数控刀具知识

这种现象是工件材料的表层粘附在刀片的上表面。高硬度 4、积屑瘤： 、积屑瘤： 的金属粘附物周期性地脱落，沿切削刃产生不规则凹陷。 这给工件和刀片都带来危害。由于积屑瘤的产生，切削力 也将会被增加。
问题
起因
☆ 切削速度 ☆ 刃口加工 ☆ 刀片材料 ★ 降低切削速度
解决方法
★ 选用较小的倒棱或把 进给增大到合适倒棱加工的范围 ★ 使用湿铣设计的涂层材质
6、后刀面磨损：均匀的后刀面磨损因为其可预见性而成为刀片磨损中 、后刀面磨损：
较好的形式。后刀面磨损过大增加了切削力，而且导 致工件表面粗糙度不良。当磨损以让人无法接受的速 度发生或无法估计时，必须检查的关键因素是：切削 速度、进给，刀片材质和刀片/刀盘几何外形。
问题
起因
☆ 系统刚性
解决方法
★ 检查刀杆安装系统的松动情况 ★ 改进工件夹具和刀具刚性 ★ 检查零件的磨损情况或不正确的刀片安装 ★ 降低进给以减轻切削力 ★ 若可能使用较大刀尖圆角 ★ 使用带倒棱的刀片 ★ 使用较韧性的硬质合金刀片 ★ 若可能，选用不同主偏角的刀盘，把作用于刀片尖角的切削力分散
合理选择刀具
人工费增加 劳动时间缩短 熟练工人不足 设备费用增高
降低加工成本
产 量 增 大 加工表面质量提高 尺寸 精 度 提高
经济刀具
提高 寿命
高效切 削
建ห้องสมุดไป่ตู้工具系统
高 精 度 化
省力无人化
转位刀片 M 级化
提高耐磨性 耐脆性损伤 耐熔附性 通用性
高速切 削 大进给切削 大切深切削
复 合 化 多 刃 化 快 速 更 换
成分： ☆ 成分：
有W、Ti、Al、Si、Ta、B等的碳化物，氮化物，氧化物，碳氧化 、 、 、 、 、 等的碳化物，氮化物，氧化物， 等的碳化物 物及加入其中的Co、Ni、Cr、Mo等金属成份。 物及加入其中的 、 、 、 等金属成份。 等金属成份
超硬质工具材料使用注意事项
超硬质材料特硬且脆，故受冲击和过紧的夹紧均易受伤。 ☆ 超硬质材料特硬且脆，故受冲击和过紧的夹紧均易受伤。 ☆ 超硬质材料热膨胀率与金属不同，为此热套和冷套的 超硬质材料热膨胀率与金属不同， 制品，当使用温度与设计温度有差异， 制品，当使用温度与设计温度有差异，过高或过低时常易 产生裂纹。 产生裂纹。 ☆ 超硬质材料会因沾上磨削液，切削润滑液，其它水分 超硬质材料会因沾上磨削液，切削润滑液， 等腐蚀而使强度下降，请保管时加以注意。 等腐蚀而使强度下降，请保管时加以注意。
问题
起因
☆ 切削速度和进给 ☆ 冷却 ☆ 刀片材料
解决方法
★ 通过降低切削速度和每齿进给来降低切削温度 ★ 关闭冷却液或确定是否应用正确 ★ 使用湿铣设计的涂层材质
这些裂痕垂直产生在刀片的切削刃上，是由铣削带来的极 3、热裂痕： 、热裂痕：
端温度变化引起。铣刀每旋转一周，刀片开始切削，温度 也随刀片进入切削而迅速上升。在整个切削过程中，不断 变化的铁屑厚度也始终改变着切削温度。当刀片推出切削 时，空气或冷却液的流动使得刀片在重新进入切削前迅速 冷却。 上述温度变化在刀片中产生可以导致热裂的热应力。在非 专业人士看来，深度的裂痕象普通的刃口缺损。
※在易燃易爆的场所请勿使用。 ※在使用非水溶性切屑油液时务请注意防火对策。
※请使用安全罩、保护眼镜。
※请不要用裸手触摸。
◎若未把刀片与有关零件牢 夹 ， 牢 紧
所有可转位 式 （刀刃 可换式）的 切削工具
散，导致受伤的危险。
※安装的定位面和紧固用的零件上，不允许有异物粘附 仔细清扫后再装刀片。 ※请用附带的搬子切实地夹紧刀片与
高效切削
表面质量 精度保持
操作者 不安全
机床运率 下降
工具损伤
表面质量 精度恶化
生产率提高
生产率下降
切 屑 的 处 理
切屑的碎断
改变切屑厚度 产生薄弱部分 使切屑分割断 开强制碎断 减少切屑 卷曲半径
切屑变脆
切屑厚度增加
钢 中 加 入 使 切 屑 成 脆 性 的 元 素 ） 钢 理 削 处 理 切 当 处 度 在 加 以 适 当 速 量 适 切 削 给 偏 角 角 量 进 以 加 低 高 小 余 前 给 给 小 进 进 切 削 削 速 度 切 槽 ） 法 口 降 提 减 减 变 续 动 切 改 摆 动 切 削 预 先 削 缺 度 起 物 切 有 宽 凸 变 件 上 槽 上 槽 出 切 刃 屑 做 工 先 削 低 断 上 面 （预 切 刀 降 前 片
