數(shù)控切削刀具培訓(xùn)課件(ppt 69頁).ppt

1、2.1 數(shù)控機床刀具的特點 2.2 金屬切削刀具 2.3 刀具常用材料 2.4 數(shù)控機床刀具分類 2.5 常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu) 2.6 數(shù)控機床刀具的選擇 2.7 數(shù)控加工刀具選擇的典型實例,數(shù)控切削刀具,2.1 數(shù)控機床刀具的特點,標準化,數(shù)控機床刀具的特點：,系列化,規(guī)格化,模塊化,通用化,具有較高的強度、較好的剛度和抗振性能,對數(shù)控刀具有如下要求:,高精度、高可靠性和較強的適應(yīng)性,能夠滿足高切削速度和大進給量的要求,刀具耐磨性及刀具的使用壽命長，刀具材料和切削參數(shù)與被加工件材料之間要適宜,刀片與刀柄要通用化、規(guī)格化、系列化、標準化，相對主軸要有較高位置精度，轉(zhuǎn)位、拆裝時要求重復(fù)定位精度高，安

2、裝調(diào)整方便,2.2 刀具常用材料,刀具切削部分的材料應(yīng)具備如下性能：,高的硬度,足夠的強度和韌性,高的耐磨性和耐熱性,優(yōu)良的導(dǎo)熱性,良好的工藝性與經(jīng)濟性,刀具材料,硬質(zhì)合金,高速鋼,陶瓷,聚晶金剛石(PCD),立方氮化硼(CBN),高合金工具鋼，具有良好的工藝性，能制成復(fù)雜的刀具。包括： W系高速鋼和Mo系高速鋼。切削速度通常小于30m/min。,一、高速鋼,二、硬質(zhì)合金,比高速鋼硬得多。允許的切削速度比高速鋼高410倍，切削速度可達100m/min以上。,材料越硬就越脆，越耐磨，在使用時需要高速平穩(wěn)，防止沖擊和振動。 數(shù)控機床上常用高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具。,國際標準化組織規(guī)定，切削加工用硬

3、質(zhì)合金按其排屑類型和被加工材料分為三大類：K類、P類和M類，類似于國家標準中的YG類、YT類、和YW類。根據(jù)被加工材料及適用的加工條件，每大類中又分為若干組，用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，每類中組號數(shù)字越大，其耐磨性越低、韌性越高，因此，組號數(shù)字越大，可選用越大的進給量和切削深度，而切削速度則應(yīng)越小。從另一個方面講，組號數(shù)字越小，硬度越高，韌性越差，適用于精加工；反之，組號數(shù)字越大，適用于粗加工。,鎢鈷類,鎢鈦鈷類,鎢鈦鈷鉭（鈮）類,ISO標準代號是K類，國內(nèi)代號為YG。適合加工短切屑黑色金屬（鑄鐵），有色金屬以及非金屬。,ISO標準代號是P類，國內(nèi)代號為YT。適合加工長切屑黑色金屬（塑性好的低碳鋼）

4、，常用于加工鋼材。,ISO標準代號是M類，國內(nèi)代號為YW。綜合性能好，既可加工鑄鐵又可加工鋼材及有色金屬，常用于不銹鋼。,硬質(zhì)合金的常見類型：,陶瓷特耐高溫，在2000度條件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬質(zhì)合金的5倍，但是，韌性很低，不能承受沖擊，適用于精加工和高速切削。,三、陶瓷,四、立方氮化硼,立方氮化硼刀具適用于加工高硬度淬火鋼、冷硬鑄鐵和高溫合金材料。它不宜加工塑性大的鋼件和鎳基合金，也不適合加工鋁合金和銅合金，通常采用負前角的高速切削。,硬度很高，耐磨性好(硬質(zhì)合金的6080倍)，有鋒利的刀刃。 在以車代磨加工淬火鋼時，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金屬和非金屬材料，砂

