數(shù)控刀具培訓課件.ppt

1、數(shù)控刀具,（1）刀柄, 7：24圓錐刀柄,7：24圓錐刀柄特點：,不能自鎖，換刀比較方便 與直柄相比具有較高的定心精度和剛度 刀柄要配上拉釘才能固定在主軸錐孔上 刀柄與拉釘都已標準化 刀柄的選用要和機床的主軸孔相對應 刀柄型號：JT、BT、ST。,7:24的通用刀柄是靠刀柄的7:24錐面與機床主軸孔的7:24錐面接觸定位連接的，在高速加工、連接剛性和重合精度三方面有局限性。,7:24的刀柄 NT（傳統(tǒng)型）簡稱 NT或ST DIN 69871（德國標準）（簡稱JT、 DIN、DAT或DV） IS0 7388/1 （國際標準）（簡稱 IV或IT） MAS BT（日本標準）（簡稱 BT） ANSI/

2、ASME（美國標準）（簡稱 CAT）,NT型刀柄德國標準為DIN 2080，是在傳統(tǒng)型機床上通過拉桿將刀柄拉緊，國內(nèi)也稱為ST； 其它四種刀柄均是在加工中心上通過刀柄尾部的拉釘將刀柄拉緊。目前國內(nèi)使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型兩種刀柄。DIN 69871型的刀柄可以安裝在DIN 69871型和ANSI/ASME主軸錐孔的機床上， IS0 7388/1型的刀柄可以安裝在DIN 69871型、IS0 7388/1 和ANSI/ASME主軸錐孔的機床上，所以就通用性而言，IS0 7388/1型的刀柄是最好的。,常用刀柄,面銑刀刀柄,整體鉆夾頭刀柄,常用刀柄,鏜刀柄,常用

3、刀柄,莫式錐度刀柄,快換式絲錐刀柄,鉆夾頭刀柄,側壓式立銑刀柄,拉釘有三個關鍵參數(shù)：角、長度l以及螺紋G 關于刀柄拉釘?shù)慕怯腥缦聨追N情況： 1、MAS BT（日本標準）刀柄拉釘角有45、60和90之分，常用的是45和60的 ； 2、DIN 69871刀柄拉釘（通常稱為DIN 6987240/50） 角只有75一種； 3、 IS0 7388/1刀柄拉釘（通常稱為IS0 7388/240/50） 角有45和75之分； 4、 ANSI/ASME（美國標準）刀柄拉釘角有45、60和90之分。 關于刀柄拉釘?shù)穆菁yG，除ANSI/ASME（美國標準）刀柄拉釘 存在有英制螺紋標準外，其它三種均使用公制螺紋，

4、40#刀柄拉 釘通常使用M16螺紋， 50#刀柄拉釘通常使用M24螺紋。,ISO 7388及DIN 69871的A型拉釘,ISO 7388及DIN 69871的B型拉釘,MAS BT的拉釘,拉釘是帶螺紋的零件，常固定在各 種工具柄的尾端。機床主軸內(nèi)的拉 緊機構借助它把刀柄拉緊在主軸中。 數(shù)控機床刀柄有不同的標準，機床 刀柄拉緊機構也不統(tǒng)一，故拉釘有 多種型號和規(guī)格,拉釘?shù)倪x擇： 根據(jù)數(shù)控機床說明書選擇； 對機床自帶的拉釘進行測量后來確定,注意： 如果拉釘選擇不當，裝在刀 柄上使用可能會造成事故。,拉釘?shù)姆N類及選擇,一般ER夾頭的錐度是16度 ER-8 夾頭 1 5 m/m ER-11夾頭 1

5、7 m/m ER-12夾頭 1 7 m/m ER-16夾頭 1 10 m/m ER-20夾頭 2 13 m/m ER-25夾頭 2 16 m/m ER-32夾頭 3 20 m/m ER-40夾頭 4 26 m/m ER-50夾頭 6 34 m/m,ER彈簧夾頭刀柄,ER彈簧夾頭,HSK刀柄（柄部錐度為1：10）,HSK刀柄的德國標準是DIN69873，有六種標準和規(guī)格，即 HSK-A、 HSK-B、 HSK-C、 HSK-D、 HSK-E和HSK-F 常用的有三種： HSK-A (帶內(nèi)冷自動換刀) HSK-C (帶內(nèi)冷手動換刀) HSK-E(帶內(nèi)冷自動換刀，高速型)。,HSK刀柄特點：,定位精

