數(shù)控刀具材料分類及選擇講解

1、高職高專刀具實(shí)驗(yàn) 高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)刀具實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) (數(shù)控車床部分) 肯納飛碩金屬肯納飛碩金屬(上海上海)有限公司有限公司 四 刀具分類 (1)切刀 包括各種車刀、刨刀、插刀、鏜 刀、成形車刀等 (2)孔加工刀具 包括各種鉆頭、擴(kuò)孔鉆、 鉸刀、復(fù)合孔加工刀具(如鉆-鉸復(fù)合刀具) 等。 (3)拉刀 包括圓拉刀、平面拉刀、成形拉 刀(如花鍵拉刀)等。 (4)銑刀 包括加工平面的圓柱銑刀、面銑刀 等；加工溝槽的立銑刀、鍵槽銑刀、三面 刃銑刀、鋸片鈍刀等；加工特形面的模數(shù) 銑刀、凸(凹)圓弧銑刀、成形銑刀等。 (5)螺紋刀具 包括螺紋車刀、絲錐、板牙、 螺紋切頭，搓絲板等。 (6)齒輪刀具 包括齒輪滾刀，

2、蝸輪滾刀、插 齒刀、剃齒刀、花鍵滾刀等。 (7)磨具 包括砂輪、砂帶、砂瓦、油石和 拋光輪等。 (8)其它刀具 包括數(shù)控機(jī)床專用刀具、自 動(dòng)線專用刀具等。 單刃(單齒)刀具和多刃(多齒)刀具； 標(biāo)準(zhǔn)刀具(如麻花鉆、銑刀、絲錐等)和非標(biāo) 準(zhǔn)刀具(如拉刀、成形刀具等)； 定尺寸刀具(如擴(kuò)孔鉆、鉸刀等)和非定尺寸 刀具(如外圓車刀、直刨刀等)； 整體式刀具、裝配式刀具和復(fù)合式刀具等 形狀、結(jié)構(gòu)和功能各不相同的各種刀具都 有功能相同的組成部分 工作部分和夾持部分 工作部分承擔(dān)切削加工，夾持部分將工作 部分與機(jī)床連接在一起，傳遞切削運(yùn)動(dòng)和 動(dòng)力，并保證刀具正確的工作位置 五 刀具材料及合理選用 刀具材料

3、是指刀具切削部分的材料。合理 選擇刀具材料影響到： （1）切削加工生產(chǎn)率 （2）刀具耐用度 （3）刀具消耗和加工成本 （4）加工精度和表面質(zhì)量 選擇刀具材料時(shí)，各性能之間相互矛盾， 如硬度高，則強(qiáng)度低；耐磨，則加工工藝 困難，要抓住主要矛盾。 刀具材料類型： 工具鋼（高速鋼） 硬質(zhì)合金 陶瓷 超硬材料 刀具材料有 碳素工具鋼 合金工具鋼 高速鋼 硬質(zhì)合金 陶瓷 金剛石 立方氮化硼 碳素工具鋼(如T10A、T12A)及合金工具鋼 (如9SiCr、CrWMn)，因耐熱性較差通 常僅用于手工工具和切削速度較低的刀具 陶瓷、金剛石和立方氮化硼等目前僅用于 較為有限的場(chǎng)合 高速鋼和硬質(zhì)合金 最廣泛使用

4、高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、 釩等合金元素的高合金工具鋼。 別名： （風(fēng)鋼）良好的淬透性，空氣中冷卻就 可 得到高硬度。 （鋒鋼）刃容鋒利。 （白鋼）磨光后，表面光亮。 特點(diǎn)： 1、較高的熱穩(wěn)定性：切削溫度高達(dá)500- 650，與碳素工具鋼，合金工具鋼相 比，切削速度提高1-3倍，耐用度提高10- 40倍，可加工有色金屬至高溫合金（范圍 廣）。 2、高強(qiáng)度，韌性：抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的 2-3倍數(shù)，是陶瓷的5-6倍，韌性比它們高幾 十倍。 3、一定的硬度（HRC63-70）：耐磨性好， 適合各類切削刀具的要求，也可用于在剛 性較差的機(jī)床上加工。 4、刀具制造工藝簡(jiǎn)單：能鍛造，制作形狀 復(fù)

5、雜刀具，大型成型刀具（這一點(diǎn)極為重 要）如鉆頭、絲錐、成型刀具、拉刀、齒 輪刀具。 5、材料性能較硬質(zhì)合金和陶瓷穩(wěn)定，在自 動(dòng)機(jī)床上使用可靠。因此，盡管各種新型 刀具材料不斷出現(xiàn)，高速鋼仍占現(xiàn)用刀具 材料的一半以上。 高速鋼分：普通高速鋼（通用型）、高性 能高速鋼和粉末冶金高速鋼） 普通高速鋼：分鎢鋼，鎢鉬鋼兩類，V不高 于40-60%。 高性能高速鋼：再加入一些合金、性能高。 高性能高速鋼如9W6MoSCr4V2 W6MoSCr4V3 比通用型高速鋼具有更好的切削性能，適 合于 加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、釷 合金和高強(qiáng)度鍘等難加工材料 粉末冶金高速鋼：制造工藝不同，性能高. 540 HRA

6、8287 760 HRA7785 800-1000時(shí)，尚能進(jìn)行切削 刀具耐用度提高幾幾十倍，同時(shí)切削速 度提高410倍。 缺點(diǎn)：比高速鋼強(qiáng)度低，沖擊韌性差，不 能承受切削振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。 硬質(zhì)合金硬度可達(dá)8993HRA（74-82HRC） 切削溫度達(dá)8001000 切削速度可達(dá)100300mmin 韌性差，抗彎強(qiáng)度低，不能承受較大的沖 擊載荷 涂層刀具材料 在硬質(zhì)合金或高速鋼基體上，涂敷一層幾 微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物 (如碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁等)而制成的。 涂層硬質(zhì)合金的刀具壽命至少可提高l3倍 涂層高速鋼的刀具壽命可提高210倍 刀具的選擇 目的 通過(guò)刀具選擇過(guò)程，理解影響刀

