、系、标注角度参考系 刀具标注角度参考系共有三个参考系：刀具标注角度参考系共有三个参考系：主剖面参考系、主剖面参考系、法剖面参考系和进给、切深剖面参考系法剖面参考系和进给、切深剖面参考系。本课程重点介绍。本课程重点介绍主剖面参考系。主剖面参考系。主剖面参考系主剖面参考系 由三个参考平面组成：基面由三个参考平面组成：基面 ，切削平面，切削平面 和主剖面和主剖面 。基面基面 的定义的定义：通过主切削刃上某选定点，与该点的：通过主切削刃上某选定点，与该点的切削切削速度方向垂直速度方向垂直的平面。的平面。切削平面切削平面 的定义的定义：通过主切削刃上某选定点，与主削刃：通过主切削刃上某选定点，与主削刃相
10、切相切且与该点的且与该点的基面垂直基面垂直的平面。的平面。rPsPoPrPsP18刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系主剖面主剖面 的定义的定义：通过主切削刃上某选定点，：通过主切削刃上某选定点，同同时垂直与基面时垂直与基面 和和切削平面切削平面 的平面。的平面。假定运动条件假定运动条件:刀尖处于工件中心等高面上；刀具轴心刀尖处于工件中心等高面上；刀具轴心线与主轴轴线垂直：线与主轴轴线垂直：sPrPoPvc19刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系.图：主剖面参考系 20法剖面参考系和进给、切深剖面参考系法剖面参考系和进给、切深剖面参考系21法剖面参考系和进给、切深剖面参考系法剖面参考系和进给、
11、切深剖面参考系 法剖面参考系法剖面参考系 由基面由基面 、切削平面、切削平面 和法剖面和法剖面 构成了法剖面参考构成了法剖面参考系系 法平面法平面 :过切削刃上选定点并过切削刃上选定点并垂直于主切削刃垂直于主切削刃的平的平面面 进给切深剖面参考系进给切深剖面参考系 进给剖面进给剖面 :过切削刃上选定点过切削刃上选定点平行于刀具进给方向平行于刀具进给方向且且垂直于基面垂直于基面的平面的平面 切深剖面切深剖面 :过切削刃上选定点过切削刃上选定点同时垂直于刀具进给方同时垂直于刀具进给方向和基面向和基面的平面的平面 由由 、和和 构成了进给切深剖面参考系。构成了进给切深剖面参考系。rPsPnpnpfp
12、pPrPfppP22车刀标注角度参考系车刀标注角度参考系23 3、刀具角度的标注方法、刀具角度的标注方法车刀角度的标注方法 说明：说明：主切削刃上各点的基面一般不相同（仅当刃倾角主切削刃上各点的基面一般不相同（仅当刃倾角 0时除外）。时除外）。仅当刀尖安装在工件中心等高面时，刀尖处的基面平行于车刀的底面。仅当刀尖安装在工件中心等高面时，刀尖处的基面平行于车刀的底面。无特别说明，刀具的角度都是指刀尖处一小段的刀具角度。无特别说明，刀具的角度都是指刀尖处一小段的刀具角度。24 说明说明刀刃上各点基面是不同的（如直角偏刀的刃倾角较大时）：刀刃上各点基面是不同的（如直角偏刀的刃倾角较大时）：VVAVB
13、Pr2PrPr1AB工件中心等高面25刀具角度的标注刀具角度的标注方法方法 刀具的标注角度刀具的标注角度前角前角 :前刀面与基面的夹角；前刀面与基面的夹角；后角后角 :后刀面与切削平面的夹角；后刀面与切削平面的夹角；主偏角主偏角 :主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角；主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角；副偏角副偏角 :副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角；副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角；刃倾角刃倾角 :主切削刃与基面之间的夹角（在主切削刃与基面之间的夹角（在 平面中测得）平面中测得）副后角副后角 :副后刀面与副切削平面之间的夹角。副后刀面与副切削平面之间的夹角。0 0 r r
