刀具选用资料讲解.ppt

* 数控刀具的选用 * 数控刀具的选用 * 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，汽车行业卧式加工中心普遍采用HSK（德标）刀柄。数控刀具的分类有多种方法。 * 高速钢 钨钴类 钨钛钴类 Mo系高速钢 W系高速钢 硬质合金 钨钛钽（铌）钴类 陶瓷 纯氧化铝类（白色陶瓷） TiC添加类（黑色陶瓷） 立方碳化硼 聚晶金刚石 数控刀具的材料 * 刀具材料应具备的性能 （1）高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）高的耐热性（热稳定性） （4）良好的热物理性能和耐热冲击性能 （5）良好的工艺性能 （6）经济性 * 常用刀具材料 （1）碳素工具钢及合金钢 碳素工具钢是含碳量较高的优质钢（含碳量0.7%—1.2% 如T10、T12A等）淬火后碳度较高的耐热性较差。在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素形成合金工具钢，如（9SiCr、CWMn等）。可适当减少热处理变形和提高耐热性，由于这两种材料的耐热性较低，目前主要用来制造一些切削速度不太高的手动工具，如锉刀、锯条、铰刀等较少用来制造其它刀具。 （2）高速钢 高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。 高速钢具有较高的热稳定性，在切削温度高达到500~650℃时，尚能进行切削。与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢能提高切削速度1~3倍，提高刀具耐用度10~40倍，甚至更多。它可以加工从有色金属到高温合金的范围广泛的材料。 * 常用刀具材料 （3）硬质合金 硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和金属粘结剂（如Co、Ni等）经粉末冶金方法制成的。 由于硬质合金成分中都含有大量金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为89~93HRA，比高速钢的硬度（83~86.6HRA）高。在800~1000℃时尚能进行切削。在540℃时，硬质合金的硬度为82~87HRA，相当于高速钢的常温硬度，在760℃时仍能保持77~85HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高4~10倍。 常用硬质合金的抗弯强度为0.9~1.5Gpa，比高速钢的强度低得多，断裂韧度也较差。因此。硬质合金刀具不能像高速钢刀具那样能够承受大的切削振动和冲击负荷。 * 常用刀具材料 （4） 陶瓷刀具 陶瓷刀具的主要成分是Al2O3，陶瓷刀具的硬度高、耐磨性好、耐热性高，允许使用较高的切削速度，Al2O3的价格低廉、原料丰富，因此有很好的发展前途。但陶瓷材料性脆怕冲击，切削时易崩刃。近十年来，各国已先后研制成功“金属陶瓷”，抗弯强度比普通陶瓷刀片高。 （5）人造金刚石（PCD） 人造金刚石硬度极高（10000HV），耐热性为700~800℃。可以加工有色金属及其合金，但不宜加工铁族金属，这是由于铁和碳原子的亲和力较强，易产生粘结作用而加快刀具磨损。 （6）立方氮化硼（CBN） 立方氮化硼是人工合成的又一种高硬材料，硬度（7300~9000HV）仅次于金刚石。但它的耐热性为化学稳定性大大高于金刚石，能耐1300~1500℃的高温，并且与铁族金属的亲和力小，因此它的切削性能好，不但适合于非铁族难加工材料的加工，也适合于铁族材料的加工。 * 刀具切削部分的构造要素 * 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。 * 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 被加工材料及机床刚性好时 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 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 * 刀具后角的作用 后角的影响 后角大，后刀面磨损变快，被加工产品尺寸变化块，刀具寿命下降 后角大，刀尖强度下降 后角大，可降低切削力，但过大会导致啃刀 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