数控刀具培训

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,数控刀具培训,之车刀系列,教学目的,了解数控刀具的种类、要求与特点，明确数控刀具材料对加工的影响，掌握刀具的失效形式和可靠度分析，以及依据加工环境正确选择和使用加工刀具的方法。,教学目录,数控刀具的定义,数控刀具的分类,数控刀具的要求与特点,刀具材料,涂层,工件材料的特性与切削性,刀具损失的主要原因,车削加工的注意事项,影响加工面粗糙度的主要原因,数控刀具的定义,数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括模具；同时,“,数控刀具,”,除切削用的刀片外，还包括刀杆和刀柄等附件。,数控刀具的分类,根据刀具结构可分为：,（,1,）整体式：刀具为一体，由一个坯料制造而成，不分体；,（,2,）焊接式：采用焊接方法连接，刀杆；,（,3,）机夹式：机夹式又可分为不转位和可转位两种；通常数控刀具采用机夹式！,（,4,）特殊型式：如复合式刀具，减震式刀具等。,根据制造刀具所用的材料可分为：,（,1,）,高速钢刀具,；,（,2,）,硬质合金刀具,；,（,3,）,陶瓷刀具,；,（,4,）,超高压烧结体刀具等,。,从切削工艺上可分为,（,1,）,车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切断、切槽刀具等多种,；,（,2,）钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；,（,3,）镗削刀具；,（,4,）铣削刀具等。,数控刀具的要求与特点（一）,要有高的切削效率,要有高的精度和重复定位精度,要有高的可靠性和耐用度,实现刀具尺寸的预调和快速换刀,具有完善的模块式工具系统,建立完备的刀具管理系统,要有在线监控及尺寸补偿系统,数控刀具的要求与特点（二）,数控车床能兼作粗精车削。因此粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大吃刀量、大进给量的要求；精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求,此外，为减少换刀时间和方便换刀，应尽可能采用机夹刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具。我公司用的就是硬质合金刀具（曾试验过陶瓷刀具、,CBN,刀具等）。,刀具材料,高速钢,分类,1.,熔炼高速钢,2.,粉末高速钢,成分,1.,钨系（,W,）,碳（,C,）、钨（,W,）、铬（,Cr,）、钒（,V,）等,2.,钼系（,Mo,）,碳（,C,）、钨（,W,）、钼（,Mo,）、铬（,Cr,）、钒（,V,）等,制作方法,1.,熔炼高速钢：通过熔炼，热处理加工而成,2.,粉末高速钢：将高纯度、高压的氮气吹入熔化的高速钢中形成球状微细粉末，然后将这种粉末填入软钢制的罐中，通过真空脱气、密封后，在高温高压条件下冲压形成钢块。,特点,1.,粉末高速钢结晶粒子直径比熔炼高速钢的细小，因而韧性优异,2.,粉末高速钢磨削性比高速钢好,刀具材料,硬质合金,分类,1.,硬质合金,P,（钢）、,M,（不锈钢）、,K,（铸铁）、,N,（有色金属和非金属）、,S,（耐热合金）、,H,（高硬度钢）,2.,超微粒硬质合金,成分,1.WC,（碳化钨）、,Co,（钴）,2.WC,（碳化钨）、,TiC,（碳化钛）、,Co,（钴）,特点,添加,TiC,的硬质合金耐热性优异，不易发生前刀面磨损，未添加,TiC,的硬质合金耐冲击性与耐破损性高。,超微粒硬质合金的定义,WC,粒子直径不足,1,微米的硬质合金称为超微粒硬质合金。