14、 s 0 sP26 4、刀具角度标注举例、刀具角度标注举例 刀具角度标注举例刀具角度标注举例外圆车刀外圆车刀角度的标注角度的标注例一：例一：已知某外圆车刀的标注角度参数已知某外圆车刀的标注角度参数为：为：，。试用主剖面参考系标注其各角度。外圆车刀角度的标注如试用主剖面参考系标注其各角度。外圆车刀角度的标注如下左图所示下左图所示。例二例二：某切断车刀的标注角度参数某切断车刀的标注角度参数为：为：，。试用主剖面参考系标注切断刀各角度。切断车刀角度的标试用主剖面参考系标注切断刀各角度。切断车刀角度的标注如上右图所示。注如上右图所示。016 013a60r 7s 010 a010 021a90r 7
15、r 0s 012 a。，8r27刀具角度标注举例刀具角度标注举例 90 9010217A0A向切断刀角度的标注图25 车刀角度的标注1613810607外圆车刀角度的标注1212728三三、刀具工作角度的计算、刀具工作角度的计算 1、基本概念、基本概念 上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动，不考虑进给运动，即在主运动，不考虑进给运动，即在假定运动条件下假定运动条件下确定的确定的参考系。但刀具在实际使用时，这样的参考系所确定的参考系。但刀具在实际使用时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确切地反映切削加工的真实情形。刀具角度，往往
16、不能确切地反映切削加工的真实情形。只有用实际切削运动方向或合成切削运动方向只有用实际切削运动方向或合成切削运动方向v ve e来确定来确定参考系，才符合切削加工的实际。参考系，才符合切削加工的实际。例如，如下图所示三把刀具的标注角度完全相同，例如，如下图所示三把刀具的标注角度完全相同，但由于合成切削运动方向但由于合成切削运动方向v ve e不同，后刀面与加工表面之不同，后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的实际情形有很大的不同：间的接触和摩擦的实际情形有很大的不同：29刀具工作角度的计算刀具工作角度的计算当切削速度方向改变时，刀具的实际后角工作情况：当切削速度方向改变时，刀具的实际后角工作情况：v
17、-0v0v正常切削工作后角为零后刀面摩擦工作后角为负无法正常切削30刀具工作角度的计算刀具工作角度的计算即：即：刀具安装位置、切削合成运动方向的变化，刀具安装位置、切削合成运动方向的变化，均会引起刀具工作角度相应变化。均会引起刀具工作角度相应变化。以刀具与工件相对位置、相对运动为基础建以刀具与工件相对位置、相对运动为基础建立坐标系，这种坐标系称为立坐标系，这种坐标系称为工作坐标系工作坐标系。用工作坐标系定义的刀具角度称用工作坐标系定义的刀具角度称工作角度工作角度。312、刀具工作主剖面参考系、刀具工作主剖面参考系1工作主剖面参考系的建立工作主剖面参考系的建立reP 与静态系统中正交平面参考系建
18、立的定义相似，不与静态系统中正交平面参考系建立的定义相似，不同点就在于它以合成切削运动同点就在于它以合成切削运动 e e或刀具安装位置条件来或刀具安装位置条件来确定工作参考系的基面确定工作参考系的基面p prere。由于工作基面的变化，将带来工作切削平面由于工作基面的变化，将带来工作切削平面p psese的变的变化，从而导致工作前角化，从而导致工作前角 oeoe、工作后角、工作后角 oeoe 的变化。的变化。工作主剖面参考系由三个参考平面：工作基工作主剖面参考系由三个参考平面：工作基面面 、工作切削面、工作切削面 和工作主剖面和工作主剖面 组成：组成：oePseP32 工作主剖面参考系工作主剖
