刀具應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)_圖文

1、楊曉切削技術(shù)網(wǎng)站刀具在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用現(xiàn)代化生活離不開工具行業(yè)上至航空航天,小到每天看到的日常用品,其背后都與刀具密切相關(guān)。背后都與刀具密切相關(guān)。如移動電話運(yùn)動鞋空調(diào)機(jī)床發(fā)展與刀具發(fā)展互為依賴世界主要制造業(yè)大國的工業(yè)增加值數(shù)據(jù)來源:山高刀具德國日本美國中國6648246834.037326.67052.65776138%6648.245642.123.10%4.10%5.80%-3.70%-20%全球汽車產(chǎn)量520.210.12%441.6451.6472.4459.3-2%4.61%市場規(guī)模(波音和空客的飛機(jī)交付量數(shù)據(jù)主要來源:山高刀具2003-2010年全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量來源:GW

2、EC、世紀(jì)證券研究所歐洲, 59.4, 45%北美自由貿(mào)易區(qū),19.8, 15%亞太地區(qū), 46.2,35%其他, 6.6, 5%25%25%10%25%7.50%7.50%汽車航空航天能源模具通用機(jī)械其他2004全球刀具市場份額銑削3,328 百萬美元車削4,328 百萬美元鉆削2,265 百萬美元刀柄系統(tǒng)10%銑削25%10%,鉸削609 百萬美元刀柄系統(tǒng)1,313 百萬美元整硬立銑1,375 百萬美元車削33%鉆削17%鉸削合計(jì)13,280 百萬美元2,453 百萬美元719 百萬美元27%1,156 百萬美元4,328 百萬美元螺紋加工17%ISO 車削平面銑削2%方肩銑削、玉米銑削1

3、,203 百萬美元1,328 百萬美元469 百萬美元仿形銑削方肩銑削3,328 百萬美元266 百萬美元62 百萬美元可轉(zhuǎn)位鉆頭17%整硬鉆頭49%硬質(zhì)刀頭鉆34%8%模塊化刀柄8%其他刀柄84%5%6%多刃可換頭鉸刀機(jī)夾刀片式鉸刀64%PCD 50%低含量高含量1379.11826.47207234.2325.12444.3507.1571728888961.5514.13%12.60%21.98%8.28%32.44%產(chǎn)量主機(jī)塔架葉片2010中國風(fēng)電裝機(jī)量1320281510.751910986.111320.28營業(yè)收入(億元國內(nèi)重點(diǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)形勢鐵路行業(yè)建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬公里以上,

4、客車速度目標(biāo)值達(dá)到每小時(shí)200公里及以上?！八目v”客運(yùn)專線:北京上海北京上海北京武漢廣州深圳北京沈陽哈爾濱(大連杭州寧波福州深圳“四橫”客運(yùn)專線:徐州鄭州蘭州杭州南昌長沙青島石家莊太原南京武漢重慶成都產(chǎn)值(億元國內(nèi)重點(diǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)形勢軍工行業(yè)中國國防費(fèi)(億元35554178400045001208144217081908220024752979100015002000250030003500200020012002200320042005200620072008 52.965.219.021.323.729.811.815.620.424.128.7出口進(jìn)口高速鋼62.00%

5、5.05%9.37%8.85%鉆削刀具52.66%螺紋刀具13.40%其它刀具刀具具條具500001000001500002000002500002008國內(nèi)消費(fèi)2009國內(nèi)消費(fèi)FY2005CY2004141CY2004圖紙現(xiàn)代生產(chǎn)方式原料工件公稱尺寸切削材料采購條件訂貨號刀具數(shù)量編號描述等級刀具材料刀具補(bǔ)償實(shí)際尺寸價(jià)格使用費(fèi)用倉庫地點(diǎn)可用性切削速度進(jìn)給刀具壽命狀況清單供應(yīng)商消耗量使用頻率專用工具交貨文件切削參數(shù)數(shù)控程序工件刀具使用交貨時(shí)間刀具歷史接口槽形設(shè)置表實(shí)際加工時(shí)間2011-4-23 平均時(shí)速 上海磁浮列車示范運(yùn)營線的 速度 全程長度 30km 最高速度 431km/h 全程運(yùn)行約 7

6、25” 加速段運(yùn)行時(shí)間：317“ 全速段運(yùn)行時(shí)間：40” 全速段/全程 時(shí)間比：8.99% 實(shí)際平均時(shí)速 242.7 km/h 2002機(jī)床產(chǎn)量 250000 200000 150000 100000 50000 0 總產(chǎn)量 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量 降低制造成本的幾個(gè)途徑 費(fèi)用降低 降低刀具費(fèi)用30%，約 可降低單件制造成本1% 延長刀具壽命 延長刀具壽命50% ，約 約 可降低單件制造成本1% 降低制造成本 增加利潤 為新品開發(fā)提供資金支持 為股東更多盈利 吸引優(yōu)秀員工為企業(yè)服務(wù) 為社會貢獻(xiàn)更多 提高加工效率的目的 就業(yè)機(jī)會 稅收 社會公益 就業(yè)機(jī)會，稅收，社會公益 活動 縮短制造周期 快速制造，為客

7、戶創(chuàng)造價(jià)值 成為客戶供應(yīng)鏈中可信賴的環(huán)節(jié) 加快資金周轉(zhuǎn)，降低財(cái)務(wù)費(fèi)用 增加切削參數(shù) 增加切削參數(shù)20 % ， 約可降低單件制造成本 15% 提高加工效率的幾個(gè)途徑 切削加工的三個(gè)要素 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 削 度 材料去除率Qw 主軸功率P 主軸功率 主軸功率P 高性能切削(HPC 序 號 1 刀 具 No.528 Yi Hua Road.Pudong 切 削刀具 Customer 工 藝 表 C Tool Shank 其它 Total BT50 號 刀具描述 Jinqiao Export Processin Zone Tel: 0086-021-* 材質(zhì) HSS 切 削刀具 材質(zhì) HS

