数控加工工艺与刀具夹具教学模块二数控加工用刀具ppt课件.pptx

数控加工工艺与刀具夹具

模块二数控加工用刀具模块二数控加工用刀具课题2.1数控切削加工对刀具材料的基本要求和刀具材料种类课题2.1数控切削加工对刀具材料的基本要求和刀具材料种类课题2.1数控切削加工对刀具材料的基本要求和刀具材料种类图2-2可转位刀片的应用2.1.1数控切削加工对刀具材料的基本要求现代化的数控切削加工对刀具材料提出了如下基本要求：
1.材料的高温硬度要高(热硬性高)2.材料的耐磨性要好

3.材料的强度与韧性要高4.材料的加工工艺性要好

5.刀片材料的价格要合理，经济性要好【其他相关知识】2.1.2数控切削加工中常用刀具材料的分类数控切削加工中所使用的刀具材料可以分为高速钢、硬质合金、陶瓷材料和超硬材料四个大类。1.高速钢(1)高速钢的定义和特点高速钢是含有较多W、Cr、Mo、V等元素的合金工具钢。(2)常用高速钢刀具材料有普通高速钢和高效能高速钢两个大类。W18Cr4V是普通高速钢刀具材料的典型代表，是最常用的高速钢刀具材料。图2-4表面涂覆有TiN的钻头图2-5带表面强化涂层的齿轮滚刀图2-6在高速钢表面涂覆TiN涂层的铣刀2.硬质合金(1)硬质合金的定义与特点
1)定义。硬质合金中的硬质碳化物称为硬质合金的硬质相；金属粘结剂称为硬质合金的粘结相。材料中的硬质相比例越高，材料的硬度越高，脆性越大；材料中的粘结相比例越大，材料的韧性越好，但硬度和耐磨性降低。2)特点。(2)常用硬质合金刀片材料的种类及其应用特点1)钨钴类硬质合金(YG类)。2)钨钛钴类硬质合金(YT类)。3)钨钛钽(铌)钴类硬质合金(YW类)。(3)常用硬质合金刀片材料的选用1)粗加工：宜选用含钴量高的刀具材料YG8、YT5等硬质合金刀片。2)精加工：宜选用含钴量少，硬度较高的刀具材料YG3、YT30等刀片。3)切削脆性材料：选择YG类材料，比较抗冲击和抗振动。4)切削塑性材料：选择YT类材料，硬度高，耐磨性好。5)切削难加工材料：选择YW类刀片。(4)其他新型硬质合金1)碳化钛基硬质合金(YN类)。2)YE类(钢结硬质合金)。3)YH类(超细晶类)。(5)涂层硬质合金1)定义。
2)常用涂层。①TiC层。切削速度可以提高40％，刀具寿命提高3～5倍；但TiC与硬质合金刀片基体的线胀系数差别较大，容易造成脱层。②TiN层。③TiC-TiN。复合涂层，内层以YiC作为基础，外层为TiN，可提高表层的强度和硬度。④Al2O3层。又称陶瓷层，具有极高的硬度和抗氧化安定性，摩擦因数小，不粘刀，高温条件下不发生扩散磨损。但其抗冲击性差，性质较脆。⑤TiC-Al2O3。习惯上称为金属-陶瓷复合涂层。把Al2O3涂层复在TiN基层外面，可以有效防止刀具材料在高温下的粘刀和扩散磨损。⑥金刚石涂层。也称为石墨涂层。硬度极高，但高温性能差。易于干切削加工。
⑦C3N4涂层。刀片涂层技术的最新技术成果是利用复合沉积法在刀具表面涂覆C3N4薄膜，也叫氮化碳技术。3.陶瓷类刀具材料(Ceramic)传统陶瓷是无机非金属材料，其性质硬而脆。作为刀具材料的陶瓷主要是含有金属氧化物或氮化物的陶瓷，例如氧化铝Al2O3，是典型的陶瓷类刀具材料。(1)陶瓷刀具材料的类型
1)氧化铝陶瓷。2)氧化铝-碳化物类。3)氧化铝-碳化物-金属系。这类材料以Al2O3为基体，加入一定WC、TiC硬质相，再加入适量Ni、Mo、Co、W、Fe等金属元素做添加剂，以改善材料的韧性和抗振性。4)氮化硅基陶瓷。(2)陶瓷刀具材料的性能特点陶瓷刀具材料具有很高的硬度和耐磨性，具有良好的高温力学性能和极好的化学稳定性，在1200～1400℃时仍能保持80HRC的硬度；其化学惰性大，轻易不与工件材料发生亲合；陶瓷刀具材料的最佳切削速度比硬质合金高5～10倍。陶瓷类刀片材料比硬质合金硬得多，其高温性能明显优于硬质合金；但其最大弱点是脆性大，不抗冲击，对切削振动非常敏感，刀刃遇到冲击容易崩碎。加强陶瓷刀片材料的抗冲击性成为非常重要的研究课题，陶瓷-金属复合材料就是该课题的产物。4.超硬类刀片材料超硬类刀具材料主要是指金刚石材料和立方氮化硼两种材料。(1)金刚石材料金刚石是自然界最硬的材料，目前作为刀具使用的主要有天然金刚石和人造金刚石两类。1)天然金刚石。2)人造聚晶金刚石PCD(PolyCrystallineDiamond)。金刚石刀片如果需要焊接，应注意温度不要超过800℃。3)复合金刚石刀片。(2)立方氮化硼CBN刀具立方氮化硼由软质白石墨(六方氮化硼)在高温、高压及特定催化条件下转化而成，是一种极有前途的新型刀具材料。2.1.3车刀的基本角度各种刀具的基本角度均由外圆车刀的基本角度演化而来。所以，外圆车刀角度是学习刀具角度的基础。1.外圆车刀刀尖的结构组成如图2⁃7所示，外圆车刀刀尖切削部由以下六