19、面参考系 工作基面工作基面 ：与主切削刃上选定点的与主切削刃上选定点的实际切削实际切削速度方向速度方向或或合成切削速度方向垂直合成切削速度方向垂直的参考平面；的参考平面；工作切削平面工作切削平面 ：与主切削刃相切且与工作基面：与主切削刃相切且与工作基面垂直的参考平面；垂直的参考平面；工作主剖面工作主剖面 ：过主切削刃上选定点，且与：过主切削刃上选定点，且与 和和 同时垂直的参考平面。同时垂直的参考平面。rePoePsePrePseP基本定义：基本定义：33 3、刀具工作角度的计算、刀具工作角度的计算 有两种情况需要计算刀具工作角度的计算：有两种情况需要计算刀具工作角度的计算：在切削过程中，在切
20、削过程中，当刀具的进给当刀具的进给运动速度较大时，必须计算刀具的工作角度运动速度较大时，必须计算刀具的工作角度。（如：切断刀切断工件、螺纹车刀车螺纹等，它们切削时的（如：切断刀切断工件、螺纹车刀车螺纹等，它们切削时的进给速度都较大时，刀具的实际工作角度与刀具的标注进给速度都较大时，刀具的实际工作角度与刀具的标注角度存在较大的差别，有时造成刀具无法正常切削）角度存在较大的差别，有时造成刀具无法正常切削）第一种情况第一种情况：34工作角度的计算工作角度的计算 例一：例一：用切断刀切断轴类零件时工作角度的计算:根据计算图的几何关系，不难推导出：0oe00eDftgnDfntgtgf11135工作角度
21、的计算工作角度的计算 例二：例二：轴向进给运动对工轴向进给运动对工作角度的影响：作角度的影响：外圆车削时，刀具相对于外圆车削时，刀具相对于工件作螺旋切削运动，工件作螺旋切削运动，故有：故有：fffefffeooeooewrwdfdtgACsin36工作角度的计算工作角度的计算 当刀具安装位置不正确当刀具安装位置不正确（如：（如：刀具刀尖安装得高于或低于工件中心等高面）时，刀具刀尖安装得高于或低于工件中心等高面）时，必须计算刀具的工作角度必须计算刀具的工作角度 和和 。oe oea第二种情况第二种情况：D切削平面工作切削平面hooe基面工作基面0oe37工作角度的计算工作角度的计算计算方法和步骤
22、：计算方法和步骤：根据题意，根据题意，画出工作角度计算简图画出工作角度计算简图，并并标标注刀具各角度；注刀具各角度；从计算图的几何关系从计算图的几何关系推导出工作角度的计推导出工作角度的计算式算式，并并进行计算进行计算。38三三、刀具工作角度的计算举例、刀具工作角度的计算举例 刀具工作角度计算举例刀具工作角度计算举例例题：例题：已知用已知用 ，的切断刀切断直径的切断刀切断直径50 mm 棒料。若刀刃安装时高于中心棒料。若刀刃安装时高于中心0.2 mm，试计算（不考虑进给运动的影响）切断后工件端面上，试计算（不考虑进给运动的影响）切断后工件端面上留下的剪断芯柱直径。留下的剪断芯柱直径。解：解：根
23、据题意，画出计算简图，如下图所示。根据题意，画出计算简图，如下图所示。计算计算 由计算简图的几何关系可知：由计算简图的几何关系可知：90r sin/2hD 2 r 05 012a00 39刀具工作角度的计算举例刀具工作角度的计算举例 如不考虑刀如不考虑刀具横向进给运动具横向进给运动的影响，刀具安的影响，刀具安装得高于或低于装得高于或低于工件中心等高面工件中心等高面，则刀具的实际，则刀具的实际前角和后角都会前角和后角都会发生改变。发生改变。40刀具工作角度计算举例刀具工作角度计算举例 由于当工作后角由于当工作后角 时刀刃无法切入工时刀刃无法切入工件，刀具继续进给时，后刀面推挤工件料芯，最终件，刀