8、S HSS 殼體 Operation No. 傳統(tǒng)工藝 哈爾濱汽輪機(jī)有限公司 刀具直徑 Dwg No. 60.00 Part Material Hardness 切削 線速度 m/min 75.00 10 主軸 轉(zhuǎn)速 RPM 53 mm/rev 0.30 Equipment 時(shí)間 時(shí)間 Spindle Max.Speedsec Spindle Power (Kw sec 3000rpm 2560.8 ATC 時(shí)間 其它 時(shí)間 30KW 12Kg Total 時(shí)間 sec 2560.8 T1 60毫米HSS鉆頭 Part Name 刀 具 300.0 切削 時(shí)間 Fax: 0086-021-*

9、Tool Max Weight (Kg 工 藝 內(nèi) 容 進(jìn)給速度 mm/min 16 切削 長度 mm 600 切削 位置 Holes 1 T2 號 刀具描述 75毫米HSS鉆頭 T1 60毫米HSS鉆頭 刀具直徑 60.00 300.0 sec 3126.0 sec sec 2260.8 300.0 切削力Fz 加工D60mm,深600mm孔 2 加工D75mm,深600mm孔 T3 90毫米HSS鉆頭 T3 T2 75毫米HSS鉆頭 HSS HSS HSS 75.00 90.00 10 42 0.30 13 600 1 2826.0 300.0 3691.2 3126.0 300.0 30

10、0.0 3691.2 三者的交互作用 3 加工D90mm,深600mm孔 90毫米HSS鉆頭 90.00 10 35 0.30 11 600 1 3391.2 4 加工D105mm,深600mm孔 T4 105毫米HSS鉆頭 HSS T4 105毫米HSS鉆頭 HSS T5 120毫米HSS鉆頭 HSS 105.00 105.00 10 10 300.0 30 0.30 9 600 1 3956.4 4256.4 300.0 4256.4 減少輔助加工時(shí)間 復(fù)合加工 虛擬制造 表面精度 表面精度 高速切削(HSC 切削速度Vc 每齒進(jìn)給fz 5 加工D120mm,深600mm孔 120.00

11、27 0.30 8 600 1 4521.6 300.0 4821.6 300.0 300.0 4821.6 6 加工D140mm,深600mm孔 T5 120毫米HSS鉆頭 T6 140毫米HSS鉆頭 HSS HSS 140.00 120.00 10 23 0.30 7 Total Machining Time (MIN Total Machining Time (Hour 600 1 5275.2 5575.2 400.5 300.0 5575.2 6.7 減少裝夾時(shí)間 T6 140毫米HSS鉆頭 HSS 140.00 400.5 6.7 加工一個(gè)孔需要6.7小時(shí) 11 2011-4-23

12、 使用高效鉆頭替代傳統(tǒng)加工方式 此鉆頭加工直徑140 毫米,有效加工深度 600毫米 模塊化組合鉆頭 HTS鉆頭結(jié)構(gòu) 鎖緊螺 釘 基礎(chǔ)柄 驅(qū)動環(huán) 鉆削頭 內(nèi)刀片座 Part Name 刀 Customer Operation No. Part Name 刀 序 號 1 No.528 Yi Hua Road.Pudong Jinqiao Export Processin Zone Tel: 0086-021-* Fax: 0086-021-* 工 藝 殼體 表 Hardness Equipment g BT50 哈爾濱汽輪機(jī)有限公司 傳統(tǒng)工藝 殼體 Dwg No. Part Material 具

13、 號 切 削刀具 切 削刀具 材質(zhì) 硬質(zhì)合金 刀具直徑 140.00 切削 Tool Shank Spindle Max.Speed Spindle Power (Kw 主軸 切削 位置 其它 時(shí)間 sec ATC 300.0 sec 時(shí)間 Total 時(shí)間 sec Total 時(shí)間 sec 3000rpm 30KW 12Kg 其它 時(shí)間 sec Hardness 切削 主軸 轉(zhuǎn)速 線速度 Tool Max Weight (Kg 轉(zhuǎn)速 刀具直徑 mm/rev 0.10 工 藝 內(nèi) 容 刀具描述 號 刀具描述 具 T1 材質(zhì) m/min 100 線速度 進(jìn)給速度 mm/min 23 切削 切削

14、時(shí)間 RPM 227 m/min 長度 mm 600 RPMsec Holes 1 1882.6 1882.6 31.4 加工D140mm,深600mm孔 140毫米HTS鉆頭 T1 140毫米HTS鉆頭 硬質(zhì)合金 1582.6 300.0 Total 140.00 Machining Time (MIN 100 Total Machining Time (Hour 227 31.4 0.5 0.5 外刀片座 HSS定心鉆 可轉(zhuǎn)位刀片 加工效率對比 通孔 材料: 直徑: 刀具規(guī)格: 中心鉆規(guī)格: 鉆深 鉆深: 線速度: 進(jìn)給率: 合金鋼 130-140 mm 3.76130R070V DFT0

15、6T308HP KC7140 B510S25000 AS3 600 mm vc: 100 M/min f: 0,1 mm/r 刀具管理的范圍 設(shè)計(jì), 工程 數(shù)控編程 材料和資源計(jì)劃 HSS6.7小時(shí) HTS0.5小時(shí) 時(shí)間節(jié)省93% 工具庫/調(diào)試 裝配 / 預(yù)調(diào) 測量 12 2011-4-23 刀具外包管理 定義 刀具管理 接管客戶的刀具供給鏈，整個(gè)加工過程都提供技術(shù)專家支持，負(fù)責(zé)所有與 刀具相關(guān)的事宜。 新項(xiàng)目工程 流程優(yōu)化 供應(yīng)鏈優(yōu)化 再銳化 培訓(xùn) 肯納整包服務(wù) 不同的服務(wù)級別刀具管理方案。 可以通過以下形式定價(jià): 刀具使用 固定服務(wù)費(fèi)& 刀具使用 CPU (單件價(jià)格 機(jī)床提供者