6、度高。其經(jīng)向和軸向重復定位精度一般在2m以內(nèi)，并能長期保持高精度。,靜態(tài)、動態(tài)剛度高。采用錐度和端面同時定位（過定位）。,適合高速加工。,重量輕、尺寸小、結構緊湊。,清除污垢方便。,HSK刀柄靠刀柄的彈性變形，不但刀柄的1:10錐面與機床主軸孔的1:10錐面接觸，而且使刀柄的法蘭盤面與主軸面也緊密接觸，這種雙面接觸系統(tǒng)在高速加工、連接剛性和重合精度上均優(yōu)于7:24的通用刀柄。,（2）TSG82鏜銑類工具系統(tǒng), 整體式結構,選用時一定要按圖示進行配置。,TSG82工具系統(tǒng)的代碼和意義, 模塊式結構（TMG10/TMG21）,面銑刀切削刃 各角度的功能,基本刃形,前角的正負,基本刃形的組合,銑刀

7、主偏角 Kr (度) 主切削刃角 (kr) 是影響切削力方向 和切屑厚度的主要因素。 刀具直徑 Dc (mm) 刀具直徑 (Dc)在PK部位上測量，主切削刃在這里與平行刃帶相遇。 Dc 是在大多數(shù)情況下是指直徑，也有使用D3 。 要考慮的最重要直徑是(Dcap) 在實際切削深度 (ap) 處的有效切削直徑 用于 計算實際切削速度 (ve)，參見頁碼D 76。 D3 是刀片的最大直徑，對于某些刀具，它等于Dc。,切削深度 ap (mm) 切削深度 (ap) 是指未切孔半徑與已切孔半徑的差值。最大ap主要受到刀片尺寸和機床功率限制。粗加工工序的另一個關鍵因素是扭矩，在精加工工序中為振動。 切削寬度

8、 ae (mm) 刀具吃刀時的徑向寬度 (ae)。在插銑步距寬度中特別關鍵，并且對于圓角銑削中的振動，最大ae 特別關鍵。,徑向切深 ae / Dc 徑向切深 (ae / Dc)是相對刀具直徑的切削寬度。 刀具有效切削刃數(shù)量 zc用于確定工作臺進給 (vf)和生產(chǎn)效率。通常對排屑和工序穩(wěn)定性具有關鍵影響。zc zn 刀具切削刃總數(shù) zn,齒距 u (mm) 有效切削刃之間的距離 (u)。 對于特定的刀具直徑，可以在不同齒距之間選擇：疏齒 (-L)、密齒 (-M)、超密齒 (- H)。添加至代碼的X指示齒距比其基本設計稍小的刀具類型。 不等距齒距 表示刀具上齒之間的不均勻間距。這是減小振動趨勢的

9、極有效方法。,當為工序選擇最適當?shù)挠行邢魅袛?shù)量zc時，也有必要考慮齒距 (切 削刃之間的距離)。所有刀具都有均勻齒距設計。 根據(jù)切削刃尺寸和數(shù)量，某些刀具也提供不等齒距設計 (刀具 周圍齒的間隔不相等)。 不等齒距刀具的好處在于它們能中斷諧振，從而提高穩(wěn)定性，這對于 高ae 和長懸伸特別有用。 齒距主要影響：生產(chǎn)效率 穩(wěn)定性 功率消耗 適當?shù)墓ぜ牧稀?然而，增加切削刃數(shù)量會改變刀具設計。刀具切削刃之間的距 離越短意味著留給排屑的空間越少，在大多數(shù)情況中，刀具都必須具有均勻齒距。 對于切削刃參與切削的可能數(shù)量，功率要求是個限制因素。 刀具提供三種齒距，以優(yōu)化特殊應用： 疏齒L 密齒M 超密齒