提高转位精度 刀刃调整机构 夹 紧 刚 性
传送装置 NC机床 专用机床 自动装卸料
切屑处理 减少工具费用 缩短实际切削时间 缩短辅助时间
降低加工成本
切屑处理对生产率的影响
切 削 切屑产生 切屑处理良好 刀具 切屑处理不良
NC机床 自动机床
重切削 大进给
放热效果
切屑缠绕
切屑堵塞
高热
操作者 安全
无人化 省力化
◎刀具因偏心旋转，不平衡等，而引起震颤、振动等，并由 于刀具破损飞出，造成伤害。 ◎工件回转加工通孔时，当钻通时切剩部分常会高速飞出，
钻
头
这种飞出物呈圆盘状，由于锐利，十分危险。 ◎极小直径的钻头其顶端是尖形，十分锐利，当手指直接接 触时易遭刺伤，钻头折断难取出，此外折断后会飞出。 ◎有刀片脱落,破损造成损伤的危险性。
是指刀片前刀面上产生的相对光滑、规则的凹槽。月牙 5、月牙洼磨损： 、月牙洼磨损：
洼磨损有两种成因： ①粘在刀片前刀面上的金属材料被剥落，带走了刀片表 面的微小碎屑。 ②刀片表面的铁屑流动导致摩擦热积累。最后，这些摩 擦热积累将会降低刀片切削刃后的强度并且带走刀片上 微小的颗粒，直至出现明显的月牙洼。 月牙洼磨损在铣削上很少见，但在加工钢和铝合金铸铁 时会发生。若月牙洼磨损变得很严重，那就会有崩刃的 危险，甚至刀片完全报废。
0
解决方法
★ 更改为75 ，60 或45 主偏角 ★ 使用较耐磨的硬质合金材料 ★ 减小每齿进给 ★ 降低切削速度 ★ 使用带倒圆或倒棱的刀片 对磨损性强的材料改变切削深度
0 0
当刀片前刀面和后刀面切深方向上产生刃口缺损或局部 2、切深处切口： 、切深处切口：
磨损时，就会发生这种现象。槽状豁口主要是由工件材 料状况引起的，易于引起豁口磨损的工件材料状况包括： 工件表面具有氧化皮；有磨损特性的高温合金，如镍铁 合金；由于预加工而引起的工件表层硬化或硬度在HRC 550以上的经过热处理的材料。
200
PVD涂层硬质合金
100
100
硬质合金
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
0.2
0.4
0.6
0.8
进 给（mm/刃）
进 给（mm/刃）
超硬质工具材料的基本特征
定义与区分： ☆ 定义与区分：
超硬质工具材料——是硬质合金、金属陶瓷、陶瓷，CBN烧结体 是硬质合金、金属陶瓷、陶瓷， 超硬质工具材料 是硬质合金 烧结体 和金刚石烧结体等的总称。 和金刚石烧结体等的总称。 超硬——是超硬质工具材料的略称，但狭义上是硬质合金的略称。 是超硬质工具材料的略称， 超硬 是超硬质工具材料的略称 但狭义上是硬质合金的略称。 硬质合金——指以 指以WC（碳化钨）为主要成分的工具材料。 硬质合金 指以 （碳化钨）为主要成分的工具材料。 超硬质工具——用超硬质工具材料制成的工具的总称 用超硬质工具材料制成的工具的总称。 超硬质工具 用超硬质工具材料制成的工具的总称
问题
起因
☆ 切削速度 ☆ 刀片材质 ☆ 进给 ☆ 冷却液 ☆ 刃口加工 ★ 增加转速
解决方法
★ 使用锋利的PVD涂层刀片 ★ 对某些合金高速切削须用金刚石或金刚石涂层刀片 ★ 增加每齿进给 ★ 当切削不锈钢和铝合金时使用雾状或液态冷却液 来避免铁屑粘附于刀片上 ★ 使用 锋利刃口，正前角的PVD涂层或抛光的刀片
问题
☆ 震动
起因
解决方法
★ 检查系统的刚性以确认工件是否夹紧 ★ 修正悬臂和支撑 ★ 检查不合适的刀具安装 ★ 尽可能使用最大的倒圆和倒棱 ★ 使用较韧性的材质 ★ 提高切削速度 ★ 减小每齿进给 ★ 使用有适当清除铁屑间隙的刀杆 ★ 使用空气喷射或冷却液冲走铁屑
刀 具 知 识
各种刀具材料的硬度和韧性
金刚石烧结体 金刚石涂层 CBN烧结体 陶瓷 Al2O3 Si3N4
硬 度
涂层金属陶瓷 金属陶瓷
涂层硬质合金 硬质合金 涂层高速钢 超微粒硬质合金 粉末高速钢 高速钢