16、優(yōu)化專家 再銳化中心 產(chǎn)品補(bǔ)充和服務(wù) 整 標(biāo)準(zhǔn)品 客戶解決方案 包 服 務(wù) 商業(yè)支持 工程應(yīng)用 通過改進(jìn)價(jià)值鏈給客戶提供支持: 很多客戶只關(guān)注刀具費(fèi)用，但在實(shí)際生產(chǎn)中，刀具平均只占總加 工費(fèi)用的大約3%。刀具管理通過幫助客戶改進(jìn)整個(gè)生產(chǎn)過程，可 以為您實(shí)現(xiàn)更大的成本削減。 價(jià)值建議: 通過肯納金屬整包服務(wù)，達(dá)到制造者的競爭優(yōu)勢 肯納金屬的整包服務(wù)通過直接和全面介入您的產(chǎn)品流程和工程 研發(fā)，最大限度地優(yōu)化刀具和流程。 全球性 制造業(yè) 服務(wù) 服務(wù)菜單 >單件成本項(xiàng)目 >精益制造 >交鑰匙解決方案 >刀具庫管理 客戶緊密程度水平 連續(xù)的、住現(xiàn)場的優(yōu)化 刀具庫的管理 庫的管 刀

17、具調(diào)整 工廠現(xiàn)場的后勤保障 單件成本報(bào)告 與新產(chǎn)品或新工程研發(fā)同步 培訓(xùn)和鑒定 卓越 生產(chǎn)力 服務(wù) >工件設(shè)計(jì)協(xié)調(diào) >客戶費(fèi)用預(yù)算支持 >機(jī)床 / 流程選擇 >總體流程分析 >工件設(shè)計(jì)協(xié)調(diào) >客戶費(fèi)用預(yù)算支持 >機(jī)床 / 流程選擇 >總體流程分析 知識及 刀具管理 服務(wù) >培訓(xùn) >流程優(yōu)化建議和軟件 >刀具管理系統(tǒng) >重磨服務(wù) >24小時(shí)技術(shù)支持 >圖紙支持 >問題解答 >刀具選擇和應(yīng)用軟件和服務(wù) >24小時(shí)技術(shù)支持 >培訓(xùn) >流程優(yōu)化建議和軟件 >刀具管理系統(tǒng) >重磨

18、服務(wù) >24小時(shí)技術(shù)支持 >培訓(xùn) >流程優(yōu)化建議和軟件 >刀具管理系統(tǒng) >重磨服務(wù) >24小時(shí)技術(shù)支持 肯納最佳 等級 服務(wù) >圖紙支持 >問題解答 >刀具選擇和應(yīng)用軟件和 服務(wù) >圖紙支持 >問題解答 >刀具選擇和應(yīng)用軟件和 服務(wù) >圖紙支持 >問題解答 >刀具選擇和應(yīng)用軟件和 服務(wù) >肯納金屬按期交貨 水平 1 >肯納金屬按期交貨 水平2 >肯納金屬按期交貨 水平3 >肯納金屬按期交貨 水平4 為特殊的客戶度身定制專門方案 電子數(shù)據(jù)交換 培訓(xùn) 清單 庫存損耗 刀具管理系統(tǒng) 原料

19、差異 局部處理 圖紙支持 用戶 界面 刀具重磨 刀具返回 交貨至機(jī)床商或客戶 集中冷卻 刀具破損 刀具問題解答 修磨 過多的啟動成本 機(jī)床維護(hù) 質(zhì)量 周轉(zhuǎn)時(shí)間 產(chǎn)量 降低成本 ATMS 采購 預(yù)調(diào) 刀具儲存 刀具裝配 分發(fā) 13 2011-4-23 兩種商業(yè)模式的差異 間接模式: 刀具 制造商 發(fā)行 渠道 零件 制造商 裝配 發(fā)行 渠道 客戶 團(tuán)隊(duì)協(xié)作 刀具返回 交貨至機(jī)床商或客戶 直接模式 延伸的 企業(yè) 零件 制造商 裝配 發(fā)行 渠道 客戶 修磨 肯納金屬單件成本模式: 刀具和零件 制造商 裝配 發(fā)行 渠道 客戶 刀具問題解答 ATMS 采購 對準(zhǔn)共同的目標(biāo) 追求良性發(fā)展 預(yù)調(diào) 在單件成本流

20、程中, 必須把費(fèi)用 從原來的系統(tǒng)中分離，以獲得成功! 生產(chǎn)力才是創(chuàng)造價(jià)值的真正源泉 刀具裝配 分發(fā) 刀具儲存 知識就是力量 工具庫管理 Best Practice Inventory Management Utilize KATMS Utilize onsite Cutting tool inventory managed by Kennametal Manpower invoicing 預(yù)調(diào) Parameter Mgmt, Repeatable Quality Site staff to support and complete On site preset management staff

21、ing Manpower invoicing 駐廠服務(wù) Right Place, Right Time, Line Uptime Cutting tool inventory managed and owned by Kennametal 信息= 信息= 機(jī)會 整包服務(wù)程序 單件成本管理 Replenishment based on production schedule Utilization of Kennametal enterprise brands Cost Down Opportunity Identification Yearly cost down Yearly product

22、ivity improvement Partnership agreement CPU monthly invoicing 應(yīng)用工程 Continuous Productivity Optimization On site tool engineer Manpower invoicing 培訓(xùn)教育 認(rèn)證 In House Expertise (Selection, Application Kennametal University attendance Competency Recognition Implementation for internal candidates 通過制造流程管理系

23、統(tǒng)取得即時(shí)的刀具數(shù)據(jù)。 待服務(wù)的刀具 數(shù)據(jù)輸出 刀具分解 單件成本大綱 刀具 零件生產(chǎn) 刀具壽命 刀具的生產(chǎn)力 破損刀具的價(jià)值 預(yù)調(diào)費(fèi)用 存貨成本 管理員工 服務(wù)的員工 其它成本 刀具存貨 刀具身份數(shù)據(jù) 刀具修磨 刀具清理 刀具調(diào)整室 刀具調(diào)整中 待發(fā)貨刀具 刀具發(fā)貨 單件成本 Capturing critical tooling data throughout the value chain to manage risks during the manufacturing process 14 2011-4-23 電子數(shù)具交換 培訓(xùn) 清單 庫存損耗 刀具管理系統(tǒng) 原料差異 局部處理 圖紙支持

