第七章 数控刀具 切削刀具由传统的机器东西完成了向高科技产物的奔腾,刀具切削机能明显进步。 切削刀具从低值易耗品过渡到片面进入“三高一专(高服从、高精度、高牢靠性和公用化)”的数控刀具时期,完成了向高科技产物的奔腾,成为当代数控加工手艺的枢纽手艺; 与当代科学的开展严密相连,是使用质料科学、制作科学、信息科学等范畴的高科技功效的结晶。 数控刀具特性 有很高的切削服从 有高的精度和反复定位精度 有很高的牢靠性和耐费用 刀具尺寸的预和谐快速换刀 有比力完美的工详细系 刀具办理体系 刀具在线监控及尺寸抵偿体系 切削用刀具质料应具有的机能 CVD涂层模 PVD涂层高速钢齿轮滚刀、铣刀、钻头 PCVD涂层刀具 PVD涂层模具 车削类工详细系(团体式) 考虑题 7-1、数控刀具有何特性? 7-2、数控刀具工详细系有几品种型?各有何特性? 扭转刀具的挑选 方肩铣刀 铣削开放或封锁 的槽、面或孔时 均有上佳表示 扭转刀具的挑选 各类高效铣削办法 扭转刀具的挑选 多功用圆刀片铣刀 刀片可屡次转位,切削 刃强度高,切削刃强度 高;随切深差别,其主 偏角和切屑负载均会变 化,切屑很薄,最合适 加工耐热合金 扭转刀具的挑选 球头立铣刀 通用性:仿形铣 和曲面铣,以坡 走铣或螺旋插补 铣加工型腔合用 于高速加工 扭转刀具的挑选 各类团体硬质合金铣刀 罗纹铣削的长处: 免除了接纳大批差别范例丝锥的须要性; 加东西有不异螺距的随便罗纹直径; 加工一直发生的是短切屑; 刀具破坏部门可从零件中去除; 不受加工质料限定; 罗纹尺寸是由加工轮回掌握的; 与传统高速钢攻丝比拟,接纳硬质合金 罗纹铣削能够进步消费率 扭转刀具的挑选 罗纹铣刀分类 罗纹铣刀 扭转刀具的挑选 罗纹铣刀分类 圆柱罗纹铣刀: 刀具上无螺旋升程,加工中的螺 旋升程靠机床活动完成; 既可加工右旋罗纹,也可加工左 旋罗纹; 合用于钢、铸铁和有色金属质料 的中小直径罗纹铣削,切削安稳, 耐费用高。缺陷是刀具制作本钱 较高,构造庞大,价钱高贵 机夹罗纹铣刀: 合用于较大直径(如D

  25mm)的内、外 罗纹加工; 刀片易于制作,价钱较低,有的罗纹 刀片可双面切削; 抗打击机能较团体罗纹铣刀稍差 扭转刀具的挑选 丝锥的挑选: 工件质料的可加工性是攻罗纹 难易的枢纽,关于高强度的工件 质料,丝锥的前角和下凹量凡是 较小,以增长切削刃强度。下凹 量较大的丝锥用在切削扭矩较 大场所,长屑质料需较大前 角和下凹量,以便卷屑和断屑; 加工较硬的工件质料需求较大 的后角,以减小摩擦和便于冷却 液抵达切削刃,加工软质料时, 后角太大会招致螺孔扩展; 螺旋槽丝锥次要用于盲孔的螺 纹加工。加工硬度、强度高的工 件质料,所用的螺旋槽丝锥螺旋 角较小,这可改进其构造强度。 丝锥 攻罗纹是在数控铣床 和加工中间上加工小 罗纹孔最经常使用的办法 因为在数控机床上要加工多种工件,并完成工件上多道工序的加工,因而需求利用的刀具种类、规格和数目较多。 为削减刀具的种类规格,有须要开展柔性制作体系和加工中间利用的工详细系。 第四节 数控刀具的工详细系 数控刀具工详细系 团体式工详细系构成 今朝我国的加工中间接纳TSG团体式工详细系,其柄部有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种,共包罗16种差别用处的刀柄。 