7、具選擇的 主要因素 普通內(nèi)外圓車削 刀具選擇 普通內(nèi)外圓車削刀具選擇 工件的影響 形狀形狀 剛性剛性 材質(zhì)材質(zhì) 毛坯條件毛坯條件 裝夾裝夾 尺寸公差要求尺寸公差要求 表面質(zhì)量要求表面質(zhì)量要求 機(jī)床的影響 機(jī)床類型機(jī)床類型 刀位數(shù)量刀位數(shù)量 刀具裝夾方式和尺寸刀具裝夾方式和尺寸 切削方向切削方向 轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍 主軸功率主軸功率 刀桿的影響 主偏角主偏角 進(jìn)給方向進(jìn)給方向 截面形狀和尺寸截面形狀和尺寸 長(zhǎng)度長(zhǎng)度 刀片夾緊方式刀片夾緊方式 刀桿幾何角度刀桿幾何角度 5 5 選擇與加工任務(wù)相適應(yīng)的車刀片 選擇刀具材料的基本要求 熟悉工件與刀具材料特性熟悉工件與刀具材料特性 被選用的刀具材料與工件材

8、料相互被選用的刀具材料與工件材料相互 “匹配匹配” 既充分發(fā)揮刀具特性既充分發(fā)揮刀具特性 又較經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求又較經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求 切削刀具用硬質(zhì)合金分類及標(biāo)志 P類 用于加工長(zhǎng)切屑的 鋼件 M類 用于加工 不銹鋼件 K類 用于加工短切屑的 鑄鐵件 N類 用于加工短切屑的 非鐵材料 S類 用于加工 難加工材料 H類 用于加工 硬材料 通用材質(zhì) 專用材質(zhì) 選擇刀片槽形 刀片上的標(biāo)記 斷屑槽代號(hào) 應(yīng)用范圍 刀 尖 半 徑 英制 公制 來(lái)源于ISO工程制圖 表面光潔度符號(hào)表面光潔度符號(hào) 粗加工粗加工 中等加工中等加工 精加工精加工 超精加工超精加工 M P F - 精加工精加工 M - 中等加工

9、中等加工 R - 粗加工粗加工 U - 通用加工通用加工 N - 負(fù)前角負(fù)前角 P - 正前角正前角 S - 鋒利刃鋒利刃 W -修光刃修光刃 H 重加工重加工 英制：英制：2代表代表2/64in.1/32in.0.79mm 公制：公制：08代表代表0.8mm 車刀片選擇實(shí)驗(yàn)實(shí)例 車刀片選擇練習(xí) 精車圖示的細(xì)長(zhǎng)軸 加工余量: 0.5 mm 根據(jù)表面粗糙度要求必須使用的進(jìn)給 率f =0.1 mm(刀尖R0.4) 連續(xù)切削，表面已經(jīng)經(jīng)過(guò)加工 材料 C45 機(jī)床剛性不好 工件裝夾不夠牢固 6個(gè)工件材料組 第一步選擇刀片 的斷屑槽型-LF 6個(gè)工件材料組 第一步選擇刀片 的斷屑槽型 第二步選擇刀片 的

10、材質(zhì) -LF KT315 6個(gè)工件材料組 第一步選擇刀片的斷屑槽型 第二步選擇刀片的材質(zhì) 第三步選擇切削速度 -LF KT315 選車刀DCMT070204-LF KT315 車刀片選擇結(jié)果 1. 細(xì)長(zhǎng)軸用正型刀具，鋼 ap=0.5, f=0.1，得： 槽形為 LF 2. 同頁(yè) -LF，連續(xù)切削，得： 材質(zhì)：KT315 Vc=270m/min 3. 選車刀樣本DCMT070204-LF KT315 Vc=270m/min ap=0.5mm f=0.1mm/r 車削實(shí)驗(yàn)一 目的 了解可轉(zhuǎn)位車刀的結(jié)構(gòu)，掌握可轉(zhuǎn)位車刀 的裝卸方法 實(shí)驗(yàn)器材 可轉(zhuǎn)位車刀桿 可轉(zhuǎn)位刀片 墊片 墊片螺釘 扳手 壓板 開(kāi)口

11、銷 夾緊螺釘 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)教師講解并演示可轉(zhuǎn)位車刀的結(jié)構(gòu)和 裝卸方法 實(shí)驗(yàn)學(xué)員按要求進(jìn)行可轉(zhuǎn)位車刀的裝卸 車削實(shí)驗(yàn)二 目的 了解切削參數(shù)對(duì)斷屑的影響 實(shí)驗(yàn)器材 數(shù)控車床 45鋼制工件(例如：直徑80mm) 可轉(zhuǎn)位車刀 CNMG120412-RN 計(jì)算器 直尺 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)教師講解切削參數(shù)對(duì)斷屑的影響，給定實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)： 第一組數(shù)據(jù)： 切削速度： 350m/min 進(jìn)給率：0.6 mm/r 切削深度： 5mm 實(shí)驗(yàn)學(xué)員測(cè)量工件直徑并按給定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)床 轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度 按計(jì)算得到的機(jī)床轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度修改加工程序 分別按兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行切削，收集相應(yīng)的切屑裝入透 明小膠袋貼于切削實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 第二組數(shù)據(jù)： 切削速度： 350m/min 進(jìn)