24、 刀具數(shù)據(jù)管理的好處 刀具重磨 全面服務(wù) 集中冷卻 刀具破損 過多的啟動成本 機(jī)床維護(hù) 質(zhì)量 周轉(zhuǎn)時(shí)間 產(chǎn)量 降低成本 由一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理公司所有的刀具和刀具 經(jīng)驗(yàn) 管理由不同的刀具制造商提供的刀具數(shù)據(jù) 快速和準(zhǔn)確地組合刀具 透明化地管理清單、定位、可用性、刀具用法 和費(fèi)用 改善機(jī)床利用率和可能的 提前了解刀具使用概況 設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu) 市場地位 Data 服務(wù)增加了價(jià)值 刀具數(shù)據(jù)管理的收益 設(shè)計(jì)和數(shù)控編程 刀具管理和生產(chǎn) 刀具采購和管理 刀具數(shù)據(jù) 管理費(fèi)用 15 - 35 % 10 - 25 % 15 - 25 % 主講聯(lián)系信息 手機(jī)：139* E-mail：yang 網(wǎng)站：http:/www.

25、e- 論壇： 視頻： http:/v.e- 人工組織 長期的效益 刀具數(shù)據(jù)管理組織 年份 投資 投資回報(bào) 15 2011-4-23 刀具應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ) 切削基本概念 楊曉 切削技術(shù)網(wǎng)站 首席執(zhí)行官 總體了解 切削基本概念 待加工表面-工件上有待切除的表 面。 已加工表面-工件上經(jīng)刀具切削后 產(chǎn)生的表面。 過渡表面(同義詞：加工表面 工 過渡表面(同義詞：加工表面-工 件上由切削刃形成的那部分表面， 它將在下一個(gè)行程，刀具或工件的 下一轉(zhuǎn)里被切除，或者由下一個(gè)切 削刃切除。 切削用量三要素 1 2011-4-23 V Vc 主切削運(yùn)動 切削運(yùn)動 Vf 通常由機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)形成 衡量參數(shù): (主切削

26、速度Vc 進(jìn)給運(yùn)動 刀具與工件之間附加的相對運(yùn)動 配合主運(yùn)動依次地或連續(xù)不斷地維持切削 衡量參數(shù): 進(jìn)給速度Vf 合成運(yùn)動 由主切削運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動按矢量方式疊加 衡量參數(shù): 合成切削速度V 2 2011-4-23 切削運(yùn)動 切向力-FC 進(jìn)給力-Ff 徑向力-Fp 合力-R R = FC2 + Fp2 + Ff2 運(yùn)動合成 轉(zhuǎn)速： 切削速度計(jì)算(以車削為例 n= 1000 × Vc ×d 而切削 度 而切削速度： Vc = ×d ×n 1000 進(jìn)給速度： Vf = n× f Vc切削速度，m/min f 進(jìn)給量，mm/r n 轉(zhuǎn)速，r/min

27、 d 工件直徑，mm V Vc 例1： 直徑D=100mm D Vc=250 m/min 100.0 0.5 f=0.2 mm/r 0.2 nmax=3000 r/min 切削速度計(jì)算 Vc f 250 0.2 250 0.2 250 0.2 n 795.8 3000.0 3000.0 Vf 159.155 600.000 600.000 Vc' 250.00 4.71 1.88 V 250 5 2 sita 0.0365 7.2561 17.6568 切削速度計(jì)算 D 68.0 Vc 250 f 12 n 1170.3 Vf 14043.083 Vc' 250.00 V 25

28、0.39 sita 3.2151 例2： V 當(dāng)直徑為0.5mm時(shí)，情況如何？ 當(dāng)直徑為0.5mm時(shí)，情況如何 當(dāng)直徑為0.2mm時(shí)，情況又如何？ V 直徑D=68mm Vc Vc Vc=250 m/min f=12 mm/r (3mm螺距，4頭 D Vf Vf 3 2011-4-23 切削層參數(shù) 材料去除率 銑削材料去除率MRR (Metal Remove Rate MRR = ap×aw×f ×Z×n hD = f sin k r bD = ap sin k r 切削層公稱橫截面A=hD×bD = ap×f ap ，切深 aw，切

29、寬 f ，每齒進(jìn)給 Z ，刀具齒數(shù) n 主軸轉(zhuǎn)速，r/min 刀具結(jié)構(gòu)要素 前刀面A 切屑流出時(shí)經(jīng)過的刀面 主后刀面 A 與加工表面相對的 刀面 副后刀面 A 與已加工表面相對 與已加工表面相對 的刀面 主切削刃S 前刀面A與主后刀面 A的交線 副切削刃S前刀面A與副后刀面 A的交線 刀尖主、副切削刃的交點(diǎn) 刀具結(jié)構(gòu)要素 前面(同義詞：前刀面 -刀具上切屑流過的表面。 后面(同義詞：后刀面 與工件上切削中產(chǎn)生的表面相 對的表面。 主后面(同義詞：主后刀面 -對著過渡表面。 副后面(同義詞：副后刀面 -它對著已加工表面 主切削刃 起始于切削刃上主偏角為零的點(diǎn)，并至少有一段切削刃擬用來在工件上切出

30、 過渡表面的那個(gè)整段切削刃。 副切削刃 切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于切削刃上主偏角為零的點(diǎn)，但它向 背離主切削刃的方向延伸。 刀具角度參考系 基面Pt通過切削刃選定點(diǎn)垂直于合成切削速度 方向的平面。 在刀具靜止參考系中，它垂直于假定的主運(yùn)動 方向。 切削平面與切削刃相切并垂直于基面的平面。 切削平面 與切削刃相切并垂直于基面的平面 主切削平面Ps與主切削刃相切并垂直于基面的 平面。它是由切削速度與切削刃切線組成的平面。 副切削平面與副切削刃相切并垂直于基面的平 面。 主平面Po垂直于基面及主切削平面 法平面Pn通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的 平面。 車刀的標(biāo)注角度 前角-前面與基面間

