数控加工刀具基础知识。

粉末冶金高速钢是70年代投入市场的一种高速钢， 其强度与韧性分别提高30%-40%和80%-90%．耐用 度可提高2-3倍。目前我国尚处于试验研究阶段，生 产和使用尚少。
硬質合金
按GB2075—87(参照采用190标准)可分为P、M、K三类，P类硬质 合金主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；M类主要 用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用硬质合 金，K类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料， 用红色作标志。
刃倾角的影响 1.刃倾角为负时，切屑流向工件；为正时，反向
排出。 3.刃倾角为负时，切削刃强度增大，但切削背向
力也增加，易产生振动。
刃傾角示意圖
刀尖圆弧半径
刀尖圆弧半径对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大， 一般适宜值选进给量的2～3倍。
刀尖圆弧半径的影响 1.刀尖圆弧半径大，表面粗糙度数值下降，表面质量提高。 2.刀尖圆弧半径大，刀刃强度增加。 3.刀尖圆弧半径过大，切削力增加，易产生振动。 4.刀尖圆弧半径大，刀具前、后面磨损减小。 5.刀尖圆弧半径过大，切屑处理性能恶化 刀尖圆弧小用于 1.切深削的精加工 2.细长轴加工 3.机床刚性差时
降低进给率 降低切削速度 应用涂层材质或金属陶瓷刀片 使用冷却液
车刀片磨损分析和改进办法 –断裂
提高切削速度 提高进给量 使用涂层材质或金属陶瓷刀片 使用冷却液 刃口锋利(更小的倒圆)
平面铣刀切削刃各角度的功能
名稱 轴向前角 径向前角 余偏角 前角
刃倾角
代號
功能
A.R
决定切屑排出方向
平面铣刀切削刃各角度
高速、超高速刀具材 料
高速鋼 硬質合金
金剛石 立方氮化硼
高速鋼(1)
高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合 金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料 中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃； 锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、 拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。
切深处破损 改变主偏角 考虑对刃口强化的刀片 使用不同的刀片材质
车刀片磨损分析和改进办法 –热裂纹
正确使用冷却液 降低切削速度 减少进给量 应用涂层刀片材质
车刀片磨损分析和改进办法 –积屑
使用更强韧的刀片槽型和材质 减少进给量 减少切深(doc) 检查工艺系统的刚性
车刀片磨损分析和改进办法 –月牙洼 磨损
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切削排出與前角的關係
前角與壽命的關係,前角變化對切削 速度、主切削力、溫度的影響
後角
后角 后角使刀具后面与工件间摩擦减小，使刀尖具有自由切入工件的功能。 后角的影响
1.后角大，后刀面磨损小。 2.后角大，刀尖强度下降。 3.小后角用于 4.切削硬材料 5.需切削刃强度高时 6.大后角用于 7.切削软材料 8.切削易加工硬化的材料
數控加工教材
1)刀具及材料 2)加工基礎 3)夾具
車刀
車刀角度 前角 後角 余偏角 刃傾角 副偏角 刀尖圓弧半徑
前角
前角前角对切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影响都很大。 前角的影响
1.正前角大，切削刃锋利。 2.前角每增加1°，切削功率减少1％。 3.正前角大，刀刃强度下降；负前角过大，切削力增加。 4.大负前角用于 5.切削硬材料 6.需切削刃强度大，以适应断续切削、切削含黑皮表面层的加工条件 7.大正前角用于 8.切削软质材料 9.易切削材料 10.被加工材料及机床刚性差时
车刀片磨损分析和改进办法 –崩碎
崩碎 (如下圖示) 使用更强韧的材质 考虑对刃口强化的刀片 检查工艺系统的刚性 加大主偏角
车刀片磨损分析和改进办法 –热变形
热变形(如下圖示) 降低切削速度 减少进给量 减少切深(doc) 使用更具热硬性的材质
车刀片磨损分析和改进办法 –切深处 破损
余偏角(2)
小余偏角用于 1.切深小的精加工 2.切削细而长的工件 3.机床刚性差时 大余偏角用于 1.工件硬度高，切削温度大时 2.大直径零件的粗加工 3.机床刚性高时
余偏角與切削厚度的關係
余偏角與切削力的關係
余偏角與刀具耐用度的關係
刃傾角
刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开 始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖 受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车 削时为3°～5°；铣削时10°～15°
R.R
决定切削刃锋利程度
CH
决定切削厚度
T 决定实际切削刃锋利的程度
效果 正角时：切削性能良好 负角时：切屑排出性能良好 角度大时：切削厚变薄,切 削时冲击力小,但背
向力大
正角大时：切削性能良好,切屑难熔附 负角大时：切削性能差,但切削刃强度高
I
决定切屑排出方向
正角大时： 排屑性能良好,但切削刃强度低
高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。
普通高速钢，如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。其切削 速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/min。
高速鋼(2)
高性能高速钢，如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中 再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶 炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的1.5-3倍。
刀尖圆弧半径
刀尖圆弧大用于 1.需要刀刃强度高的黑皮切削，断续切削 2.大直径工件的粗加工 3.机床刚性好时
刀尖圓弧半徑與表面粗糙度的關係
刀尖圓弧半徑與脆性損傷對刀具耐 用度的影響
刀尖圓弧半徑與刀具磨損
车刀片磨损分析和改进办法 –刃口磨 損
刃口磨损 (如下圖示) 提高进给量 降低切削速度 使用更耐磨的刀片材质 应用涂层刀片材质
刀具後角示意圖
刀具後角的變化與磨損量的關係
余偏角(1)
余偏角等于90°减主偏角，其作用是缓和冲击力，对进给力， 背向力，切削厚度都有影响。
余偏角的影响 1.进给量相同时，余偏角大，刀片与切屑接触的长度增加，
切削厚度变薄，使切削力分散作用在长的刀刃上，刀具耐 用度得以提高。 2.余偏角大，分力a'也随之增加，加工细长轴时，易发生挠 曲。 3.余偏角大，切屑处力性能变差。 4.余偏角大，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使切屑难 以碎断。