数控刀具工详细系 铣镗类工详细系(模块式) 模块式工详细系构成 数控刀具工详细系 TMG21工详细系 铣镗类工详细系(模块式) 数控刀具工详细系 数控车床 工详细系 镗铣类团体式工详细系 工详细系是针对数控 机床请求与之配套的 刀具必需可快换和高 效切削而开展起来的, 是刀具与机床的接口。 工详细系分类 镗式 铣工 类具 模系 块统 模块式刀柄经由过程将根本刀柄、接杆和 加长杆(如需求)停止组合,能够用 很少的组件组装成十分多品种的刀柄。 团体式刀柄用于刀具装配中装夹不改 变,或不宜利用模块式刀柄的场所。 数控刀具工详细系 3 2 1 75 - XS16 - JT(BT)40 工详细系型号暗示办法 1.柄部型式及尺寸 JT:暗示接纳国际尺度ISO7388号 加工中间机床用锥柄柄部; BT:暗示接纳日本尺度MAS403号 加工中间机床用锥柄柄部;厥后数 字为响应的ISO锥度号:如?50和40 别离代表大端直径69.85和44.45的 7:24锥度。 2.刀柄用处及主参数 XD –装三面铣刀刀柄?? MW --无扁尾氏锥柄刀柄 XS –装三面刃铣刀刀柄 M – 有扁尾氏锥柄刀柄 Z(J)--装钻夹头刀柄 XP – 装削平柄铣刀刀柄 用处后的数字暗示东西的事情特 性,其寄义随东西差别而异。 数控刀具工详细系 经常使用刀柄 面铣刀刀柄 团体钻夹头刀柄 数控刀具工详细系 经常使用刀柄 镗刀柄 数控刀具工详细系 经常使用刀柄 莫式锥度刀柄 快换式丝锥刀柄 钻夹头刀柄 数控刀具工详细系 经常使用刀柄 ER弹簧夹头刀柄 ER弹簧夹头 侧压式立铣刀柄 数控刀具工详细系 ISO 7388及DIN 69871 的A型拉钉 ISO 7388及DIN 69871 的B型拉钉 MAS BT的拉钉 拉钉是带罗纹的零件,常牢固 在各类东西柄的尾端。机床主 轴内的拉紧机构借助它把刀柄 拉紧在主轴中。 数控机床刀柄有差别的尺度, 机床刀柄拉紧机构也差别一, 故拉钉有多种型号和规格 拉钉的挑选: 按照数控机床仿单挑选; 对机床自带的拉钉停止丈量 厥后肯定 留意: 假如拉钉挑选不妥,装在刀 柄上利用能够会形成变乱。 拉钉的品种及挑选 数控刀具工详细系 数控刀具的质料 陶瓷刀具 不只能对高硬度质料停止粗、精加工,也可停止铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等打击力很大的加工; 可加工传统刀具难以加工或底子不克不及加工的高硬质料; 刀具耐费用比传统刀具高几倍以至几十倍,削减了加工中的换刀次数; 可停止高速切削或完成“以车、铣代磨”,切削服从比传统刀具高3-10倍。 数控刀具的质料 超硬刀具 是指比陶瓷质料更硬的刀具质料。包罗:单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。超硬刀具次要是以金刚石和立方氮化硼为质料建造的刀具,此中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导职位。很多切削加工观点,如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的使用而起,故超硬刀具已成为切削加工中不成短少的主要手腕。 