整体硬质合金刀具ppt课件
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《硬质合金-》课件
《硬质合金》PPT课件
硬质合金，也称为钨钢，是一种高硬度、高耐磨损的材料，广泛应用于切削 工具、矿山机械、石油钻采工具等领域。
介绍硬质合金的概念和发展历史
1 概念定义和特点
硬质合金是由金属硬质相和结合相组成的复 合材料，具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀 性。
2 发展历史回顾
硬质合金的历史可以追溯到20世纪初，经过 多年的研发和改进，如今已成为重要的工程 材料。
硬质合金具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀 性和热稳定性，适用于各种恶劣的工作环境。
硬质合金在高温和高压条件下仍能保持较好 的硬度和强度，适用于高速切削和重载工况。
硬质合金的应用领域和案例分析
制造行业中的应用
硬质合金广泛应用于切削工具、模具、矿山机 械等领域，提高生产效率和降低成本。
典型应用案例分析
以切削工具为例，硬质合金刀具在加工高硬度 材料和复杂形状零件时表现出色，提供了更高 的精度和寿命。
硬质合金的发展趋势和展望
1
未来发展方向
将更多先进材料和制造技术应用于硬质合金，提高硬质合金的性能和适用范围。
2
对未来的展望和分析
硬质合金在工程领域有着广阔的应用前景，随着各行业的需求增加，硬质合金的 市场潜力巨大。
总结与展望
通过本次PPT课件的学习，我们对于硬质合金的概念、组成、性能和应用有了 更深入的了解。在未来，硬质合金将持续发展，为各行业带来更多创新和突 破。
硬质合金的组成和制备式
1 主要成分介绍
硬质合金的主要成分是金属硬质相（钨碳化 物）和结合相（钴、镍等），不同成分比例 会影响其性能。
2 常见制备方式
硬质合金的制备方式包括粉末冶金、溶液法、 化学气相沉积等，每种方式都有其适用的场 景和优劣势。
硬质合金，也称为钨钢，是一种高硬度、高耐磨损的材料，广泛应用于切削 工具、矿山机械、石油钻采工具等领域。
介绍硬质合金的概念和发展历史
1 概念定义和特点
硬质合金是由金属硬质相和结合相组成的复 合材料，具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀 性。
2 发展历史回顾
硬质合金的历史可以追溯到20世纪初，经过 多年的研发和改进，如今已成为重要的工程 材料。
硬质合金具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀 性和热稳定性，适用于各种恶劣的工作环境。
硬质合金在高温和高压条件下仍能保持较好 的硬度和强度，适用于高速切削和重载工况。
硬质合金的应用领域和案例分析
制造行业中的应用
硬质合金广泛应用于切削工具、模具、矿山机 械等领域，提高生产效率和降低成本。
典型应用案例分析
以切削工具为例，硬质合金刀具在加工高硬度 材料和复杂形状零件时表现出色，提供了更高 的精度和寿命。
硬质合金的发展趋势和展望
1
未来发展方向
将更多先进材料和制造技术应用于硬质合金，提高硬质合金的性能和适用范围。
2
对未来的展望和分析
硬质合金在工程领域有着广阔的应用前景，随着各行业的需求增加，硬质合金的 市场潜力巨大。
总结与展望
通过本次PPT课件的学习，我们对于硬质合金的概念、组成、性能和应用有了 更深入的了解。在未来，硬质合金将持续发展，为各行业带来更多创新和突 破。
硬质合金的组成和制备式
1 主要成分介绍
硬质合金的主要成分是金属硬质相（钨碳化 物）和结合相（钴、镍等），不同成分比例 会影响其性能。
2 常见制备方式
硬质合金的制备方式包括粉末冶金、溶液法、 化学气相沉积等，每种方式都有其适用的场 景和优劣势。
硬质合金基础知识PPT课件
2021
10
2.2 ISO国际标准
这类分类方法是根据合金的使用范围分类，随着硬 质合金工业的不断发展，各个国家的命名规则不一 致，甚至即使同一国家不同厂家的命名也是各不相 同，为了方便用户，国际标准化组织规定了以下统 一分类方法：
分为三类P类、M类、K类 P类：P01、P05、P10、P15、P20、P25、P30、P40 M类：M10、M20、M30、M40 K类：K05、K10、K20、K30、K40
2021
