數(shù)控刀具選型及應(yīng)用

數(shù)控刀具的基本特點(diǎn)數(shù)控刀具的材料及牌號車削刀具的選擇及應(yīng)用銑削刀具的選擇及應(yīng)用工具系統(tǒng)選擇數(shù)控刀具的基本特征

數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。

按照刀具結(jié)構(gòu)分：整體式：鉆頭、立銑刀等鑲嵌式：包括刀片采用焊接和機(jī)夾式特殊形式：復(fù)合式、減振式等機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛應(yīng)用，數(shù)量上已達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%~40%，金屬切除率占總數(shù)的80%~90%

按照切削工藝分：車削刀具：外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車刀等銑削刀具：面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等鉆削刀具：鉆頭、鉸刀、絲錐等鏜削刀具：粗鏜刀、精鏜刀等按照切削工藝分：

外圓車刀內(nèi)孔車刀螺紋車刀常用車刀

面銑刀方肩銑刀仿形銑刀三面刃和螺紋銑刀整體硬質(zhì)合金銑刀常用銑刀鉸刀鉆頭絲錐鉆削刀具粗鏜刀精鏜刀鏜削刀具數(shù)控加工對對刀具的要要求1．刀具材材料應(yīng)具有有高的可靠靠性2．刀具材材料應(yīng)具有有高的耐熱熱性、抗熱熱沖擊性和和高溫力學(xué)學(xué)性能3．?dāng)?shù)控刀刀具應(yīng)具有有高的精度度4．?dāng)?shù)控刀刀具應(yīng)能實(shí)實(shí)現(xiàn)快速更更換5．?dāng)?shù)控刀刀具應(yīng)系列列化、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化和通用用化6．?dāng)?shù)控刀刀具大量采采用機(jī)夾可可轉(zhuǎn)位刀具具7．?dāng)?shù)控刀刀具大量采采用多功能能復(fù)合刀具具及專用刀刀具8．?dāng)?shù)控刀刀具應(yīng)能可可靠地?cái)嘈夹蓟蚓硇?．?dāng)?shù)控刀刀具材料應(yīng)應(yīng)能適應(yīng)難難加工材料料和新型材材料加工的的需要刀具材料應(yīng)應(yīng)具備基本本性能硬度和耐磨磨性強(qiáng)度和韌性性耐熱性工藝性能和和經(jīng)濟(jì)性切削刀具材材料的硬度度和韌性1923年發(fā)明的硬硬質(zhì)合金(WC-Co)，其后因添添加了TiC、TaC而改善了耐耐磨性，1969年開發(fā)了CVD技術(shù)，使涂涂層硬質(zhì)合合金快速普普及。自1974年起，開發(fā)發(fā)了TiC-TiN系金屬陶瓷瓷YG類硬質(zhì)質(zhì)合金中添添加適量的的一般為0.5%3%左右tac碳化化鉭或nbc碳化鈮鈮可提高其其硬度和耐耐磨性tic是一一種陶瓷復(fù)復(fù)合材料的的增強(qiáng)體.適量添加加可使材料料的韌性提提高高速鋼刀具具高速鋼(HSS)刀具過去曾曾經(jīng)是切削削工具的主主流，隨著著數(shù)控機(jī)床床等現(xiàn)代制制造設(shè)備的的廣泛應(yīng)用用，大力開開發(fā)了各種種涂層和不不涂層的高高性能、高高效率的高高速鋼刀具具，高速鋼鋼憑藉其在在強(qiáng)度、韌韌性、熱硬硬性及工藝藝性等方面面優(yōu)良的綜綜合性能，，在切削某某些難加工工材料以及及在復(fù)雜刀刀具，特別別是切齒刀刀具、拉刀刀和立銑刀刀中仍有較較大的比重重。但經(jīng)過過市場探索索一些高端端產(chǎn)品逐步步已被硬質(zhì)質(zhì)合金工具具代替。