24、具继续进给时，后刀面推挤工件料芯，最终被剪断。故只要计算此时料芯的直径即可：被剪断。故只要计算此时料芯的直径即可：由由 可得：可得：；D=1.9 mm 即：即：切断后工件端面上留下的剪断芯柱直径为切断后工件端面上留下的剪断芯柱直径为 1.9 mm 00oeaa 100sin02oehaaaD 0sin2haD02shinh0122.02shin41四、刀具材料四、刀具材料 金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。能。刀具切削性能的优劣，不仅取决于刀具切削刀具切削性能的
25、优劣，不仅取决于刀具切削部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配的部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配的刀具材料。刀具材料。金属切削过程中的加工质量、加工效率、加金属切削过程中的加工质量、加工效率、加工成本，在很大程度上取决于刀具材料的合理选择工成本，在很大程度上取决于刀具材料的合理选择。因此，。因此，材料、结构和几何形状是构成刀具切削性材料、结构和几何形状是构成刀具切削性能评估的三要素。能评估的三要素。421、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能 刀具材料的硬度应高于被加工材料的硬度刀具材料的硬度应高于被加工材料的硬度 一般应在一般应在HRC60以上。以上。刀具材料应具有较强的
26、耐磨性刀具材料应具有较强的耐磨性 刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就越好；材料中含碳刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就越好；材料中含碳化物越多化物越多,晶粒越细，则刀具越耐磨；晶粒越细，则刀具越耐磨；刀具材料应具有足够大的强度和韧性刀具材料应具有足够大的强度和韧性 一般用抗弯强度和冲击值来衡量。一般用抗弯强度和冲击值来衡量。应具有高的耐热性应具有高的耐热性 耐热性是指刀具材料在高温下保持材料硬度的能力，可耐热性是指刀具材料在高温下保持材料硬度的能力，可用高温硬度表示。用高温硬度表示。应具有良好的工艺性能应具有良好的工艺性能 包括：焊接性能、磨削加工性能和热处理能力包括：焊接性能、磨削加工性能和
27、热处理能力432、高速钢刀具材料及用途高速钢刀具材料及用途.构 成加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。特 性 有较高的热稳定性，较高的强有较高的热稳定性，较高的强度、韧性、硬度和耐磨性，度、韧性、硬度和耐磨性，但耐但耐热性和耐磨性比硬质合金差热性和耐磨性比硬质合金差；其制造工艺简单其制造工艺简单用用 途途 制造形状复杂的刀具，如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等；也可制造一般的车刀、铣刀等。44454647 普通高速钢普通高速钢 钨钢钨钢 典型牌号为典型牌号为W18Cr4VW18Cr4V（简称（简称W18W18）。）。含含W18W18、Cr4%Cr4%、V1V1。有良好的综合性能，