8
晶格结构 转变温度℃ 密度g/cm3 热扩散系数k-1
熔点℃ 热导率Wμm-1k-1
电阻率μΩcm 弹性模量N/mm2
泊松比 硬度HV10
ε-Co 简单六方
α-Co 面心立方
417.25
8.85 12.5× 10-6
8.80 14.2 × 10-6
1492.6
69.21 6.24（室温）
18
WC-Co类
WC-Co（YG）类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和 非金属材料。加工铸铁时，切屑呈崩碎块粒，刀具受冲击很 大，切削力和切削热都集中在刀刃和刀尖附近。YG类合金有 较高的抗弯强度和冲击韧性（与YT类比较），这可减小切削 时的崩刃。同时，YG类合金的导热性较好，有利于切削热从 刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。加工有色金 属及其合金时，由于在熔化温度下有色金属及其合金不会与 WC产生熔解或熔解速度非常慢，即使在熔化温度下也不产生 化学相互作用，因此，YG类合金能成功地加工有色金属及其 合金。YG类合金的磨加工性较好，可以磨出锐利的刃口，因 此适于加工有色金属和纤维复合材料。 YG类硬质合金中含钴 量较多时，其抗弯强度及冲击韧性均较好，特别是提高了疲 劳强度，因此适于在受冲击和振动的条件下作粗加工用；含 钴量较少时，其耐磨性和耐热性较高，适合于作连续切削的 精加工用。当含钴量较少时，合金的硬度较高，耐磨性也较 好。
整体硬质合金刀具
由于硬质合金的硬度高，其耐磨性也相对较 好，能够在长时间加工过程中保持切削刃的 完整性，减少磨损和崩刃现象。
强度与韧性
强度
整体硬质合金刀具具有较高的抗弯强度和抗 压强度，能够在承受较大的切削力和冲击力 的加工过程中保持稳定。
韧性
硬质合金的韧性较好，不易脆化，能够有效 吸收冲击能量，提高刀具的抗破损能力。
切削速度与切削深度
切削速度
整体硬质合金刀具的切削速度较快，能够显著提高加工效率，同时也能减小切削力，降 低切削热。
切削深度
由于硬质合金的硬度高和强度大，整体硬质合金刀具能够承受较大的切削深度，从而在 一次装夹中完成更多的加工步骤。
耐热性与抗氧化性
耐热性
整体硬质合金刀具在高温下仍能保持较好的硬度和强度 ，不易发生热软化和氧化现象，提高了加工过程的稳定 性和刀具寿命。
和排屑效果。
切削参数匹配
根据工件材料和切削要求，选择合适 的切削速度、进给速度和切削深度， 以确保最佳的切削效果。
刀具品牌与质量
选择知名品牌的整体硬质合金刀具， 确保其质量和性能满足加工要求。
使用注意事项
01
02
03
04
刀具安装
确保刀具正确安装于机床上， 特别是切削刃对准工件中心线
。
切削液使用
根据加工要求和刀具材质，选 择合适的切削液，以提高切削
选用高纯度、低氧含量的钨粉作为原料，确保刀具的硬度和 耐磨性。
碳化钨制备
将钨粉与碳化钨粉末按比例混合，通过球磨、喷雾干燥等工 艺制刀具的形状和尺寸设计模具，确保成型过程中尺寸精度和形状稳定性。
压制成型
将混合料放入模具中，通过压制成型工艺制成刀具毛坯。
烧结
烧结温度
硬质合金与超硬工具材料PPT课件
➢ Sun Lan, Jia Chengchang, Xian Min，A Research on the Grain Growth of WC-Co Hard Alloy，International Journal of Refractory Metals and Hard Materials， submitted，Submission Confirmation for IJRMHM-D-05-00021R2
混合料的制备
使碳化物与粘结相粉末混合均匀，并进一步磨细。 硬质合金成品的性能，很大程度上取决于混合料 的制备。
球磨机是制备混合料的主要设备。球磨的各项工 艺参数对混合料的质量有明显的影响。工艺参数 的选择包括：转速为接近60%的临界转速；加入 适量的液体介质（酒精、苯、丙酮等）；使用硬 质合金球，球的直径为5～10mm，球料比为2.5： 1～5：1，装球量为40%～60%；球磨时间为24～ 48小时，细晶硬质合金可增加到72小时或更长。
4.2 WC硬质合金 4.2.1 WC与复式碳化物的制造
W+C→WC
TiO2+3C→TiC+2CO WC-TiC 影响粒度的因素：温度、时间、余料粒度 4.2.2 WC基硬质合金的制造工艺与性能 生产工艺
