三、切削刀具的工作角度.ppt

三、切削刀具的工作角度.ppt

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右偏刀车端面的标注角度右偏刀车端面的标注角度车槽刀的标注角度车槽刀的标注角度（4）刀具的工作角度刀具的工作角度在切削加工过程中，由于在切削加工过程中，由于刀具安装位置的变化以及进给运动的影刀具安装位置的变化以及进给运动的影响响，使得参考平面坐标系的位置发生变化，导致刀具角度大小变化，使得参考平面坐标系的位置发生变化，导致刀具角度大小变化，这种按照实际切削工作中的参考平面坐标系所确定的角度，即称为这种按照实际切削工作中的参考平面坐标系所确定的角度，即称为刀具的工作角度。

刀具的工作角度。

（A）、进给运动对工作角度的影响进给运动对工作角度的影响工作前角工作前角增大增大工作后角工作后角减小减小（B）、刀尖安装高低对工作角度的影响刀尖安装高低对工作角度的影响应用：

应用：

粗车外圆粗车外圆：

刀尖高于工件中心，增大前角，降低切削力刀尖高于工件中心，增大前角，降低切削力精车外圆精车外圆：

刀尖低于工件中心，增大后角，减少后刀面磨损刀尖低于工件中心，增大后角，减少后刀面磨损车成形面车成形面：

刀尖与工件中心等高，避免误差刀尖与工件中心等高，避免误差（C）、刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响2.切削刀具材料切削刀具材料

（1）刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能n高硬度高硬度。

常温硬度在。

常温硬度在HRC60以上。

以上。

n足够的强度和韧性足够的强度和韧性。

抗弯强度足够，抵抗冲击。

抗弯强度足够，抵抗冲击振动的韧性足够。

振动的韧性足够。

n高耐磨性高耐磨性。

抵抗磨损能力高，保持刀刃锋利。

抵抗磨损能力高，保持刀刃锋利。

n高热硬性高热硬性。

高温下保持高的硬度。

高温下保持高的硬度。

n良好的工艺性良好的工艺性。

便于刀具制造和热处理。

便于刀具制造和热处理。

刀具材料种类发展史刀具材料种类发展史早期刀具材料早期刀具材料主要是主要是高碳钢高碳钢，现在仍用于低速现在仍用于低速刀具，如锉刀、锯条等。

高碳钢的切削速度只刀具，如锉刀、锯条等。

高碳钢的切削速度只有有5m/min左右。

左右。

1910年年出现了出现了高速钢高速钢，切削速度提高到切削速度提高到30m/min.1930年出现了年出现了硬质合金硬质合金，切削速度切削速度提高到提高到100m/min以上。

以上。

现在现在刀具技术仍在不断进步。

刀具技术仍在不断进步。

涂层刀具涂层刀具以及采用以及采用超硬刀具材料超硬刀具材料，进一步提高了，进一步提高了切削性能。

切削性能。

（2）刀具材料种类刀具材料种类（A）普通刀具材料普通刀具材料（a）、碳素工具钢碳素工具钢含碳量：

含碳量：

0.71.3，硬度：

，硬度：

HRC6165，热硬热硬性：

性：

200250，速度：

，速度：

0.10.2m/s。

淬火后易变形淬火后易变形和开裂，适用于和开裂，适用于简单、低速的手工工具简单、低速的手工工具，如，如锉刀、锯条、锉刀、锯条、刮刀等。

常用牌号：

刮刀等。

常用牌号：

T10AT10A、T12AT12A。

（b）、合金工具钢合金工具钢碳素工具钢中加入适量的铬碳素工具钢中加入适量的铬（Cr）、钨、钨（W）、锰、锰（Mn）、硅硅（Si）等合金元素，提高材料的热硬性、耐磨性和韧性。

等合金元素，提高材料的热硬性、耐磨性和韧性。

硬度：

硬度：

HRC6165，热硬性：

热硬性：

300350，速度：

，速度：

0.250.3m/s。

淬火变形小、淬透性好。

常用于制造淬火变形小、淬透性好。

常用于制造形形状较复杂、低速加工和要求热处理变形小的刀具状较复杂、低速加工和要求热处理变形小的刀具，如丝锥、如丝锥、板牙等。

常用的牌号有板牙等。

常用的牌号有CrWMnCrWMn和和9SiCr9SiCr等。

等。

（c）、高速钢高速钢高速钢又称白钢、锋高速钢又称白钢、锋（或风或风）钢，钢中加入铬钢，钢中加入铬（Cr）、钨、钨（W）、钒钒（V）、）、钼（钼（Mo）等合金元素的高合金工具钢。