31、的夾角。 后角-后面與切削平面間的夾角。 楔角-前面與后面間的夾角。 主偏角r-主切削平面與假定工作平 面間的夾角，在基面中測量。 副偏角 r -副切削平面與假定工 作平面間的夾角，在基面中測量。 刀尖角-主切削平面與副切削平面 間的夾角，在基面中測量。 刃傾角-主切削刃與基面間的夾角 ，在主切削平面中測量。 4 2011-4-23 圓車刀 切斷刀 大走刀強(qiáng)力車刀 寬刃刀 銑刀的標(biāo)注角度 前角-前面與基面間的夾角。 后角-后面與切削平面間的夾角。 楔角-前面與后面間的夾角。 主偏角r-主切削平面與假定工作平面 主切削平面與假定工作平面 間的夾角，在基面中測量。 副偏角 r -副切削平面與假定工

32、作平 面間的夾角，在基面中測量。 刀尖角-主切削平面與副切削平面間的 夾角，在基面中測量。 刃傾角-主切削刃與基面間的夾角，在 主切削平面中測量。 切削刃選定點(diǎn) 麻花鉆的標(biāo)注角度 前角-前面與基面間的夾角。 后角-后面與切削平面間的夾角。 假 定進(jìn) 給 方 向 楔角-前面與后面間的夾角。 主偏角r-主切削平面與假定工作 平面間的夾角，在基面中測量。 面間的夾角 在基面中 量 副偏角 r -副切削平面與假定 工作平面間的夾角，在基面中測量。 刀尖角-主切削平面與副切削平 面間的夾角，在基面中測量。 刃傾角-主切削刃與基面間的夾 角，在主切削平面中測量。 切削參數(shù)對刀具角度的影響 D 100.0

33、0.5 0.2 Vc f 250 0.2 250 0.2 250 0.2 n 795.8 3000.0 3000.0 Vf 159.155 600.000 600.000 Vc' 250.00 4.71 1.88 V 250 5 2 sita 0.0365 7.2561 17.6568 車刀安裝高度對刀具角度影響 5 2011-4-23 切削參數(shù)對刀具角度的影響 D 68.0 Vc 250 f 12 n 1170.3 Vf 14043.083 Vc' 250.00 V 250.39 sita 3.2151 車刀安裝方向?qū)Φ毒呓嵌扔绊?幾段切削過程視頻 切削過程分析 為研究切削過

34、程而設(shè)置 切削條件 高速鋼刀具 刀具前角o=20° 后角o=6° 切削速度Vc =5m/min 切削深度ap=0.30mm 紫銅的切削過程 低碳鋼的切削過程 6 2011-4-23 鈦合金的切削過程 球墨鑄鐵的切削過程 灰口鑄鐵的切削過程 光彈模擬試驗(yàn) 光彈模擬試驗(yàn) 切削刃的傳統(tǒng)加工狀態(tài) 刀具 切削角 工件 7 2011-4-23 切削刃的加工狀態(tài) 切削層金屬各部分的滑移線 刀具 切削角 工件 前刀面M1OM2均勻場 后刀面M3OM4均勻場 切削刃M2OM3扇形場 切屑外側(cè)AE自由邊界 各個(gè)區(qū)域變形互相聯(lián)系（牽制），形成統(tǒng)一滑移線場 45鋼塑性變形后的金相照片 45鋼塑性變

35、形后的金相照片(有倒圓 切屑的類型 切屑類型 1. 2. 3. 3 帶狀 紡紗形或螺旋形 螺旋形或纏繞形(3 轉(zhuǎn) 不超過 75mm 螺旋形或纏繞形 (1 1/2 或 2 轉(zhuǎn) “C”形 崩緊; 不超過2個(gè)皺紋 超過2個(gè)皺紋 帶狀切屑 外形連續(xù) 不斷呈帶 狀。切削 塑性金屬 材料，例 如碳素鋼、 合金鋼、 銅和鋁合 金時(shí)常出 現(xiàn)這類切 屑。 擠裂(節(jié)狀切屑 外形也呈帶狀， 但在切屑上與 前刀接觸的一 面較光潔，其 背面局部開裂 成節(jié)狀。切削 黃銅或低速、 較大走刀切鋼 易得到這類切 屑。 單元(粒狀切屑 切下切屑斷 裂成均勻的 顆粒狀。切 削鉛或用很 低速度、大 走刀切削鋼 可得到這類 切屑。 崩

36、碎切屑 在切削脆性 金屬時(shí)，例 如鑄鐵、黃 銅等材料， 得到的是呈 不規(guī)則的細(xì) 粒狀切屑。 4. 5. 6. 7. 8 2011-4-23 切屑形狀二維分析 兩種基本形狀 向上卷曲 橫向卷曲 ap 切屑控制技術(shù) f 切屑卷曲的示意原理圖 切屑形狀三維分析 三種基本卷曲 向上卷曲(繞x軸 橫向卷曲(繞z軸 扭卷(繞y軸 倒錐左旋 管形左旋 切屑折斷機(jī)理 y 折斷方式 工件阻礙 螺旋型 后刀面阻礙 橫向卷曲型 管形 管螺旋形 管螺 倒錐螺旋形 卷曲組合 錐螺旋形 (+,+,+ 環(huán)形 (0,0,+ 管形 (+,0,0 倒錐螺旋形 (+,+,- 倒錐左旋 (+,-,+ 管螺旋形 (+,+,0 其他組合

37、 環(huán)形 錐螺旋形 折斷條件 材料力學(xué)的兩類斷裂強(qiáng)度 最大應(yīng)力(脆性材料 最大應(yīng)變(塑性材料 環(huán)螺旋形 x z 切屑卷曲的示意原理圖 一個(gè)折斷周期切屑折斷過程模擬圖 山高M(jìn)5槽形改進(jìn) 改進(jìn)前后槽形剖面 改進(jìn)前后刀-.屑接觸示意 9 2011-4-23 磨損三個(gè)階段 刀具的磨損 （段）初期磨損 （段）正常磨損 （段）急劇磨損 階段 階段 在開始 隨著切 階段 磨損量 切削的短時(shí)間 削時(shí)間增長， 達(dá)到一定數(shù)值 內(nèi)，磨損較快。 磨損量以較均 后，磨損急損 這是由于刀具 勻的速度加大。 勻的速度加大 加速、繼而刀 加速 繼而刀 表面粗糙不平 這是由于刀具 具損壞。這是 或表層組織不 表面磨平后， 由于切