WC + CO or → 湿磨 → 过滤 → 干燥 → 过筛 → 掺胶
WC、TiC+CO （汽油） 喷雾干燥
WC-Co硬质合金
WC-Co硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。加工 铸铁时，切屑呈崩碎块粒，刀具受冲击很大，切削力和切削热都集中 在刀刃和刀尖附近。YG类合金有较高的抗弯强度和冲击韧性(与VT' 类比较)，可减小切削时的崩刃。同时，YG类合金的导热性较好，有 利于切削热从刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。加工有 色金属及其合金时，由于在熔化温度下金属及其合金不会与WC产生 溶解或溶解速率非常慢，因此，YG类合金能成功地加工有色金属及 其合金。YG类合金的磨削性较好，可以磨出锐利的刃口，适于加工 有色金属和纤维复合材料。YG类硬质合金中含钴量较多时，其抗弯 强度及冲击韧性均较好，特别是提高了疲劳强度，因此适于在受冲击 和振动条件下作粗加工用；含钴量较少时，其耐磨性和耐热性较高， 适合于作连续切割的精加工用。当含钴量较少时，合金硬度较高，耐 磨性也较好。
混合料的制备
使碳化物与粘结相粉末混合均匀，并进一步磨细。 硬质合金成品的性能，很大程度上取决于混合料 的制备。
球磨机是制备混合料的主要设备。球磨的各项工 艺参数对混合料的质量有明显的影响。工艺参数 的选择包括：转速为接近60%的临界转速；加入 适量的液体介质（酒精、苯、丙酮等）；使用硬 质合金球，球的直径为5～10mm，球料比为2.5： 1～5：1，装球量为40%～60%；球磨时间为24～ 48小时，细晶硬质合金可增加到72小时或更长。
4.2 WC硬质合金 4.2.1 WC与复式碳化物的制造
W+C→WC
TiO2+3C→TiC+2CO WC-TiC 影响粒度的因素：温度、时间、余料粒度 4.2.2 WC基硬质合金的制造工艺与性能 生产工艺
WC + CO or → 湿磨 → 过滤 → 干燥 → 过筛 → 掺胶
WC、TiC+CO （汽油） 喷雾干燥
WC-Co硬质合金
WC-Co硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。加工 铸铁时，切屑呈崩碎块粒，刀具受冲击很大，切削力和切削热都集中 在刀刃和刀尖附近。YG类合金有较高的抗弯强度和冲击韧性(与VT' 类比较)，可减小切削时的崩刃。同时，YG类合金的导热性较好，有 利于切削热从刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。加工有 色金属及其合金时，由于在熔化温度下金属及其合金不会与WC产生 溶解或溶解速率非常慢，因此，YG类合金能成功地加工有色金属及 其合金。YG类合金的磨削性较好，可以磨出锐利的刃口，适于加工 有色金属和纤维复合材料。YG类硬质合金中含钴量较多时，其抗弯 强度及冲击韧性均较好，特别是提高了疲劳强度，因此适于在受冲击 和振动条件下作粗加工用；含钴量较少时，其耐磨性和耐热性较高， 适合于作连续切割的精加工用。当含钴量较少时，合金硬度较高，耐 磨性也较好。
刀具材料：硬质合金讲解
切削速度（m/min）
500
200 100 50 20
碳素工具钢
1800 1850
10
合金工具钢 1900 1950 2000 年代
图10 刀具材料的发展与切削加工高速化的关系
1-1刀具材料的发展情况
4
上海大学
2.硬质合金
随着工业的发展需求，工具钢（碳素工具 钢、合金工具钢、高速钢）已经不能满足行业 对高效率加工、高质量加工和难加工材料的加 工要求，因此20世纪20到30年代行业领域发明 了钨钴钛类硬质合金。
①钨钴类硬质合金（YG）（WC+CO ）
②钨钛钴类硬质合金（YT）（ WC-TiC-CO） ③钨钽（铌）钴类硬质合金（YA）（ WC-TaC(NbC)-CO ） ④钨钛钽（铌）钴类硬质合金（YW）（ WC-TiC-Ni-Mo
）
以上四种硬质合金的主要成分都是WC，故统称为 WC 基硬质合金。
⑤碳化钛基类硬质合金（YN）
5
上海大学
2.1硬质合金的性能特点