5、輪修磨時，可用聚晶金剛石刀片。,五、聚晶金剛石,六、表面涂層材料,涂層材料是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上，涂覆一層耐磨性較高的難熔金屬化合物而制成。,涂層刀具有比基體高得多的硬度、抗氧化性能、抗粘接性能以及低的摩擦系數(shù)。 高速鋼基體涂層刀具耐用度可提高210倍，硬質(zhì)合金基體刀具提高13倍。加工材料硬度愈高，涂層效果愈好。在刀具壽命相同的前提下，可提高切削速度25%30%。 涂層刀具經(jīng)過鈍化處理，切削刃鋒利程度減小，不適合進給量很小的精密切削。,2.3 數(shù)控機床刀具分類,高速鋼刀具,硬質(zhì)合金刀具,立方氮化硼刀具,陶瓷刀具,車削刀具,孔加工刀具,金剛石刀具,整體式,焊接式,內(nèi)冷式,機夾

6、式,減振式,銑削刀具,刀具材料,刀具結(jié)構(gòu),切削工藝,2.4 常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu),一、整體式刀具結(jié)構(gòu),整體式刀具是指刀具切削部分和夾持部分為一體式結(jié)構(gòu)的刀具。 制造工藝簡單，刀具磨損后可以重新修磨。,二、機夾式刀具結(jié)構(gòu),機夾式刀具分為機夾可轉(zhuǎn)位刀具和機夾不可轉(zhuǎn)位刀具。數(shù)控機床一般使用標準的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。,依靠螺釘旋緊壓靠杠桿，由杠桿的力壓緊刀片達到夾固的目的,機夾可轉(zhuǎn)位刀具一般由刀片、刀墊、刀體和刀片定位夾緊元件組成。,三、可轉(zhuǎn)位刀片的代碼,機夾式可轉(zhuǎn)位刀片的代碼由10位字符組成。,四、加工中心的工具系統(tǒng),“數(shù)控工具系統(tǒng)”為刀具系統(tǒng)(+換刀系統(tǒng)),常用W(外凸六邊形)，S(正方形)，T(等邊三角

7、形)，R（圓形），D（55菱形）， V（35菱形） 。,第7位數(shù)值表示刀尖圓弧半徑。,鏈條式,轉(zhuǎn)盤式,加工中心的刀庫,1.刀柄,刀柄是機床主軸和刀具之間的連接工具。能夠安裝各種刀具，已經(jīng)標準化和系列化。 加工中心上一般采用7：24圓錐刀柄，這類刀柄不自鎖，換刀方便。實訓(xùn)時使用的是BT40。 高速加工時用直刀柄(或叫短刀柄HSK),2.工具系統(tǒng),工具系統(tǒng)一般由與機床主軸連接的刀柄、延伸部分的連桿和工作部分的刀具組成。 鏜銑類工具系統(tǒng)分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。,整體式結(jié)構(gòu),將刀柄和連桿制造在一起。 我國TSG82屬于這類，缺點是使用的錐柄型號較多。,模塊式結(jié)構(gòu),由主柄模塊、中間模塊和工作模塊

8、組成。 如瑞士的山特維克公司的模塊式刀具系統(tǒng)。,一、選擇刀具時應(yīng)考慮的因素,（1）被加工工件的材料類別（黑色金屬，有色金屬或合金）,（2）工件毛坯的成形方法（鑄造，鍛造，型材等）,（3）切削加工工藝方法（車，銑，鉆，擴，鉸，鏜，粗加工，半精加工，精加工等）,（4）工件的結(jié)構(gòu)與幾何形狀，精度，加工余量以及刀具能承受的切削用量等因素,（5）其他因數(shù)包括生產(chǎn)條件和生產(chǎn)類型,2.5 數(shù)控機床刀具的選擇,選擇正確的、快速裝夾的刀桿刀柄,1.刀具的選擇原則,盡可能選擇標準化、系統(tǒng)化刀具,精加工時選用無涂層刀片及小的刀尖圓弧半徑,選擇較大主偏角（大于75，接近90）；粗加工時選用負刃傾角刀具，精加工時選用正

