文档介绍：第一节车刀材料选择
车刀使用寿命和生产效率取决于车刀材料切削性能。车刀由刀头和刀杆两部分组成, 刀杆通常是用碳素结构钢制成。因为刀头担任切削工作, 所以刀头材料必需含有下列基础性能:
1)冷硬性。车刀在常温时含有较高硬度, 即车刀耐磨性。 2)红硬性。车刀在高温下保持切削所需硬度, 该温度最高值称为"红热硬度"。
3)韧性。车刀切削部分承受震动和冲击负荷所含有强度和硬度。
车刀材料以上三种性能是相互联络、相互制约, 在具体选择时, 要依据工件材料性能和切削要求分析选择, 同时还要结合车刀材料在价格、工艺性能方面加以考虑, 方便于以较低成本加工、刃磨和焊接制造车刀。
多种车刀材料基础性能优劣次序比较见表4-1。
现在用来作车刀切削部分材料关键有高速钢、硬质合金和非金属材料, 碳素工具钢、合金工具钢多用作钻头、丝锥等工具, 用作车刀较少。现分别介绍作车刀刀头两种关键材料: 高速钢及硬质合金。
一、高速钢
高速钢是一个含钨、铬、钒较多合金钢, 又名锋钢、风钢或白钢。常见有Wl8Cr4V及W9Cr4V2两种牌号。其中用得最多是Wl8Cr4V高速钢。它们化学成份如表4-2所表示。
高速钢材料分为带黑皮高速钢和表面磨光高速钢两种。前者是未经热处理高速钢, 后者是经热处理高速钢。高速钢硬度较高, 含有一定红热硬性, 韧性和加工性能均很好。高速钢车刀制造简单, 刃磨方便, 轻易磨得锋利。因为高速钢韧性好, 常见于加工部分冲击性较大、形状不规则零件, 它也常见于制作精车刀, 但因红硬性不如硬质合金, 故不宜用于高速切削。
二、硬质合金
硬质合金是由难熔材料碳化钨、碳化铁和钴粉末在高压下成形, 经l350～1560"(2高温烧结而成材料, 含有极高硬度, 仅次于陶瓷和金刚石。硬质合金红硬性很好, 在1000℃左右仍能保持良好切削性能; 含有较高使用强度, 其抗弯强度可高达1000--1700MPa, 但脆性大、韧性差、怕震, 以上这些缺点可经过刃磨合理角度加以克服, 所以, 硬质合金现已被广泛应用。
常见硬质合金可依据其制造合金元素不一样, 分为以下四类:
1．钨钴合金
由碳化钨和钴组成, 常温时硬度为HRA87～92, 红硬性为800--900, 代号为YG, 常见牌号为YG3、 YG3X、 YG6、 YG6X、 YG8、 YGll等。其中YG3X及YG6X属于细颗粒碳化钨合金。 YA6则是中国试制成功一个含有少许碳化钴细颗粒硬质合金。
钨钴合金冷硬性很高, 韧性也很好, 宜用于加工脆性材料, 如金属蚀口铸铁, 也可车削冲击性较大工件。因为它红硬度较差, 在600℃时, 钨钴合金轻易和切屑粘结, 使刀头前面磨损, 故不宜用于车削软钢等韧性金属。
YG6X细颗粒碳化钴合金耐磨性很好, 其强度近似YG6, 所以车削冷硬合金铸铁、耐热合金钢及一般铸铁等全部有良好效果。
2．钨钛钻合金
由碳化钨、碳化钛及元素钻组成, 代号用YT表示, 常见有YT5、 YTl4、 YTl5、 YT30等牌号。钨钴钛合金冷硬性能和红硬性能比硬质合金高。在高温条件下比钨钴合金耐热耐磨、抗粘性大, 宜于加工钢料及其它韧性金属材料, 但因为性脆, 不耐冲击, 故不宜加工脆性金属。
3．钨钴钛铌合金
它是钨钴钛合金中新产品, 由碳化钨、碳化钛、钴、少许碳化铌组成, 代号为YW, 常见牌号为YWl、 YW2。它耐磨性和热硬性全部比很好, 适适用于切削多种铸铁和特殊合金钢材, 如不锈钢、耐热钢、高锰钢等较难加工材料。
4．钨钴铌类合金
这是一个含有少许碳化铌细颗粒钨钻类硬质合金, 代号为YA, 常见牌号为YA6。它耐磨性能更高, 适合于不锈钢、耐热钢、特硬铸铁、铁合金、硬塑料、玻璃和陶瓷等加工。
在选择硬质合金时, 应依据硬质合金本身性能特点、加工工件材料和切削条件等原因综合考虑。表4-3为常见硬质合金使用性能及使用范围, 可作为选择参考。
除高速钢和硬质合金两种常见车刀切削材料外, 还有碳素工具钢、合金工具钢、金刚石、陶瓷等。碳素工具钢、合金工具钢切削性能差, 而金刚石价格高, 以上三者全部较少采取。
因为陶瓷材料比硬质合金红硬性更高, 耐磨性好, 价格低, 正成为一个应用广泛***材料, 但因为该种材料性脆、怕冲击、刃磨困难, 所以在使用时仍受到一定限制。表4-4是常见车刀材料特征及其切削成本对比情况。
第二节车刀***几何角度选择及改变分析
为了顺