28、有良好的综合性能，可以制造各种复杂刀具。可以制造各种复杂刀具。但热塑性差，很难用但热塑性差，很难用作热成形方法制造的刀具（如热轧钻头）。作热成形方法制造的刀具（如热轧钻头）。钨钼钢钨钼钢 将钨钢中的一部分钨以钼代替而得。将钨钢中的一部分钨以钼代替而得。典型牌号为典型牌号为W6MoCr4V2W6MoCr4V2（简称（简称M2M2）具有良好）具有良好的机械性能，可做尺寸较小、承受冲击力较大的机械性能，可做尺寸较小、承受冲击力较大的刀具；的刀具；热塑性特别好，更适用于制造热轧钻热塑性特别好，更适用于制造热轧钻头等头等；磨加工性也好，目前各国广为应用。；磨加工性也好，目前各国广为应用。48 高性能高速
29、钢高性能高速钢特特 性性 在普通高速钢材料中，加入一些合金在普通高速钢材料中，加入一些合金元素，使其耐热性、元素，使其耐热性、耐磨性得以提高。耐磨性得以提高。耐用度较通用型高速钢高耐用度较通用型高速钢高1.31.33 3倍。倍。适合于加工高温合金、钛合金、超高适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。强度钢等难加工材料。典型牌号典型牌号高碳高速钢（如高碳高速钢（如9W18Cr4V9W18Cr4V）高钒高速钢高钒高速钢(W12Cr4V4MoW12Cr4V4Mo)钴高速钢（钴高速钢（W2Mo9Cr4VCo8W2Mo9Cr4VCo8）铝高速钢（铝高速钢（W6Mo5Cr4V2AlW6Mo5C
30、r4V2Al）493、常用硬质合金牌号、性能及用途常用硬质合金牌号、性能及用途.构构 成成性性 能能 特点特点 是由含有大量熔点高、硬度高、是由含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的难熔金化学稳定性好、热稳定性好的难熔金属碳化物属碳化物（如如WCWC、TiCTiC）和金属粘）和金属粘结剂（结剂（CoCo）经粉末冶金法制成。）经粉末冶金法制成。硬度、耐磨性和耐热性都很高；硬度、耐磨性和耐热性都很高；在在8001000 C还能承担切削；还能承担切削；耐用度较高速钢高几十倍耐用度较高速钢高几十倍，切削，切削速度可提高速度可提高4 41010倍。倍。抗弯强度较高速钢低，冲击韧抗弯强度较高速
31、钢低，冲击韧性差，性差，切削时不能承受大的振动和切削时不能承受大的振动和冲击负荷。冲击负荷。50常用硬质合金牌号、性能及用途常用硬质合金牌号、性能及用途.用用 途途 切削性能优良，被广泛用作刀具材料：如大多数的车刀、端铣刀以至深孔钻、铰刀、齿轮刀具等。它还可用于加工高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。51 常用硬质合金牌号、性能及用途常用硬质合金牌号、性能及用途 钨钴类（钨钴类（YG类）类）主要成分：主要成分：常用牌号：常用牌号：YG3、YG3X、YG6、YG8;（数字表示含钴量：如：数字表示含钴量：如：YG3的含钴量为的含钴量为0.3、YG8的含钴量为的含钴量为0.8，含钴量越高，刀具材料的
32、抗弯强，含钴量越高，刀具材料的抗弯强度就越大，但硬度和耐磨性下降）。度就越大，但硬度和耐磨性下降）。YG3和和YG3X：含钴量相对较少，硬度较高，耐磨含钴量相对较少，硬度较高，耐磨性好，性好，适用于精加工适用于精加工；YG6和和YG8：含钴量相对较多，抗弯强度大，耐含钴量相对较多，抗弯强度大，耐冲击，冲击，适用于粗加工适用于粗加工。0WCC52常用硬质合金牌号、性能及用途常用硬质合金牌号、性能及用途 性能特点性能特点：抗弯强度高，耐冲击；材料的导热性能好抗弯强度高，耐冲击；材料的导热性能好，有利于降低切削区的切削温度；但硬度和耐热性比有利于降低切削区的切削温度；但硬度和耐热性比YT类硬类硬质合