硬质合金是由高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、 TiC等）微粉和金属黏结剂（Co、Ni、Mo等）经高压成形 ，并在1500℃左右的高温下烧结而成的粉末冶金制品。 硬质合金的硬度高达 89～94HRA，耐磨性很好，能切 削淬火钢等硬度高的材料。 硬质合金的耐热性为 800～1000 ℃，切削速度可达 100 m/min 以上，但其抗弯强度低、韧性差、怕冲击和振动， 制造工艺性差。
14
上海大学
·
2.4新型硬质合金
1）细晶粒、超细晶粒硬质合金
2-8 超 细 晶 粒 整 体 硬 质 合 金 涂 层 精 密 铣 刀
特点：使用细晶 粒，加抑制剂， 采用新进的烧结 工艺，多用于YG 类合金，可以较 大提高硬度、耐 磨性、抗弯强度 和韧性。 可用于加工高硬 度难加工材料。
《硬质合金钻头》课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
表面处理
硬质合金钻头经过表面处理，如涂覆薄膜、镀层等，以提高其抗摩擦、抗腐蚀和降低 摩擦系数。
适用范围
适用材料
硬质合金钻头广泛应用于加工高硬度材料，如钢 铁、铸铁、不锈钢、合金等，以及石油、矿石等 行业。
适用行业
硬质合金钻头在航空航天、汽车制造、机械加工、 冶金矿山和建筑工程等行业得到广泛应用。
《硬质合金钻头》PPT课件
概述
定义
硬质合金钻头是一种用硬 质合金作为切削部分的钻 头，用于加工高硬度材料。
分类
硬质合金钻头通常可以根 据刃部形状、刃部数量、 涂层和刃部材料等特征进 行分类。
特点
硬质合金钻头具有高硬度、 耐磨性好、高强度、良好 的切削性能和稳定的工作 性能等特点。
结构
1 组成部分
硬质合金钻头主要由刃部、刃部材料、钎接部和刀柄组成，每个部分都起着重要的作用。
2 结构特点
硬质合金钻头的结构设计通常根据不同的应用环境和需求进行优化，以提高其性能和工 作寿命。
制造工艺
1
材料选择
硬质合金钻头的材料选择是制造过程中的关键步骤，需要考虑硬度、韧性和耐磨性等 因素。
2
加工工艺
硬质合金钻头的加工工艺包括粉末冶金、压制成型、烧结和研磨等步骤，以确保钻头 具有高质量和稳定性能。
使用注意事项
1 保养方法
2 使用注意事项
3 维修方法
保持硬质合金钻头清洁 和干燥，定期涂抹防锈 剂，以延长其使用寿命。
在使用硬质合金钻头时， 需要正确选择切削参数、 避免过度挤压和碰撞， 并及时更换磨损严重的 钻头。
当硬质合金钻头磨损严 重或损坏时，可以采取 修磨、补焊或更换钻头 的方式进行维修。
3
表面处理
硬质合金钻头经过表面处理，如涂覆薄膜、镀层等，以提高其抗摩擦、抗腐蚀和降低 摩擦系数。
适用范围
适用材料
硬质合金钻头广泛应用于加工高硬度材料，如钢 铁、铸铁、不锈钢、合金等，以及石油、矿石等 行业。
适用行业
硬质合金钻头在航空航天、汽车制造、机械加工、 冶金矿山和建筑工程等行业得到广泛应用。
《硬质合金钻头》PPT课件
概述
定义
硬质合金钻头是一种用硬 质合金作为切削部分的钻 头，用于加工高硬度材料。
分类
硬质合金钻头通常可以根 据刃部形状、刃部数量、 涂层和刃部材料等特征进 行分类。
特点
硬质合金钻头具有高硬度、 耐磨性好、高强度、良好 的切削性能和稳定的工作 性能等特点。
结构
1 组成部分
硬质合金钻头主要由刃部、刃部材料、钎接部和刀柄组成，每个部分都起着重要的作用。
2 结构特点
硬质合金钻头的结构设计通常根据不同的应用环境和需求进行优化，以提高其性能和工 作寿命。
制造工艺
1
材料选择
硬质合金钻头的材料选择是制造过程中的关键步骤，需要考虑硬度、韧性和耐磨性等 因素。
2
加工工艺
硬质合金钻头的加工工艺包括粉末冶金、压制成型、烧结和研磨等步骤，以确保钻头 具有高质量和稳定性能。
使用注意事项
1 保养方法
2 使用注意事项
3 维修方法
保持硬质合金钻头清洁 和干燥，定期涂抹防锈 剂，以延长其使用寿命。
在使用硬质合金钻头时， 需要正确选择切削参数、 避免过度挤压和碰撞， 并及时更换磨损严重的 钻头。
当硬质合金钻头磨损严 重或损坏时，可以采取 修磨、补焊或更换钻头 的方式进行维修。
硬质合金基础知识ppt
高性能产品需求增长
随着科技的进步，各行业对高性能硬质合金产品的需求不断增加。例如，用于航空航天、 汽车、电子等领域的硬质合金产品需要具备更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
技术挑战
01
新材料的研发