9、刃傾角刀具,盡可能選擇大的刀桿橫截面尺寸，較短的長度尺寸提高刀具的強度和剛度，減小刀具振動,二、刀具的選擇,2.選擇車削刀具的考慮要點,數(shù)控車床一般使用標準的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。機夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀柄都有標準。,刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金等。 數(shù)控車床機夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀、端面車刀、外螺紋刀、切斷刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。,刀片的夾緊方式選擇。,刀片材料選擇,刀片尺寸選擇,刀尖半徑選擇,高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方碳化硼或金剛石。,有效切削刃長度、主偏角等,粗加工、工件直徑大、要求刀刃強度高、機床剛度大時選大的刀尖半徑取

10、大值 ；反之取較小半徑值,可轉(zhuǎn)位刀片的選擇：,刀片形狀選擇,依據(jù)表面形狀、切削方式、刀具壽命等 選擇前角、刀片形狀與刀尖夾角和斷屑槽。,3.選擇銑削刀具的考慮要點,在數(shù)控銑床上使用的刀具主要是立銑刀、面銑刀、球頭刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等。,銑刀類型的選擇,加工較大平面選擇面銑刀,加工凸臺、凹槽、平面輪廓選擇立銑刀,加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形（牛鼻刀）銑刀,曲面加工選擇球頭銑刀,加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀,加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀,面銑刀主要參數(shù)選擇：直徑、幾何參數(shù)，圓形刀片銑刀,球頭刀主要參數(shù)選擇,立銑刀主要參數(shù)選擇,銑刀參數(shù)的選擇,各種孔加工刀具,2.7 數(shù)控加工刀具選

11、擇的典型實例,實訓(xùn)目的,（1）了解數(shù)控加工對刀具的要求、刀具材料、刀具應(yīng)用范圍。 （2）熟悉可轉(zhuǎn)位刀片的代碼含義、標注方法以及選用。 （3）了解數(shù)控機床工具系統(tǒng)。 （4）學(xué)會數(shù)控機床刀具的選用方法。,實訓(xùn)難點與重點,（1）可轉(zhuǎn)位刀片。 （2）數(shù)控加工工具系統(tǒng)。,加工如圖所示零件。零件材料：45鋼 毛坯尺寸：36100mm。為該加工選擇刀具,一、數(shù)控車削刀具的選擇,數(shù)控銑床上加工如圖所示零件。 零件材料：HT200 毛坯尺寸：170mm110mm50mm。,二、數(shù)控銑削刀具的選擇,選擇加工該零件的加工刀具。 零件上表面加工采用面銑刀，一次完成切削，刀徑比面寬20%可選125； 加工零件的60外圓

12、柱面及其臺階面采用立銑刀，一次完成切削，可選63； 銑削外輪廓時，立銑刀直徑的大小不受加工表面形狀的限制，通常不要選得太大或太小即可，可選25； 選擇加工孔的刀具時，刀具的直徑要與所加工孔的尺寸相適應(yīng)。 如下表所示,刀具材料具備的性能,（5）良好的工藝性與經(jīng)濟性,刀具不但要有良好的切削性能，本身還應(yīng)該易于制造，這要求刀具材料有較好的工藝性，如鍛造、熱處理、焊接、磨削、高溫塑性變形等功能。 經(jīng)濟性也是刀具材料的重要指標之一，選擇刀具時，要考慮經(jīng)濟效果，以降低生產(chǎn)成本。,硬質(zhì)合金代號數(shù)組規(guī)律,刀具材料,涂層材料,刀具分類,第2章 數(shù)控刀具及選用,整體式刀具,刀具分類,焓接式刀具,刀具分類,機夾式刀

