刀具基礎(chǔ)知識

刀具的認(rèn)識1.數(shù)控機(jī)床對刀具的要求2.數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求3.刀具材料的種類4.數(shù)控車床的刀具5.數(shù)控銑床的刀具系統(tǒng)1.0數(shù)控機(jī)床對刀具的要求1-1.

數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求

為保證數(shù)控機(jī)床的加工精度，提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率及降低刀具材料的消耗，在選用數(shù)控機(jī)床刀具和刀具材料時(shí)，除滿足普通機(jī)床應(yīng)具備的基本條件外，還要考慮在數(shù)控機(jī)床中刀具工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、刀具快速調(diào)整與更換，因此對刀具和刀具材料提出更高的要求。

1-1.

數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求1.刀具材料應(yīng)有一定的堅(jiān)硬性、耐磨性和良好的切削性能，能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速切削。2.刀具工作可靠性高，刀具材料有足夠的強(qiáng)度和韌性，能承受較高的沖擊載荷。刀具材料導(dǎo)熱性好，能降低切削溫度，提高刀具耐用度，保證數(shù)控機(jī)床的加工精度。3.刀具的尺寸和定位精度高，滿足數(shù)控機(jī)床的加工精度。4.刀具具有良好的斷屑功能，使得切削加工過程平穩(wěn)。5.刀具能夠適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的快速換刀，減少換刀輔助時(shí)間。6.數(shù)控刀具設(shè)計(jì)制造要求標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。

2.數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求2-1.

數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求在金屬切削過程中，切削層金屬在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性變形，刀具與工件、切屑之間擠壓與摩擦使刀具切削部分產(chǎn)生很高的溫度，在斷續(xù)切削加工中還會受到機(jī)械沖擊及熱沖擊的影響，加劇刀具的磨損，甚至使刀具破損，因此刀具切削部分的材料必須具備以下幾個(gè)條件。

2.0數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求1.較高的硬度和耐磨性刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常溫下的硬度應(yīng)在62HRC以上。2.足夠的強(qiáng)度和韌性刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時(shí)在沖擊和振動條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗彎強(qiáng)度表示刀具材料的強(qiáng)度，用沖擊值表示刀具材料的韌性。2.0數(shù)控機(jī)床對刀具材料的要求3.較高的耐熱性耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度及韌性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)，這種性能也稱刀具材料紅硬性。4.較好的導(dǎo)熱性刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，刀具傳出的熱量越多，有利于降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。5.良好的工藝性為便于刀具的加工制造，要求刀具材料具有良好的工藝性能，如刀具材料的鍛造、軋制、焊接、切削加工和可磨削性、熱處理特性及高溫塑性變形性能，對于硬質(zhì)合金和陶瓷刀具材料還要求有良好的燒結(jié)與壓力成形的性能。3.0刀具材料的種類3.1高速鋼是由W、Cr、Mo等合金元素組成的合金工具鋼（表2-4-1），具有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度和韌性，并有一定的硬度和耐磨性，因而適合于加工有色金屬和各種金屬材料，又由于高速鋼有很好的加工工藝性，適合制造復(fù)雜的成形刀具，特別是粉沬冶金高速鋼，具有各向異性的機(jī)械性能，減少了淬火變形，適合于制造精密與復(fù)雜的成形刀具。3.2硬質(zhì)合金具有很高的硬度和耐磨性，切削性能比高速鋼好，耐用度是高速鋼的幾倍至數(shù)十倍，但沖擊韌性較差。由于其切削性能優(yōu)良，因此被廣泛用作刀具材料.國際ISO標(biāo)準(zhǔn)把硬質(zhì)合金刀片材料分為P、K、M三類，分別加工鋼、鑄鐵、合金鋼以及不易加工的材料3.0刀具材料的種類3.3（1）CVD氣相沉積法涂層涂層物質(zhì)為TiC，使硬質(zhì)合金刀具耐用度提高1-3倍。（2）PVD物理氣相沉積法涂層涂層物質(zhì)為TiN、TiAlN和Ti(C,N)，使硬質(zhì)合金刀具耐用度提高2-10倍3.4非金屬刀具1）氧化鋁系陶瓷以氧化鋁（Al2O3）為基體的刀具材料，其優(yōu)點(diǎn)是硬度及耐磨性高，缺點(diǎn)是脆性大，抗彎強(qiáng)度低，抗熱沖擊性能差，適用于鑄鐵及調(diào)質(zhì)鋼的高速精加工。2）氮化硅系陶瓷以氧化硅（Si3N4）為基體的陶瓷材料，其特點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性有所提高，抗熱沖擊性能也較好，適用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、石墨制品及玻璃鋼等材料。3.0刀具材料的種類3）復(fù)合氮化硅-氧化鋁系陶瓷該材料具有極好的耐高溫性能、抗熱沖擊性能和抗機(jī)械沖擊性能。其主要特點(diǎn)是加工進(jìn)給量大，允許高速切削加工，極大提高了生產(chǎn)率。4）聚晶金剛體聚晶金剛體作為切削刀具使用時(shí)，燒結(jié)在硬質(zhì)合金基體上，可對硬質(zhì)合金、陶瓷、高硅鋁合金等耐磨、高硬度的非金屬和非鐵合金材料進(jìn)行精加工。5）立方氮化硼立方氮化硼硬度和導(dǎo)熱性能僅次于金剛石，有很高的熱穩(wěn)定性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，因此適用于加工淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金和硬質(zhì)合金。4.0數(shù)控車床的刀具數(shù)控車床刀具按進(jìn)刀方向可分為左進(jìn)刀、右進(jìn)刀和中間進(jìn)刀三種形式；按刀具對工件的加工位置可分為內(nèi)孔加工、外圓加工和端面加工三種形式；按加工工件形狀可分為切槽、螺紋和仿形加工三種形式。4.0數(shù)控車床的刀具4.1.1數(shù)控車床外圓和端面車刀4.0數(shù)控車床的刀具4.1.2數(shù)控車床的內(nèi)孔車刀4.2可轉(zhuǎn)位刀片型號表示規(guī)則式中1表示為刀片形狀的代碼式中2表示為主切削刃后角的代碼式中3表示為刀片尺寸公差的代碼；式中4表示為刀片斷屑及夾固形式的代碼；式中5表示為切削刃長度表示方法式中6表示為刀片厚度的代碼式中7表示為修光刃的代碼；式中8表示為表示特殊需要的代碼；式中9表示為進(jìn)給方向的代碼，如代碼R表示右進(jìn)刀，代碼L表示左進(jìn)刀，代碼N表示中間進(jìn)刀；式中10表示為斷屑槽型的代碼