,超微粒硬质合金的机械特性,1.,硬度高,2.,强度高,刀具材料,陶瓷,分类,1.,陶瓷,2.,金属陶瓷,特性及用途,1.,陶瓷,（,1,）定义：包括玻璃、瓷器等传统的陶瓷（旧陶瓷），与耐热性、耐腐蚀性优异的高性能新型陶瓷（精细陶瓷）。,（,2,）分类：氧化铝（,Al2O3,）、氮化硅（,Si3N4,）、硅铝氧氮耐热陶瓷（,SiAlON,）、碳化硅（,SiC,）等新型陶瓷。,（,3,）特性：陶瓷与硬质合金、金属陶瓷不同，不含结合金属，因此非常坚硬，而且热稳定性优异。它有希望成为适用于高速切削加工的材料，但它存在韧性差、易破损的缺点。,（,4,）,硬度,（,HRA,）,抗弯强度,（,GPa,）,破坏韧性值,（,Mpam,）,导热系数（,W/mK,）,用途,Al,2,O,3,系,（白陶瓷）,92.093.0,0.30.4,35,17,铸铁车削,精加工,Al2O3+TiC,系,（黑陶瓷）,93.594.5,0.71.0,46,21,铸铁车削半精,、精加工,Si,3,N,4,系,91.592.5,1.01.3,79,75,铸铁断续车削,铣削加工,金属陶瓷,90.093.0,1.32.2,1015,2533,钢与铸铁的精加工,2.,金属陶瓷,（,1,）特性：以,TiC,、,TiN,为主要成分的金属陶瓷硬度高、热稳定性与,耐氧化性优异，而且与铁的反应性低，可以进行高速切削加工，得到,良好的加工面。,（,2,）用途：,适合的加工,a.,对加工面精度要求高的钢与铸铁的精加工,b.,无法提高切削速度的钢加工,c.,最适合易发生粘结的软钢加工,不适合的加工：,a.,大切削深度、大进给、断续切削加工等，要极力避免这些加,工,b.,不锈钢、高锰钢、耐热合金、钛合金等，导热系数低、易发,生加工硬化的工件材料的加工,c.,高硬度材料与铸铁的黑皮切削加工等，切削刃易发生崩刃的,切削加工,刀具材料,超高压烧结体,分类,1.,聚晶金刚石（,PCD,）,2.,立方氮化硼（,CBN,）,特性,1.,聚晶金刚石（,PCD,）是地球上存在的硬度（耐磨损性）最高的物质，具备弹性模量高、热膨胀系数低（耐热冲击性）等特性。,2.,立方氮化硼（,CBN,）具备与金刚石相近的特性，不同的是与铁系金属（,Fe,，,Ni,，,Co,）反应小，在高温条件下硬度下降等材质变化情况少。,用途,1.,聚晶金刚石用于铝合金、铜合金等软质有色金属及塑料、,石墨等非金属的超高速精加工。,切削陶瓷、硬质合金、它们的半烧结品、强化塑料及建材板等非金属材料。,2.,立方氮化硼进行淬火钢及铸铁、铁系烧结合金的精加工。特别在切削淬火钢的加工面与磨削加工相比毫不逊色，起到以车代磨的效果。,涂 层,分类,1.,化学涂层法（,CVD,）,2.,物理涂层法（,PVD,）,CVD,法和,PVD,法的区别,CVD,法,PVD,法,主要涂,层物质,TiC,、,TiCN,、,TiN,、,Al,2,O,3,等,TiC,、,TiCN,、,TiN,、（,Al,，,Ti,）,N,、,（,Al,，,Ti,，,Si,）,N,、,CrN,等,优点,可涂覆热稳定性优异的,Al,2,O,3,可用以告诉切削加工,可以在较低温度条件下,（,700,以下）进行涂覆，因此对基体的制约少,可适用于高速钢、焊接刀具、硬质合金、金属陶瓷等多种材料,基体与涂层的密合性好，可形成比较厚的涂层,耐磨损性优异，长寿命,刀刃强度（韧性）,下降少,可适用于锋利刃口的刀具,通过更换原料气体，可以在同一装置中连续涂覆多种物质,容易涂覆多层材料,涂层膜上产生残余应力,耐破损性、耐热龟裂性优异,涂层表面比较光滑,适用于精加工,缺点,需要在高温（,9001100,）条件下进行处理，因此对基本材料有限制，不适用于高速钢、焊接刀具,基本只限于硬质合金,涂覆不导电的各种氧化物（绝缘物）比较困难,基本很难与涂层密合，不适合厚膜涂层,涂层的结合力比,CVD,法差,可能会引起表面刀刃强度的下降,不适用于易发生破损的锋