刀具基本知识

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刀具结构:切削部分、过度部分、夹持部分 夹持部分
刀具基本知识
过度部分
切削部分
夹持部分:和机床连接部分,根据机床型号选择 切削部分:和工件接触部分,根据工件要求选择 过渡部分:连接夹持和切削部分,有调节功能、减震功能、防干涉等功 能,选择时应尽量在不干涉的情况下尽可能的选择刚性好的过度部分
数控刀具基本知识 5
数控刀具基本知识
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1.2 刀具切削部分组成
刀具基本知识
前角
指正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角。
后角
正交平面中测量的后刀面与切削平面之间的夹角。
主偏角 基面中测量的主切削刃与假定进给运动方向之间的夹角。 余偏角 和主偏角互余。
副偏角 基面中测量的副切削刃与假定进给运动方向之间的夹角。
1.2刀具切削部分组成
刀具基本知识
刀具切削部分由三个面、两条切削刃和一个刀尖组成。 前刀面(Aγ ) 切削过程中切屑流出所经过的刀具表面。 主后刀面(Aα ) 切削过程中与工件过渡表面相对的刀具表面。 副后刀面(A′α ) 切削过程中与工件已加工表面相对的刀具表面。 主切削刃(s) 前刀面与主后刀面的交线。它担负主要的切削工作。
切削刀具材料
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2.3 硬质合金
(3)含添加剂的硬质合金
刀具基本知识
含添加剂的硬质合金是在YG类、YT类硬质合金的基础上加入适当的添加剂(合金
碳化物TaC、NbC)所形成的硬质合金新品种。如:YA6、YW1和YW2等几种,其
中YW类又称为通用硬质合金。 特点:有更高的硬度、高温硬度、韧性和耐磨性。
后角的选择
刀具基本知识
后角的影响
后角大,后刀面磨损小 后角大,刀尖强度下降
小后角用于
切削硬材料 需切削刃强度高时
大后角用于
切削软材料 切削易加工硬化的材料
数控刀具基本知识
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1.3 刀具几何角度的合理选用
后角的选择
刀具基本知识
后角选择 原则 :在粗加工时以确保刀具强度为主,可在范围内选取;在精加
应用:
加工形成短切屑的铸铁、有色金属及非金属等脆性材料。加工铸铁等脆性材料 时,切屑呈崩碎状,对切削刃的冲击较大,切削力与切削热都集中在刀尖附近。而 YG类硬质合金抗弯强度和韧性及导热性较高,故可满足要求。
切削刀具材料
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2.3 硬质合金
(2)钨钴钛类硬质合金
刀具基本知识
YT表示钨钴钛类硬质合金,数字表示TiC的含量。如YT5、YT14、YT15、YT30等
大主偏角用于
切深小的精加工 切削细而长的工件 机床刚性差时
数控刀具基本知识
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1.3 刀具几何角度的合理选用
副偏角的选择
刀具基本知识
副偏角具有减少 已加工表面与刀 具摩擦的功能。 一般为5°~15° 副偏角的影响
副偏角小,切削刃强度增加,但刀尖易发热 副偏角小,背向力增加,切削时易产生振动 粗加工时副偏角宜小些 ;而精加工时副偏角 则宜大些
应用:用于钢料和难加工材料的半精加工和精加工。 (4) TiC基硬质合金
TiC基硬质合金是以TiC为主体,Ni与Mo为黏结剂,并加入少量其他碳化物而形成 的一种硬质合金。如:YN10和YN05。其具有比WC基硬质合金更高的耐磨性、耐 热性和抗氧化能力,但热导率低和韧性较差。 应用:适用于工具钢的半精加工和精加工及淬硬钢的加工。
硬度越高,耐磨性也越好。此外,刀具材料的耐磨性还和金相组织中化学成分、硬
质点的性质、数量、颗粒大小和分布状况有关。金相组织中碳化物越多,颗粒越细 ,分布越均匀,其耐磨性就越高。
(4)良好的导热性
刀具材料的导热性用热导率[单位为W/(m·K)]来表示。热
导率大,表示导热性好,切削时产生的热量容易传导出去,从而降低切削部分的温 度,减轻刀具磨损。此外,导热性好的刀具材料其耐热冲击和抗热龟裂的性能增强 ,这种性能对采用脆性刀具材料进行断续切削,特别是在加工导热性能差的工件时 尤为重要。
切削刀具材料
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2.2刀具材料应具备的基本性能
刀具基本知识
现今所采用的刀具材料,大体上可分为五大类:高速钢(High speed steel)、硬 质合金(Cnmented)、陶瓷(Ceramics)、立方氮化硼(Cubic boron nitride ,CBN)、聚晶金刚石(Polymerize crystal diamond,PCD)。
高速钢仍是世界各国制造复杂、精密和成形刀具的基本材料,是应用最广泛的刀具 材料之一。
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2.3 硬质合金
