CNC车床的各种刀具与加工材质的给进率与转速相关资料.doc

CNC車床的各種刀具與加工材質的給進率與轉速相關資料V=DN/1000V:切削速度(m/mm) D:工件直徑(mm) N:每分鐘回轉速(rpm)V=DN/1000V:切削速度(m/mm) D:工件直徑(mm) N:每分鐘回轉速(rpm)(1) 旋徑：又稱擺度。表示工件在床面的最大旋轉直徑。(2) 切削速度車刀切削迴轉工件時，每一分鐘內所切出的切屑長度。以每分鐘公尺長度或英呎長度表示。V=DN/1000V:切削速度(m/mm) D:工件直徑(mm) N:每分鐘回轉速(rpm)(3) 進給又稱進刀量或走刀量，指刀具沿工件表面或進入工件表面的前進率。以主軸每轉的距離來表示。(4) 切削深度刀具在工件上所切除的切屑厚度。個刀角之作用A.後斜角(1)控制屑流方向及減少排屑阻力(2)複後斜角可保護刀具光點B.邊斜角(1)控制屑流方向及減少排屑阻力(2)刀具材料之強度愈大則邊斜角愈大C.前間隙角(1)工具材料抗剪及衝擊強度愈大前間隙角可愈大反之則愈小(2)工件材料愈硬愈強愈韌則前間隙角愈小反之則愈大D.邊間隙角(1)刀具作側向進刀時能補償因工件每轉一周刀架鞍座前進所產生的螺旋角之用並使切削作用集中於切削邊E.刀端角(1)減低顫震及增進刀口之使用壽命可避免車刀前端與表面摩擦高速鋼車刀角度表高速鋼車刀角度表邊隙角前隙角後斜角邊斜角低碳鋼12816.514中碳鋼10-1288-16.512-14高碳鋼108812鎳合金鋼1081012高速鋼108812不銹鋼1081015-20鑄鐵108512鋁1283515電木12800黃銅10800-(-4)青銅10800-(-4)鎳銅合金1513814鎳1513814橡皮20150-(-5)0-(-7)工具鋼108812碳化車刀角度表前隙角邊隙角後斜角邊斜角鋁6-86-810-2010-20銅6-86-8420黃銅6-86-804青銅6-86-80-43-8鑄鐵6-86-80-42-4前隙角 邊隙角 後斜角 邊斜角低碳鋼(SAE1020-1035)6-86-803高碳鋼(SAE1095)6-86-803鎳合金鋼(SAE2315-2335)6-86-803鎳鉻合金鋼(SAE3140-3250)6-86-803鉬合金鋼(SAE4015)6-86-803鉻釩合金鋼(SAE6145)6-86-803-類別/ 組成元素/ 識別/ 切削材料K/ wc-Co/紅/鑄鐵.石材.非鐵金屬(脆性材)P/ wc-Co-Tic/ 藍 /鋼.鑄鋼(延性材料)M/ wc-Co-Tic-Tac/ 黃/ 不鏽鋼(強軔材)1.每類又有多種編號(如 P01-P40 K01-K40.)2.號數大者適合低速重切削,號數小適合高速輕切削3.碳化物刀具磨削時,不可以急冷於水中,以免產生裂痕4.刀具通常以粉末冶金製成5.在高溫切削時不失硬度(此硬度稱紅熱硬度)耐熱度達1200度c刀具壽命的單位是什麼?要如何計算?有哪些邊界條件會影響刀具壽命?一般我們是以加工刀多少小時為單位，而使用條件確實會對刀具壽命有很大影響，主要包括加工深度、每刃進给量、加工材質、切削液使用狀況 (散熱與排屑)。長久建立資料可以幫助了解生產的需求。另外機台好壞也會有影響，例如震動太大或是軌跡誤差等都會影響。再來就是程式寫的好壞影響也很大，簡單的比喻就是不能太暴力的使用。最後請您務必好好保養他，清潔、防銹、平衡等都很重要。刀具損壞的方式約下列八種： .腹面(Flank)磨損。 .