数控加工工艺与编程ppt课件 第2章 数控机床刀具 .ppt

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1、第2章数控机床刀具选择刀具材料任务1选择数控刀具任务2任务1选择刀具材料刀具切削性能的优劣，直接影响着生产效率、加工质量和生产成本。而刀具的切削性能，取决于刀具材料、刀具结构和刀具几何参数，故在选择刀具时必须选择合理的刀具材料与几何参数。阶段1刀具切削部分材料应具备的性能在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切屑变形和摩擦产生的高温，要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：高的硬度和耐磨性，足够的强度和韧性，良好的耐热性和导热性，良好的工艺性，良好的经济性。刀具材料除本身应具有较高的可切削性能、磨削性能、热处理性能、焊接性能外，还要求价格低廉。

2、阶段2常用刀具材料刀具材料的种类很多，常用的有工具钢（碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢因耐热性很差，只宜作为手工刀具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼由于质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，仅可在较小的范围内使用。目前最常用的刀具材料是高速钢和硬质合金。1.高速钢高速钢是在合金工具钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的强度、韧性和耐热性，是目前应用最广泛的刀具材料。因刃磨时易获得锋利的刃口，所以又称锋钢。高速钢按用途不同，可分为普通高速钢和高性能高速钢。（1）普通高速钢。普通高速钢具有较高的硬度（

3、62～67HRC）和耐磨性、较高的强度和韧性，切削钢料时切削速度一般不高于50～60m/min，不适合高速切削和硬材料的切削。常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。（2）高性能高速钢。在普通高速钢中增加碳、钒或其他合金元素而得到耐热性、耐磨性更高的新钢种。但这类钢的综合性能不如普通高速钢。常用牌号有9W18Cr4V、9W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等。2.硬质合金硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化物，用钴、钼、镍作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。其常温硬度可达78～82HRC，能耐850～1000℃的高温，切削速度可比高速钢高4～10倍。但其冲击韧性与抗

4、弯强度远比高速钢差，因此很少做整体式刀具。实际使用中，常将硬质合金刀片焊接或用机械夹固的方式固定在刀体上。我国目前生产的硬质合金主要分为以下3类。（1）K类（YG），即钨钴类，由碳化钨和钴组成。这类硬质合金韧性较好，但硬度和耐磨性较差，适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。常用的牌号有YG8、YG6、YG3等，它们制造的刀具依次适用于粗加工、半精加工和精加工。数字表示钴含量的百分数，YG6即含钴为6%，含钴越多，韧性越好。（2）P类（YT），即钨钴钛类，由碳化钨、碳化钛和钴组成。这类硬质合金耐热性和耐磨性较好，但抗冲击韧性较差，适用于加工钢料等韧性材料。常用的牌号有YT5、YT1

5、5、YT30等，其中的数字表示碳化钛含量的百分数，碳化钛的含量越高，则耐磨性较好、韧性越低。这三种牌号的硬质合金制造的刀具分别适用于粗加工、半精加工和精加工。（3）M类（YW），即钨钴钛钽铌类。由在钨钴钛类硬质合金中加入少量的稀有金属碳化物（碳化钽或碳化铌）组成。它具有前两类硬质合金的优点，用其制造的刀具既能加工脆性材料，又能加工韧性材料，同时还能加工高温合金、耐热合金及合金铸铁等难以加工材料，常用牌号有YW1、YW2。阶段3其他刀具材料简介1.涂层硬质合金涂层硬质合金材料是在韧性、强度较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，采用化学气相沉积法（CVD）或物理气相沉积法（PVD

6、）涂覆一层极薄的硬质和耐磨性极高的难熔金属化合物而得到的刀具材料。通过这种方法，使刀具既具有基体材料的强度和韧性，又具有很高的耐磨性。常用的涂层材料有碳化钛、氮化钛、氧化铝等。碳化钛的韧性和耐磨性好；氮化钛的抗氧化、抗粘结性好；氧化铝的耐热性好。使用时可根据不同的需要选择涂层材料。2.陶瓷其主要成分是氧化铝，刀片硬度可达78HRC以上，能耐1200～1450℃的高温，故能承受较高的切削速度。但抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃。主要用于钢、铸铁、高硬度材料及高精度零件的精加工。3.金刚石金刚石分人造和天然两种，做切削刀具的材料，大多数是人造金刚石，其硬度极高，可达10000HV

7、（硬质合金仅为1300～1800HV）。其耐磨性是硬质合金的80～120倍。但刃性差，对铁族材料亲和力大。因此一般不宜加工黑色金属，主要用于硬质合金、玻璃纤维塑料、硬橡胶、石墨、陶瓷、有色金属等材料的高速精加工。4.立方氮化硼（CNB）立方氮化硼是人工合成的超硬刀具材料，其硬度可达7300～9000HV，仅次于金刚石的硬度。其热稳定性好，可耐1300～1500℃高温，与铁族材料亲和力小，但强度低，焊接性差。目前立方氮化硼主要用于加工淬火钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难以加工的材料。刀具材料的选用应对使用性能、工艺性能