硬質(zhì)合金刀刀具普通硬質(zhì)合金新型硬質(zhì)合金超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金金屬陶瓷粒徑在1μμm以下，，這種材料料具有硬度高、韌韌性好、切切削力可靠靠性高等優(yōu)異性性能保持了普通通硬質(zhì)合金金機(jī)體的強(qiáng)強(qiáng)度和韌性，又又使表面有有很高的硬硬度和耐磨性TiC(N)基硬質(zhì)合金金，其性能能介于陶瓷和硬質(zhì)質(zhì)合金之間間新型硬質(zhì)合合金刀具加工實(shí)實(shí)例新型硬質(zhì)合合金刀具加工實(shí)實(shí)例加工切削參參數(shù)陶瓷刀具不僅能對高高硬度材料料進(jìn)行粗、、精加工，，也可進(jìn)行行銑削、刨刨削、斷續(xù)續(xù)切削和毛毛坯拔荒粗粗車等沖擊擊力很大的的加工；可加工傳統(tǒng)統(tǒng)刀具難以以加工或根根本不能加加工的高硬硬材料；刀具耐用度度比傳統(tǒng)刀刀具高幾倍倍甚至幾十十倍，減少少了加工中中的換刀次次數(shù)；可進(jìn)行高速速切削或?qū)崒?shí)現(xiàn)“以車車、銑代磨磨”，切削削效率比傳傳統(tǒng)刀具高高3-10倍。超硬刀具是指比陶瓷瓷材料更硬硬的刀具材材料。包括括：單晶金金剛石、聚聚晶金剛石石(PCD)、聚晶立方方氮化硼(PCBN)和CVD金剛石等。。超硬刀具具主要是以以金剛石和和立方氮化化硼為材料料制作的刀刀具，其中中以人造金金剛石復(fù)合合片(PCD)刀具及立方方氮化硼復(fù)復(fù)合片(PCBN)刀具占主導(dǎo)導(dǎo)地位。許許多切削加加工概念，，如綠色加加工、以車車代磨、以以銑代磨、、硬態(tài)加工工、高速切切削、干式式切削等都都因超硬刀刀具的應(yīng)用用而起，故故超硬刀具具已成為切切削加工中中不可缺少少的重要手手段。超硬刀具加工實(shí)例硬質(zhì)合金的的分類和標(biāo)標(biāo)志藍(lán)色，用于于未淬硬的一一般鋼類材料黃色，用于加工不銹鋼類材料切削刀具用用硬質(zhì)合金金根據(jù)國際際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類，把所所有牌號分分成用顏色標(biāo)標(biāo)志的六大大類，分別別用P、M、K、N、S、、H表示紅色，用于于加工鑄鐵類材料淺綠色，用用于加工有色金屬類材料茶色，用于于難加工類（（鈦合金等等）材料灰色，用于于加工淬硬類（HRC45）材料刀片代號的的表示方法法標(biāo)記示例TNMG160408TN-TM⑨切屑方向?yàn)闉橛仪孝嘀髑邢魅腥行螤睥叩都鈭A角角半徑⑥刀片厚度度⑤刀片切屑屑刃長④刀片槽，，孔代號③刀片偏差等等級②刀片后角①刀片形狀⑩斷削槽代代號（各品品牌此代號號有所不同同）普通刀片普通刀片具具有單一的的刀尖半徑徑，它可在在0.1––2.4mm之間變化化，并且表表面質(zhì)量與與所用進(jìn)給給直接相關(guān)關(guān)。刀尖半徑––表面面質(zhì)量和進(jìn)進(jìn)給在車削加工工中，加工工出來的表表面質(zhì)量直直接受到刀刀尖半徑和和進(jìn)給率組組合的影響響。修光刃刀片片修光刃)刀刀片具有經(jīng)經(jīng)過改進(jìn)的的刀尖，其其刀尖半徑徑大約由3到9個(gè)不不同半徑組組成。這將將增加刀片片接觸長度度并對進(jìn)給給率或表面面質(zhì)量產(chǎn)生生積極影響響。刀尖圓弧半半徑對刀尖的強(qiáng)強(qiáng)度及加工表面面粗糙度影響很很大，一一般適宜值值選進(jìn)給量的2～3倍。切屑形狀和和刀片槽形形選擇斷屑切屑控制是是車削中的的一個(gè)關(guān)鍵鍵因素，有有三種主要要的斷屑方方法可供選選擇：影響斷屑的的因素為：：?