机械加工刀具知识

《数控刀具》《数控刀具》目录1：了解数控加工对刀具的要求2：熟悉刀具基本几何参数及选用3：熟悉刀具材料及选用4：认识可转位刀具5:认识数控工具系统退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》一、了解数控加工对刀具的要求数控加工对刀具的要求1．刀具材料应具有高的可靠性2．刀具材料应具有高的耐热性、抗热冲击性和高温力学性能3．数控刀具应具有高的精度4．数控刀具应能实现快速更换退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》5．数控刀具应系列化、标准化和通用化6．数控刀具大量采用机夹可转位刀具7．数控刀具大量采用多功能复合刀具及专用刀具8．数控刀具应能可靠地断屑或卷屑9．数控刀具材料应能适应难加工材料和新型材料加工的需要退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》外圆车刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》内孔车刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》螺纹车刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》切断（槽）车刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》二、熟悉刀具基本几何参数及选用刀具的表面与几何参数退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》正交平面参考系退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》对于法平面参考系：则由pr、ps、pn三平面组成，其中：法平面pn——过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面对于假定工作平面参考系：则由pr、pf、pp三平面组成，假定工作平面pf——过切削刃选定点平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。背平面pp——过切削刃选定点和假定工作平面与基面都垂直的平面。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刀具的主要的标注角度名称定义作用前角γ0前刀面与基面问的夹角，在正交平面P0中测量减少切削变形和刀—屑间摩擦。影响切削力、刀具寿命、切削刃强度，使刃口锋利，利于切下切屑后角α0后刀面写切削平面间的夹角，在正交平面P0中测量减少刀具后刀面和已加工表面间自摩擦。调整刀具刃口的锐利和强度主偏角κr主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面Pr中测量适应系统刚度和零件外形需要；改变刀具散热情况，涉及刀具寿命副偏角κ/r副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面Pr中测量减小副切削刃与工件间的摩擦，影响工件表面粗糙度和刀具散热情况刃倾角λS主切削刃与基面问的夹角，在主切削平面PS中测量能改变切屑流出的方向，影响刀具强度和刃口锋利性退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刀具的标注角度车刀各标注角度：前角γo——在主切削刃选定点的正交平面po内，前刀面与基面之间的夹角。后角αo——在正交平面po内，主后刀面与切削平面之间的夹角。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》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。以及还有：副前角γoˊ、副后角αoˊ、副偏角κrˊ、副倾角λsˊ退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》前角的选择原则工件材料强度硬度工件材料的强度和硬度越大，产生的切削力越大，切削热越多。为使刀具有足够的强度和散热体积，防止崩刃和磨损，应采用小前角；反之工件材料的强度和硬度越小，前角应大些。塑性切削塑性材料时，为减小切削变形，降低切削温度，应选用大的前角；脆性切削脆性材料，由于形成崩碎切屑，切削变形小，所以增大前角的作用不明显，而这时切削力集中作用在切削刃附近且伴有一定程度的冲击振动。因此，为保证刀具具有足够的强度，防止崩刃，应选用较小的前角。刀具材料强度韧性刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，应选用较小的前角，高速钢刀具比硬质合金刀具的合理前角约大50～100，陶瓷刀具的合理前角应选得比硬质合金刀具更小些。加工性质粗加工粗加工时，特别是断续切削，不仅切削力大，切削热多，且承受冲击载荷，为保证刀具有足够的强度和散热体积，应选用较小的前角。精加工精加工时，对切削刃强度要求较低，为使切削刃锋利，减小切削变形和获得较高的表面质量，前角应取得较大些。系统刚性机床功率工艺系统刚性差和机床功率较小时，宜选用较大的前角，以减小切削力和振动。成形刀具成形刀具应采用较小的前角或零前角，以减少刀具刃磨后截形产生的误差。机床自动化数控机床、自动机床和自动线用刀具，为保证刀具工作的稳定性，使其不易发生崩刃和破损，一般选用较小的前角。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》后角的选择原则后角主要应根据切削层公称厚度选取。粗加工时以确保刀具强度为主，后角可取小值(α0=40～60)；精加时以保证加工表面质量为主，一般取α0=80～120。当工艺系统刚性差，易产生振动时，为增强刀具对振动的阻尼作用，应选用较小的后角；对于尺寸精度要求高的精加工刀具，为减小重磨后刀具尺寸变化，保证有较高的尺寸精度，后角应选用小值。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》硬质合金车刀合理主偏角和副偏角的参考值加工情况参考值／(0)主偏角κr副偏角κr/粗车工艺系统刚性好45、60、755～10工艺系统刚性差65、75、9010～15车细长轴、薄壁零件90、936～l0精车工艺系统刚性好450～5工艺系统刚性差60、750～5车削冷硬铸铁、淬火钢10～304～10从工件中间切人45～6030～45切断刀、切槽刀60～901～2退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刃倾角的选择λs值00～+50+50～10000～-50-50～-100-l00～-150-100～-450应用范围精车钢和细长轴精车有色金属粗车钢和灰铸铁粗车余量不均匀钢断续车削钢和灰铸铁带冲击切削淬硬钢退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》过渡刃的功用与选择a直线过渡刃b圆弧过渡刃退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》a)直线修光刃b)圆弧修光刃退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刃倾角对刀尖的影响刃倾角λs的变化能影响刀尖的强度和抗冲击性能。