33、金低。质合金低。用途用途：常用于常用于铸铁铸铁、不锈钢、高温合金和有色金属工件、不锈钢、高温合金和有色金属工件材料的切削加工。材料的切削加工。钨钴钛类（钨钴钛类（YT类）类）主要成分：主要成分：常用牌号：常用牌号：YT5、YT15、YT30。（数字表示含钛量：如：（数字表示含钛量：如：YT5的含钛量为的含钛量为0.05、YT30的含钛量为的含钛量为0.3）0iWCTCC53常用硬质合金牌号、性能及用途常用硬质合金牌号、性能及用途 性能特点：性能特点：硬度、耐磨性和耐热性比硬度、耐磨性和耐热性比YG类硬质类硬质合金高，但材料的合金高，但材料的抗弯强度低，不耐冲击抗弯强度低，不耐冲击。用途：用途：
34、常用于常用于一般钢料一般钢料的工件材料的切削加工，的工件材料的切削加工，适用于切削比较平稳的场合。适用于切削比较平稳的场合。由于由于YT类硬质合金材料中含有钛合金元素，类硬质合金材料中含有钛合金元素，切削温度较高时，容易与工件材料中的钛元素切削温度较高时，容易与工件材料中的钛元素发发生亲和现象生亲和现象，造成刀具表面上的钛元素的流失而造成刀具表面上的钛元素的流失而加剧刀具的磨损，故加剧刀具的磨损，故YT类硬质合金不能用来切类硬质合金不能用来切削不锈钢材料削不锈钢材料。54常用硬质合金牌号、性能及用途常用硬质合金牌号、性能及用途 通用硬质合金（通用硬质合金（YW类）类）主要成分：主要成分：常用牌
35、号：常用牌号：YW1、YW2 性能特点：性能特点：在在YTYT类中加入类中加入 可提高其抗弯强度、疲劳强可提高其抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、高温硬度、强度和抗氧能力、耐磨性等。度、冲击韧性、高温硬度、强度和抗氧能力、耐磨性等。既可用于加工铸铁，也可加工钢，因而又有通用硬质合既可用于加工铸铁，也可加工钢，因而又有通用硬质合金之称。金之称。用途：用途：适用于切削各种适用于切削各种钢料、铸铁和高强度钢。钢料、铸铁和高强度钢。YW1适用于适用于精加工精加工，YW2适用于适用于粗加工粗加工。0iaWCTCT CCaT C5556 其它刀具材料其它刀具材料.涂层刀具材料涂层刀具材料构 成特 性 在在韧性
36、较好的硬质合金韧性较好的硬质合金基体上，基体上，或在或在高速钢刀具高速钢刀具基体上基体上，涂抹一涂抹一薄层耐磨性高的难熔金属化合物薄层耐磨性高的难熔金属化合物而获得的。而获得的。常用的涂层材料有常用的涂层材料有TiCTiC、TiNTiN、Al2O3Al2O3等。等。有较高的耐磨性和抗月牙洼磨能力有较高的耐磨性和抗月牙洼磨能力；摩擦系数低，可降低切削时的切削力及摩擦系数低，可降低切削时的切削力及切削温度，切削温度，可提高刀具的耐用度可提高刀具的耐用度（提高硬质合金耐（提高硬质合金耐用度用度1 13 3倍，高速钢刀具耐用度倍，高速钢刀具耐用度2 21010倍）。倍）。但也存在着锋利性、韧性、抗剥落
37、性、但也存在着锋利性、韧性、抗剥落性、抗崩刃性及成本昂贵之弊。抗崩刃性及成本昂贵之弊。57其它刀具材料其它刀具材料 特特 性性人造金刚石人造金刚石 很很适于精密加工适于精密加工。但其热稳定性差，。但其热稳定性差，切削温度不宜超过切削温度不宜超过700700800800；强度低、脆性大、对振动敏感，强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削只宜微量切削；与铁有极强的化学亲；与铁有极强的化学亲合力，合力，不适于加工黑金属不适于加工黑金属。用用 途途 主要用于磨具和磨料；主要用于磨具和磨料；对对有色金属有色金属及非金属材料进行及非金属材料进行高高速精细车削及镗孔速精细车削及镗孔；加工铝合金、铜合金时，