刀片槽槽形?刀尖半半徑，re?主偏角角，kr?切削深深度，ap?進(jìn)給，，fn?切削速速度，vc?材料刀片槽形車削槽形可可分為三種種基本型，，優(yōu)化用于于精加工、、半精加工工和粗加工工工序。每每一種槽形形的斷屑范范圍可以通通過進(jìn)給和和切削深度度在圖表中中定義。粗加工––R大切深和高高進(jìn)給率的的組合。要求最高切切削刃安全全性的工序序。半精加工––M半精加工到到輕型粗加加工工序。。各種切削深深度和進(jìn)給給率的組合合。精加工––F小切深和低低進(jìn)給時(shí)的的工序。要求低切削削力的工序序。。排屑高效的排屑屑可避免切切屑劃傷已已車削表面面，并防止止切屑在第第二次切削削之前卡滯滯。

另外外，還必須須消除切屑屑對零件操操縱的干擾擾。

改變變刀具路徑徑能使排屑屑方向完全全相反，因因而可以解解決問題。。安裝在工件件下方的““倒置”刀刀具有利于于排屑遠(yuǎn)離離車削表面面。刀具路徑方方向進(jìn)入圓角在車削進(jìn)入入圓角時(shí)，，使用93°至95°主偏角角的刀具。。在到達(dá)圓角角時(shí)，刀片片切削刃和和工件之間間的接觸長長度將變長長，并會導(dǎo)致斷斷屑問題。。為避免長長切屑問題題，改變刀刀具路徑并并從周邊進(jìn)刀刀。參見圖圖示。車端面從工件周邊邊向中心進(jìn)進(jìn)刀。隨著車削刀刀具向中心心進(jìn)刀，切切削速度將將會降低并并在零件的中心變?yōu)闉榱?。由于于徑向切削削力，材料料將在刀片片切斷它之前斷裂。。這種飛邊邊的情況總總是存在的的，但可通通過調(diào)整刀片槽形和和進(jìn)給將其其盡可能減減少。刀片的夾緊緊方式各種夾緊方方式是為適用于不同同的應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)的的。為了幫助您選擇擇具體工序的最佳刀刀具，按照適合性對對它們分類，適合性性有1-3個(gè)等級，3為最佳選擇。山特維克可可樂滿車刀刀的夾緊方方式選擇刀片形狀的的選擇正型（前角角）刀片：：對于內(nèi)輪廓廓加工，小小型機(jī)床加工工，工藝系系統(tǒng)剛性較差差和工件結(jié)結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先先選擇正型刀刀片。負(fù)型（前角角）刀片：：對于外圓加加工，金屬屬切除率高和和加工條件件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)優(yōu)先選擇負(fù)負(fù)型刀片。斷屑槽的參數(shù)直接影響到切切削的卷曲和折斷斷，目前刀片的斷斷屑槽形式較多，，各種斷屑槽刀片片的使用情況不盡盡相同，選用時(shí)一般般參照具體的產(chǎn)品品樣本MITSUBISHI推薦的的適用于加加工工鋼鋼材材的的斷斷屑屑槽槽形形選擇擇不不同同次次數(shù)數(shù)的的影影響響如如下下:效率率：穩(wěn)定定性性：功功率率和和扭扭矩矩消消耗耗隨隨齒齒數(shù)數(shù)增增加加而而增增加加降降低低切切削削力力=降降低低振振動(dòng)動(dòng)排屑屑：齒齒數(shù)數(shù)越越密密，，排排屑屑槽槽越越小小，，那那么么排排屑屑越越困困難難齒數(shù)數(shù)對對加加工工的的影影響響切屑屑的的成成形形銑銑刀刀位位置置推薦薦使使用用順順銑銑，，因因?yàn)闉轫橅樸娿姴挪拍苣鼙１ＷC證切切削削由由““厚厚””到到薄薄出刀刀時(shí)時(shí)的的厚厚切切屑屑會會降降低低刀刀片片壽壽命命，，并并大大大大降降低低生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率切屑屑的的成成形形銑刀刀位位置置零件件有有槽槽或或孔孔時(shí)時(shí)，，給給加加工工帶帶來來不不