10、H 較密齒刀具-M和-H用于穩(wěn)定性良好和低ae 應用中。這確?？傆?一個以上的齒進行走刀。 通過增加切削刃的數(shù)量，可以增加工作臺進給，同時保持相同 的切削速度和每齒進給，并且不會在切削刃處產(chǎn)生更多熱量。,疏齒L 減少了切削刃數(shù)量的不等齒距刀具。 由于切削力最低，首選用于不穩(wěn)定的工序 功率受限 加長刀具 全槽銑工序 長屑材料 (大容屑槽)。 密齒M 根據(jù)概念，具有中等切削刃數(shù)量的均勻或不等齒距刀具。 首選用于穩(wěn)定工況中的粗加工 高生產(chǎn)效率 在對 P、M和S材料進行粗加工時具 有良好的切屑空間。,超密齒H 具有最多刀片數(shù)量的均勻齒距具。 首選用于高生產(chǎn)效率，具有低ae (不只一個切削刃接觸) K材

11、料的粗加工和精加工 S材料的粗加工，結合使用圓刀片。 添加至代碼的一個X，表明這是齒距比其基本設計稍密的刀具型號,經(jīng)過對切削刃槽形的較深入地研究，發(fā)現(xiàn)刀片上有兩個重要的角度： 前角 切削刃角 宏觀槽形開發(fā)用于輕載、中等載荷或重載加工。 L (輕載) 槽形具有較大的正前角，但是切削刃剛性較差 (大前角 ，小切削刃角 ) H (重載) 槽形具有強度較高的切削刃，但正前角較小 (小前角 ，大切削刃角 ) 宏觀槽形影響切削過程中的許多參數(shù)。具有高強度切削刃的刀片可以在較高負荷下工作，但是也會產(chǎn)生較 大的切削力、消耗較多的功率和產(chǎn)生較多的熱量。 材料優(yōu)化槽形通過ISO分類字母命名。例如，用于鑄鐵的槽形：

12、KL、KM、KH。 切削刃強度 切削力 功率消耗 最大切屑厚度 產(chǎn)生的熱量,切削速度 vc (m/min) 它指示直徑處的表面速度并構成計算切削參數(shù)的基本值。 vc =Dcap n / 1000 有效的或實際切削速度 指示有效直徑 (Dcap)。 該值對于確定實際切削深度 (ap)處的實際切削參數(shù)是必要的。當使用圓角刀片銑刀、球頭立銑刀、所有較大圓角半徑的刀具以及主偏角小于90度的刀具時，這是一個 主軸轉速 n (rpm) 主軸上銑削刀具每分鐘轉數(shù)。它由工序的推薦切削速度值計算而來。,每齒進給量 fz(mm/Z) 用于計算切削參數(shù) (如工作臺進給) 的基本值。計算時也考慮最大切屑厚度 (hex

13、)和主偏角。 fz = vf / n zc 每轉進給 fn (mm/r)指示旋轉一周刀具移動的距離的輔助數(shù)值。專門用于進給計算并常用于確定刀具的精加工能力。,順銑 在順銑中，切削刀具沿著旋轉方向進刀。 在機床、夾具和工件允許的情況下，總是優(yōu)選順銑。 在周邊順銑中，切削厚度從切削開始就逐漸降低，并在切削末端逐漸接近零。這可防 止切削刃在吃刀前磨損或擦傷表面。 大的切屑厚度較為有利，且切削力有拉動工件進入刀具的趨勢，從而保持切削刃吃刀。 在以下例外情況中優(yōu)選逆銑： 由于刀具趨于被拉入工件，機床需要通過消除間隙處理工作臺進給游隙。 如果刀具被拉入工件而使進給意外增加，這將導致切屑過厚和切削刃斷裂。