38、加工铝合金、铜合金时，切削切削速度可达速度可达8008003800m/min3800m/min。58其它刀具材料其它刀具材料立方氮化硼立方氮化硼（CBN）硬度与耐磨性仅次于金刚石；硬度与耐磨性仅次于金刚石；一般一般用于高硬度、难加工材料的精加工用于高硬度、难加工材料的精加工。59五、常用金属切削刀具种类及其用途简介五、常用金属切削刀具种类及其用途简介要求：一般了解各种刀具的种类、形状要求：一般了解各种刀具的种类、形状和用途。和用途。60五、常用金属切削刀具种类及其用途简介五、常用金属切削刀具种类及其用途简介 1、车刀及其用途、车刀及其用途图：车刀的 构 成61车刀及其用途车刀及其用途车刀的种类
39、：车刀的种类：焊接式车刀、机夹不重磨式车刀、机夹可转焊接式车刀、机夹不重磨式车刀、机夹可转位式车刀位式车刀 a)整体式 b)焊接式 c)机夹重磨式 d)可转位式62车刀及其用途车刀及其用途车刀的用途：车刀的用途：车外圆、车端面、倒角、切槽、车车外圆、车端面、倒角、切槽、车螺纹、车圆弧面、镗孔、钻孔、扩孔和绞孔等。螺纹、车圆弧面、镗孔、钻孔、扩孔和绞孔等。632、孔加工刀具、孔加工刀具64 孔加工刀具孔加工刀具 麻花钻麻花钻用途：用途：在工件上在工件上加工加工出出孔孔，也可用于加工攻丝、绞孔、，也可用于加工攻丝、绞孔、镗镗 孔、磨孔时的孔、磨孔时的预制孔预制孔。65孔加工刀具孔加工刀具 扩孔钻扩
40、孔钻扩孔钻的刀齿数一扩孔钻的刀齿数一般为般为34个，且没个，且没有横刃，故不能用有横刃，故不能用来钻孔来钻孔用途：用途：对工件上已对工件上已有孔（已铸出孔、有孔（已铸出孔、钻出孔等）钻出孔等）进行再进行再加工加工，以扩大原有，以扩大原有孔或孔或提高原有孔的提高原有孔的加工精度和表面质加工精度和表面质量量。图：扩孔钻66孔加工刀具孔加工刀具 锪钻及加工示意图锪钻及加工示意图a)a)带导柱平底锪钻带导柱平底锪钻 b)b)锥面锪钻锥面锪钻 c)c)端面锪钻端面锪钻67孔加工刀具孔加工刀具 绞刀绞刀用途：用途：用于对中用于对中小直径孔的精加工，小直径孔的精加工，精绞后，孔的表面精绞后，孔的表面粗糙度可
41、达粗糙度可达 1.60.8 m；还；还可用来加工锥销孔可用来加工锥销孔绞孔工艺：绞孔工艺：钻孔钻孔扩孔扩孔粗绞粗绞精精绞绞 图：绞刀的种类(a)直柄机用铰刀(b)锥柄机用铰刀(c)硬质合金锥柄机用铰刀(d)手用铰刀(e)可调节手用铰刀(f)套式机用铰刀(g)直柄莫式圆锥铰刀(h)手用1:50锥度铰刀68绞刀绞刀 图：铰刀的结构693、铣刀、铣刀 常用的铣刀有：常用的铣刀有：圆柱铣刀圆柱铣刀-用来铣削工件上的小的平面。用来铣削工件上的小的平面。键槽铣刀键槽铣刀-专用来铣削外键槽。专用来铣削外键槽。盘状铣刀盘状铣刀-用来铣削各种窄槽或小的台阶面。用来铣削各种窄槽或小的台阶面。端面铣刀端面铣刀-用于
42、铣削较大的工件平面。用于铣削较大的工件平面。70 各种铣刀各种铣刀a)圆柱形铣刀b)硬质合金面铣刀c)错齿三面刃铣刀d)锯片铣刀e)立铣刀f)模具铣刀g)键槽铣刀h)单角铣刀i)双角铣刀j）成形铣刀71 铣削加工铣削加工72 端面铣刀端面铣刀73 端面铣刀端面铣刀.硬质合金端铣刀硬质合金端铣刀端铣刀端铣刀的几何角度的几何角度 端铣刀的每个刀齿类似车刀，端铣刀的每个刀齿类似车刀，有主、副切削刃和过渡刃。在正有主、副切削刃和过渡刃。在正交平面系内端铣刀的标注角度有：交平面系内端铣刀的标注角度有：o、o、kr、kr和和s。74 硬质合金端铣刀硬质合金端铣刀75铣削方式铣削方式.3.铣削方式及合理选用
