第2章数控加工刀具及工具系统6课件.pptVIP

工业设计史 第2章　数控加工刀具及工具系统 　2.1　数控加工对刀具的要求　2.2　数控刀具材料　2.3　数控刀具　2.4　数控机床的工具系统　2.5　刀具的磨损及刃磨 2.1 数控加工对刀具的要求 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，因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。在工艺上，一般采用刀具材料的抗弯强度表示刀片的强度大小；用冲击韧性表示刀片韧性的大小。刀片韧性的大小反映出刀具材料抗脆性断裂和抗崩刃的能力。 3）良好的耐热性和导热性 4）良好的加工工艺性 刀片的加工工艺性主要反映在其成型和刃磨的能力上，包括锻压、焊接、切削加工、热处理、可磨性等。 5）高可靠性和经济性 数控加工过程中，切削速度非常高，要求刀具应具有很高的可靠性，并且要求刀具的寿命长、切削性能稳定、质量一致性好。 经济性是刀具材料的重要指标之一 2.2　数控刀具材料 （1）高速钢（High Speed Steel-HSS） 高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的工具钢。 高速钢的性质： 高速钢具有一定的硬度(63～66HRC）和耐磨性； 有足够的强度和韧性，能承受大的冲击性 有较好的工艺性，可制作复杂的刀具：车刀、铣刀、钻头、拉刀。 耐热性好（约600 ～ 660℃)，但不能用于高速切削 高速钢的分类 ①、普通高速钢 通用型高速钢的含碳量0.7%-0.9%，按照含钨量不同可分为含W12%或W18%的钨钢，含W6%或W8%的钨钼系钢，含W2%或不含钨的钼钢。 A、钨系高速钢（简称 W18） 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，热塑性差，不宜制造成大截面刀具。 B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成的钢 ） 优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。 ②、高性能高速钢 指在通用性高速钢成分中在增加含碳量、含钒量及增加钴、铝等合金元素的新钢种。 优点：具有较强的耐热性，刀具耐用度是普通高速钢的1.5～3倍 。 缺点：强度与韧性较普通高速钢低，高钒高速钢磨削加工性差。 适合加工的零件：奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。 ③ 粉末冶金高速钢 用氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢水，得到高速钢粉末，在压制成钢坯，最后制成刀具。 优点：无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和硬度，硬度值达69～70HRC； 保证材料各向同性，减小热处理内应力和变形； 磨削加工性好，磨削效率比熔炼高速钢提高2～3倍； 耐磨性好。 适于制造切削难加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滚刀和插齿刀），精密刀具和磨加工量大的复杂刀具。 （2）硬质合金（Cemented Carbide) 硬质合金组成 硬质合金是由难熔金属碳化物(WC、TiC等）和Co、Mo、Ni等金属粘结剂经粉末冶金方法制成。 硬质合金的性能特点 硬质合金优点：硬质合金中高熔点、高硬度碳化物含量高，热熔性好 ,热硬性好，切削速度高。 硬质合金缺点：脆性大，抗弯强度和抗冲击韧性不强。抗弯强度只有高速钢的1/3～1/2，冲击韧性只有高速钢的1/4～1/35。 硬质合金力学性能：主要由组成硬质合金碳化物的种类、数量、粉末颗粒的粗细和粘化剂的含量决定。 普通硬质合金的种类、牌号及适用范围 按照硬质合金的特性来表示 按照硬质合金的成分来表示 ①、钨钴类（WC+Co）（合金代号为YG） 此类合金硬度较低，为89-91.5HRA,韧性较高 合金钴含量越高，韧性越好，适于粗加工;钴含量低，适于精加工。 数控加工工艺及刀具 * 1）较高的硬度和耐磨性 刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度，以便在高温状态下依然可以保持其锋利。通常常温状态下，刀具材料的硬度都在62HRC以上。在通常情况下，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。刀具材料组织中碳化物越多、颗粒越细、分布越均匀，其耐磨性也越高。 耐热性表示刀片在高温状态下保持其切削性能的能力。耐热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。另外，刀片材料的导热性也是表示刀具使用性能的一个方面。导热性越好，切削时产生的热量越容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损刀具，抗变形的能力也越强。 常用的高速钢牌号与性能如下： 54 3 68--69 W10Mo4Cr4V3Al 55 3.4 68--69 W6Mo5Cr4V2Al 51 3.2 63--66 W12Cr4V4Mo 51 3 67--68 9W18Cr4V 高性能 高 速 钢 48.5 4 64--66 W6M