14、在加工余量有較大變化時，使用逆銑可能是有益的。 注意： 在使用陶瓷刀片加工耐熱合金時，由于陶瓷對工件入口處的沖擊敏感，推薦使用逆銑。,逆銑 在逆銑 (傳統(tǒng)銑削) 中，切削刀具的進給方向與其旋轉方向相反。,P 鋼銑削 鋼的切削加工性依其合金元素、熱處理和制造工藝 (鍛造、鑄造等) 不同而不同。 在較軟的低碳鋼中，工件上的積屑瘤和毛刺形成是主要問題。 在較硬的鋼中，刀具的定位變得較重要，以避免切削刃崩刃。,切削速度 vc,M 不銹鋼銑削 不銹鋼的切削加工性依其合金元素、熱處理和制造工藝 (鍛造、鑄造等) 不同而不同。 鐵素體/馬氏體 材料分類： P5.x 鐵素體和退火馬氏體不銹鋼具有與低合金鋼類似

15、的切削加工性，此可使用有關鋼車削的推薦值。 奧氏體和雙相不銹鋼 材料分類： M1.x、M2.x和M3.x 主要問題 當銑削奧氏體和雙相不銹鋼時主要的磨損失效判據(jù)是：由于熱裂、溝槽磨損和積屑瘤/粘結造成切削刃崩刃。 刀片上切削刃崩刃。毛刺形成和不良表面質量。 在面銑中，由于采用正前角較大的刀具槽形， 使用圓刀片或小主偏 角刀具以減小溝槽磨損。 由于切削液產(chǎn)生熱裂使用正前角刀片槽形 (-ML、-WL),應用提示 粗加工 使用高切削速度 (vc = 150-250 m/min) 以免形成積屑瘤。 在粗加工中，總是干式運行，不使用切削液，以盡量減小熱裂問題。 精加工 在精加工中，為了改善表面質量，有時

16、需要使用切削液或最好是霧狀冷卻液/微量潤滑。精銑中的熱裂問題較少，因為切削區(qū)域中產(chǎn)生的熱量較低。 使用金屬陶瓷牌號CT530，不用切削液就可以獲得足夠的表面質量。 進給率fz過低，可能導致較高的刀片磨損，因為切削刃切入變形硬化區(qū)域,K鑄鐵銑削 鑄鐵可分為可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵、 球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵 (CGI)和 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)。 灰口鑄鐵 材料分類： K2.x 主要問題 在銑削灰口鑄鐵時主要的磨損失效判據(jù)是研磨性后刀面磨損和熱裂。 在工件上，工件上刀具切出側的崩碎和表面質量不佳是主要問題。,球墨鑄鐵 材料分類： K3.x 鐵素體和鐵素體/珠光體球墨鑄鐵 鐵素體球墨鑄鐵的切削加工性與低合

17、金鋼很相似。因此，在刀具、刀片槽形和牌號的選擇上應使用為ISO P材料提供的銑削推薦值。首選牌號為GC1020。 珠光體球墨鑄鐵 磨蝕性較強，因此推薦ISO K牌號。,蠕墨鑄鐵 (CGI)材料分類： K4.x 珠光體含量低于90% 這種CGI經(jīng)常含有大約80%的珠光體結構，是最常見的銑削材料。典型零件如發(fā)動 機缸體、發(fā)動機缸蓋和排氣歧管 刀具推薦值與灰口鑄鐵相同；但是應選擇較鋒利、較大的正前角刀片槽形， 如KX和KL用于AUTO-R刀具，以盡量減少零件上的毛刺形成。 首選牌號為GC1020。,等溫淬火球墨鑄鐵 (ADI) 材料分類： K5.x 粗加工一般在非淬硬條件下進行，類似高合金鋼銑削。

18、然而，對硬材料執(zhí)行精加工工序，磨蝕性很強。這類似于硬鋼ISO H銑削。最好選擇對磨料磨損有高抵抗能力的牌號。干濕工況都 首選GC1020，加工較硬的ADI材料選用補充牌號GC1010。 與NCI比較，加工ADI的刀具壽命降低至大約40%，切削力大約高40%。,應用提示 粗加工 最好干式加工，不使用切削液，以減小熱裂問題。使用具有厚涂層的硬質合金刀片。GC3040為首選，GC3220為較高速度時的優(yōu)化方案。 如果問題為工件崩碎檢查后刀面磨損降低進給率fz，以減小切屑厚度 使用較大正前角的槽形-KL如果必須使用切削液以避免灰塵等，則選擇濕銑削牌號。K20W是基本選擇，K15W和GC3040為補充牌

