刀具材料对切削加工的影响

第二章 刀具材料

刀具材料的每一次进步几乎都给机械加工业带 来一次革命

机床与刀具材料交替进展，成为切削技术不断向前发展的历史规律 金属切削的发展史，从某种意义上说，可归结 为刀具材料的发展史

刀具种类

1.刀具分类：(1)按加工方式和具体用途，可分为车刀、孔加工刀具、铣 刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀 具和磨具等几大类型。 (2)按所用材料性质，可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、 陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具和金刚石刀具等; (3)按结构形式，可分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和 复合刀具等; (4)按是否标准化，可分为标准刀具和非标准刀具等。

2.1 刀具材料应具备的性能

为了完成切削，除了要求刀具具有合理的角度和适当 的结构外，刀具的材料是切削的重要基础。 在切削过程中，刀具在强切削力和高温下工作，同时 与切屑和工件表面都产生剧烈的摩擦，因此工作条件极为 恶劣。为使刀具具有良好的切削能力，必须选用合适的材 料，刀具材料对加工质量、生产率和加工成本影响极大。

2.1 刀具材料应具备的性能

1.高的硬度和耐磨性：2.足够的强度和韧性： 3.高的耐热性： 4.良好的热物理性能和耐热冲击性能： 5.良好的工艺性：

6.良好的

第1章、 刀具材料与选择

一、 填空

1. 在金属切削过程中，刀具切削部分是在 、 、和剧烈

的恶劣条件下工作的。

2. 刀具材料的硬度必须 工件材料的硬度。

3. 常用的刀具材料分为 、 、 及 四类。 4. 碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造 切削刀具和

刀具，如 、 、 。 5. 普通高速钢的 不高、其耐热温度为 ，通常允许的最大切削速度

为 m/min。 6. 制造形状复杂的刀具通常用 材料。 7. 普通高速钢按钨、钼质量分为 高速钢和 高速钢，主要牌号有

、 。 8. 硬质合金的主要缺点是 、 较低、 大，因此不耐冲击

和振动。

9. 硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都 高速钢，耐热温度可达

第1章、 刀具材料与选择

一、 填空

1. 在金属切削过程中，刀具切削部分是在 、 、和剧烈

的恶劣条件下工作的。

2. 刀具材料的硬度必须 工件材料的硬度。

3. 常用的刀具材料分为 、 、 及 四类。 4. 碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造 切削刀具和

刀具，如 、 、 。 5. 普通高速钢的 不高、其耐热温度为 ，通常允许的最大切削速度

为 m/min。 6. 制造形状复杂的刀具通常用 材料。 7. 普通高速钢按钨、钼质量分为 高速钢和 高速钢，主要牌号有

、 。 8. 硬质合金的主要缺点是 、 较低、 大，因此不耐冲击

和振动。

9. 硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都 高速钢，耐热温度可达

《备制造技术) o 1装 2 l年第 1期

残余应力对切削加工精度的影响及消除樊雄(西工业职业技术学院，广广西南宁 5 5 0 ) 4 0 1摘要：探讨了机械制造过程中残余应力的形成原因及对机械零部件切削加工精度的影响，通过对车削、削等常用机加工过程中残铣

余应力的形成以及对加工品质、用寿命、使失效形式的分析，有针对性地采取了有效措施，小残余应力的产生，减消除残余应力， 从而改善加工品质，高工件的切削精度和使用寿命。提关键词：余应力；削加工精度；效残切时中图分类号： H1 1 T 6文献标识码： B

文章编号：6 2 5 5 2 1 )1 0 1 _ 1 7 - 4 X( 0 10 . 1 5旬3

残余应力、称内应力，指当外部载荷去掉以后，也是仍存

的，以当具有残余应力的物体受载荷时，所在物体内有的部分的工作应力，为外力所引起的应力与此残余应力之和，有的部分为其差，这样就会造成应力在物体内的分布不均。此时工作应力达到材料的屈服强度时，物体将会产生塑性变形；达到材料的断裂强度时，物体将会产生断裂，从而缩短了零件的使用寿命。

留在工件内部的应力。残余应力是由于金属内部组织，发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。具有内应力的工件，是处

第二章 使用硬质合金刀具的相关技术知识

使用硬质合金刀具的基础技术知识涉及内容很广泛，几乎包含金属切削的整个过程，现根据经常遇到的实际问题，选择九个方面内容进行讲解。

1、 工件材料的切削加工性

切削加工性是指工件材料被切削的难易程度，从易切削到难切削共分为八级。而切削加工性评定方法很多，表中列的相对加工系数K料V是较常用的一种方法。它是以切削45#钢和灰口铸铁时所允许的切削速度为基数。在选择切削速度时，将切削45#钢的切削速度乘上被切削工件材料相对加工系数K料v，就可得到应选择的切削速度。

当刀具耐用度T = 60分钟时，切削45#钢用同一把刀具所允许的切削速度（指半精加工V=160M/min,f=0.08~0.3mm/r,ap=0.3~2.0mm）.各种工件材料的切削加工性分级见表2-1所示

表2-1 工件材料的切削加工性分级

切削 加工性 等级 1 很容易 切削材料 易 切削材料 3 4 普通材料 5 稍难切削材料 0.65~1.0 较易切削钢 一般钢材及铸铁 1.0~1.6 1.6~2.5 一般有色金属 ＞3.0 铜合金、铝合金、锌合金 退火15Cr钢（ζb =38~ 45公斤力/mm2） 2 易切削钢 2.5~3.0 Y12钢