为了满足各行业对高性能硬质合金的需求，需要不断研发新的硬质合
金材料。这需要对合金成分、制备工艺和热处理制度等进行深入研究
钴粉
粘结剂，提高合金的韧性 。
其他添加剂
如碳化钛、碳化钽等，改 善合金的硬度和耐磨性。
混合制粒
将原料粉末按一定比例混合，使用球磨或搅拌等方法制备均 匀的混合料。
加入适量的润滑剂，如石墨或硬脂酸，提高压制成型时的流 动性。
压制成型
将混合料放入模具中，施加高压，使其成为具有一定形状和尺寸的生坯。 根据产品形状和尺寸选择合适的压制工艺和模具。
它具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性，广泛用于制造切削工 具、耐磨零件和高温合金等。
硬质合金的组成
硬质合金主要由硬质金属（如钨、钛、钽等）和金属碳化 物（如碳化钨、碳化钛等）组成。
此外，还含有少量其他元素，如钴、铬等，用于改善硬质 合金的性能。
硬质合金的性能特点
高硬度
硬质合金的硬度可达到HRA85~93，仅次 于金刚石。
客户需求变化
随着市场的变化，客户对硬质合金产品的需求也在不断变化。为了满足客户的需求，需要 加强市场调研、了解客户需求变化、及时调整产品策略和服务模式。
05
硬质合金的未来展望
技术创新方向
研发高强度、高韧性硬质合金材料
01
通过优化合金成分、改进生产工艺，提高硬质合金的综合性能
，满足更加严苛的工程应用需求。
低导电性
与金属相比，硬质合金的导电性较低。
随着科技的进步，各行业对高性能硬质合金产品的需求不断增加。例如，用于航空航天、 汽车、电子等领域的硬质合金产品需要具备更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
技术挑战
01
新材料的研发
为了满足各行业对高性能硬质合金的需求，需要不断研发新的硬质合
金材料。这需要对合金成分、制备工艺和热处理制度等进行深入研究
钴粉
粘结剂，提高合金的韧性 。
其他添加剂
如碳化钛、碳化钽等，改 善合金的硬度和耐磨性。
混合制粒
将原料粉末按一定比例混合，使用球磨或搅拌等方法制备均 匀的混合料。
加入适量的润滑剂，如石墨或硬脂酸，提高压制成型时的流 动性。
压制成型
将混合料放入模具中，施加高压，使其成为具有一定形状和尺寸的生坯。 根据产品形状和尺寸选择合适的压制工艺和模具。
它具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性，广泛用于制造切削工 具、耐磨零件和高温合金等。
硬质合金的组成
硬质合金主要由硬质金属（如钨、钛、钽等）和金属碳化 物（如碳化钨、碳化钛等）组成。
此外，还含有少量其他元素，如钴、铬等，用于改善硬质 合金的性能。
硬质合金的性能特点
高硬度
硬质合金的硬度可达到HRA85~93，仅次 于金刚石。
客户需求变化
随着市场的变化，客户对硬质合金产品的需求也在不断变化。为了满足客户的需求，需要 加强市场调研、了解客户需求变化、及时调整产品策略和服务模式。
05
硬质合金的未来展望
技术创新方向
研发高强度、高韧性硬质合金材料
01
通过优化合金成分、改进生产工艺，提高硬质合金的综合性能
，满足更加严苛的工程应用需求。
低导电性
与金属相比，硬质合金的导电性较低。
硬质合金切削刀具材料介绍和基本知识61页PPT
硬质合金切削刀具材料介绍和基本知 识
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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点的正交平面po内，前刀 面与基面之间的夹角。 后角αo——在正交平面po 内，主后刀面与基面之间的 夹角。 主偏角κr——主切削刃在基 面上的投影与进给方向的夹 角。 刃倾角λs——在切削平面ps 内，主切削刃与基面pr的夹 角。
10
整体硬质合金刀具
铣刀 铣刀是一种多齿
刀具。它的使用广泛， 种类与规格都很多。 利用铣刀可以加工平 面、沟槽、台阶、螺 纹、型腔等各种成型 表面。
21
楔角 圆周刃前角过大时，虽然切削刃比较锋利，但刃口
的强度小，在加工中易出现振动、卷刃和崩刃。圆周刃前 角过小时，切削刃的锋利度不好，切削阻力较大，排屑差， 前面易磨损。