硬质合金的组成与特点
刀具基本知识
硬质合金是将一些难熔的、高硬度的合金碳化物微米数量级粉末与金属黏结剂按粉 末冶金工艺制成的刀具材料。常用的合金碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等,常用 的黏结剂有Co以及Mo、Ni等。
切削刀具材料
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2.1刀具材料应具备的基本性能
刀具基本知识
2)足够的强度和韧性 刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力 。例如,车削45钢时,当ap=4mm,f=0.5mm/r时,刀具要承受约4000N的切削 力。 3)耐磨性和耐热性 刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力。一般说来,刀具材料
刀具
基本知识
刀具 几何角度
刀具 材料、磨损
切削用量 选择
常用刀具
目录页
Contents Page
数控刀具基本知识
切削刀具材料
刀片的选择
切削用量的合理选择
刀具磨损与耐用度
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过度页
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刀数控刀具基本知识
切削刀具材料
刀片的选择
切削用量的合理选择
刀具磨损与耐用度
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1.数控刀具基本知识
一般机加工使用最多的是高速钢和
硬质合金。硬度高可允许的切削速
度高,而韧性高可承受的切削力大 。工具钢耐热性差,但抗弯强度高 ,价格便宜,故广泛用于中、低速
切削的成型刀具,不宜高速切削。
硬质合金耐热性好,切削效率高.但 刀片强度、韧性不及工具钢,焊接 刃磨工艺性差,多用于制作车刀、 铣刀及各种高效切削刀具。
切削刀具材料
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2.2 高速钢
刀具基本知识
硬质合金相比,其最大优点是可加工性好并具有良好的综合力学性能。
优点2
其退火硬度为207HBS~255HBS,与优质中、高碳钢的退火硬度相近,
能够用一 般材 料刀具顺利 切 削加工出各 种 复杂形状; 在 加热状态下 (900℃~1100℃)能反复锻打制成所需的毛坯;高速钢的抗弯强度是硬质 合金的3~5倍,冲击韧性是硬质合金的6~10倍。
副切削刃(s′)
前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作
数控刀具基本知识 6
1.2 刀具削部分组成
刀具基本知识
1)基面Pr 指过主切削刃选定点,并垂直于 该点切削速度方向的平面。车刀的基面可理
解为平行刀具底面的平面。
2)切削平面Ps 指过主切削刃选定点,与主 切削刃相切,并垂直于该点基面的平面。 3)正交平面Po 指过主切削刃选定点,同时 垂直于基面与切削平面的。
刀具基本知识
数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具,随着数控机床的发展而 得到广泛应用,因此称为数控刀具,又称切削工具。 广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具;同时“数控刀具”除切削 用的刀片外,还包括刀杆和刀柄等附件 三高一专 高效率、高精度、高可靠性和专用化
数控刀具基本知识
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1.1 数控刀具的结构
工时以保证加工表面质量为主,在实际生产中有时在后面上磨出倒棱面,负后角,
目的是为了在切削加工时产生支承作用,增加系统刚性,并起到消振阻尼作用。
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1.3 刀具几何角度的合理选用
主偏角的选择
刀具基本知识
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。
硬质合金具有高硬度、高熔点和化学稳定性好等特点。因此,硬质合金的硬度
、耐磨性、耐热性均超过高速钢,其缺点是抗弯强度低,冲击韧性差;由于硬质合
金的常温硬度很高,很难采用切削加工方法制造出复杂的形状结构,故可加工性差 。 硬质合金的性能取决于化学成分、碳化物粉末粗细及其烧结工艺。
切削刀具材料
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2.3 硬质合金
。与YG类硬质合金相比,YT类硬质合金中由于含有硬度较高的TiC,故该类硬质合
金的硬度、耐磨性和抗氧化能力较高,但其导热性能、抗弯强度和韧性、可磨削性 和可焊性却有所降低。
应用:加工形成长屑的钢材等塑性材料。
注意:当加工淬硬钢、高强度钢和奥氏体不锈钢等难加工材料时,由于切削力大 ,且集中在切削刃附近,如选用YT类硬质合金易造成崩刃,故选用YG类硬质合金 更为合适。