第二章 使用硬质合金刀具的相关技术知识

使用硬质合金刀具的基础技术知识涉及内容很广泛，几乎包含金属切削的整个过程，现根据经常遇到的实际问题，选择九个方面内容进行讲解。

1、 工件材料的切削加工性

切削加工性是指工件材料被切削的难易程度，从易切削到难切削共分为八级。而切削加工性评定方法很多，表中列的相对加工系数K料V是较常用的一种方法。它是以切削45#钢和灰口铸铁时所允许的切削速度为基数。在选择切削速度时，将切削45#钢的切削速度乘上被切削工件材料相对加工系数K料v，就可得到应选择的切削速度。

当刀具耐用度T = 60分钟时，切削45#钢用同一把刀具所允许的切削速度（指半精加工V=160M/min,f=0.08~0.3mm/r,ap=0.3~2.0mm）.各种工件材料的切削加工性分级见表2-1所示

表2-1 工件材料的切削加工性分级

切削 加工性 等级 1 很容易 切削材料 易 切削材料 3 4 普通材料 5 稍难切削材料 0.65~1.0 较易切削钢 一般钢材及铸铁 1.0~1.6 1.6~2.5 一般有色金属 ＞3.0 铜合金、铝合金、锌合金 退火15Cr钢（ζb =38~ 45公斤力/mm2） 2 易切削钢 2.5~3.0 Y12钢

《现代切削加工技术及刀具》作业一

姓名 班级 学号

第1章 切削加工理论及其应用

一、试根据切屑变形模型分析三个变形区的特征及各自可能产生的现象。

二、根据Lee and Shaffer公式，变形系数与剪切角、刀具前角的关系，试分析切削用量三要素对切屑变形的影响。

三、试论述切屑弯曲和折断的机理，并分析控制切屑的措施。

四、试分析在常规切削速度条件下加工塑形金属时，切削用量三要素对切削力、切削温度、刀具耐用度的影响规律，这些规律对于生产实际有何指导意义？

五、综合应用题

用车刀车削一长度为300mm，直径为30mm的轴类零件，零件毛坯的直径

0.05为?41mm，要求加工到?35??0.05，分为粗、精两次加工。已知：

工件材料： 45钢调质（?b?0.637GPa） 刀具材料： (a) YT30；(b) 陶瓷；(c) YT5；(d) PCD

刀具角度： ①主偏角：（a）?r＝30?；（b）?r＝90?。②前角：（a）?o＝10?；（b）

?o＝20?。③刃倾角：（a）?s＝0?；（b）?s＝5?

切削用量： (a) ap?2.4mm，f

（习题集答案）

专业 班级 姓名 学号

机械工程学院 2013年3月

模块一 切削加工理论及应用

第1章 切削加工理论

一、简答题

1. 写出车外圆、钻孔、拉孔、镗孔及铣削平面这几种加工方法的主运动和进给运动。 【答题要点】 加工方法 车外圆 钻孔 拉孔 镗孔 铣平面 主运动 工件旋转运动 钻头旋转运动 拉刀直线运动 镗刀（镗杆）旋转运动 铣刀旋转运动 进给运动 车刀沿轴向运动 主轴（台）沿轴向运动 无进给运动 工作台轴向或径向进给运动 工作台沿X、Y或Z轴进给 2. 刀具角度有哪些作用？主偏角?r与刃倾角?s确定了刀具哪一结构的空间位置？ 【答题要点】

刀具角度作用：（1）确定刀刃和刀面在空间的位置及关系；（2）确定刀具的切削性能。主偏角?r与刃倾角?s确定了住切削刃的空间位置。

3. 在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，为何要强调“切削刃上选定点”这一表达？ 【答题要点】

（习题集答案）

专业 班级 姓名 学号

机械工程学院 2013年3月

模块一 切削加工理论及应用

第1章 切削加工理论

一、简答题

1. 写出车外圆、钻孔、拉孔、镗孔及铣削平面这几种加工方法的主运动和进给运动。 【答题要点】 加工方法 车外圆 钻孔 拉孔 镗孔 铣平面 主运动 工件旋转运动 钻头旋转运动 拉刀直线运动 镗刀（镗杆）旋转运动 铣刀旋转运动 进给运动 车刀沿轴向运动 主轴（台）沿轴向运动 无进给运动 工作台轴向或径向进给运动 工作台沿X、Y或Z轴进给 2. 刀具角度有哪些作用？主偏角?r与刃倾角?s确定了刀具哪一结构的空间位置？ 【答题要点】

刀具角度作用：（1）确定刀刃和刀面在空间的位置及关系；（2）确定刀具的切削性能。主偏角?r与刃倾角?s确定了住切削刃的空间位置。

3. 在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，为何要强调“切削刃上选定点”这一表达？ 【答题要点】

维普资讯

第2 9卷第 1期 2O年 1 O8月

煤

矿

机

械

Vo . 9 . 1 2 No 1

Co lM ie M a hn 1 a n c ie

Jn. 2 8 a 00

蹲工艺 备锄装

数挖筑肖中切肖参数对加工质量的影晌 I j I j王玲。孟广耀，查素琴。尹德峰

(岛理工大学机械工程学院，山东青岛 263 )青 603

摘

要：针对数控铣削加工过程中的问题展开研究。首先，对影响加工质量的几个关键参针

数进行研究， Wi e V一8加工中心上加工 C l具钢试验工件，出大量试验数据，对试在 n cM t 0 r 2模得在

验数据分析的基础上进行预测；其次，对几种主要参数的交互影响进行研究，并结合具体工况，提供参数选择方法等。 关键词：数控铣削；加工质量；切削参数中图分类号：T 5文献标志码：A文章编号：0309 (08 0 .0 80 G4 10 .7 4 20 )1 8 .3 0

E et 0 ut gP rmees0 a hnn ai fN iig f cs fC t n a a tr n M c iigQu ly0 CM ln i t lW ANG I n,M E Jg NG Gu n a g—y o a。Z HA u—qn。YI De