超硬刀具 加工实例 超硬刀具 加工实例 数控刀具的质料 加工模具示企图 高速加工切削参数 50.3 0.02 2000 20000 R1X8 (CBN) 60X60X50 (HRC60) 加工工夫 (min) 背吃刀量 (mm) 进给速率 (mm/min) 主轴转速 (r/min) 利用刀具 毛坯尺寸 和质料 硬质合金的分类和标记 P类 数控刀具的质料 蓝色(包罗P01-P50),系高合金化的硬质合金牌 号。这类合金次要用于加工长切屑的玄色金属 M类,(包罗M10-M40),系中合化的硬质 合金商标。这类合金为通用型,适于加工长切屑 或短切屑的玄色金属及有色金属 切削刀具用硬质合金按照国际 尺度ISO分类,把一切商标分 成用色彩标记的三大类,别离 用P、M、K暗示 M类 K类 白色(包罗K10-K40),系纯真WC的硬质合金 商标。次要用于加工短切屑的玄色金属、有色金 属及非金属质料 数控刀具的质料 教室会商 按照国际尺度ISO分类的硬质合金商标P、M、K ,别离相称于我国国度尺度的哪一类硬质合金? 在金属切削刀具范畴,本钱已不再是简朴的购置刀具的用度,一方面,接纳甚么样的刀具会影响到产物工艺、机床的选型和设置、消费服从、产物格量等,因此遭到愈来愈多的正视;另外一方面,便宜刀具能否划算?人力物力的投入同样成为企业思索的成绩。企业内部的本钱核算促进了消费历程的专业化效劳。因而,对普通机器加工企业来讲,刀具的设置,更多的是怎样选、怎样用,而不是在怎样设想与制作上。 数控刀具公道选用 第三节 数控刀具公道选用 数控刀具公道选用 可转位车刀的选用 刀片的夹紧方法 各类夹紧方法是为 合用于差别的使用 范畴设想的。挑选 详细工序的最好刀 具,根据合适性对 它们分类,AG最新地址合适性 有1-3个品级,3为 最好挑选。 山特维克可乐满车刀的夹紧方法挑选 可转位车刀的选用 正型(前角)刀片: 关于内表面加工,小 型机床加工,工艺系 统刚性较差和工件结 构外形较庞大应优先 挑选正型刀片。 负型(前角)刀片: 关于外圆加工,金属 切除率高和加工前提 较差时应优先挑选负 型刀片。 刀片外形的挑选 可转位车刀的选用 刀片外形的挑选 按照加工表面 挑选刀片外形 普通外圆车削经常使用80° 凸三角形、四方形和 80 °菱形刀片;仿形 加工经常使用55 °、35 ° 菱形和圆形刀片; 在机床刚性、功率允 许的前提下,大余量、 粗加工应挑选刀尖角 较大的刀片,反之选 择刀尖角较小的刀片。 刀具前角的感化 切削硬质料 需切削刃强度大,以顺应断续切削、切削含黑皮外表层的加工前提 大负前角用于 切削软质质料 易切削质料 被加工质料及机床刚性差时 大正前角用于 前角对切 削力、切 屑排挤、 切削、刀 具耐费用 影响都很 大 正前角大,切削刃尖利 前角每增长1°,切削功率削减1% 正前角大,刀刃强度降落;负前角过大,切削力增长 前角的影响 刀具后角的感化 后角大,后刀面磨损小 后角大,刀尖强度降落 后角的影响 切削硬质料 需切削刃强度高时 小后角用于 切削软质料 切削易加工软化的质料 大后角用于 主偏角的感化 进给量不异时,余偏角大,刀片与切屑打仗长度增长,切削厚度变薄,切削力分离长刀刃上,刀具耐费用进步 主偏角小,分力a’也随之增长,加工颀长轴时,易发作挠曲 主偏角小,切屑处力机能变差 主偏角小,切削厚度变薄,切削宽度增长,切屑难以碎断 主偏角的影响 切深小的精加工 切削细而长的工件 机床刚性差时 大主偏角用于 工件硬度高,切削温度大时 大直径零件的粗加工 机床刚性高时 小主偏角用于 余偏角即是 90°减主偏 角,其感化 是和缓打击 力,对进给 力,背向力, 切削厚度都 有影响 副偏角的感化 副偏角具有削减 已加工外表与刀 具磨擦的功用。 