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刀具知识简要(2016-5)1、高速钢含碳量一般在0.70～1.65%之间。按所含合金元素不同可分为：①钨系高速钢②钨钼系高速钢③高钼系高速钢④钒高速钢，⑤钴高速钢按用途不同高速钢又可分为通用型和特殊用途两种。①通用型高速钢：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2②特殊用途高速钢：W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo82、（1）硬质合金具有优良性能：硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀。常温硬度为89～93HRA,500℃至1000℃时仍有很高的硬度。（2）硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍。（3）硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具3、1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具20世纪70年代已出现第四代涂层工具4、（1）硬质合金分类：钨钴类硬质合金，其牌号是由“YG”，韧性好（青铜，铸铁），YG3(精),YG6(半精),YG8（粗），韧性越来越好。钨钛钴类硬质合金，其牌号由“YT”，耐磨性好（钢件），YT5(粗),YT15（半精）,YT30（精）,耐磨性越来越好。钨钛钽（铌）类硬质合金，其牌号由“YW”，韧性，耐磨性均优。碳化钛基类硬质合金，其牌号由“YN”，其硬度可达90～95HRA，高速精加工合金钢，淬硬钢。（2）硬质合金形状分类：球状体棒状体硬质合金棒主要特点是具有稳定的机械性能，易于焊接，具有高耐磨性和高耐冲击性。板状体硬质合金板，具有良好的耐久性和耐冲击性强5、（1）金属陶瓷是一种复合材料，金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。从材料的组成看，“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”。（2）金属陶瓷的分类金属陶瓷分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。陶瓷基金属陶瓷主要可以细分为以下几种类型：1）氧化物基金属陶瓷2）碳化物基金属陶瓷3）氮化物基金属陶瓷4）硼化物基金属陶瓷5）硅化物基金属陶瓷（3）金属陶瓷的性能金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。6、立方氮化硼立方结构的氮化硼，分子式为BN,1957年，美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼立方氮化硼CBN是20世纪50年代首先由美国通用电气（GE）公司利用人工方法在高温高压条件下合成，与金刚石统称为超硬材料，硬度仅次于金钢石。立方氮化硼的使用是对金属加工的一大贡献，导致磨削发生革命性变化，是磨削技术的第二次飞跃（1）分类：立方氮化硼有单晶体和多晶烧结体两种。工业生产的立方氮化硼有黑色、琥珀色和表面镀金属的，颗粒尺寸通常在1毫米以下。7、刀具应具备的性能（1）高硬度和高耐磨性（2）足够的强度与冲击韧性（3）高耐热性（4）良好的工艺性和经济性8、目前公司正在使用的刃具材料主要有硬质合金（95%），高速钢、陶瓷（二者合计约为5%左右）三种。9、切削加工过程中，工件上有三个依次变化着的表面，它们分别是待加工表面，切削表面和已加工表面。10、一般地，主运动只有一个，进给运动可以是一个或多个。11、刀具需要更换主要体现在三个方面：1）刀具发生了磨耗。2）刀具的缺损3）品质不良12、客观条件和主观因素都会影响刀具寿命和质量。影响刀具寿命的主观因素主要是两条：一是不遵守刀具的使用规范和保养规范；二是不遵守刀具的定期更换规范。13、刀具磨损（正常，非正常）的形态正常磨损：1）前刀面磨损（月牙洼磨损）：月牙洼的部位就是切削温度最高的部位。2）后刀面磨损3）边界磨损非正常磨损：卷刃，破损14、刀具磨损机制1）硬质点划痕2）冷焊粘结3）扩散磨损4）化学磨损15、刀具磨损过程（1）初期磨损阶段（2）正常磨损阶段（3）急剧磨损阶段16、刀具的磨钝标准以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度作为刀具的磨钝标准。