38、削時(shí)間 耐磨引起的 接觸面增大， 過長，磨損嚴(yán) 壓強(qiáng)減小所致。 重，切削溫度 劇增，刀具強(qiáng) 度，硬度降低 所致。 I II III C B 磨損量VB VBB VB VBA A t 切削時(shí)間tm 刀具磨損的形式 1. 后刀面磨損 2. 前刀面磨損 C區(qū)：在近刀尖 處是磨損較大的 區(qū)域，這是由于 溫度高、散熱差 而造成的。其磨 而造成的 其磨 損量用高度VC表 示。 后刀面磨損 后刀面磨損 B區(qū)：在C、N區(qū) 間較均勻的磨損 區(qū)。磨損量用 VB表示。其中 局部出現(xiàn)的劃痕、 深溝的高度用 Vbmax 表示。 N區(qū)：近待加工表面， 約占全長14的區(qū) 域。在它的邊界處磨 出較長溝痕，這是由 于表面氧化皮

39、或上道 工序留下的硬化層等 原因造成的。它亦稱 邊界磨損，磨損量用 VN表示。 后刀面磨損 10 2011-4-23 前刀面磨損 切屑在前刀面上流出時(shí)，由于摩擦、高溫和高壓作用，使前刀 面上近切削刃處磨出月牙洼。前刀面的磨損量用月牙洼深度KT 表示。月牙洼的寬度為KB。 原因是切屑與前刀面完全是新鮮表面相互接觸 摩擦 化學(xué) 原因是切屑與前刀面完全是新鮮表面相互接觸、摩擦，化學(xué) 活性很高，反應(yīng)很強(qiáng)烈。寬度變化不明顯，深度不斷增大， 深度最大處即為切削溫度最高的地方。一定程度后，易發(fā)生 破損。 （高速、大進(jìn)給 量，切削塑性金 屬時(shí)常見） 前、后刀面同時(shí)磨損 經(jīng)切削后刀具上同時(shí)出現(xiàn)前刀面和后刀面磨損

40、。這是在切削 塑性金屬時(shí)，采用大于中等切削速度和中等進(jìn)給量時(shí)較常出 現(xiàn)的磨損形式。 多數(shù)情況，兩者皆有。 磨損限度或磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)-后刀面上均勻上磨損區(qū)的寬度VB值 在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，供作研究用推薦的高速鋼和硬質(zhì)合金刀具磨 鈍標(biāo)準(zhǔn)為： 1. 后刀面均勻磨損VB0.3mm； 2. 后刀面非均勻磨損VBmax0.6mm； 3. 月牙洼深度標(biāo)準(zhǔn)：KT0.06+0.3f, (f為mm/r； 4. 精加工時(shí)根據(jù)需達(dá)到的表面粗糙度等級確定。 經(jīng)濟(jì)磨損限度 粗加工磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)加工要求制訂：粗加工磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)能使刀具切削 時(shí)間與可磨或可用次數(shù)的乘積長為原則定的，從而能充分發(fā)揮刀具的切削性 能 該標(biāo)準(zhǔn)亦稱

41、為 濟(jì)磨損限度 能，該標(biāo)準(zhǔn)亦稱為經(jīng)濟(jì)磨損限度。 精加工磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是在保證零件加工精度和表面粗糙度條件下制訂的，因此VB 值較小。該標(biāo)準(zhǔn)亦稱為經(jīng)濟(jì)磨損限度。 生產(chǎn)中，以加工面亮度，切屑顏色形狀、聲音、振動等為根據(jù)，判斷是否重 磨 （一）磨粒磨損 硬質(zhì)點(diǎn)磨損 切屑底層和切削表面材料中含有 高速鋼：磨粒磨損的作用較明顯。 硬質(zhì)合金：這種磨損較少。Co含 量越低，越不易磨損。 在低速時(shí) 其他磨損不明顯 因而 在低速時(shí)，其他磨損不明顯，因而 磨粒磨損顯得比較突出。 刀具磨損的原因 硬元素 氧化物（SiO、Al2O3等） 碳化物（Fe3C、TiC等） 氮化物（Si2N4、AlN等） 粘附著積屑瘤的碎片 鍛造

42、表皮和鑄件表面上殘留 的夾砂 11 2011-4-23 （二）粘結(jié)磨損 切屑與前刀面、加工表面與后刀面之間 在正壓力和溫度作用下，接觸面間吸附膜被擠破，形成了新鮮 表面接觸，當(dāng)接觸面間達(dá)到原子間距離時(shí)就產(chǎn)生粘結(jié)。 粘結(jié)磨損就是由于接觸面滑動時(shí)在粘結(jié)處產(chǎn)生剪切破壞造成的。 粘結(jié)磨損就是 接 面滑動 在粘結(jié) 產(chǎn) 剪切 壞 成 通常剪切破壞在較軟金屬一方，但 刀面受到摩擦、壓力和溫度連續(xù)作 用下使強(qiáng)度降低，也會破壞。此外， 當(dāng)前刀面上粘結(jié)的積屑瘤脫落后， 帶走了刀具材料也形成粘結(jié)磨損。 粘結(jié)磨損的程度與壓力、溫度和材 料間親合程度有關(guān)。 刀具表面的粘結(jié)破損形貌 粘結(jié)磨損表現(xiàn) 低速：切削溫度低，故粘結(jié)

43、是在正壓力作用下接觸點(diǎn)處產(chǎn)生塑性變形所致， 亦稱為冷焊。 中速：切削溫度較高，促使材料軟化和分子間的熱運(yùn)動，更易造成粘。 用YT類硬質(zhì)合金工加工鈦合金或鈦不銹鋼，在高溫作用下鈦元素之間的親 合作用，也會產(chǎn)生粘結(jié)磨損。 所以，低、中速切削時(shí)，粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金刀具的主要磨損原因。 積屑瘤 1 積屑瘤的概念 在一定切削速度范圍內(nèi)，加 工鋼材、有色金屬等塑性材 料時(shí)，在切削刃附近的前刀 面上會出現(xiàn)一塊高硬度的金 屬，它包圍著切削刃，且覆 蓋著部分前刀面，可代替切 削刃對工件進(jìn)行切削加工， 這塊硬度很高（約為工件材 料硬度23倍）的金屬稱為 積屑瘤。 2 積屑瘤的形成 切削過程中，由于金屬的擠壓和強(qiáng)烈

