数控刀具介绍

1数控刀具的介绍1美、德、日等世界制造业发达的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。刀具与机床一直是互相制约又相互促进的。今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发展起来的先进刀具一起共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了数控加工的新时代。通过本章的学习使学者掌握正确选用数控刀具所必备的基础知识。2数控刀具的介绍2数控刀具的基本特点数控刀具的材料数控刀具合理选用可转位车刀的选用旋转刀具的选择工具系统选择3数控刀具的介绍3切削刀具由传统的机械工具实现了向高科技产品的飞跃，刀具的切削性能有显著的提高。切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃，大大提高了切削加工的效率。刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段面向用户、面向使用的高级阶段的飞跃，成为用户可利用的专业化的社会资源和合作伙伴。切削刀具从低值易耗品过渡到全面进入“三高一专（高效率、高精度、高可靠性和专用化）”的数控刀具时代，实现了向高科技产品的飞跃；成为现代数控加工技术的关键技术；与现代科学的发展紧密相连，是应用材料科学、制造科学、信息科学等领域的高科技成果的结晶。数控刀具的类型与特点4数控刀具的介绍4数控刀具的类型与特点数控刀具的基本特征数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。5数控刀具的介绍5数控刀具的类型与特点6数控刀具的介绍6按照刀具结构分：整体式：钻头、立铣刀等镶嵌式：包括刀片采用焊接和机夹式数控刀具的类型与特点特殊形式：复合式、减振式等机夹可转位刀具得到广泛应用，数量上已达到整个数控刀具的30%~40%，金属切除率占总数的80%~90%7数控刀具的介绍7按照切削工艺分：车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等数控刀具的类型与特点钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等车削刀具图片铣削刀具图片钻削刀具图片镗削刀具图片8数控刀具的介绍8外圆车刀内孔车刀螺纹车刀数控刀具的类型与特点常用车刀9数控刀具的介绍9面铣刀方肩铣刀仿形铣刀三面刃和螺纹铣刀整体硬质合金铣刀数控刀具的类型与特点常用铣刀10数控刀具的介绍10铰刀钻头丝锥数控刀具的类型与特点钻削刀具11数控刀具的介绍11粗镗刀精镗刀数控刀具的类型与特点镗削刀具12数控刀具的介绍12数控刀具的材料切削刀具材料的硬度和韧性1923年发明的硬质合金(WC-Co)，其后因添加了TiC、TaC而改善了耐磨性，1969年开发了CVD技术，使涂层硬质合金快速普及。自1974年起，开发了TiC-TiN系金属陶瓷13数控刀具的介绍13数控刀具的材料高速钢刀具高速钢(HSS)刀具过去曾经是切削工具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应用，大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高速钢刀具，高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工材料以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造中仍有较大的比重。但经过市场探索一些高端产品逐步已被硬质合金工具代替。14数控刀具的介绍14硬质合金刀具普通硬质合金数控刀具的材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，这种材料具有硬度高、韧性好、切削刀可靠性高等优异性能保持了普通硬质合金机体的强度和韧性，又使表面有很高的硬度和耐磨性TiC(N)基硬质合金，其性能介于陶瓷和硬质合金之间新型硬质合金刀具加工实例15数控刀具的介绍15新型硬质合金刀具加工实例数控刀具的材料加工示意图加工切削参数毛坯尺寸和材料使用刀具主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)加工深度(mm)100X80X50（HRC50）Φ8，4齿（超细晶硬质合金）1000030000.21016数控刀具的介绍16数控刀具的材料陶瓷刀具不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数；可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀具高3-10倍。17数控刀具的介绍17数控刀具的材料超硬刀具是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：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。超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，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应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。超硬刀具加工实例18数控刀具的介绍18超硬刀具加工实例数控刀具的材料加工模具示意图高速加工切削参数毛坯尺寸和材料使用刀具主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)加工时间(min)60X60X50（HRC60）R1X8（CBN）2000020000.0250.319数控刀具的介绍19硬质合金的分类和标志P类数控刀具的材料蓝色（包括P01~P50),系高合金化的硬质合金牌号。这类合金主要用于加工长切屑的黑色金属M类，黄色（包括M10~M40），系中合化的硬质合金牌号。