13、具,刀具分類,內(nèi)冷式刀具,中心冷卻,刀具分類,減振刀具,刀具分類,銑削刀具,刀具分類,車削刀具,外圓車刀,內(nèi)孔車刀,螺紋車刀,刀具分類,孔加工刀具,車刀常見夾裝方式,車刀常見刀片形狀,D型55,R型,T型60,V型35,W型80,外圓車刀,內(nèi)孔車刀,可轉(zhuǎn)位車刀柄的選擇,刀片的夾緊方式,各種夾緊方式是為適用于不同的應(yīng)用范圍設(shè)計的。為了幫助您選擇具體工序的最佳刀具，按 照適合性對它們分類，適合性有1-3個等級，3為最佳選擇。,常見數(shù)控車刀,車刀片形狀的選擇,正型（前角）刀片：對于內(nèi)輪廓加工，小型機床加工，工藝系 統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。 負型（前角）刀片：對于外圓加工，金

14、屬切除率高和加工條件較差時應(yīng)優(yōu)先選擇負型刀片。,刀片形狀的選擇,車刀片形狀的選擇,一般外圓車削常用80凸三角形、四方形和80 菱形刀片；仿形加工常用55 、35 菱形和圓形刀片；在機床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。,刀尖圓弧半徑的作用,第2章 數(shù)控刀具及選用,刀尖圓弧半徑 對刀尖的強度 及加工表面粗 糙度影響很大，一般適宜值選 進給量的23 倍,斷屑槽的作用,斷屑槽的參數(shù)直 接影響到切削的 卷曲和折斷，目 前刀片的斷屑槽 形式較多，各種 斷屑槽刀片的使 用情況不盡相同， 選用時一般參照 具體的產(chǎn)品樣本,MITSUBISHI推薦的適用于加

15、工鋼材的斷屑槽形,常見數(shù)控銑刀,面銑刀主要參數(shù)選擇,銑刀直徑在16630）：粗銑時直徑選小的，精銑時最好能包容待加工表面的整個寬度。,45面銑刀為一般加工首選，背向力大，約等于進給力。加工薄壁零件時，工件會發(fā)生撓曲，導(dǎo)致加工精度下降。切削鑄鐵時，有利于防止工件邊緣產(chǎn)生崩落。,90面銑刀適用于薄壁零件、裝夾較差的零件和要求準確90 成形場合，進給力等于切削，進給抗力大，易振動，要求機床具有較大功率和剛性。,面銑刀主要參數(shù)選擇,依據(jù)工件材料和刀具材料以及加工性質(zhì)確定其幾何參數(shù)：銑削加工通常選前角小的銑刀，強度硬度高的材料選負前角，工件材料硬度不大選大后角、硬的選小后角，粗齒銑刀選小后角，細齒銑刀取

16、大后角，銑刀的刃傾角通常在-度，主偏角在度,圓形刀片銑刀,刀片可多次轉(zhuǎn)位，切削刃強度高，切削刃強度高；隨切 深不同，其主偏角和切屑負載均會變化，切屑很薄，最 適合加工耐熱合。,立銑刀主要參數(shù)選擇,a)、刀具半徑r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓最小曲率半徑 b)、零件的加工高度H（1/41/6）r c)、不通孔或深槽選取l=H+(510)mm d)、加工外形及通槽時選取l=H+r+(510)mm e)、加工肋時刀具直徑為D=(510)b f)、粗加工內(nèi)輪廓面時，銑刀最大直徑D D=d+2sin(/2)-1/1-sin(/2),球頭刀主要參數(shù)選擇,曲面精加工時采用球頭銑刀。球頭銑刀的球半徑應(yīng)盡可能選得大一些，以增加刀具剛度，提高散熱性，降低表面粗糙度值。加工凹圓弧時的銑刀球頭半徑必須小于被加工曲面的最小曲率半徑。,各種刀柄,鏜刀柄,莫式錐度刀柄,快換式絲錐刀柄,鉆夾頭刀柄,刀尖不過工件中心的影響,數(shù)控車削刀具的選擇實訓(xùn),90外圓車刀,4mm切槽刀,數(shù)控車削刀具的選擇實訓(xùn),普通