使用切削工具的注意事项
产品对象 危 险 性 对 策
◎由于刀刃十分锐利，因此直接用手拿有碰伤的危险。 ※特别是从套壳中取出时或将其装在机床时,请使用手套等 保护用品。 ※请使用安全罩、保护眼镜等防护用品. ※请使用推荐的切削条件，并请仔细阅读使用说明书及样本 等 剧 ※请使用安全罩、保护眼镜。 ※请尽快更换刀具。 ※请使用安全罩、保护眼镜。 ※在除去切屑时关上机器并带上手套采用钳子或铗子等工具 ※请使用保护手套等保护用具。
☆ 刃口加工 ☆ 刀片材质 ☆ 积屑瘤 ☆ 进给 ☆ 重复切削的铁屑
1、刃口缺损：在非专业人员看来象是普通的后刀面磨损，实际上普通的 、刃口缺损：
后刀面磨损都有细小、光滑的磨损花纹，但是刃口缺损的 刀刃口则呈现凹凸不平的锯齿形。如果刃口缺损没有被充 分发觉，它就会发展成切深处切口。
问题
起因
☆ 刀盘几何形状 ☆ 刀片材质 ☆ 进给 ☆ 切削速度 ☆ 刃口加工 程序设计
☆ 进给
☆ 刀片和刀片材质
☆ 刀片几何尺寸
当磨损、刃口缺损、热裂和崩刃都同时出现时，机床操作 7、综合因素； 、综合因素；
工必须检查正常的进给、切削速度和切削深度调整量以外
的原因，找到问题的根源。重新检查切削速度，进给和切削深度 等参数，以确保准确性，但是也应该仔细地检查系统的刚性，看 是否有松动和磨损的零件。
☆ 物理特性： 物理特性：
外观——据材质不同而异，例如有灰、黑、金等色。 据材质不同而异，例如有灰、 外观 据材质不同而异 金等色。 气味——无臭。 无臭。 气味 无臭 硬度——硬质合金、金属陶瓷：HV500～3000Kg/mm2 硬质合金、 硬度 硬质合金 金属陶瓷： ～ 陶瓷： 陶瓷：HV1000 ～ 4000Kg/mm2 CBN烧结体：HV2000 ～ 5000Kg/mm2 烧结体： 烧结体 金刚石烧结体： 金刚石烧结体：HV8000 ～ 12000Kg/mm2
◎用套筒等到辅助工具时若夹得过紧也会造成发刀具破损飞 出等到危险。 ◎刀具高速成旋转时，由于离心力，刀片可能飞出十分危 险，使用时请充分注意安全。 ◎铣刀类由于具有锋利的刀片，直接用手碰会受伤。
※请勿使用套筒等辅
工 助
用
※请参照使用说明书及样本，在推荐的范围内使用。
名种铣刀及 其他旋转刀 具
※请用保护手套等保用品。 ※旋转速度按推荐条件选择。 ※为防止因轴承等的磨损引起偏心回转与振动等，应定期进 行回转部份的精度及平衡度的调整。 ※请使用安全罩、保护眼镜等防保用具并在夹持部位装上外 罩。 ※操作时必须充分注意安全，请使用保护手套、保护眼镜 ※使用前要确认已牢靠焊上 ※在可能造成高温的条件下请勿使用。 ※多次焊接修复的刀片由于强度下降请勿使用。
焊接刀具
◎反复多次焊接时。
其
他
◎在规定用途以外使用时，易招致机床与刀具破损，非常危 险。
※请遵守规定的使用方法。
车削加工钢材
金属陶瓷，金色涂层金属陶瓷
铣削加工钢材
400
切 速 度 削 300
400
CVD涂层硬质合金 切 削 PVD涂层硬质合金 度 速 金属陶瓷
300
CVD涂层硬质合金
200
M/min 硬质合金 M/min
◎使用错误的方 出，造成碰伤的 危险。
◎由于冲击负荷、过度磨损使切削急 损，飞散而有受伤的危险。
所有切削工具
◎高温的切屑飞散及过长切削的排出，可造成伤害及烫伤。 ◎切削工具及切削材料切削时产生高温，若刚加工完直接用 手触摸它们有烫伤的危险。 ◎切削中因产生火花和因破损而造成发热及因切屑引火，可 有发生火灾的危险。 ◎在高速旋转的情况下使用时，机床夹具等平衡性差时，会 因振动及颤振引起工具破损的危险。 ◎工件上产生的毛刺等，直接用手触摸有受伤的危险。
问题
起因
☆ 切削速度 ☆ 进给 ☆ 刀片材质 ☆ 刀片几何尺寸
解决方法
★ 首先检查这方面。重新计算转速以确保其正确性 ★ 在不更改进给的前提下降低切削速度 ★ 提高每齿进给（进给必须高到足以避免由小铁屑厚度带来的纯磨损） ★ 使用较为耐磨的刀片材质 ★ 若使用的是未涂层材质刀片，则改用涂层材质刀片 ★ 检查刀片是否在相应形式的刀盘上使用