1、刀具切削部分几何要素,1 前刀面A前刀面A是切屑流过的表面 2 后刀面A后刀面A是与主切削刃毗邻，且与工件过渡表面相对的刀具表面。与副切削刃毗邻且与工件已加工表面相对的刀面称为副后刀面A 3 切削刃S前刀面上直接进行切削的边锋,切削刃S是前刀面上直接进行切削的边锋。有主切削刃S和副切削刃S之分,4 刀尖主副切削刃衔接处很短的一段切削刃，通常也称为过渡刃。通常刀尖有三种型式，交点刀尖、圆弧刀尖和倒棱刀尖。,刀具切削部分必须具备合理的几何形状，才能保证切削加工的顺利进行和预期的加工质量。刀具切削部分的几何形状主要由一些刀面和刀刃的方位角度来表示。为了确定刀具的几何角度，必须将刀具置于相应的参考系中
2、。,刀具角度的参考系以车刀为例分析刀具运动，但是分析刀具必须选择一个三维坐标轴,基面 Pr,通过切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面,切削平面Ps,通过切削刃上选定点与切削刃S相切，并垂直于基面Pr的平面,主剖面 Po,通过切削刃上选定点，同时垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面 Pr-Ps-Po组成一个正交主剖面参考系这是目前生产中最常用的刀具标注角度参考系,切削刃法剖面Pn通过切削刃上选定点，垂直于切削刃的平面。 Pr-Ps-Pn组成一个法剖面参考系,进给剖面Pf通过切削刃上选定点，平行于进给方向并垂直于基面Pr 的平面。 切深剖面Pp通过切削刃上选定点，同时垂直于基面Pr 和Pf的平面。
3、 Pr-Pf-Pp组成一个进给、切深剖面参考系,刀具标注角度,1)前角 :在主剖面内度量的基面Pr与前刀面Ar的夹角。 2)后角 :在主剖面内度量的后刀面 与切削平面Ps的夹角。 3)楔角 :在主剖面内度量的后刀面 与前刀面Ar 的夹角。,在刀具标注角度参考系中确定的切削刃与各刀面的方位角度，称为刀具标注角度。,s,重点掌握,4)刃倾角 在切削平面内度量的主切削刃S与基面Pr的夹角 5)主偏角Kr 在基面Pr内度量的切削平面Ps与进给平面Pf的夹角 （与表面粗糙度相关）,刀具材料,刀具切削性能的优劣，主要取决于刀具材料、几何形状和结构。而刀具材料是首要的，它对刀具的使用寿命、生产效率、加工质量
4、和加工成本影响极大。因此应高度重视刀具材料的正确选择和合理使用，并不断研制新型刀具材料。,刀具材料应具备的基本性能,1硬度 2耐磨性 3. 耐热性 4强度和韧性 5. 减磨性 6导热性和热膨胀系数 7工艺性和经济性,几个常识性问题,1）刀具材料和工件材料比较，谁的硬度大？2）HRC是什么？3）强度和韧性用什么力学基本量表达？,强度指标是屈服强度、抗拉强度或抗压强度、抗弯强度韧性用冲击值表示,一次性摆锤弯曲冲击试验,1 硬度一般而言，刀具材料的硬度应高于工件材料的硬度，常温硬度应在HRC62以上。2 耐磨性耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力。通常硬度高耐磨性也高。此外耐磨性还与基体中硬质点的大小、数量
5、、分布的均匀程度以及化学稳定性有关。 耐热性刀具材料应在高温下保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性，这就是刀具材料的耐热性。,4 强度和韧性为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具备足够的强度和韧性。强度用抗弯强度表示，韧性用冲击值表示。刀具材料的强度和韧性越高，则硬度和耐磨性也就越差，这两个方面的性能常常是互相矛盾的。,5 减摩性刀具材料的减摩性越好则刀面上的摩擦系数就越小，既可以减小切削力和降低切削温度，还能抑制刀-屑界面处冷焊的形成。,6 导热性和热膨胀系数刀具材料的导热系数越大，散热也越好，有利于降低切削区温度而提高刀具使用寿命。线膨胀系数小，可减小刀具的热变形和对尺寸精度的影响。7 工