淬火硬度：

等合金元素的高合金工具钢。

淬火硬度：

HRC6367，热硬性：

，热硬性：

500600，允许切削速度：

允许切削速度：

40m/min。

高速钢较高的抗弯强度和冲击韧度，高速钢较高的抗弯强度和冲击韧度，热处理变形小，刃磨性能好，热处理变形小，刃磨性能好，常用于制造各种形状复杂的成形刀具常用于制造各种形状复杂的成形刀具和精加工刀具，和精加工刀具，如钻头、铰刀、铣刀、拉刀、齿轮刀具等，常用牌如钻头、铰刀、铣刀、拉刀、齿轮刀具等，常用牌号有号有W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2等。

等。

（d）、硬质合金硬质合金硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化钨硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化钨（WC）、碳化钛碳化钛（TiC）等等金属碳化物作基体，用钴（金属碳化物作基体，用钴（Co）、）、镍（镍（Ni）、）、钼（钼（Mo）作粘结剂，作粘结剂，用粉末冶金的方法烧结而成。

硬度：

用粉末冶金的方法烧结而成。

硬度：

HRC7482，热硬性：

可达热硬性：

可达8001000，切削速度：

，切削速度：

100300m/min，较高速钢高较高速钢高410倍，耐用度比高速钢高几十倍但其抗弯强度和韧性比高速钢低，倍，耐用度比高速钢高几十倍但其抗弯强度和韧性比高速钢低，工艺性也不如高速钢，工艺性也不如高速钢，常用于制造结构较为简单的刀具常用于制造结构较为简单的刀具，如车刀、，如车刀、端铣刀、刨刀等端铣刀、刨刀等。

根据国标。

根据国标GB2075-87，硬质合金主要分为硬质合金主要分为P、M、K三个主要类别。

三个主要类别。

P类硬质合金（蓝色）：

旧牌号钨钛钴硬质合金类硬质合金（蓝色）：

旧牌号钨钛钴硬质合金YT，有，有WCTiCCo组成。

组成。

由于加入了由于加入了TiC，耐磨性及耐热性比耐磨性及耐热性比K类硬质合金类硬质合金更高，但相应的含更高，但相应的含Co量减少，韧性较差，量减少，韧性较差，适于加工长切屑的黑色金适于加工长切屑的黑色金属，如钢、铸钢等属，如钢、铸钢等。

常用牌号有：

常用牌号有：

P01、P10、P20、P30、P40、P50等。

等。

数字愈大，数字愈大，Co含量越多，耐磨性愈低而韧性愈高含量越多，耐磨性愈低而韧性愈高.粗加工粗加工选用含选用含TiC少的牌号少的牌号（如如P01），精加工可选用含精加工可选用含TiC多的牌号多的牌号（如如P50）。

M类硬质合金（黄色）：

旧牌号通用硬质合金类硬质合金（黄色）：

旧牌号通用硬质合金YW，由，由TiCTaC（NbC）组成。

组成。

有较好抗弯强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐有较好抗弯强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性、高温硬度，磨性、高温硬度，适于加工长切屑或短切屑的黑色金属材料，如：

适于加工长切屑或短切屑的黑色金属材料，如：

钢、铸钢、不锈钢、灰口铸铁、有色金属等。

钢、铸钢、不锈钢、灰口铸铁、有色金属等。

常用牌号有：

常用牌号有：

M10、M20、M30、M40等，精加工选用等，精加工选用M10，半精加工选用半精加工选用M20，粗粗加工选用加工选用M30。

K类硬质合金（红色）：

旧牌号钨钴硬质合金类硬质合金（红色）：

旧牌号钨钴硬质合金YG，由，由WCCo组成。

韧性较好，抗弯强度较高，热硬性稍差，组成。

韧性较好，抗弯强度较高，热硬性稍差，适于加工短切屑的适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，如淬硬钢、铸铁、铜铝合金、黑色金属、有色金属及非金属材料，如淬硬钢、铸铁、铜铝合金、塑料等。

塑料等。

代号有：

代号有：

K01、K10、K20、K30、K40等。

精加工可用等。

精加工可用K01；半精加工可用半精加工可用K10、K20；粗加工选用粗加工选用K30、K40。

（e）涂层刀具材料涂层刀具材料涂层刀具材料是在硬质合金涂层刀具材料是在硬质合金或高速钢的基体上，涂一层几微米（或高速钢的基体上，涂一层几微米（512m）厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物（厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物（TiC、TiN、AL2O3等）构成。