从刀具长度方面考虑：由于刃部较长的立铣刀其刀 体的刚性低，工作中易出现振动、卷刃和崩刃，所以必须 设法提高立铣刀切削刃的强度，即增大楔角。但另一方面 立铣刀刃部较长时，由于弯曲变形大，其易产生背切，又 不能把圆周刃后角磨得太小。为此通常采用较小圆周刃前 角的方法来提高切削刃强度。
17
整体硬质合金刀具
刃长l2： 立铣刀的刃长l2是端齿至周刃尾部的
长度。 刃长越短，刀具的刚性和切削性能越
好。立铣刀的刚性与刃长的3次方成反比。 在相同的切削条件下，因为立铣刀的
刃长增大以后，刀具的刚度将下降，从而 影响到被加工面的垂直度和表面质量。
18
整体硬质合金刀具
刃数Z和芯厚k ： 影响立铣刀切削性能的另一重要因素是切削刃 的刃数。一般情况下，切削刃数少的立铣刀的 容屑槽大，其切屑的排除性好，齿数多时，立 铣刀的横截面积大，刚性好；但容屑槽的能力 低，在加工中易出现切屑阻塞。 刃数：精/粗加工 芯厚：刚性、容屑槽（加工精度）切削效率；
整体硬质合金刀具
1
提纲
硬质合金材料简介 刀具的基本构造要素 整体硬质合金刀具 加工工序流程
2
硬质合金材料简介
硬质合金是用硬度和熔点都很高的金属碳 化物（WC、TiC、TaC和NbC等），作硬 质相，用金属钴、钼、镍等作粘接相，研 制成粉末，按一定比例混合，压制成型， 在高温高压下烧结而成。
导热性好：用热导率表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量 容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。（脆性刀具材 料断续切削，导热性能差的工件）
工艺性好：为了便于制造、要求刀具材料有较好的可加工性。
4
硬质合金材料简介
刀具材料
密度 g/cm3
硬度 HV
抗弯强 度
冲击强 度
热导率
8
刀具的基本构造要素
刀具的主要切削部分 前刀面Aγ——切屑沿其
流出的表面。 主后刀面Aα——与过渡
表面相对的面。 副后刀面Aαˊ——与已加
工表面相对的面。 主切削刃 ——前刀面与
主后刀面相交形成的刀刃。 副切削刃——前刀面与副
后刀面相交形成的刀刃。
9
刀具的基本构造要素
刀具的几何角度 前角γo——在主切削刃选定
19
整体硬质合金刀具
直刃立铣刀切削时呈断续 切削状态，切削力的波动 较大，而螺旋刃立铣刀的 切削力曲线比较平滑。
直刃立铣刀和螺旋刃立铣 刀的切削阻力可分解为径 向和轴向的两个分力F1 和F2，因此螺旋刃立铣 刀与直刃立铣刀相比，它 的径向阻力小
20
整体硬质合金刀具
前角γo 后角αo 主偏角κr 副偏角κr’
35
0.059
1500~165 0
0.9~1.4 ~1.5
0.0029 ~0.006 8
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.4~87.9 20.9~62.8
800
900
3~7.5
1000~11 00
0.78~1. 08
1100
8.2
5
刀具的基本构造要素
切削刀具是由一个或多个刀齿构成的。每 个刀齿的切削刃都是由前刀面与后刀面组 成的刀楔形成的。最简单的刀具是单齿的 （如车刀），而多齿刀具皆可视为单齿刀 具的演变。
从被切削材料方面来考虑，当加工硬质材料时，为 了防止卷刃、崩刃，一般采用大楔角；当加工软材料、有 加工硬化性材料及韧性大易粘到的材料时，为使刃口锋利， 切削性能好，采用小楔角的效果比较好。
6
刀具的基本构造要素
刀具要从工件上切下金属，就必须具备一 定的切削角度，这些角度决定了刀具切削 部分个表面的空间位置，为了确定刀具上 刀面及切削刃在空间的位置，首先应建立 空间参考系—正交平面参考系。
7
刀具的基本构造要素
正交平面参考系 基面pr——过切削刃选
定点，垂直该点切削速 度方向的平面。通常平 行于刀具安装面（底 面）。 切削平面ps——过切削 刃选定点与切削刃相切 并垂直于基面的平面。 正交平面po——过切削 刃选定点同时垂直于切 削平面和基面的平面。
11
整体硬质合金刀具
12
整体硬质合金刀具
螺旋方向与切削刃朝 向： 立铣刀的螺旋方向和 切削刃的朝向可以有 4种不同的组合—左 刃左螺旋、左刃右螺 旋、右刃左螺旋、右 刃右螺旋，但在实际 使用中右刃右螺旋最 常见。
13
整体硬质合金刀具
底端形状 ： 立铣刀的底端形状常见的有平头、圆弧头、倒
角头、球头、平头
3
硬质合金材料简介
刀具材料应具备的性能
