课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题3课题三常用刀具及其选用 1-1-1 1课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题3教学重点常用刀具材料，几何角度的选择教学难点本课题重点与难点常用切削方法的掌握1-1-2 2课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.1 刀具几何角度的合理选用 1、前角的选择1)前角的选择原则为： 在刀具强度许可条件下，尽量选用大的前角。2)同时应考虑：（1）被切削对象塑性越大，前角越大。（2）刀具切削部分的材料高速钢前角可大于硬质合金钢。（3）粗加工前角应取小些，精加工时前角应取大些。 1-1-3 3课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.1 刀具几何角度的合理选用 3）具体可参考表1-1-4 4课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.1 刀具几何角度的合理选用 2、后角及副后角的选择 1）后角选择 后角选择原则：在粗加工时以确保刀具强度为主，可在范围内选取；在精加工时以保证加工表面质量为主，在实际生产中有时在后面上磨出倒棱面，负后角，目的是为了在切削加工时产生支承作用，增加系统刚性，并起到消振阻尼作用。1-1-5 5课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.1 刀具几何角度的合理选用 2）副后角的选择 3、主偏角、副偏角、过渡刃和修光刃 1）主偏角的选择原则：粗加工时选大些，精加工时可选小些；工件材料强度、硬度高时，主偏角应取小些；工艺系统刚性好，主偏角应取小些，反之取大些。2）副偏角 通常将副后角做成与主后角相等。有些刀具（切断刀、铣刀、拉刀等）的副后角较小，主要用以提高刀具强度。副偏角选择原则：在工艺系统刚度允许的条件下，副偏角通常取较小值，一般，最大不超过；精加工时，应更小，必要时可磨出的修光刃。1-1-6 6课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.1 刀具几何角度的合理选用 3）主、副偏角的选用值4）过渡刃过渡刃的选择原则是，普通切削刀具常磨出较小圆弧过渡刃，以增加刀尖强度和提高耐用度。随着工件强度和硬度提高，切削用量增大，则过渡刃尺寸相应加大，一般可取过渡刃偏面，宽度或取圆弧半径，1-1-7 7课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.1 刀具几何角度的合理选用 5）修光刃 4、刃倾角的选择当过渡刃与进给方向平行见图2-50（b），即偏角，该过渡刃亦称为修光刃（水平刃），它的长度一般为 。刃倾角选择原则是：主要根据刀具强度，流屑方向和加工条件而定。一般钢料或铸造铁粗加工，取 ，若有冲击负荷，取 ；精加工时为使切屑不流向已加工表面使其划伤进行微量精细切削时，取 ，切削淬硬钢、高强度钢等难加工材料时，则取 。1-1-8 8课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.2 常用刀具种类、材料及其选择1、刀具的种类1）按加工方式分： 车刀、铣刀、钻头、铰刀、拉刀、砂轮等。2）按结构方式分： 整体式、焊接式、机夹式、可转位式等。3）按刀具的刃形分： 单刃刀具、多刃刀具、成形刀具等。4）按国家标准分： 标准刀具、非标准刀具等。1-1-9 9课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.2 常用刀具种类、材料及其选择1）刀具材料应具备的性能 刀具切削部分的材料应满足下列要求： 高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧性 高的耐热性与化学稳定性 良好的工艺性和经济性2）常用刀具材料 常用金属材料主要有工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料四大料，其中应用最多的是高速钢和硬质合金。2、刀具材料1-1-1010课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.2 常用刀具种类、材料及其选择（1）高速钢 高速钢是含有较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。其抗弯强度较高，韧性较好，常温硬度在6266HRC，其耐热性约为600660。刃磨时切削刃易锋利，故在生产中常称为“锋钢”，磨光的高速钢亦称白钢。 高速钢综合性能较好，故广泛用于制作刀具。其具有高的强度（抗弯强度为33.4GPa）和高的韧性（180320kJ/）,具有一定的硬度、良好的耐磨性和热处理变形小的特点，适用于制造各种结构复杂的成形刀具、孔加工刀具等。 高速钢按化学成分可分为钨系高速钢和钼系高速钢（含Mo2以上）；高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢；按制造工艺方法不同，又可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。1-1-1111课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.2 常用刀具种类、材料及其选择（2）硬质合金 是由硬度很高的难熔金属碳化物和金属粘接剂用粉冶金工艺烧结而成。 硬质合金的常温硬度达7176HRC，耐磨性很好，能耐8001000度的高温。硬质合金刀具允许的切削速度比高速钢510倍，但抗弯强度低，怕冲击振动，制造工艺性差。 硬度合金按其化学成分与使用性能为分四类：钨钴类、钨钛钴类、添加稀有金属碳化物类及碳化钛基类。1-1-1212课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.2 常用刀具种类、材料及其选择2、刀具选择举例 机夹可转位车刀的选择，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。 1-1-1313课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用课程教学模块五：金属切削的基本理论与应用 课题35.3.2 常用刀具种类、材料及其选择 刀片材质的选择 车刀刀片的材料主要有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质，主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。 刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。有效切削刃长度与背吃刀量和车刀的主偏角有关（如图），使用时可查阅有关刀具手册选取。刀片形状的选择 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。 为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。1-1-1414