工程材料與成形工藝基礎(chǔ)第十一章2切削刀具及其材料(完整版)
【正文】 燒結(jié)而成的一種刀具材料。常用的涂層 (coated)材料有TiC、 TiN、 Al203及其復(fù)合材料等 , 涂層厚度隨刀具材料不同而異。 ?常用的牌號(hào)有 W18Cr4V和 W6M05Cr4V2等。 ? 合金工具鋼 （ alloy tool steel） ： 在碳素工具鋼中加入少量的 Cr、 W、 Mn、 Si等元素而形成的，可適當(dāng)減少熱處理變形和提高耐熱性。第二節(jié) 金屬切削刀具 一、刀具材料 金屬切削過(guò)程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料對(duì)工件要有良好的切削性能。 常用牌號(hào)有 9CrSi、 CrWMn等。 ?硬質(zhì)合金 （ carbides） 是由高硬度和高熔點(diǎn)的金屬碳化物(碳化鎢 WC、 碳化鈦 TiC、 碳化鉭 TaC、 碳化鈮 NbC等 )和金屬粘結(jié)劑 (Co、 Mo、 Ni等 )用粉末冶金工藝制成。 （ 1） TiC涂層 硬度高、耐磨性好、抗氧化性好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦膜，減小摩擦及刀具磨損。 ?其優(yōu)點(diǎn)是硬度高（ 86～ 96 HRC ），耐磨性、耐高溫性能好（ 1200℃ ），有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性，與金屬的親合力小、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散能力強(qiáng)； A1203的價(jià)格較低、原料豐富 ,因此很有發(fā)展前途。 ?因此可用于高溫合金、冷硬鑄鐵、淬硬鋼等難加工材料的加工。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，抗振性能好，制造方便，使用靈活 。 、換刀、調(diào)刀所需的輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。 2） 刀刃 （ 1）主切削刃 前刀面與主后刀面在空間的交線。 1） 刀具靜止參考系 在該參考系中定義的角度稱(chēng)為刀具的標(biāo)注角度。 副偏角 κ r′ 副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)速度 vf反方向之間的夾角 。 說(shuō)明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。 4)刃傾角 λ s 功用 選擇 影響刀頭的強(qiáng)度、切削分力和切屑的流動(dòng)方向。 ? － 45176。 四、金屬切削過(guò)程 金屬切削過(guò)程 (cutting process)中 ，始終存在著刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾 ， 從而產(chǎn)生一系列物理現(xiàn)象 ， 如切削變形 、 切削力 、 切削熱與切削溫度以及有關(guān)刀具的磨損與刀具壽命 、 卷屑與斷屑等 。 形成條件： 采用較低的切削速度和較大的進(jìn)給量，刀具前角較小 ,粗加工中等硬度的鋼材料 特點(diǎn)： 切削力波動(dòng)較大，工件表面較粗糙 ? 崩碎切屑：在切削鑄鐵和黃銅等脆性材料時(shí)，切削層金屬發(fā)生彈性變形以后，一般不經(jīng) 過(guò)塑性變形就突然崩落，形成不規(guī)則的碎塊狀屑片，即為崩碎切屑。 ?積屑瘤的頂端伸出切削刃之外，而且在不斷地產(chǎn)生和脫落，使切削層公稱(chēng)厚度不斷變化，影響尺寸精度。 背向力 Fy（ Fp） 進(jìn)給力 Fx (Ff) 總切削力在垂直于工作平面方向的分力，F(xiàn)p不消耗功率。 1）對(duì)刀具材料的影響 高速鋼刀具材料的耐熱性為600℃ 左右，超過(guò)該溫度刀具失效。因此適當(dāng)提高切削溫度，可防止硬質(zhì)合金刀具崩刃，延長(zhǎng)刀具壽命。是進(jìn)行加工精度分析、計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度以及分析工藝系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，所必須的參數(shù) 。 精加工時(shí)應(yīng)盡可能避免積屑瘤的產(chǎn)生。 （二） 積屑瘤 在一定速度范圍下，切削塑性金屬材料形成帶狀切屑時(shí) , 常在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘結(jié)一些工件材料 , 形成一塊硬度很高的楔塊，稱(chēng)之為 積屑瘤 (the builtup edge) ，或稱(chēng)刀瘤 。 （一） 切屑的形成 切屑的形成過(guò)程 金屬層被切離前 ,刀刃在力的作用下克服了材料的分子內(nèi)聚力擠入刀刃前面的材料 ,材料產(chǎn)生裂紋 ,刀刃繼續(xù)擠入 ,直至被擠裂的金屬層脫離工件本體 ,沿著刀具前面流出而成切屑。 ? － 45176。 ? － 5176。 ?工件材料塑性大、強(qiáng)度和硬度低或
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