当λs取负值时，刀尖在切削刃最低点，切削刃切入工件时，切入点在切削刃或前刀面，保护刀尖免受冲击，增强刀尖强度。一般大前角刀具通常选用负的刃倾角，既可以增强刀尖强度，又避免刀尖切入时产生的冲击。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》三、熟悉刀具材料及选用刀具材料应具备基本性能硬度和耐磨性强度和韧性耐热性工艺性能和经济性退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刀具材料的种类6．高速钢刀具材料5．硬质合金刀具材料4．涂层刀具材料3．陶瓷刀具材料2．立方氮化硼刀具材料1．金刚石刀具材料退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》数控刀具材料的选用原则1．切削刀具材料与加工对象的力学性能匹配2．切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配3．切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配4．数控刀具材料的合理选择退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》外圆车刀内孔车刀螺纹车刀常用车刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》面铣刀方肩铣刀仿形铣刀三面刃和螺纹铣刀整体硬质合金铣刀常用铣刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》铰刀钻头丝锥钻削刀具退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》四、认识可转位刀具将能转位使用的多边形刀片用机械方法夹固在刀杆或刀体上的刀具。在切削加工中,当一个刃尖磨钝后,将刀片转位后使用另外的刃尖，这种刀片用钝后不再重磨。1949～1950年间，美国最早研制成采用机械夹固的可转位车刀，并于1954年开始出售称为丢弃式(throw-away)的可转位刀片和车刀商品。中国曾称这种刀具为“不重磨刀具”。可转位刀具cuttingtoolwithindexableinserts退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位刀具的优点避免了硬质合金钎焊时容易产生裂纹的缺点可转位刀片适合用气相沉积法在硬质合金刀片表面沉积薄层更硬的材料(碳化钛氮化钛和氧化铝),以提高切削性能。换刀时间较短由于可转位刀片是标准化和集中生产的,刀片几何参数易于一致,切屑控制稳定。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位刀片的型号及表示方法按国家标准规定，不同用途的可转位刀具，型号的表示也有所不同，如果型号中不加前缀，即指装有硬质合金可转位刀片的可转位刀具；可转位刀具可以根据被加工材料的需要装夹其他材料的可转位刀片，但必须加前缀。如装夹陶瓷可转位刀片的车刀，称为陶瓷可转位车刀。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位刀具选用方法⑴刀片夹紧方式的选择⑵刀片外形的选择⑶刀片后角的选择⑷切削刃长度的选择⑸刀片精度等级的选择退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刀片的夹紧方式各种夹紧方式是为适用于不同的应用范围设计的。为了帮助您选择具体工序的最佳刀具，按照适合性对它们分类，适合性有1-3个等级，3为最佳选择。山特维克可乐满车刀的夹紧方式选择退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刀片形状的选择正型（前角）刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型（前角）刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》刀片形状的选择根据加工轮廓选择刀片形状一般外圆车削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圆形刀片；在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》切削范围代号断屑槽形状特点精加工切削FH•精加工专用断屑槽轻切削SH•适合用于小切深,大进给•大的前角刃口锋利中切削MV•适用于仿形向上切削加工•正角刀棱锋利准重切削GH•大进给粗加工•断续、黑皮切削•两面均有断屑槽重切削HX•不等棱边刀刃不仅刀刃锋利且强度也好•连续或继续加工均适合断屑槽的参数直接影响到切削的卷曲和折断，目前刀片的断屑槽形式较多，各种断屑槽刀片的使用情况不尽相同，选用时一般参照具体的产品样本MITSUBISHI推荐的适用于加工钢材的断屑槽形退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位铣刀的选用特点可转位铣刀的选用类型的选择可转位面铣刀、立铣刀、槽铣刀、专用铣刀等可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式刀片牌号和断屑槽形的选择可转位铣刀直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型齿数的选择角度的选择直径的选择合理选择刀片硬质合金牌号的主要依据是被加工材料的性能和硬质合金的性能。用于铣削的刀片槽形一般有轻型、中型和重型退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位铣刀类型的选择可转位铣刀的类型可转位面铣刀：主要用于加工较大平面选择，主要有平面粗铣刀、平面精铣刀、平面粗精复合铣刀三种可转位槽铣刀：主要有三面刃铣刀、两面刃铣刀、精切槽铣刀可转位立铣刀：主要用于加工凸台、凹槽、小平面、曲面等。主要有立铣刀、孔槽铣刀、球头立铣刀、R立铣刀、T型槽铣刀、倒角铣刀、螺旋立铣刀、套式螺旋立铣刀等可转位专用铣刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取决于所用机床和零件的加工要求退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位铣刀齿数（齿距）的选择可转位铣刀的齿数粗齿铣刀：大余量粗加工、软材料、切削宽度较大、机床功率较小中齿铣刀：通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性密齿铣刀：用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工不等分齿距铣刀：防止工艺系统出现共振，使切削平稳，在铸钢、铸铁件的大余量粗加工中建议优先选用不等分齿距的铣刀退出后退下一页上一页目录主页《数控刀具》可转位铣刀角度的选择可转位铣刀的角度主偏角：可转位铣刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等几种前角：铣刀的前角可分解为径向前角和轴向前角。常用的前角组合形式如