刀具与切削参数

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1、现场实战培训之－－刀具与切削参数切削刀具切削刀具的种类很多，形状各异，但它们的切削部分总是近似地以外圆车刀的切削部分为基础形态，所以，研究切削刀具时，总是以车刀为基础。刀具的切削部分组成：三面、两刃、一尖几个常用角度：1、前角γ2、后角α3、刃倾角λ4、主偏角φ15、副偏角φ2前角γ：前刀面与基面间的夹角。有正前角、零度前角和负前角。当取较大的前角时，切削刃锋利，切削轻快，即切削层材料变形小，切削力也小。但当前角过大时，切削刃和刀头的强度、散热条件和受力状况变差，将使刀具磨损加快，刀具寿命降低，甚至崩刃损坏。若取

2、较小的前角，虽切削刃和刀头较强固，散热条件和受力状况也较好，但切削刃不够锋利，对切削加工不利。前角的大小常根据工件材料、刀具材料和加工性质来选择。•工件材料强度、硬度较低时，应取较大前角，反之应取较小的前角。•加工塑性材料时，应取较大前角，加工脆性材料时，应取较小的前角。•刀具材料韧性好（高速钢），取较大前角，反之（硬质合金）取较小前角。•粗加工时，取较小前角，精加工时，取较大前角。后角α：在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角。后角的主要作用是减少刀具后刀面与工件表面间的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强

3、度。后角只能是正值，后角大，摩擦小，切削刃锋利。但后角过大，将使切削刃变弱，散热条件变差，加速刀具磨损。反之，后角过小，虽切削刃强度增加，散热条件变好，但摩擦加剧。后角的大小常根据加工的种类和性质来选择。•粗加工或工件材料较硬，后角取较小值；•工件材料越软、塑性越大，后角越大；•工艺系统刚度较差时，适当减小后角。刃倾角λ：在主切削平面中测量的主切削刃与基面间的夹角，刃倾角也有正、负和零值之分。刃倾角主要影响刀头的强度、切削分力和排屑方向。负的刃倾角起到增强刀头的作用，但会使背向力增大，有可能引起振动，而且还会使切

4、屑排向已加工表面，划伤和拉毛已加工表面。•粗加工时为了增强刀头，常取负值；•精加工时为了保护已加工表面。主偏角φ1：在基面中测量的主切削平面与假定工作平面间的夹角。副偏角φ2：在基面中测量的副切削平面与假定工作平面间的夹角。主偏角主要影响切削层截面的形状和参数，影响切削分力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度；副偏角还有减小副后刀面与已加工表面间摩擦的作用。刀具材料应具备的性能刀具材料在切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动，因此应具备以下基本性能：•较高的硬度和耐磨性刀具材料硬度必须高于工件材料硬度，

5、刀具材料常温硬度，一般要求在60HRC以上。一般刀具材料的硬度越高、晶粒越细、分布越均匀，耐磨性就越好。•足够的强度和韧度以便承受切削力、冲击和振动，防止刀具脆性断裂和崩刃。•较高的耐热性以便在高温下仍能保持较高硬度、耐磨性，强度和韧度。耐热性又称之为红硬性或热硬性。•良好的工艺性和经济性即刀具材料应具有良好的锻造性能、热处理性能、焊接性能和磨削加工性能等，以便制造成各种刀具,而且要追求高的性能价格比。刀具材料常用的刀具材料高速钢：它是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。普通高速钢：如W18Cr4V，广泛地

6、用于制造形状较为复杂的各种刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其它成形刀具等。硬质合金：它是以高硬度、高熔点的金属碳化物(WC、TiC等)作基体，以金属Co等作粘结剂，用粉末冶金的方法制成的一种合金。它的硬度高、耐磨性好、耐热性高，允许的切削速度比高速钢高数倍，但其强度和韧度均较高速钢低，工艺性也不如高速钢。因此常制成各种型式的刀片，焊接或机械夹固在车刀、镗刀、铣刀等的刀柄(刀体)上使用。按ISO标准，硬质合金可分为P、M、K三个主要类别。P类（YT）（钨钛钴类）硬质合金（蓝色）：•以WC为基体,添加TiC，用

7、Co作粘结剂烧结而成。合金中TiC含量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐热性进一步提高，但抗弯强度、导热性、特别是冲击韧性明显下降，适合于精加工。•适合加工长切屑的黑色金属，如钢、铸钢等。•其代号有P01、P10、P20、P30、P40、P50等，数字越大，耐磨性越低而韧度越高。•精加工可用P01；半精加工选用P10、P20；粗加工选用P30。M类（YW）（钨钛钽（铌）类）(黄色)：•在YT(P)类硬质合金中加入TaC或NbC，可提高抗弯强度、疲劳强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性和高温硬度等，既适用于加工脆

8、性材料，又适用于加工塑性材料。•适合加工长(短)切屑的金属材料，如钢、铸钢、不锈钢等难切削材料等。•代号有M10、M20、M30、M40等，数字越大，耐磨性越低而韧度越高。•精加工可用M10；半精加工可用M20；粗加工选用M30。K(YG)（钨钴类）类硬质合金（红色）：•有较好的韧性、磨削性、导热性。•适合加工短切屑的金属或非金属材料，如淬硬钢、铸铁、铜铝合金、塑料等。•