4.3刀片形狀代碼

4.4主切削刃后角代碼4.5刀片斷屑及夾固形式代碼4.6刀片尺寸參數(shù)與切削刃長度表示方法5.0數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)數(shù)控銑床與加工中心使用的刀具種類很多，主要分銑削刀具和孔加工刀具兩大類，所用刀具正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化的方向發(fā)展，為滿足高效和特殊的銑削要求，又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。5.1數(shù)控銑刀與工具系統(tǒng)銑刀結(jié)構(gòu)銑刀的結(jié)構(gòu)分為三部分：切削部分，導(dǎo)入部分和柄部銑刀的柄部為7:24圓錐柄，這種圓錐柄不會自鎖，換刀方便，具有較高的定位精度和較大的剛性。5.2數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)數(shù)控銑床工具系統(tǒng)是指連接數(shù)控機(jī)床與刀具的系列裝夾工具，有刀柄、連桿、連接套和夾頭等組成。數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)刀具的快速、自動裝夾。隨著數(shù)控工具系統(tǒng)的應(yīng)用與日俱增，我國已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊式的數(shù)控工具系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的工具系統(tǒng)分為整體式和模塊式兩種形式。1）整體式工具系統(tǒng)TSG按連接桿的形式分為錐柄和直柄兩種類型。錐柄連接桿的代碼為JT（圖2-6-2）；直柄連接桿的代碼為JZ（圖2-6-3）。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、裝夾靈活、更換迅速。由于工具的品種、規(guī)格繁多，給生產(chǎn)、使用和管理帶來不便。5.2數(shù)控模塊化刀具系統(tǒng)。5.2數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)。5.3切削刀具簡介

1）孔加工刀具中心鉆

用于孔加工定位。麻花鉆

主要用于鉆削孔。階梯鉆

是一種高效的復(fù)合刀具，用于鉆削階梯孔。鉸刀

主要用于孔的精加工。鏜刀

主要用于擴(kuò)孔和孔的精加工?？准庸さ毒叩倪x用原則1）數(shù)控機(jī)床孔加工一般無鉆模，由于鉆頭的剛性和切削條件差，選用鉆頭直徑D應(yīng)滿足L/D≤5（L為鉆孔深度）的條件。2）鉆孔前先用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度。3）精鉸孔可選用浮動絞刀，鉸孔前孔口要倒角。4）鏜孔時(shí)應(yīng)盡量選用對稱的多刃鏜刀頭進(jìn)行切削，以平衡徑向力，減少鏜削振動。5）盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動。5.3數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)2）銑削加工刀具平面銑刀這種銑刀主要有圓柱銑刀和端面銑刀兩種形式。溝槽銑刀最常用的溝槽銑刀有立銑刀、三面刃盤銑刀、鍵槽銑刀和角度銑刀。模具銑刀模具銑刀切削部分有球形、凸形、凹形和T形等各種形狀。組合成形銑刀用多把銑刀組合使用，同時(shí)加工一個(gè)或多個(gè)零件，不但可以提高生產(chǎn)率，還可以保證零件的加工質(zhì)量。銑刀加工刀具的選用原則1）鑲裝不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀主要用于銑削平面，粗銑時(shí)銑刀直徑選小一些，精銑時(shí)銑刀直徑選大一些，當(dāng)加工余量大且余量不均勻時(shí)，刀具直徑選小一些，否則會造成因接刀刀痕過深而影響工件的加工質(zhì)量。2）對立體曲面或變斜角輪廓外形工件加工時(shí)，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