硬度高：刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度，否则在高温高压下， 就不能保持刀具锋利的几何形状。
足够的强度和韧性：刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和 冲击力，因此必须要有足够的强度和韧性（抗弯强度、冲击韧性）
耐磨性和耐热性好：耐磨性指抵抗磨损的能力（硬度高、金相组织中碳化 物多、颗粒细、分布均匀）；耐热性指在高温下保持物理力学性能的能力。
耐热性 线膨胀系数
/GPa
MJ/m2 W/(m*K)
/。C
/x10-6（1/。C)
高速钢
8.0~8.8
钨钴类 14.3~15.3
钨钛钴类 9.35~13.2
硬质合金
含有碳化 钽、铌类
碳化钛基
类
5.56~6.3
960
2~4.5
0.098~ 0.588
16.75~25.1 600~700 9~12
1.08~2. 0.019~
14
整体硬质合金刀具
周刃形状： 柱状、锥状、成形铣刀
15
整体硬质合金刀具
16
整体硬质合金刀具
铣刀的直径d0： 铣刀的直径指周刃所在外圆的直径，
直径越大，刀齿的传热散热情况好，可提 高刀具的耐用度。但直径太大时，浪费刀 具材料，并在同样切削条件下切削力增加。 所以，铣刀直径应根据切削用量选取。
10
整体硬质合金刀具
铣刀 铣刀是一种多齿
刀具。它的使用广泛， 种类与规格都很多。 利用铣刀可以加工平 面、沟槽、台阶、螺 纹、型腔等各种成型 表面。
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楔角 圆周刃前角过大时，虽然切削刃比较锋利，但刃口
的强度小，在加工中易出现振动、卷刃和崩刃。圆周刃前 角过小时，切削刃的锋利度不好，切削阻力较大，排屑差， 前面易磨损。
从刀具长度方面考虑：由于刃部较长的立铣刀其刀 体的刚性低，工作中易出现振动、卷刃和崩刃，所以必须 设法提高立铣刀切削刃的强度，即增大楔角。但另一方面 立铣刀刃部较长时，由于弯曲变形大，其易产生背切，又 不能把圆周刃后角磨得太小。为此通常采用较小圆周刃前 角的方法来提高切削刃强度。
17
整体硬质合金刀具
刃长l2： 立铣刀的刃长l2是端齿至周刃尾部的
长度。 刃长越短，刀具的刚性和切削性能越
好。立铣刀的刚性与刃长的3次方成反比。 在相同的切削条件下，因为立铣刀的
刃长增大以后，刀具的刚度将下降，从而 影响到被加工面的垂直度和表面质量。
18
整体硬质合金刀具
刃数Z和芯厚k ： 影响立铣刀切削性能的另一重要因素是切削刃 的刃数。一般情况下，切削刃数少的立铣刀的 容屑槽大，其切屑的排除性好，齿数多时，立 铣刀的横截面积大，刚性好；但容屑槽的能力 低，在加工中易出现切屑阻塞。 刃数：精/粗加工 芯厚：刚性、容屑槽（加工精度）切削效率；
整体硬质合金刀具
1
提纲
硬质合金材料简介 刀具的基本构造要素 整体硬质合金刀具 加工工序流程
2
硬质合金材料简介
硬质合金是用硬度和熔点都很高的金属碳 化物（WC、TiC、TaC和NbC等），作硬 质相，用金属钴、钼、镍等作粘接相，研 制成粉末，按一定比例混合，压制成型， 在高温高压下烧结而成。
导热性好：用热导率表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量 容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。（脆性刀具材 料断续切削，导热性能差的工件）
工艺性好：为了便于制造、要求刀具材料有较好的可加工性。
4
硬质合金材料简介
刀具材料
密度 g/cm3
硬度 HV
抗弯强 度
冲击强 度
热导率
8
刀具的基本构造要素
刀具的主要切削部分 前刀面Aγ——切屑沿其
流出的表面。 主后刀面Aα——与过渡
表面相对的面。 副后刀面Aαˊ——与已加
工表面相对的面。 主切削刃 ——前刀面与
主后刀面相交形成的刀刃。 副切削刃——前刀面与副
后刀面相交形成的刀刃。
9
刀具的基本构造要素
刀具的几何角度 前角γo——在主切削刃选定
19
整体硬质合金刀具
直刃立铣刀切削时呈断续 切削状态，切削力的波动 较大，而螺旋刃立铣刀的 切削力曲线比较平滑。
直刃立铣刀和螺旋刃立铣 刀的切削阻力可分解为径 向和轴向的两个分力F1 和F2，因此螺旋刃立铣 刀与直刃立铣刀相比，它 的径向阻力小
20
整体硬质合金刀具
前角γo 后角αo 主偏角κr 副偏角κr’