44、摩擦，使切屑與前 刀面之間產(chǎn)生很大的應(yīng)力和很高的切削溫度。 當(dāng)應(yīng)力和溫度條件適當(dāng)時(shí)，切屑底層與前刀面之間的摩 擦力很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成 一層很薄的“滯流層”，當(dāng)滯流層與前刀面的摩擦 阻力超過切屑內(nèi)部的結(jié)合力時(shí)，滯流層的金屬與切 屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤. 3 積屑瘤的產(chǎn)生與成長 形成粘結(jié)和 加工硬化是 積屑瘤成長 的必要條件。 圖中數(shù)值為硬度值 12 2011-4-23 4 積屑瘤的脫落與消失 不同刀具材料的積屑瘤 5 積屑瘤對切削加工的影響 有利方面 保護(hù)刀具：積屑瘤硬度比高速鋼 更高，可代替高速鋼刀具的切削 更高 可代替高速鋼刀具的切削 刃進(jìn)行切屑，減少刀具的

45、磨損 增加工作前角：積屑瘤的存在， 使刀具的實(shí)際工作前角增大，可 減小切削變形和切削力，使切削 輕快 5 積屑瘤對切削加工的影響 不利方面 影響工件尺寸精度：積屑瘤的頂 端突出于切削刃之外，使實(shí)際的 切削深度不斷變化 引起振動：積屑瘤時(shí)大時(shí)小，時(shí) 有時(shí)無，使切削力產(chǎn)生波動而引 起振動 影響工件表面粗造度：積屑瘤破 裂后會劃傷表面，加快刀具磨損； 會形成硬點(diǎn)和毛刺，使工件表面 粗造度值增大 造成硬質(zhì)合金刀具破碎 6 積屑瘤的控制 工件材料 影響積屑瘤的 因素 切削用量 刀具角度 切削液等 要避免在中溫、中速加工塑性材料 控制措施 增大前角可減小切削變形，降低切削溫度， 減小積屑瘤的高度 采用潤滑

46、性能優(yōu)良的切削液可減少甚 至消除積屑瘤 （三）擴(kuò)散磨損 硬質(zhì)合金擴(kuò)散磨損 擴(kuò)散溫度 在高溫作用下，接觸面間分子活動能量大，造成了合 K類硬質(zhì)合金：850900 P類硬質(zhì)合金：9001000 擴(kuò)散磨損是硬質(zhì)合金的主要磨損形式。 硬質(zhì)合金中W、Co和C原子向鋼中擴(kuò)散，然后被切屑和加工表 面帶走。 硬質(zhì)合金中失去W后，在結(jié)晶組織中出現(xiàn)空穴。 失去了Co 后削弱了粘結(jié)強(qiáng)度。 材料中Fe原子向刀具中擴(kuò)散，刀面表層形成了新材質(zhì)。 再經(jīng)摩擦作用，刀具容易被磨損 經(jīng)相互擴(kuò)散的結(jié)果，降低了刀具表面的強(qiáng)度和硬度。 金元素相互擴(kuò)散置換 使刀具材料機(jī)械性能降低 是一種化學(xué)磨損。 采用細(xì)顆粒硬質(zhì)合金或添加稀有金屬硬質(zhì)合

47、金，采用TiC、TiN 涂層刀片，對于提高刀具耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性、減少擴(kuò)散磨損 均可起良好作用 13 2011-4-23 金剛石擴(kuò)散磨損 結(jié)晶溶解，C擴(kuò)散 900 （四）相變磨損 當(dāng)?shù)毒呱献罡邷囟瘸^材料相變溫度時(shí)，刀具表面金相組織發(fā)生 變化，如馬氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，使硬質(zhì)相下降、磨損加劇。 因此，工具鋼刀具在高溫時(shí)均屬此類磨損，它們的相變溫度為： 10S 開始擴(kuò)散 1S 明顯擴(kuò)散 1000 1300 合金工具鋼 300350 高速鋼 550600 相變磨損造成了刀面塌陷和刀刃卷曲。 0.1S C全部溶化到Fe中 （五）氧化磨損 氧化磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。在一定溫度下，刀具材料與 某些周

48、圍介質(zhì)（ O2、切削液中的S、Cl）起化學(xué)反應(yīng)，在刀具 表面形成一層硬度較低的化合物，被切屑帶走。 （六）熱電磨損 在切削區(qū)高溫作用下，刀具與工件之間形成熱電偶，產(chǎn)生電勢， 刀具工件之間有電流通過，加速擴(kuò)散。 刀具磨損是由機(jī)械摩擦和熱效應(yīng)兩方面造成的 刀具磨損是由機(jī)械摩擦和熱效應(yīng)兩方面造成的。 切削速度對刀具磨損強(qiáng)度的影響 （七）刀具非正常磨損原因 使用硬質(zhì)合金刀具或硬度高、抗彎強(qiáng)度較低的刀具在銑削、刨削、重型切削、 對難加工材料切削和在帶沖擊載荷工作中，破損已成為較常見的磨損形式。 破損原因主要有 1. 機(jī)械沖擊力 熱內(nèi)應(yīng)力 積屑瘤脫落 刀具材料硬度低、韌性差 刀具幾何參數(shù)和切削用量選擇不合

49、理 焊接或刃磨時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或裂紋 操作、保管不當(dāng)?shù)取?2. 3. 4. 5. 6. 7. 磨料磨損 磨損強(qiáng)度 擴(kuò)散磨損 氧化磨損 粘結(jié)磨損 切削速度(切削溫度 14 2011-4-23 刃口磨損實(shí)例 前刀面磨損實(shí)例 月牙洼磨損實(shí)例 積屑瘤實(shí)例 刃口崩碎實(shí)例 梳狀裂紋實(shí)例 15 刀刃破損實(shí)例刀刃處理斷屑槽刃的強(qiáng)度和切削金屬性能。鋒刃鈍圓毛口切削力切削力T形倒棱切削力帶鈍圓的T形倒棱切削力CVD 涂層刀片必須鈍化PVD 涂層刀片可以鈍化也可以保持鋒利刀刃處理術(shù)語刀刃鈍化鈍圓真正圓弧鈍圓瀑布形鈍圓T型倒棱刀片切削力的產(chǎn)生克服被加工材料對彈性變形的抗力克服被加工材料對塑克服被加材料對塑性變形的抗力克服