通常是5°~15° 副偏角小,切削刃强度增长,但刀尖易发烧 副偏角小,背向力增长,切削时易发生振动 粗加工时副偏角宜小些 ;而精加工时副偏角则宜大些 副偏角的影响 刃倾角的感化 刃倾角为负时,切屑流向工件;为正时,反向排挤 刃倾角为负时,切削刃强度增大,但切削背向力也增长,易发生振动 刃倾角的影响 刃倾角是前刀面 倾斜的角度。重 切削时,切削开 始点的刀尖上要 接受很大的打击 力,为避免刀尖 受此力而发作脆 性毁伤,故需有 刃倾角。保举车 削时为3°~5°; 铣削时10°~15° 刀尖圆弧半径的感化 刀尖圆弧半径大,外表粗拙度降落 刀尖圆弧半径大,刀刃强度增长 刀尖圆弧半径过大,切削力增长,易发生振动 刀尖圆弧半径大,刀具前、前面磨损减小 刀尖圆弧半径过大,切屑处置机能恶化 刀尖圆弧半径的影响 切深削的精加工 颀长轴加工 机床刚性差时 刀尖圆弧小用于 需求刀刃强度高的黑皮切削,断续切削 大直径工件的粗加工 机床刚性好时 刀尖圆弧大用于 刀尖圆弧半径 对刀尖的强度 及加工外表粗 糙度影响很大, 普通相宜值选 进给量的2~3 倍 可转位车刀的选用 不等棱边刀刃不只刀刃尖利且强度也好 持续或持续加工均合适 ??????????????? HX 重切削 猛进给粗加工 断续、黑皮切削 两面均有断屑槽 ???????????????????? GH 准重切削 合用于仿形向上切削加工 正角刀棱尖利 ?????????????????????? MV 中切削 合适用于小切深,猛进给 大的前角刃口尖利 ???????????????????? SH 轻切削 精加工公用断屑槽 ???????????????????? FH 精加工切削 特 点 断屑槽 外形 代号 切削范畴 断屑槽的参数直 接影响到切削的 卷曲和折断,目 前刀片的断屑槽 情势较多,各类 断屑槽刀片的使 用状况不尽不异, 选用时普通参照 详细的产物样本 MITSUBISHI保举的合用 于加工钢材的断屑槽形 可转位铣刀 的选用特性 可转位铣 刀的选用 范例的挑选 可转位面铣刀、立铣刀、槽铣刀、公用铣刀等 可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副 偏角、刃倾角等。为满意差别的加工需求,有 多种角度组合型式 刀片商标和断 屑槽形的挑选 可转位铣刀直径的选用次要取决于装备的规格 和工件的加工尺寸 为满意差别用户的需求,同不断径的可转位铣刀 普通有粗齿、中齿、密齿三品种型 齿数的挑选 角度的挑选 直径的挑选 公道挑选刀片硬质合金商标的次要根据是被加工 质料的机能和硬质合金的机能。用于铣削的刀片 槽形普通有轻型、中型和重型 扭转刀具的挑选 可转位铣刀范例的挑选 可转位铣 刀的范例 可转位面铣刀:次要用于加工较大平面挑选,次要有 平面粗铣刀、平面精铣刀、平面粗精复合铣刀三种 可转位槽铣刀:次要有三面刃铣刀、两面刃铣刀、精切槽铣刀 扭转刀具的挑选 可转位立铣刀:次要用于加工凸台、凹槽、小平面、 曲面等。