精加工时磨钝标准取较小值，粗加工时取较大值；工艺系统刚性差时，磨钝标准取较小值；切削难加工材料时，磨钝标准也要取较小值。17、日常产品加工中判定刀具寿命的方法：1）根据加工零件表面粗糙度与图纸要求符合度来判断。如：零件加工表面粗糙、高低不平等。2）根据零件加工中状态来判断。如：加工中声音明显变化、加工中产生火花、尺寸明显变化等。3）根据加工中铁屑颜色、形状明显变化。如：铁屑颜色变化为深蓝色、铁屑形状呈长带状或挤裂状。4）对于长期加工单一产品零件的专用设备，可通过设定零件数量和磨耗数值来判断。刀片型号：CNMG120408刀尖圆弧半径—0.8mm刀片厚度—4mm刀片尺寸—切削刃长度—12mm刀片型式--有断削槽的双面刀片公差后角0度形状80度外圆车刀杆型号：PCLNR1616H09IP不同测量基准的精密级车刀刀片边长—9mm车刀长度—100mm刀杆宽度—16mm刀尖高度—16mm切削方向—右切刀片法后角—0度车刀头部形状—95度刀片形状夹紧方式—杠杆偏心夹紧内孔车刀杆型号：S40VSCLCR12切削刃长度左手刀片主后角刀杆类型刀片形状夹紧系统常规刀杆刀杆直径刀杆类型—整体钢制刀杆18、切削用量三要素：切削用量是指切削速度vc、进给量f（或进给速度vf）、背吃刀量ap三者的总称19、提高切削用量的途径：1)采用切削性能更好的新型刀具材料；2)在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性；3)改善冷却润滑条件；4)改进刀具结构，提高刀具制造质量。20、刀具几何形状（1）车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成，即“三面，两刃，一尖”。(2)测量车刀的辅助平面:切削平面、基面和正交平面(3)刀具角度标注:1）前角在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角前刀面在基面之下时为正前角,前刀面在基面之上时为负前角,前角一般在-5°～25°之间。2）后角在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角后角不能为零度或负值，一般在6°～12°之间选取3）主偏角在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角4）副偏角在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角5）刃倾角λs在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角刀尖角+主偏角+副偏角=180度切削层的金属变形大致划分为三个变形区：第一变形区（剪切滑移）、第二变形区（纤维化）、第三变形区（纤维化与加工硬化）。分析切削层变形规律时划分的三个变形区中,消耗大部分功率并产生大量切削热的区域是第二变形区影响切削温度的主要因素（1）切削用量的影响（2）刀具几何参数的影响（3）工件材料的影响（4）刀具磨损的影响（5）切削液的影响21、影响切削温度的主要因素：切削用量是影响切削温度的主要因素，其中（切削速度＞进给量＞背吃刀量）切削温度θ随前角γo的增大先降低后升高主偏角Κr的增大先升高后降低22.积屑瘤:1.积屑瘤对工件的影响：（1）增大实际前角(2)保护刀尖（3）增大切削厚度（4）影响工件尺寸（5）影响表面粗糙度2.各种因素对积屑瘤的影响：（1）工件材料的影响---塑性高的材料（2）切削速度的影响---中等速度（VC=15～20m/min）(3)前角的影响—前角小（4）刀具表面粗糙度—较粗糙时（5）切削液的影响—润滑不好3.防止积屑瘤的主要方法：①降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；②采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；③采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；④增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力；⑤适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。23、加工中心刀具的种类1）常用刀具种类：面铣刀、钻头、铰刀、扩孔刀、丝锥、组合刀具和模块化刀具，模块化刀具是发展方向。2）模块化刀具系统特点：定位精度高，装卸方便，连接刚性好，良好的抗振性3）模块式系统的优点：1.适于柔性制造系统的综合刀具体系2.灵活接配，加长或减径3.