19、號。 首選總是涂層硬質合金，但也可以使用陶瓷 CC6090。注意切削速度vc應很高，在800 m/min以上。工件上的毛刺形成會限制 切削速度。不應使用切削精加工 使用帶薄涂層的硬質合金刀片，或者補充選擇不帶涂層的硬質合金，如干式工況選用GC3220，濕式工況選用K15 W。 立方氮化硼 (CB50) 可以用于灰口鑄鐵的高速精加工。不應使用切削液。,N鋁銑削 鋁合金的切削加工性主要隨Si含量而變化。過共晶為常見類型，其Si含量低于13%。 ISO N材料組不僅包括鋁合金，還包括鎂、銅和鋅基合金。,Si含量低于13%的鋁 材料分類： N1.1-3 主要問題 主要的磨損失效判據(jù)是切屑刃上的積屑瘤/

20、粘滯， 它們會導致毛刺形成和表面質量問題。 對于鑄鋁加工，有時夾砂是個問題。 良好的切屑形成和排空對于避免在零件表面上留下擦傷痕跡至關重要。,應用提示 切削速度 vc m /min 和其它大多數(shù)銑削應用不同，在加工鋁合金時總是要使用切削液，以避免刀片切削刃上的粘結和提高表面質量。 通常，較高的切削速度能提高性能，而且不會對刀具壽命造成負面影響。 推薦hex 的值為0.10-0.20 mm。值太低會導致毛刺形成。 警告：確保不超過刀具的最大速！ 刀具壽命總是會受到毛刺形成或零件上的表面質量限制。刀片的磨損難于作為刀具壽命判斷標準。,S HRSA和鈦銑削 耐熱優(yōu)質合金 (HRSA) 材料可 分為三

21、類；鎳基、鐵基和鉻基合金。鈦可以是純鈦或鈦合金。HRSA和鈦的切削加工性都比較差，特別是在時效處理情況下，這對切削刀具提出了特殊要求。,一般原則 對HRSA和鈦合金都有效 主要問題 銑削HRSA和鈦通常要求機床具有高剛性、高功率和扭矩，并 在低轉速下運轉。 溝槽磨損和切削刃崩刃是最常見的磨損類型。 產(chǎn)生的高熱會限制切削速度。 適用的刀具概念和刀片 盡量使用圓刀片刀具在銑削循環(huán)中，實際切削的齒數(shù)量應盡量多。如果保持穩(wěn)定性，這樣將提供很高的生產(chǎn)效率。使用超密齒刀具。,H 銑削硬鋼 這一組包括硬度大于HRC 45 65的調(diào)質鋼和淬硬鋼。 典型的銑削零件為： 用于沖模的工具鋼刀片 塑料模 鍛模 壓鑄模

22、 輸油泵 主要問題 刀片上有研磨性后刀面磨損。 工件崩口。 應用提示 干切削，避免使用切削液。 擺線銑削是適用的加工方法，它將高工作臺 進給與低切削力集合于一身，產(chǎn)生較低的切削力和工件溫度， 這對于生產(chǎn)效率、刀具壽命和部件公差都有益。 運行“輕快”的加工策略也適用于面銑，即小切深，包括ae和ap。使用超密齒刀具和相對高的切削速度。,擺線銑削 應用范圍 擺線銑削是有振動問題時銑槽的出色方法；也適用于封閉型腔、凹窩和槽的粗銑。 定義 擺線銑削可以定義為包含幾個同步向前移動的圓弧銑。在一系列連續(xù)的螺旋刀具路徑 中，刀具沿其徑向方向去除重復的材料“切片銑”。它需要專門編程和特定的機床功能。 編程時，刀具路徑為弧切入和切出，保持低的徑向螺距w，這表示： 受控制吃刀弧度產(chǎn)生的切削力低，從而實現(xiàn)高軸向切削深度。 整個切削刃長度獲得利用，確保熱量和磨損均勻一致并散開，使得刀具壽命比傳統(tǒng)