这类合金为通用型，适于加工长切屑或短切屑的黑色金属及有色金属切削刀具用硬质合金根据国际标准ISO分类，把所有牌号分成用颜色标志的三大类，分别用P、M、K表示M类K类红色（包括K10~K40），系单纯WC的硬质合金牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料20数控刀具的介绍20数控刀具的材料课堂讨论根据国际标准ISO分类的硬质合金牌号P、M、K，分别相当于我国国家标准的哪一类硬质合金？21数控刀具的介绍21形状代号1代号刀片名称Ｎ正六角形Ｏ正八角形Ｐ正五角形Ｓ正方形Ｔ正三角形Ｃ菱形顶角80度Ｄ菱形顶角55度E菱形顶角75度数控刀具的代号刀片形状22数控刀具的介绍22代号刀片名称Ｆ菱形顶角50度Ｍ菱形顶角86度Ｖ菱形顶角35度Ｗ等边不等方形Ｌ长方形Ａ平形四边形85度Ｂ平形四边形82度Ｋ平形四边形55度Ｒ圆形形状代号2数控刀具的代号形状23数控刀具的介绍23后角代号1代号后角（度）A3B5C7D15E20数控刀具的代号形状24数控刀具的介绍24其它的后角代号后角（度）F25G30N0P11O后角是指对主切削刃法向后角后角代号2数控刀具的代号形状25数控刀具的介绍25精度代号1刀尖高度内接圆允差厚度允差允差(mm)∮D1(mm)S1(mm)A±0.005±0.025±0.025F±0.005±0.013±0.025C±0.013±0.013±0.025H±0.013±0.013±0.025E±0.025±0.025±0.025G±0.025±0.025±0.13J±0.05±0.05-0.15±0.025K*±0.013±0.05-0.15±0.025L*±0.025±0.05-0.15±0.025M*±0.08-0.18±0.05-0.15±0.13数控刀具的代号代号26数控刀具的介绍26代号刀尖高度内接圆允差厚度允差允差(mm)∮D1(mm)S1(mm)N*±0.08-0.18±0.05-0.15±0.025U*±0.13-0.38±0.08-0.25±0.13印＊表示其侧面不研磨的刀片精度代号2数控刀具的代号27数控刀具的介绍27精度代号3数控刀具的代号28数控刀具的介绍28槽、孔代号数控刀具的代号29数控刀具的介绍29切削刃长度代号和内接圆代号数控刀具的代号30数控刀具的介绍30刀具厚度代号代号刀片厚度（ｍｍ）S11.39011.59T01.79022.38T22.78033.18T33.97044.76066.35077.94099.52数控刀具的代号31数控刀具的介绍31刀尖圆弧代号代号圆弧头半径（ｍｍ）代号圆弧头半径（ｍｍ）00无圆角V0.03V50.05010.1020.2040.4080.8121.2161.6202.0242.4282.8323.2刀片直径尺寸00(INCH)M0(mm)圆形刀片数控刀具的代号32数控刀具的介绍32刃口处理代号数控刀具的代号33数控刀具的介绍33切削方向代号数控刀具的代号34数控刀具的介绍34刀片断屑槽代号数控刀具的代号35数控刀具的介绍35标记示例数控刀具的代号TNUM160408R-A4断屑槽型号式为A型，宽度为4mm切屑方向为右切刀尖圆角半径为0.8mm刀片厚度为4.76mm刀片切屑刃长为16.5mm刀片单面有断屑槽，有圆形固定孔刀片允许偏差等级为U级刀片法向后角为0°刀片形状为正三角形36数控刀具的介绍36市场经济不断地推进，现代企业在高目标和低成本的追求过程中，已逐渐改变了传统的“大而全”、“小而全”的模式，取而代之的是以投入最小的人力、物力获得最大效益的“主题”生产。体现在金属切削刀具领域，成本已不再是简单的购买刀具的费用，一方面，采用什么样的刀具会影响到产品工艺、机床的选型和配置、生产效率、产品质量等，因而受到越来越多的重视；另一方面，自制刀具是否划算？人力物力的投入也成为企业考虑的问题。企业内部的成本核算推进了生产过程的专业化服务。因此，对一般机械加工企业来说，刀具的配置，更多的是如何选、如何用，而不是在如何设计与制造上。数控刀具合理选用37数控刀具的介绍37数控刀具合理选用38数控刀具的介绍38可转位车刀的选用刀片的夹紧方式各种夹紧方式是为适用于不同的应用范围设计的。为了帮助您选择具体工序的最佳刀具，按照适合性对它们分类，适合性有1-3个等级，3为最佳选择。山特维克可乐满车刀的夹紧方式选择39数控刀具的介绍39可转位车刀的选用刀片形状的选择正型（前角）刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型（前角）刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。40数控刀具的介绍40可转位车刀的选用刀片形状的选择根据加工轮廓选择刀片形状一般外圆车削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圆形刀片；在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。41数控刀具的介绍41刀具前角的作用大负前角用于•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。42数控刀具的介绍42刀具后角的作用后角的影响1.后角大，后刀面磨损小。2.后角大，刀尖强度下降。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43数控刀具的介绍43主偏角的作用主偏角的影响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。主偏角小，分力a‘也随之增加，加工细长轴时，易发生挠曲。3。主偏角小，切屑处力性能变差。4。主偏角销，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使切屑难以碎断。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44数控刀具的介绍44副偏角的作用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1.副偏角小，切削刃强度增加，但刀尖易发热。2.副偏角小，背向力增加，切削时易产生