43、铣削方式及合理选用 不同的铣削方式对刀具的耐用度、工件的加工表面粗糙度、铣削过程的平稳性及切削加工的生产率等都有很大的影响。（1 1）圆周铣削法（周铣法）圆周铣削法（周铣法）周铣法有两种铣削方式：周铣法有两种铣削方式：逆铣法和顺铣法逆铣法和顺铣法。76逆铣法和顺铣法逆铣法和顺铣法逆逆 铣：铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相反相反。顺顺 铣：铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相同相同。77 逆铣的加工特点逆铣的加工特点逆铣时逆铣时 逆铣时，刀齿的切削厚度从逆铣时，刀齿的切削厚度从a ac c=0=0至至
44、a acmaxcmax,切削平稳切削平稳;同时，同时，工件表面工件表面受到较大的挤压应力，受到较大的挤压应力，冷硬现象严重冷硬现象严重，加剧刀齿磨损加剧刀齿磨损，并影响已加工表面质量。，并影响已加工表面质量。逆铣时刀齿是从切削层内部开始工作的，当逆铣时刀齿是从切削层内部开始工作的，当工件表面工件表面有硬皮时，对刀齿没有直接影响有硬皮时，对刀齿没有直接影响；同时作用于工件上的进给力同时作用于工件上的进给力F Ff f与其进给方向相反，使与其进给方向相反，使铣床工作台进给机构中的丝杠螺母始终保持良好的右侧面铣床工作台进给机构中的丝杠螺母始终保持良好的右侧面接触，因此接触，因此进给速度比较平稳进给速
45、度比较平稳。（下图所示下图所示）78 逆铣逆铣79 顺铣的加工特点顺铣的加工特点顺铣时：顺铣时：刀齿的切削厚度从刀齿的切削厚度从a acmaxcmax 到到a ac c=0=0。容易切下切削层，。容易切下切削层，刀齿磨损较少，刀齿磨损较少，已加工表面质量较高已加工表面质量较高。顺铣法可。顺铣法可提高刀具提高刀具耐用度耐用度2 23 3倍倍；但在顺铣过程中，作用于工件上的进给力但在顺铣过程中，作用于工件上的进给力F Ff f与其进给与其进给方向相同，导致丝杠与螺母之间的间隙转移到另一侧面上方向相同，导致丝杠与螺母之间的间隙转移到另一侧面上去，引起进给速度时快时慢，去，引起进给速度时快时慢，影响工
46、件表面粗糙度影响工件表面粗糙度；用顺铣法加工时，用顺铣法加工时，要求工件表面没有硬皮，否则铣刀要求工件表面没有硬皮，否则铣刀很易磨损。很易磨损。80铣削方式铣削方式 总之，铣削方式与特点：总之，铣削方式与特点：逆铣：逆铣：切削厚度从零逐渐增大，切削厚度从零逐渐增大，切削平稳切削平稳；由于；由于铣刀的钝圆刃刚切入工件时为负前角切入，故工铣刀的钝圆刃刚切入工件时为负前角切入，故工件已加工表面加工硬化严重，后续刀齿都从加工件已加工表面加工硬化严重，后续刀齿都从加工硬化层上切入，硬化层上切入，刀具磨损严重刀具磨损严重。顺铣：顺铣：切削厚度从最大逐渐变为零，刀齿切入时切削厚度从最大逐渐变为零，刀齿切入时
47、避开了加工硬化层，避开了加工硬化层，刀具耐用度比逆铣提高刀具耐用度比逆铣提高23倍倍；但当工件表面有；但当工件表面有硬皮硬皮时，刀齿从硬皮上切入，时，刀齿从硬皮上切入，刀齿磨损严重。刀齿磨损严重。故一般情况应采用顺铣，工件表面有硬皮时故一般情况应采用顺铣，工件表面有硬皮时应采用逆铣。应采用逆铣。81 4 4、齿轮加工刀具、齿轮加工刀具.成形法刀具刃形与齿槽形状相同a)盘形铣刀 b)指状铣刀82 齿轮加工刀具齿轮加工刀具展成法利用齿轮的啮合原理来加工齿轮齿轮滚刀齿轮滚刀83齿轮加工刀具齿轮加工刀具剃齿刀剃齿刀84齿轮加工刀具齿轮加工刀具插齿刀插齿刀855 5、复合刀具、复合刀具a）复合铰刀 b）复合镗刀86 复合刀具复合刀具a）钻镗 b）钻扩铰87 6、拉刀拉刀 拉床只有主运动，结构简单，可一次加工成形，拉床只有主运动，结构简单，可一次加工成形，质量好，效率高，但刀具设计制造复杂，适于大质量好，效率高，但刀具设计制造复杂，适于大批量生产。批量生产。圆孔拉刀圆孔拉刀：1.前柄 2.颈部 3.过渡锥 4.前导部 5.切削齿 6.校准齿 7.后导部 8.后柄88 拉刀拉刀.89 拉刀拉刀 拉刀的用途