50、切屑對刀具前刀面的摩擦力和刀具后刀面對過渡表面和已加工表面間的摩擦力彈性力塑性力摩擦力切削力的分解與合成切向力-F CF進(jìn)給力-F f徑向力-F p合力-R222fpCFFFR+=影響切削力的因素1.工件材料的影響2.切削用量的影響111.切削深度和進(jìn)給量的影響2.切削速度的影響0.6250.3刀具幾何參數(shù)的影響1.前角的影響2.主偏角的影響3.切削液潤滑作用越減按立方氮化硼、陶瓷、涂層硬質(zhì)合金高刃傾角的影響4.刀尖圓弧半徑的影響5.后刀面磨損量的影響6.切削液的影響7.刀具材料的影響好,力減小越顯著,低速時(shí)更突出。涂層、硬質(zhì)合金、高速鋼順序,切削力依次減小。 切削熱能的分布熱能的分布取決于加

51、工條件:切削速度切削厚度刀片的幾何形狀刀片的磨損程度Q ch+Q w+Q a+Q f2011-4-23 切削溫度分布 切削最高溫度并不在 刀刃，而是離刀刃有 一定距離。 定距離 后刀面溫度的分布與 前刀面類似，最高溫 度也在切削刃附近， 不過比前刀面的溫度 低。 對較高速的切削，大約 80%90%的熱量被切屑 帶走。 對工件來講有三個(gè)熱源， 剪切面、切屑從工件上 剪切面 切屑從工件上 斷裂所做的功、后刀面 的摩擦。這些熱源占切 削總熱量的5%15%。 切削熱的分配 切屑形態(tài)反映I區(qū)溫度 45鋼在不同切削速度下的切屑形態(tài) 兩種冷卻方式的比較 連續(xù)切屑 150m/min 單元切屑 800 m/mi

52、n 冷卻液遍布整個(gè)大的區(qū)域?qū)η行紱]有影響 冷卻只對切削刃的溫度和刀具的磨損有小的 影響 高壓的噴射冷卻液直接噴到切削點(diǎn) 噴射冷卻液轉(zhuǎn)移和打碎它們成為碎屑 噴射冷卻減少了切削刃的溫度和刀具的 磨損 工件材料對切削熱的影響 材料的強(qiáng)度、硬度高，切削時(shí)消耗的切削功率 越多，產(chǎn)生的切削溫度也高。如加工合金鋼產(chǎn) 生的切削溫度較加工45鋼高30%； 材料的導(dǎo)熱系數(shù)越低，切削區(qū)散熱越慢，切削 溫度越高。不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)較45鋼小60%，故 切削時(shí)產(chǎn)生的切削溫度多于45鋼40%。 加工脆性金屬材料時(shí)，由于切屑呈崩碎狀，與 前面的摩擦較小，切削變形也較小，故產(chǎn)生的 切削溫度較低。 切削用量對切削溫度影響 切削用量

53、中對切削溫度影響最大的是切削速度Vc，其次是進(jìn)給量f， 切削深度ap影響最小。 因?yàn)楫?dāng)切削用量 Vc 、f、 ap增大時(shí)，變形和摩擦加劇，切削功率 增大，所以切削溫度升高。 Vc增高 雖然使切削力略為減少 但切屑與前刀面接觸長度減短 增高，雖然使切削力略為減少，但切屑與前刀面接觸長度減短， 散熱條件較差。實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)切削速度增大一倍時(shí)，切削溫度約 增高20%30%。 f增大，切屑與前刀面接觸長度增加，切屑變形減小，切屑帶走的熱 量也增加，散熱條件有所改善；當(dāng)進(jìn)給量f增加一倍，切削溫度增 高10%左右。 ap增大后，主切削刃參加切削的長度以相同比例增加，顯著改善了 散熱條件；當(dāng)ap增加一倍時(shí)，切

54、削溫度增高約4%。 21 2011-4-23 可轉(zhuǎn)位刀片的ISO符號標(biāo)記 A P H W 200460 T R -A27 可轉(zhuǎn)位刀片的ISO符號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 ISO1832 -NM4 C N M G 120408 1 2 3 4 5 6 7 8 12 T 010 20 10 11 刀片形狀1 邊特性 相等 不相等 圓形 后角2 相 等 角 特 性 不 相 等 刀片公差3 刀尖角60° 刀尖角=55° 刀尖角=35° 內(nèi)切圓基本尺寸 d值允許偏差 m值允許偏差 4.76 5.56(6.0 0.08 0.05 6.35 0.11 0.15

55、 7.94(8.0 9.525(10.0 12.7(12.0 0.13 0.15 0.2 0.08 15.875(16.0 15 875(16 0 0.15 0.18 0.27 0.1 19.05(20.0 - 鏜孔-避免過大初期磨損 I II III C B 磨損量VB VBB 25.4(25.0 31.75(32.0 0.18 0.2 0.13 0.15 VB VBA A t 切削時(shí)間tm 22 2011-4-23 銑削-保證刃口高度一致性 SZ 刃口高度差> 0 A1 A2 A3 A4 A1 總高度差 切削及夾緊特征4 表示刀片的固定方式及有無斷屑槽 無斷屑槽 有斷屑槽 單面 雙面 無固定孔 圓形固定孔 單面 SZ 刃口高度差= 0 A1 A2 A3 A4 A1 40°-60° 固定沉孔 雙面 單面 70°-90° 固定沉孔 雙面 刀片的刃長5 刀片的厚度6 01 T1 02 T2 03 T3 04 05 06 07 09 S=1.59 S=1.98 S=2.38 S=2.78 S=3.18 S=3 18 S=3.97 S=4.76 S=5.56 S=6.35 S=7.94 S=9.52 S=10.00 S=12.00 表示刀片主切削刃到刀 片定位面的距離，用兩 位數(shù)代表