减少刀具库存4）模块式系统国际主流的模块式连接系统有两大派别：短锥连接和直柄连接系统。短锥特点：1.连接和重合精度很高，2.生产要求和售价也高，3.且装卸不是很方便；直柄特点：1.连接精度不如短锥连接系统高，2.制造工艺相对简单，造价较低，3.使用中装卸方便5）发展模块化刀具的主要优点：（1）减少换刀停机时间，提高生产加工时间；（2）加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；（3）提高刀具的标准化和合理化的程度；（4）提高刀具的管理及柔性加工的水平；（5）扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能；（6）有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外预调。6）数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统镗铣刀具系统。24、加工中心刀具系统通常分为两大类：即锥度为7:24的通用刀柄系统和1:10的HSK真空刀柄系统。锥度为7:24的通用刀柄通常有五种标准和规格，即MASBT（日本标准）——我公司用最多NT（传统型）、DIN69871（德国标准）、IS07388/1（国际标准）ANSI/ASME（美国标准）。25、拉钉有三个关键参数：θ角、长度l以及螺纹G。根据三个关键参数的不同，每种刀柄配备的拉钉也不同。当然，拉钉还有是否带内冷却孔之分。关于刀柄拉钉的θ角有如下几种情况：①MASBT（日本标准）刀柄拉钉θ角有45°、60°和90°之分，常用的是45°和60°的；26、铣刀铣削方向分为顺铣和逆铣顺铣时刀具旋转方向和进给方向相同。顺铣开始时切屑的厚度为最大值，切出厚度小，切屑变形小，切削力是压向工件的。逆铣时刀具旋转方向与进给方向相反。逆铣开始时切屑的厚度为0，当切削结束时切屑的厚度增大到最大值。铣削过程中包含着抛光作用。切削力是背离工件的（有提起工件的趋势）。27、刀具按结构分类（1）整体式（2）镶嵌式可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同，分为可转位和不转位；（3）减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具；（4）内冷式切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；（5）特殊型式如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。28、数控车常用刀具的使用场合（1）外圆车刀（2）内孔车刀（3）螺纹车刀（4）切断切槽刀29、加工条件：（分三种）良好：连续切削、高速、预加工件工件装夹非常稳固。一般：仿形切削、中等速度、锻件或铸件工件装夹稳固。恶劣：断续切削、低速、工件表面是厚而难切削的铸造硬皮或锻造硬皮。刀具切削参数一般是以15分钟的刀具寿命为基础进行计算，并应将其看作为初始值。30、加工中心刀具要求：精度高、刚性好、装夹调整方便，切削性能强、耐用度高。31、1）碳钢与切削加工低碳钢：0.25%C。中碳钢:0.25-0.55%C。高碳钢:0.55%C。含碳量越高钢材的硬度越高。低碳钢易产生粘刀现象。中碳钢的可切削性能最佳。高碳钢的硬度高，不易加工，而且刀具磨损快。32、刀具的选择一般遵循以下原则：1）尽量减少刀具数量。2）一把刀具装夹后应能完成其所能进行的所有加工内容。3）粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具。4）先铣后钻。5）在满足加工要求时尽可能选择较短刀柄以提高加工刚性。33、刀具尺寸包括直径尺寸和长度尺寸在加工中心上，刀具长度一般是指主轴端面至刀尖的距离，包括刀柄和刃具两部分。刀具长度的确定原则是：在满足各个部位加工要求的前提下，尽量减少刀具长度，以提高工艺系统刚性。34、数控车刀具的安装类型分类（1）装刀与对刀是数控车床加工操作中一项非常重要和复杂的基本工作。装刀与对刀的精度将直接影响加工程序的编制及零件的尺寸精度（2）车刀在车外圆时，如果车刀刀尖的安装得比工件中心高时，使前角变大，后角变小（3）车刀刀尖安装得比工件中心低，使前角减小，后角增大。※车削镗内孔时，刀尖的高低对刀具切削角度的影响与外圆则相反，即刀具的刀尖的安装高度如果高于工件的中心（轴线）的高度时，而使前角变小，后角变大；若是刀具的刀尖安装的高度低于工件的中心时，则使前角增大，后角减小。35、刀具使用的注意事项：①刀垫、刀垫螺钉、夹紧组件、刀片、刀片螺钉等都要清洁干净，否则容易造成“假夹紧