35
0.059
1500~165 0
0.9~1.4 ~1.5
0.0029 ~0.006 8
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.4~87.9 20.9~62.8
800
900
3~7.5
1000~11 00
0.78~1. 08
1100
8.2
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刀具的基本构造要素
切削刀具是由一个或多个刀齿构成的。每 个刀齿的切削刃都是由前刀面与后刀面组 成的刀楔形成的。最简单的刀具是单齿的 （如车刀），而多齿刀具皆可视为单齿刀 具的演变。
从被切削材料方面来考虑，当加工硬质材料时，为 了防止卷刃、崩刃，一般采用大楔角；当加工软材料、有 加工硬化性材料及韧性大易粘到的材料时，为使刃口锋利， 切削性能好，采用小楔角的效果比较好。
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刀具的基本构造要素
刀具要从工件上切下金属，就必须具备一 定的切削角度，这些角度决定了刀具切削 部分个表面的空间位置，为了确定刀具上 刀面及切削刃在空间的位置，首先应建立 空间参考系—正交平面参考系。
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刀具的基本构造要素
正交平面参考系 基面pr——过切削刃选
定点，垂直该点切削速 度方向的平面。通常平 行于刀具安装面（底 面）。 切削平面ps——过切削 刃选定点与切削刃相切 并垂直于基面的平面。 正交平面po——过切削 刃选定点同时垂直于切 削平面和基面的平面。
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整体硬质合金刀具
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整体硬质合金刀具
螺旋方向与切削刃朝 向： 立铣刀的螺旋方向和 切削刃的朝向可以有 4种不同的组合—左 刃左螺旋、左刃右螺 旋、右刃左螺旋、右 刃右螺旋，但在实际 使用中右刃右螺旋最 常见。
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整体硬质合金刀具
底端形状 ： 立铣刀的底端形状常见的有平头、圆弧头、倒
角头、球头、平头
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硬质合金材料简介
刀具材料应具备的性能
硬度高：刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度，否则在高温高压下， 就不能保持刀具锋利的几何形状。
足够的强度和韧性：刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和 冲击力，因此必须要有足够的强度和韧性（抗弯强度、冲击韧性）
耐磨性和耐热性好：耐磨性指抵抗磨损的能力（硬度高、金相组织中碳化 物多、颗粒细、分布均匀）；耐热性指在高温下保持物理力学性能的能力。
耐热性 线膨胀系数
/GPa
MJ/m2 W/(m*K)
/。C
/x10-6（1/。C)
高速钢
8.0~8.8
钨钴类 14.3~15.3
钨钛钴类 9.35~13.2
硬质合金
含有碳化 钽、铌类
碳化钛基
类
5.56~6.3
960
2~4.5
0.098~ 0.588
16.75~25.1 600~700 9~12
1.08~2. 0.019~
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整体硬质合金刀具
周刃形状： 柱状、锥状、成形铣刀
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整体硬质合金刀具
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整体硬质合金刀具
铣刀的直径d0： 铣刀的直径指周刃所在外圆的直径，
直径越大，刀齿的传热散热情况好，可提 高刀具的耐用度。但直径太大时，浪费刀 具材料，并在同样切削条件下切削力增加。 所以，铣刀直径应根据切削用量选取。