切削刀具材料
应用:钢、铸铁及塑
缺点:强度低、韧性 差,抗弯强度仅为硬 性大的材料 ( 如紫铜 ) 的半精加工和精加工 ,对于冷硬铸铁、淬 硬钢等高硬度材料加 工特别有效;但不适 于机械冲击和热冲击 大的加工场合。
小主偏角用于
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
主偏角的影响
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 主偏角小,分力a’也随之增加,加工细长轴时, 易发生挠曲 主偏角小,切屑处力性能变差 主偏角小,切削厚度变薄,切削宽度增加,将使 切屑难以碎断
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1.3刀具几何角度的合理选用
前角的选择
刀具基本知识
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
正前角大,切削刃锋利 前角每增加1°,切削功率 减少1% 正前角大,刀刃强度下降; 负前角过大,切削力增加
大负前角用于
切削硬材料 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
切削刀具材料 26
2.4 其他刀具材料
陶瓷材料
刀具基本知识
陶瓷材料是以氧化铝为主要成分在高温下烧结而成的。如:纯 Al2O3 陶瓷和 TiCAl2O3混合陶瓷两种。
优点:有很高的硬度
和耐磨性;有很好的 耐 热 性 , 在 1200℃ 高温下仍能进行切削 ;有很好的化学稳定 性和较低的摩擦因数 ,抗扩散和抗黏结能 力强。
大正前角用于
切削软质材料 易切削材料 被加工材料及机床刚性 差时
数控刀具基本知识
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1.3 刀具几何角度的合理选用
刀具基本知识
(1)被切削对象塑性越大,前角越大。 (2)刀具切削部分的材料高速钢前角可大于硬质合金钢。 (3)粗加工前角应取小些,精加工时前角应取大些。
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1.3 刀具几何角度的合理选用
数控刀具基本知识
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概述 数控刀具基本知识 数控刀具基本知识
切削刀具材料
刀片的选择
切削用量的合理选择
“薄膜”CVD金刚石镀层 图片由肯纳金属(Kennametal)提供
切削用量的选择 刀具磨损与耐用度
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2.1刀具材料应具备的基本性能
刀具基本知识
刀具材料是指刀具切削部分的材料。金属切削时,刀具切削部分直接和工件及切屑 相接触,受到很大的切削压力和冲击,并受到工件及切屑的剧烈摩擦,产生很高的 切削温度。因此,刀具材料应具备以下基本性能。 1.刀具材料的硬度必须更高于被加工工件材料的硬度。目前,切削性能最差的刀具 材料—碳素工具钢,其硬度在室温条件下也应在62HRC以上;高速钢的硬度为6370HRC;硬质合金的硬度为89-93HRA。
常用硬质合金的分类、性能及应用
刀具基本知识
钨钴类 (YG类)
钨钴钛类 (YT类)
TiC基硬质合金 (YN类)
含添加剂的硬 质合金 (YW类)
切削刀具材料
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2.3 硬质合金
(1)钨钴类硬质合金
刀具基本知识
YG代表钨钴类硬质合金,后面数字表示Co的含量,细颗粒的硬质合金有较高的 抗弯强度和耐磨性。 如YG3、YG6和YG8等
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2.1刀具材料应具备的基本性能
刀具基本知识
(5)良好的工艺性和经济性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为了便于制造、要求刀具材料有较好的可加工性,
包括锻压、焊接、切削加工、热处理,可磨性等。经济性是评价新型刀具材料的重 要指标之一,刀具材料的选用应结合本国资源,降低成本。 (6)抗粘接性防止工件与刀具材料分子间在高温高压作用下互相吸附产生粘接。 (7)化学稳定性指刀具材料在高温下,不易与周围介质发生化学反应。
切削刀具材料
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2.2 高速钢
白钢或锋钢。
刀具基本知识
• 高速钢是富含W、Cr、Mo(钼)、V等合金元素的高合金工具钢。在工厂中常称为
与碳素工具钢、合金工具钢相比,高速钢的热硬性很高,在切削温度高
优点1
达500℃~650℃时,仍能保持60HRC的高硬度,因此允许切削速度可 提高l~2倍(25m/min~30m/min) 。同时,高速钢还具有较高的耐磨 性以及较高的强度和韧性
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