利刃口的刀具,涂层膜上产生拉伸残余应力，会导致耐破损性下降,需要使用专用的硬质合金基本材料,涂层表面易起毛,精加工时有可能会发生粘结,擅长的加工形态,刀刃温度升高的加工：高速、高进给量、大切削深度加工,大量加工,切削深度一定的加工,刀具直线进给,微小切削深度加工,高进给加工,加工面要求高的加工,易粘结的工件材料的加工,切削深度不稳定的加工,工件材料的特性与切削性,切削性与材料特性,1.,硬度的影响（过硬过软都不易加工）,2.,粘度的影响（不易切开，不易排屑）,3.,强度（,=,不易变形性）的影响（刀刃负荷大）,4.,延展性的影响,5.,导热系数的影响（系数低，刀刃高温）,6.,加工硬化性的影响,7.,硬质颗粒的影响,刀具损失的主要原因,后刀面磨损：通常后刀面磨损由摩擦产生，工件材料硬时磨损会加剧,前刀面磨损（月牙洼磨损）：加工易产生高温的高强度材料和粘性材料时,粘结：加工在切削热的作用下易熔化的软材料时，容易发生工件材料成分附着在刀刃上的粘结现象,崩刃：振动或冲击引起,裂纹：刀具安装不当造成,塑性变形：加工易产生切削热的材料，或导热系数低的材料,切削刃损伤对工件材料的影响,工件材料分类,易发生的切削刃损伤,加工面的注意问题,软钢,粘结,崩刃,切削造成加工面的损伤,粘结造成挤裂,钢,前刀面磨损,塑性变形,粘结造成表面粗糙,不锈钢,前刀面磨损,崩刃,毛刺、毛边,铸铁,摩擦磨损,粘结、崩刃,挤裂、粗糙,球墨铸铁,崩刃,前刀面磨损,粗糙,有色金属,粘结,粘结、挤裂,耐热合金,崩刃、前刀面磨损,塑性变形,加工变质层,高硬度钢,后刀面磨损,崩刃,粗糙,车削加工的注意事项,切削速度,进给量,切削深度,切削速度（影响最大）,1.,切削速度高 切削温度高 刀具寿命下降,2.,切削速度慢 切削刃粘结 加工精度变差,进给量,进给量在一定程度上决定粗糙度，在粗糙度规定范围内,增大进给量对刀具寿命不会有太大影响，而且能提高加,工效率，因此对降低加工成本非常有效。,切削深度（影响最小）,在微小切削深度的情况下切削就相当于切削工件材料,的加工硬化层（摩擦现象），刀具寿命会缩短。,影响加工面粗糙度的主要原因,刀具材料的选定,刀具形状的选择,切削条件的变更,刀具材料的选定,若要获得良好的加工面，最重要的一点就是避免产生积屑瘤。,积屑瘤是对高精度加工，加工面粗糙度的提高造成恶劣影响,的最大、最主要原因。,刀具形状的选择,刀具形状因素中，刀片的刀尖圆弧半径尺寸影响最大。增,大刀具前角也可改善加工面粗糙度。,切削条件的变更,理论加工面粗糙度受进给量影响。降低进给量可以改善加,工面粗糙度。但是，如果进给量过小会使加工效率降低，,因此，将进给量设定在恰好不影响加工面粗糙度的大小非,常重要。,良好的加工习惯,良好的加工习惯可以塑造一名优秀的员工，因此要,做到以下几点：,1.,严格遵守各种规章制度。,2.,按工艺图纸选择刀具。,3.,严格执行规定的换刀频率。,4.,发现问题，及时更改。,谢谢欣赏,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,内容总结,数控刀具培训。数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括模具。（3）机夹式：机夹式又可分为不转位和可转位两种。（4）特殊型式：如复合式刀具，减震式刀具等。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具。我公司用的就是硬质合金刀具（曾试验过陶瓷刀具、CBN刀具等）。1.熔炼高速钢：通过熔炼，热处理加工而成。1.粉末高速钢结晶粒子直径比熔炼高速钢的细小，因而韧性优异。2.粉末高速钢磨削性比高速钢好。WC粒子直径不足1微米的硬质合金称为超微粒硬质合金。它有希望成为适用于高速切削加工的材料，但它存在韧性差、易破损的缺点。