次要有立铣刀、孔槽铣刀、球头立铣刀、R 立铣刀、T型槽铣刀、倒角铣刀、螺旋立铣刀、套式 螺旋立铣刀等 可转位公用铣刀:用于加工某些特定零件,其型式和尺 寸取决于所用机床和零件的加工请求 可转位铣刀齿数(齿距)的挑选 可转位铣 刀的齿数 粗齿铣刀:大余量粗加工、软质料、切削宽 度较大、机床功率较小 中齿铣刀:通用系列,利用范畴普遍,具有较 高的金属切除率和切削不变性 密齿铣刀:用于铸铁、铝合金和有色金属的大 进给速率切削加工 扭转刀具的挑选 不服分齿距铣刀:避免工艺体系呈现共振,使 切削安稳 ,在铸钢、铸铁件的大余量粗加工 中倡议优先选用不服分齿距的铣刀 可转位铣刀角度的挑选 可转位铣 刀的角度 主偏角:可转位铣刀的主偏角有90°、88°、 75°、70°、60°、45°等几种 前角:铣刀的前角可合成为径向前角和轴 向前角。经常使用的前角组合情势以下:双负 前角、双正前角、正负前角(轴向正前角、 径向负前角)三种 扭转刀具的挑选 各类角度中最次要的是主偏角和前角 (制作厂的产物样本中对刀具的主偏角 和前角普通都有明白阐明) 铣刀角度 的功用 扭转刀具的挑选 可转位铣刀 直径的挑选 立铣刀直径挑选:次要 思索工件加工尺寸请求, 并包管刀具所需功率在机床 额定功率范畴之内。小 直径立铣刀,次要思索 机床最高转速可否到达刀 具的最低切削速率请求 面铣刀直径挑选:次要是根 据工件宽度挑选,同时要思索机 床的功率、刀具的地位和刀齿与 工件打仗情势等,也可将机床主 轴直径作为拔取的根据,面铣刀 直径D=1.5d(d为主轴直径) 面铣刀的直径应比 切广大20%~50% 两次走刀铣削平面,轨迹之间须有堆叠部门 刀片商标和断 屑槽形的挑选 可转位铣刀 刀片商标和 断屑槽形 普通用户选用可 转位铣刀时,均 由刀具制作厂根 据用户加工的材 料及加工前提配 备响应商标的硬 质合金刀片 P类合金(含金属陶瓷):P01P05 P10P15P20P25P30P40P50 M类合金:M10M20M30M40 K类合金:K01 K10K20K30K40 断屑槽形的挑选 扭转刀具的挑选 扭转刀具的挑选 面铣刀切削刃 各角度的功用 扭转刀具的挑选 根本刃形 前角的正负 根本刃形的组合 扭转刀具的挑选 45°面铣刀 为普通加工首选,背向力大, 约即是进给力。加工薄壁零件 时,工件会发作挠曲,招致加 工精度降落。切削铸铁时,有 利于避免工件边沿发生崩落 90°面铣刀 合用于薄壁零件、装夹较 差的零件和请求精确90 ° 成形场所,进给力即是切 削力,进给抗力大,易振 动,请求机床具有较大功 率和刚性 扭转刀具的挑选 * * 提 要 本章引见数控刀具的根本特性,数控刀具质料和范例,数控刀具公道选用,可转位车刀和扭转刀具的选用,数控工详细系。 学时:2学时。 第七章 数控刀具 目 标 把握数控刀具的根本特性 第七章 数控刀具 把握数控刀具质料和范例 把握数控刀具的公道选用 理解数控工详细系的构造和事情道理 建 议 接纳多媒体讲授和寓目录象等办法,加强门生对数控刀具的理性熟悉,经由过程实例解说数控刀具,进步讲授结果。 第七章 数控刀具 数控刀具的范例与特性 第一节 数控刀具的根本特性 数控刀具的范例与特性 数控刀具的根本特性 数控加工刀具必需顺应数控机床高速、高效和主动化水平高的特性,普通应包罗通用刀具、通用毗连刀柄及大批公用刀柄。