穩(wěn)穩(wěn)定定因因素素重設(shè)設(shè)刀刀具具位位置置，，通通過過編編程程使使出出刀刀時(shí)時(shí)切切屑屑薄薄出出銑刀刀位位置置走刀刀路路線線+切切削削速速度度控控制制-ve+高高速速銑銑加加工工+高高進(jìn)進(jìn)給給+高高效效率率+刀刀片片壽壽命命+安安全全–刀刀片片中中心心負(fù)負(fù)荷荷大大–減減小小進(jìn)進(jìn)給給–減減小小刀刀具具壽壽命命–機(jī)機(jī)械械撞撞刀刀–形形狀狀誤誤差差–更更長長的的程程序序和和加加工工時(shí)時(shí)間間走刀刀路路線線走刀刀路路線線走刀刀路路線線不同同主主偏偏角角銑銑刀刀的的切切削削力力不不同同薄壁壁零零件件裝夾夾不不牢牢固固的的替替零零件件需要要形形成成90°角角的的零零件件一般般加加工工的的首首選選長懸懸深深減減小小振振動(dòng)動(dòng)切屑屑薄薄，，能能提提高高效效率率多個(gè)個(gè)刃刃口口最最強(qiáng)強(qiáng)壯壯一般般加加工工切屑屑很很薄薄，，加加工工耐耐熱熱合合金金的的首首選選銑削削公公式式銑削削公公式式銑削削計(jì)計(jì)算算面銑銑刀刀直直徑徑80mm,6個(gè)個(gè)刀刀片片刃刃口口，，若若刀刀片片的的切切削削速速為為150m/min,問問主主軸軸的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速是是多多少少？？如如果果每每齒齒進(jìn)進(jìn)刀刀量量為為fz=0.2mm/z,問問機(jī)機(jī)床床的的工工作作臺臺進(jìn)進(jìn)刀刀量量是是多多少少？？如何何降降低低銑銑削削抗抗力力1。。刀刀桿桿懸懸伸伸過過長長推推薦薦小小主主偏偏角角面面銑銑刀刀，，工工件件壁壁薄薄采采用用90度度面面銑銑刀刀；；2。。使使用用正正前前角角銑銑刀刀盤盤和和刀刀片片3。。當(dāng)當(dāng)銑銑削削深深度度淺淺時(shí)時(shí)使使用用小小刀刀尖尖角角刀刀片片4。。使使用用物物理理涂涂層層刀刀片片或或非非涂涂層層刀刀片片5。。降降低低切切削削速速度度提提高高每每齒齒走走刀刀量量面銑銑刀刀切切削削刃刃各角角度度的的功功能能基本本刃刃形形前角角的的正正負(fù)負(fù)基本本刃刃形形的的組組合合45°°面面銑銑刀刀為一一般般加加工工首首選選，，背背向向力力大大，，約等等于于進(jìn)進(jìn)給給力力。。加加工工薄薄壁壁零零件件時(shí)，，工工件件會會發(fā)發(fā)生生撓撓曲曲，，導(dǎo)導(dǎo)致致加加工精精度度下下降降。。切切削削鑄鑄鐵鐵時(shí)時(shí)，，有有利于于防防止止工工件件邊邊緣緣產(chǎn)產(chǎn)生生崩崩落落90°°面面銑銑刀刀適用用于于薄薄壁壁零零件件、、裝裝夾夾較較差的的零零件件和和要要求求準(zhǔn)準(zhǔn)確確90°°成形形場場合合，，進(jìn)進(jìn)給給力力等等于于切切削力力，，進(jìn)進(jìn)給給抗抗力力大大，，易易振振動(dòng)，，要要求求機(jī)機(jī)床床具具有有較較大大功功率和和剛剛性性方肩肩銑銑刀刀銑削削開開放放或或封封閉閉的槽槽、、面面或或孔孔時(shí)時(shí)均有有上上佳佳表表現(xiàn)現(xiàn)各種種高高效效銑銑削削方方法法多功功能能圓圓刀刀片片銑銑刀刀刀片片可可多多次次轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位位，，切切削削刃刃強(qiáng)強(qiáng)度高高，，切切削削刃刃強(qiáng)強(qiáng)度度高高；；隨隨切切深不不同同，，其其主主偏偏角角和和切切屑屑負(fù)負(fù)載均均會會變變化化，，切切屑屑很很薄薄，，最最適合合加加工工耐耐熱熱合合金金球頭頭立立銑銑刀刀通用用性性：：仿形形銑銑和曲曲面面銑銑，，以以坡