刀具基础知识 教学PPT课件.ppt

刀具的认识 ? 1. 数控机床对刀具的要求 ? 2. 数控机床对刀具材料的要求 ? 3. 刀具材料的种类 ? 4. 数控车床的刀具 ? 5. 数控铣床的刀具系统 1.0 数控机床对刀具的要求 ? 1-1. 数控机床对刀具材料的要求 ? 为保证数控机床的加工精度，提高数控机床 的生产率及降低刀具材料的消耗，在选用数控 机床刀具和刀具材料时，除满足普通机床应具 备的基本条件外，还要考虑在数控机床中刀具 工作条件等多方面因素，如切屑的断屑性能、 刀具快速调整与更换，因此对刀具和刀具材料 提出更高的要求。 1-1. 数控机床对刀具材料的要求 ? 1. 刀具材料应有一定的坚硬性、耐磨性和良好的切削性 能，能适应数控机床高速切削。 ? 2. 刀具工作可靠性高，刀具材料有足够的强度和韧性， 能承受较高的冲击载荷。刀具材料导热性好，能降低 切削温度，提高刀具耐用度，保证数控机床的加工精 度。 ? 3. 刀具的尺寸和定位精度高，满足数控机床的加工精度。 ? 4. 刀具具有良好的断屑功能，使得切削加工过程平稳。 5. 刀具能够适应数控机床的快速换刀，减少换刀辅助时间。 ? 6. 数控刀具设计制造要求标准化、模块化。 2. 数控机床对刀具材料的要求 ? 2-1. 数控机床对刀具材料的要求 ? 在金属切削过程中，切削层金属在刀具的作用下 承受剪切滑移而塑性变形，刀具与工件、切屑之 间挤压与摩擦使刀具切削部分产生很高的温度， 在断续切削加工中还会受到机械冲击及热冲击的 影响，加剧刀具的磨损，甚至使刀具破损，因此 刀具切削部分的材料必须具备以下几个条件。 2.0 数控机床对刀具材料的要求 ? 1. 较高的硬度和耐磨性 ? 刀具切削部分的硬度必须高于工件材料的硬度，刀 具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常 温下的硬度应在 62HRC 以上。 ? 2. 足够的强度和韧性 ? 刀具在切削过度中承受很大的压力，有时在冲击和 振动条件下工作，要使刀具不崩刃和折断，刀具材 料必须具有足够的强度和韧性，一般用抗弯强度表 示刀具材料的强度，用冲击值表示刀具材料的韧性。 2.0 数控机床对刀具材料的要求 ? 3. 较高的耐热性 ? 耐热性指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度及韧 性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指标，这种性 能也称刀具材料红硬性。 ? 4. 较好的导热性 ? 刀具材料的导热系数越大，刀具传出的热量越多，有利于 降低刀具的切削温度和提高刀具的耐用度。 ? 5. 良好的工艺性 ? 为便于刀具的加工制造，要求刀具材料具有良好的工艺性 能，如刀具材料的锻造、轧制、焊接、切削加工和可磨削 性、热处理特性及高温塑性变形性能，对于硬质合金和陶 瓷刀具材料还要求有良好的烧结与压力成形的性能。 3.0 刀具材料的种类 ? 3.1 高速钢是由 W 、 Cr 、 Mo 等合金元素组成的合金工具钢 （表 2-4-1 ），具有较高的热稳定性，较高的强度和韧性， 并有一定的硬度和耐磨性，因而适合于加工有色金属和各 种金属材料，又由于高速钢有很好的加工工艺性，适合制 造复杂的成形刀具，特别是粉沬冶金高速钢，具有各向异 性的机械性能，减少了淬火变形，适合于制造精密与复杂 的成形刀具。 ? 3.2 硬质合金具有很高的硬度和耐磨性，切削性能比高速 钢好，耐用度是高速钢的几倍至数十倍，但冲击韧性较差。 由于其切削性能优良，因此被广泛用作刀具材料 . ? 国际 ISO 标准把硬质合金刀片材料分为 P 、 K 、 M 三类，分 别加工钢、铸铁、合金钢以及不易加工的材料 3.0 刀具材料的种类 ? 3. 3 （ 1 ） CVD 气相沉积法涂层 涂层物质为 TiC ，使 硬质合金刀具耐用度提高 1-3 倍。 ? （ 2 ） PVD 物理气相沉积法涂层 涂层物质为 TiN 、 TiAlN 和 Ti(C,N) ，使硬质合金刀具耐用度提高 2-10 倍 ? 3.4 非金属刀具 ? 1 ）氧化铝系陶瓷 以氧化铝（ Al 2 O 3 ）为基体的刀具 材料，其优点是硬度及耐磨性高，缺点是脆性大，抗 弯强度低，抗热冲击性能差，适用于铸铁及调质钢的 高速精加工。 ? 2 ）氮化硅系陶瓷 以氧化硅（ Si 3 N 4 ）为基体的陶瓷 材料，其特点是抗弯强度和断裂韧性有所提高，抗热 冲击性能也较好，适用于加工淬火钢、冷硬铸铁、石 墨制品及玻璃钢等材料。 3.0 刀具材料的种类 ? 3 ）复合氮化硅 - 氧化铝系陶瓷 该材料具有极好的 耐高温性能、抗热冲击性能和抗机械冲击性能。其 主要特点是加工进给量大，允许高速切削加工，极 大提高了生产率。 ? 4 ）聚晶金刚体 聚晶金刚体作为切削刀具使用时， 烧结在硬质合金基体上，可对硬质合金、陶瓷、高 硅铝合金等耐磨、高硬度的非金属和非铁合金材料 进行精加工。