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刀具材料

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-01    浏览次数:197

本讲教学目标:

知识点:

·刀具材料应具备的性能

·刀具材料的种类

·常用刀具材料的牌号、性能特点、适用范围

·常用超硬刀具材料的性能特点、适用范围

能力点:

·正确理解刀具材料应具备的性能

·掌握常用刀具材料(高速钢和硬质合金)的选用原则


本讲主要内容:

·刀具材料应具备的性能

·刀具材料的种类

·常用高速钢的牌号、性能特点、适用范围

·常用硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

·陶瓷刀具材料的性能特点、适用范围

·金刚石刀具材料的性能特点、适用范围

·立方氮化硼刀具材料的性能特点、适用范围

·刀具材料的发展趋势

本讲教学要求

·简介刀具材料应具备的性能和常用刀具材料的种类、适用范围

·重点讲解高速钢和硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

教学重点: ·常用刀具材料的牌号、性能特点、适用范围

教学难点: ·常用刀具材料的牌号、性能特点、适用范围

课外阅读资料:

· 陆剑中、孙家宁主编 《金属切削原理与刀具》(第4版)  机械工业出版社

· 韩荣第、袭建军、王辉编著 《金属切削原理与刀具》(第4版) 哈工业出版社

· 陈日曜主编 《金属切削原理》(第2版)  机械工业出版社

· 乐兑谦主编 《金属切削刀具》(第2版) 机械工业出版社

· 武文革、辛志杰主编 《金属切削原理及刀具》 国防工业出版社

· 【美】Michael Fitzpatrick著  《机械加工技术》  科学出版社

本讲教学内容:

简要介绍:

·要求学员理解掌握刀具应具备的各项性能之间内在的辩证关系

一、 刀具材料应具备的性能

ü 高的硬度和耐磨性

ü 足够的强度和韧性

ü 高的耐热性(热稳定性)

ü 良好的热物理性能和耐热冲击性能

ü 良好的工艺性能

经济性

简要介绍:

·要求学员了解常用刀具材料的种类、性能特点及加工对象

二、刀具材料的种类

重点介绍:

·要求学员理解掌握高速钢的牌号、性能特点、适用范围

三、高速钢

1、特点:1)强度高,抗弯强度为硬质合金的23倍;

2)韧性高,比硬质合金高几十倍;

3)硬度HRC63以上,且有较好的耐热性;

4)可加工性好,热处理变形较小。

2、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)。

3、通用型高速钢

W18Cr 4V18-4-1)、W6Mo5Cr4V2 (6-5-4-2) W9Mo3Cr4V  (9-3-4-1)

4、高性能高速钢

W6Mo5Cr4V2Co8W6Mo5Cr4V2Al95W18Cr4VW6Mo5Cr4V3

5、粉末冶金高速钢

6、常用高速钢牌号及其应用范围



重点介绍:

·要求学员理解掌握硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

四、硬质合金

1、特点

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,且能切削诸如淬火钢等硬材料。硬质合金的不足是与高速钢相比,其抗弯强度较低、脆性较大,抗振动和冲击性能也较差

2、应用

硬质合金因其切削性能优良而被广泛用来制作各种刀具。在我国,绝大多数车刀、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

3YG类硬质合金 (K)

4YT类硬质合金(P类)

5YW类硬质合金(M类)

6、各种硬质合金的应用范围

简要介绍:

·要求学员了解常用超硬刀具材料的种类、性能特点、适用范围

五、超硬刀具材料

1、陶瓷刀具材料 

陶瓷材料具有更高的硬度(HRA9195)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,抗粘结和扩散磨损能力强,因而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。Al2O3基和Si3N4基。

2、天然金刚石

耐磨性极好,刃口锋利,切削刃的钝圆半径可达0.01μm,刀具寿命可达数百小时。因价格昂贵,主要用于高速、精密加工。

3、聚晶金刚石

由金刚石微粉在高温高压下聚合而成,硬度比天然金刚石略低(HV60008000),价格便宜,焊接方便,可磨削性好。

金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。

4、聚晶立方氮化硼(CBN

由单晶立方氮化硼微粉在高温高压下聚合而成。硬度为HV 30004500,耐热性达1200℃,化学惰性很好,在1000℃的温度下不与铁、镍和钴等金属发生化学反应。主要用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、耐热合金及喷焊材料等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。

5、普通刀具材料与超硬刀具材料性能与用途对比



归纳小结:

·概括基本内容,归纳重点内容,布置下一讲的主要教学内容

1、刀具材料应具备的性能

2、刀具材料的种类

3、常用高速钢的牌号、性能特点、适用范围

4、常用硬质合金的牌号、性能特点、适用范围

5、陶瓷刀具材料的性能特点、适用范围

5、金刚石刀具材料的性能特点、适用范围

6、立方氮化硼刀具材料的性能特点、适用范围

课后思考题:

1、刀具切削部分材料应具备哪些基本性能?

2、请回答W18Cr4V、YT15、YG8三种刀具材料各属于哪类刀具材料?适合加工何种工件材料?可在什么样的切削条件下加工?

3、硬质合金刀具材料应如何选用?按以下刀具材料、工件材料、加工条件进行刀具材料的合理选择:

刀具材料: W18Cr4V 、YT30、YG8、 YT5、YG3X

工件材料及加工条件:

1)粗铣铸铁箱体平面

2)精镗铸铁箱体孔

3)齿轮加工中的剃齿加工

4)45钢棒料的粗加工

5)精车40Cr工件外圆




 
 
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