6、艺性和经济性为了便于制造，刀具材料应具有良好的可加工性(锻、轧、焊接、切削加工、可磨削性和热处理等)。其次，刀具材料的价格应低廉，便于推广使用。,高速钢,高速钢是在高碳钢中加入了大量的钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素，这些元素是强烈的碳化物形成元素，与碳形成高硬度的碳化物，提高了钢的耐磨性和淬透性。,W18Cr4V 属钨系高速钢，使用普遍，其综合机械性能和可磨削性好，可用于制造包括复杂刀具在内的各类刀具。 W6M05Cr4v2 属钨鉬系高速钢，具有碳化物分布均匀、韧性好、热塑性好的特点，将逐步取代W18Cr4V,高速钢的最大优点：强度、韧性和工艺性能好，且价格便宜，铣刀、滚
7、刀、插齿刀，复杂刀具都是用高速钢制造,加工小孔用激光、电火花加工（能加工到头发丝般大小）,提高高速钢性能,主要途径： 1）改变高速钢的合金成分高性能高速钢：添加其它合金元素，使其机械性能和切削性能显著提高。钴高速钢(M42)，它的特点是综合性能好，硬度接近HRC70，高温硬度也好，可磨削性好,2）采用粉末冶金技术采用一般电炉炼钢法得到的高速钢，其金相组织中含有粗大的碳化物偏析，它容易造成刀刃的崩刃失效。完全消除碳化物偏析的方法是采用粉末冶金技术，即将高频感应炉熔炼的钢液用惰性气体雾化成粉末，再经热压成坯，最后轧制或锻造成材。粉末冶金高速钢的韧性和硬度较高，可磨削性能显著改善，材质均匀，热处理变
8、形小，适合于制造各种精密刀具和复杂刀具。,3）采用表面化学渗入法典型的表面化学渗入法是渗碳。渗碳后刀具表面硬度、耐磨性提高，但脆性增加。减小脆性的办法是同时渗入多种元素，如渗硼可降低脆性并提高抗粘性，渗硫可减小表面摩擦，渗氮可提高热硬性等。,金属材料在进行真空热处理时，真空所起的作用有如下四种：(1)真空的保护作用；(2)表面附着物的清除作用；(3)脱气作用；(4)蒸发作用,4）采用表面涂覆硬质薄膜技术 在真空条件下，将Tic和TiN等耐磨、耐高温、抗粘结的材料薄膜(35 )涂覆在高速钢刀具表面上，称之为PVD法(物理气相沉积法)。经过涂层后的刀具耐磨性和使用寿命大大提高（提高37倍），切削效
9、率提高30%。用于制造形状复杂的刀具，如钻头、丝锥、铣刀和齿轮刀具等。,硬质合金,硬质合金是否为钢？,不是钢，不含铁,硬质合金是高硬度、难熔金属碳化物(主要是WC，TiC等，又称高温碳化物)微米级的粉末，用钴或镍作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。,WC，TiC等的硬度很高，所以合金的硬度也很高，一般在HRA8993之间,可以制造成简单刀具，不容易制造为复杂刀具，因为硬质合金的工艺性差韧性不足是硬质合金一大弱点。硬质合金刀具一般将合金刀片焊接或夹固在刀体上使用。,请翻开书121页,1整体车刀高速钢车刀 焊接车刀 普通碳钢刀杆上镶焊硬质合金刀片,3焊接装配式车刀 将硬质合金刀片钎焊在小刀块上， 再将小刀块装配到刀杆上。,机夹车刀将硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上的车刀。,高速钢+硬质合金其性能介于硬质合金和高速钢之间具有良好的耐磨性和韧性，特别是大大改善了工艺性，适合于制造复杂刀具。,陶瓷 金刚石 加工刀具的刀具，应用广泛立方氮化硼磨具 砂轮,刀具几何参数的选择,在保证加工质量的前提下能够满足刀具使用寿命长、生产效率高、加工成本低的刀具几何参数，称为刀具的合理几何参数。,