坡走銑銑或或螺螺旋旋插插補(bǔ)補(bǔ)銑加加工工型型腔腔適適用用于高高速速加加工工各種種整整體體硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金銑銑刀刀螺紋紋銑銑刀刀分分類類螺紋紋銑銑刀刀螺紋紋銑銑削削的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：螺紋紋銑銑削削免免去去了了采采用用大大量量不不同同類類型型絲絲錐錐的必必要要性性；；加工工具具有有相相同同螺螺距距的的任任意意螺螺紋紋直直徑徑；；加工工始始終終產(chǎn)產(chǎn)生生的的是是短短切切屑屑，，因因此此不不存存在在切屑屑處處置置方方面面的的問問題題；；刀具具破破損損的的部部分分可可以以很很容容易易地地從從零零件件中中去除除；；不受受加加工工材材料料限限制制，，那那些些無無法法用用傳傳統(tǒng)統(tǒng)方方法加加工工的的材材料料可可以以用用螺螺紋紋銑銑刀刀進(jìn)進(jìn)行行加加工工；；采用用螺螺紋紋銑銑刀刀，，可可以以按按所所需需公公差差要要求求加加工工，，螺紋紋尺尺寸寸是是由由加加工工循循環(huán)環(huán)控控制制的的；；與傳傳統(tǒng)統(tǒng)HSS(高高速速鋼鋼)攻攻絲絲相相比比，，采采用用硬硬質(zhì)質(zhì)合金金螺螺紋紋銑銑削削可可以以提提高高生生產(chǎn)產(chǎn)率率螺紋紋銑銑刀刀分分類類圓柱柱螺螺紋紋銑銑刀刀：：它的的螺螺紋紋切切削削刃刃與與絲絲錐錐不不同同，，刀刀具上上無無螺螺旋旋升升程程，，加加工工中中的的螺螺旋旋升程程靠靠機(jī)機(jī)床床運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)；；該刀刀具具既既可可加加工工右右旋旋螺螺紋紋，，也也可可加工左旋螺紋紋；適用于鋼、鑄鑄鐵和有色金金屬材料的中小直徑螺螺紋銑削，切切削平穩(wěn)，耐用度高。缺缺點(diǎn)是刀具制制造成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜，價(jià)格昂昂貴機(jī)夾螺紋銑刀刀：適用于較大直直徑(如D>25mm)的內(nèi)、外螺紋加工；刀片易于制造造，價(jià)格較低低，有的螺紋紋刀片可雙面切切削；抗沖擊性能較較整體螺紋銑銑刀稍差絲錐的選擇：：工件材料的可可加工性是攻攻螺紋難易的關(guān)鍵，，對于高強(qiáng)度度的工件材料，絲錐的的前角和下凹凹量（前面的下凹程度度）通常較小小，以增加切削刃強(qiáng)度度。下凹量較較大的絲錐則用在切削削扭矩較大的的場合，長屑材料需較較大的前角和和下凹量，以便卷屑和斷斷屑；加工較硬的工工件材料需要要較大的后角，以減減小磨擦和便便于冷卻液到達(dá)切削刃刃，加工軟材材料時(shí)，太大的后角會會導(dǎo)致螺孔擴(kuò)擴(kuò)大；螺旋槽絲錐主主要用于盲孔孔的螺紋加工。加工工硬度、強(qiáng)度度高的工件材料，所用用的螺旋槽絲絲錐螺旋角較小，這可可改善其結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度絲錐攻螺紋是在數(shù)控銑床床和加工中心上上加工小螺紋孔最常用用的方法數(shù)控車床工具系統(tǒng)鏜銑類整體式式工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)是針對數(shù)控機(jī)床要求與之之配套的刀具必須可快快換和高效切削而發(fā)展展起來的，是刀具與機(jī)床床的接口。工具系統(tǒng)分類類鏜式銑工類具模系塊統(tǒng)模塊式刀柄通過將基本刀刀柄、接桿和和加長桿（如需需要）進(jìn)行組組合，可以用用很少的組件組組裝成非常多多種類的刀柄柄。整體式刀柄用于刀具裝配配中裝夾不改改變