常用刀具材料
◆ 硬质合金
➢ 硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（如WC、 TiC、TaC、NbC等）粉末和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo 等）经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。 ➢ 硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高，允许的切削速 度远高于高速钢，且能切削硬材料。 ➢硬质合金的不足:抗弯强度较低、脆性较大，抗振动和冲击 性能也较差。 ➢ 硬质合金被广泛用来制作各种刀具。在我国，绝大多数车 刀、平面铣刀和深孔钻都采用硬质合金制造，目前，在一些 较复杂的刀具上，如立铣刀、孔加工刀具等也开始应用硬质 合金制造。
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快速成型技术
快速成型机床按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层 的箔材（或固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末 材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材 料等，形成一个个薄层，并逐步迭加成三维实体。
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切削加工
切削加工——用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，获得几 何形状、尺寸和表面粗糙度等方面符合图纸要求的零件的加 工过程。
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新型刀具材料
◆ 陶瓷刀具材料
➢ 陶瓷材料比硬质合金具有 更高的硬度和耐热性，在 1200℃ 的 温 度 下 仍 能 切 削 ，耐磨性和化学惰性好，摩 擦系数小，能以更高的速度 切削，并可切削难加工的高 硬度材料。 ➢主要缺点是性脆、抗冲击 韧性差，抗弯强度低。
等合金元素的高合金工具钢。
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高速钢特点： 1）强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍； 2）韧性高，比硬质合金高几十倍； 3）硬度较高，且有较好的耐热性； 4）可加工性好，热处理变形较小。 应用：
常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、 拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。
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切削运动
主运动
是切下切屑所需要 的最基本的运动， 对切削起主要作用， 消耗机床的功率 95%以上。机床 主运动只有1个。 Ⅰ——主运动
进给运动
使工件不断投入切 削，从而加工出完 整表面所需的运动。 消耗机床的功率 5%以下。机床的 进给运动可以有一 个或几个。 Ⅱ——进给运动
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1.1.3 工件上的几个表面
具从工件上切除多余材料
＜0：材料去除加工 特种加工：指利用机械能
以外的其他能量直接去除
加工过 程中质
材料，如电火花加工、电 解加工等
量的变 化（m）
＝0：材料成形加工：如铸造、锻造、挤压、粉 末冶金等
＞0：材料累积：利用微体积材料逐渐叠加的方式 使零件成形。传统方法有焊接、粘接或铆接等， 近几年发展起来的快速成型技术
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1.2 金属切削刀具
刀具的切削性能决定于刀具结构、切削部分的材料和几何参数。
1.2.1 刀具材料
1.刀具材料必须具备的性能
（1） 高的硬度和耐磨性 常温硬度HRC60以上，耐磨性是硬度、 组织结构及化学性能等的综
合反映。 （2） 足够的强度和冲击韧性 （3）高耐热性 高温硬度、强度、耐磨性，抗氧化性、抗扩散粘结性等 （4）良好的工艺性 锻造性能、磨削性能、热处理性能等 （5） 经济性
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1.1.4 切削用量
切削用量是指切削速度 vC、进给量f
a （或进给速度）和切削深度 p 。三者又称
为切削用量三要素。
1．切削速度 （m／s或m／min）
切削刃相对于工件的主运动速度称为切 削速度。即在单位时间内，工件和刀具沿主 运动方向的相对位移。
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切削用量
当主运动为旋转运动时，切削速度为：
1.1.5 切削层的几何参数
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的截 面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的负荷 和切屑尺寸的大小，通常在垂直于切削速度的平面内度量。
1. 切削厚度 ac (λs= 0) ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 A0 A0＝ ac aw＝ f ap
进给速度 V f —nf指 n单z f 位z 时
间的进给量。 进给量与进给速度 之间的 关系为：
(mm/s)
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切削用量
3．切削深度 a p（mm）
切削深度指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。 如车外圆时，
式中:
dw ——待加工表面直径（mm）
dm ——已加工表面直径（mm）
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（4）成形面：
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加工方法
上述表面，可以用以下相应加工方法获得：
（a）车外圆 面
（b）磨外圆面
（c）钻孔 （d）车床上镗孔
（e）刨平面
（f）铣平面
（g）车成形面 （h）铣成形面
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1.1.2 机床的切削运动
切削运动——用刀具切除工件材料，刀具和工件之间必须要 有一定的相对运动，该相对运动由主运动和进给运动组成。
切削加工
钳工 （ 用手持工具） 如划线、錾削、锯 削、锉削、刮研、 钻孔和铰孔、攻丝 、套扣等
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机械加工 （用机床） 如车、铣、刨 、钻、磨及齿 轮加工等
1.1 切削运动和切削要素
1.1.1 零件的种类及其表面的形成
零件主要有以下四种表面组成：
（1）圆柱面：
（2）圆锥面：
（3）平面：
基本要求
本章学习目的和要求： 1、掌握切削加工的运动和切削要素 2、了解常用刀具材料 3、掌握刀具几何角度 4、了解切削过程的切削热、变形、刀具的耐用度
重点内容： 1、掌握切削加工的运动和切削三要素 2、掌握刀具几何角度
本章难点：车刀几何角度
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机械制造中的加工方法： 切削加工：指利用切削刀
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2.常用刀具材料
刀具材料种类很多，常用的有工具钢（包括碳 素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、 陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。
◆ 碳素工具钢和合金工具钢 因其耐热性很差，目前仅用于手工工具如锉
刀、铰刀等。 ◆高速钢 高速钢是一种加入了dW—待加工表面直径（mm） n—工件或刀具的转速(r/min)
当主运动为往复直线运动（如刨削）时，切削速度为：
(m/s)
式中： nr — 主运动每分钟往复次数（次/min）；
L — 往复直线运动行程长度（mm）。
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切削用量
2．进给量f
工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进 给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是 mm／r（或mm／双行程）。