刀柄要连接刀具并装在机床动力头上,因而已逐步尺度化和系列化。数控刀具的分类有多种办法。 数控刀具的范例与特性 可转位单刃微调镗刀 可转位双刃镗刀 根据刀具构造分: 团体式:钻头、立铣刀等 镶嵌式:包罗刀片接纳焊接和机夹式 特别情势:复合式、减振式等 机夹可转位刀具获得普遍使用,数目上已到达全部数控刀具的30%- 40%,金属切除率占总数的80%-90%。 数控刀具的范例与特性 根据切削工艺分: 车削刀具:外圆、内孔、罗纹、成形车刀等 铣削刀具:面铣刀、立铣刀、罗纹铣刀等 数控刀具的范例与特性 钻削刀具:钻头、铰刀、丝锥等 镗削刀具:粗镗刀、精镗刀等 外圆车刀 内孔车刀 罗纹车刀 数控刀具的范例与特性 经常使用车刀 挑选公道的刀具 立铣刀 球头刀 环形铣刀 端铣刀 径向铣刀 倒角铣刀 槽铣刀 罗纹铣刀 锥铣刀 棒铣刀 麻花钻 铰刀 镗刀 右旋丝锥 左旋丝锥 中间钻 点钻 中间镗 沉头铣刀 用户界说 各类数控加工刀具 面铣刀 方肩 铣刀 仿形 铣刀 三面刃和 罗纹铣刀 团体硬质 合金铣刀 数控刀具的范例与特性 经常使用铣刀 铰刀 钻头 丝锥 数控刀具的范例与特性 钻削刀具 粗镗刀 精镗刀 数控刀具的范例与特性 镗削刀具 第二节 数控刀具质料 刃口尖利,外表质量好,细小切削能够 锋刃性优良 刀具制作的高消费率,重磨性 磨削成形机能优良 耐溶着、凝着(粘刀)性 低亲和性 耐氧化性,耐分散性 化学不变性优良 耐热打击性,耐热裂纹性 热传导才能优良 耐塑性变形性 高耐热性 耐崩刃性,耐破坏性 高韧性(抗弯强度) 耐磨损性 高硬度(常温及高温形态) 作为刀具利用时的机能 期望具有的机能 切削刀具质料的硬度和韧性 1923年创造的硬质合金(WC-Co),厥后因增加了TiC、TaC而改进了耐磨性,1969年开辟了CVD手艺,使涂层硬质合金快速提高。自1974年起,开辟了 TiC-TiN系金属陶瓷 数控刀具的质料 高速钢刀具 高速钢(HSS)刀具已往已经是切削东西的支流,跟着数控机床等当代制作装备的普遍使用,鼎力开辟了各类涂层和不涂层的高机能、高服从的高速钢刀具,高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工艺性等方面优秀的综合机能,在切削某些难加工质料和在庞大刀具,出格是切齿刀具、拉刀和立铣刀造中仍有较大的比重。但颠末市场探究一些高端产物逐渐已被硬质合金东西替代。 硬质合金刀具 一般 硬质 合金 数控刀具的质料 新型 硬质 合金 超细晶粒 硬质合金 涂层硬 质合金 金属陶瓷 粒径在1μm以下,这类质料具有 硬度高、韧性好、切削刀牢靠性 高档优良机能 连结了一般硬质合金机体的强度 和韧性,又使外表有很高的硬度 和耐磨性 TiC(N)基硬质合金,其机能介于 陶瓷和硬质合金之间 新型硬质合金 刀具加工实例 新型硬质合金 刀具加工实例 数控刀具的质料 加工示企图 加工切削参数 10 0.2 3000 10000 Φ8,4齿 (超细晶硬质合金) 100X80X50 (HRC50) 背吃刀量 (mm) 侧吃刀量(mm) 进给速率 (mm/min) 主轴转速 (r/min) 利用刀具 毛坯尺寸 和质料 涂层刀具的利用范畴相称广,从非金属、铝合金到铸铁、钢和高强度钢、高硬度钢和耐热合金、钛合金等难加工质料的切削都可利用,且遍及较硬质合金的机能要好。 MT-CVD