涂层硬质合金刀具的耐用度比不等）构成。

涂层硬质合金刀具的耐用度比不涂层的至少提高涂层的至少提高13倍，涂层高速钢刀具的耐用倍，涂层高速钢刀具的耐用度比不涂层的至少提高度比不涂层的至少提高210倍。

国内涂层硬质合倍。

国内涂层硬质合金刀片牌号有金刀片牌号有CN、CA、YB等。

等。

vTiC涂层刀片：

银灰色，涂层刀片：

银灰色，57m。

vTiN涂层刀片：

金黄色，涂层刀片：

金黄色，812m。

（B）超硬刀具材料）超硬刀具材料（a）、陶瓷：

主要是由纯陶瓷：

主要是由纯AL2O3或在或在AL2O3中中一定的金属一定的金属元素或金属化合物，采用热压成形和烧结的方法获得。

元素或金属化合物，采用热压成形和烧结的方法获得。

硬硬度、耐磨性和耐热性好，度、耐磨性和耐热性好，硬度硬度9195HRA，热硬性：

热硬性：

1200，常用速度：

常用速度：

100400m/min，甚至可高达甚至可高达750m/min，切削效率比硬质合金提高切削效率比硬质合金提高14倍。

与金属亲和力小，倍。

与金属亲和力小，不易粘刀，加工表面光洁，不易粘刀，加工表面光洁，但抗弯强度低，冲击韧性差。

但抗弯强度低，冲击韧性差。

主要用于冷硬铸铁、高硬钢和主要用于冷硬铸铁、高硬钢和高强钢等难加工材料的高强钢等难加工材料的半精加工和精加工。

半精加工和精加工。

2、人造聚晶金刚石（、人造聚晶金刚石（PCD）：

）：

在高温高压下，在高温高压下，借助于某些合金触媒的作用，由石墨借助于某些合金触媒的作用，由石墨借助于某些合金触媒的作用，由石墨借助于某些合金触媒的作用，由石墨转化而成。

在高温高压下，金刚石粉经二次压制形成聚转化而成。

在高温高压下，金刚石粉经二次压制形成聚转化而成。

在高温高压下，金刚石粉经二次压制形成聚转化而成。

在高温高压下，金刚石粉经二次压制形成聚晶金刚石（晶金刚石（晶金刚石（晶金刚石（2020世纪世纪世纪世纪6060年代出现）。

年代出现）。

年代出现）。

年代出现）。

聚晶金刚石价格便宜，焊接方便，可磨性好，应用广聚晶金刚石价格便宜，焊接方便，可磨性好，应用广聚晶金刚石价格便宜，焊接方便，可磨性好，应用广聚晶金刚石价格便宜，焊接方便，可磨性好，应用广泛，可在大部分场合代替天然金刚石。

泛，可在大部分场合代替天然金刚石。

泛，可在大部分场合代替天然金刚石。

泛，可在大部分场合代替天然金刚石。

硬度极高（硬度极高（HV5000）以上，以上，耐磨性极好，可切削极耐磨性极好，可切削极硬材料而长时间保持尺寸的稳定性，硬材料而长时间保持尺寸的稳定性，刀具耐用度比硬质刀具耐用度比硬质合金高几十倍至三百倍；合金高几十倍至三百倍；韧性和抗弯强度差韧性和抗弯强度差，只有硬质合金的，只有硬质合金的1/4左右；热硬左右；热硬性差，性差，700800，不能在高温下切削；不能在高温下切削；与铁元素的亲和力很强与铁元素的亲和力很强，不宜加工黑色金属。

不宜加工黑色金属。

主要用于精加工有色金属及非金属，如铝、铜及其合主要用于精加工有色金属及非金属，如铝、铜及其合金、陶瓷、合成纤维、强化塑料和硬橡胶等金、陶瓷、合成纤维、强化塑料和硬橡胶等。

3、立方氮化硼（、立方氮化硼（CBN）：

）：

/在高温高压下制成的一种新型在高温高压下制成的一种新型超硬刀具材料，超硬刀具材料，1970年问世。

年问世。

/硬度达硬度达70008000HV，耐磨性好，热硬性达耐磨性好，热硬性达1200，在在12001300高温下高温下不与铁发生化学反应不与铁发生化学反应，20002000才与碳发生化学反应；才与碳发生化学反应；才与碳发生化学反应；才与碳发生化学反应；对各种材料粘结、扩散作用比硬质合金小的多。

对各种材料粘结、扩散作用比硬质合金小的多。

对各种材料粘结、扩散作用比硬质合金小的多。

对各种材料粘结、扩散作用比硬质合金小的多。

/CBNCBN与不同材料间的摩擦系数为与不同材料间的摩擦系数为与不同材料间的摩擦系数为与不同材料间的摩擦系数为0.10.10.30.3（硬质合金（硬质合金（硬质合金（硬质合金为为为为0.40.40.60.6），且随切削速度的提高而减小。

这一特性），且随切削速度的提高而减小。

这一特性），且随切削速度的提高而减小。

这一特性），且随切削速度的提高而减小。

这一特性使切削