凹陷磨損(Cratering)。 .膠著層(Build-up Edge)。 .屑斷(Chipping)。 .熱斷裂(Thermo Cracking)。 .變形(Deformation)。 .刻痕(Notching)。 .破裂(Fracture)。碳化鎢就是俗稱的鎢鋼不過鎢鋼是用粉末冶金的無法鑄造與鍛造能夠鑄造鍛造的最硬合金鋼我認為是製造銑刀,車刀的高速鋼-刀具鋼材特性440-C : 美國製之優質不鋼材, 含鉻量高達16-18%。 最初被應用於外科手術刀具及船舶業, 耐蝕性及耐能力極優; 韌性強。 現更廣泛應用於手製刀及優質廠製刀具。 含碳量約1%(440系分A, B, C, 及F級; C級及F級含碳量最高, 而A級刖刖較少)。 經熟處理後可達HRc58之硬度。 154CM : 美國製之優質不鋼材, 鉻含量達15%, 鉬含量達15%, 鉬含量達4%; 故定名為154CM。 乃近代手製刀之一代宗師 R.W.Loverless 率先所採用。 加工性極優, 耐蝕性, 刀鋒耐損性及韌性皆強, 但售價較高, 故只見被應用於手製刀具。 含碳量約1.05%, 經熱處理後可達HRc6061之硬度。ATS-34 : 日本“日立金屬工業”針對美製154CM 而開發之優質不銹鋼, 用料和 成份與154CM相近, 而各方面之性能皆達至154CM之標準, 且猶有過之, 但價格則較廉, 被業內認定為最佳刀具鋼材之一, 現已成為手製及優質廠製刀具應用之主流。 經熱處理後可達HRc6061硬度。AUS8(8A) : 日本 “愛知製鋼” 所開發之優質不銹鋼材, 耐蝕性, 刀鋒耐損性及韌 性皆達優異水平, 多被應用於日本製之優質刀具。 AUS 鋼種分為10A (含碳量約1%), 8A (含量0.8%) 及6A (含碳量約0.6%) 三種。 8A 經熱處理後HRc5859之硬度。D2 : 金屬機械加工用之耐磨工具鋼材D2, 屬風硬鋼 (Air-Hardening steel) ; 被廣泛應用砍伐刀或獵刀次製作, 含碳量高達1.5%, 含鉻量亦高達11.5%, 經熱處理後可達HRc60之硬度, 但相對地廷展性(韌性)較弱, 耐銹能力亦不甚佳, 鋼材表面亦難作鏡面磨光處理。Hi-Speed Tool Steel (高速工具鋼): 高度加工製成成之工具鋼材, 含碳量高, 而含鉻量則低(約4%), 故打磨鋼材表面之光澤較暗, 經熱處理後可達HRc62之高硬度, 但耐銹性能不甚佳。Cowry X(RT-6): 日本大同特殊綱 (株) 於1993年開發之超級粉末系合金鋼材, 為近代日本冶金技術的新突破, 現已被日本刀匠們應用於大型砍伐刀具, 鋼材含碳量高達3%, 經熱處理後可得HRc67之高硬度。 Cowry Y(CP-4): 日本大同特殊鋼 (株) 於1993年開發之優質粉末系合金鋼材, 含碳量達1.2%, 更罕有地混入金屬元素 鈳 達0.2%, 經熱處理後可達HRc63之高硬度, 卻仍保有極佳之延展性能。 A-2 : 金屬加工用之高韌性耐磨工具鋼材A-2, 屬風硬鋼, 含碳量頗高, 約1%,經熱處理後可達HRc57之硬度, 鉻含量約5%, 經打磨後鋼材表面光澤較暗, 耐蝕性優, 延展性(極強), 刀鋒之耐損性亦佳。VG10 : 日本 “武生特製鋼” 之V金10號不銹鋼材, 乃V金, 系鋼材之最優級別, 含碳量約1%, 含鉬1.2%及鈷1.5%, 經熱處理後可達HRc60-62之硬度。 VG-10加工性優, 韌性及耐蝕性皆強, 多被應用於日製之優質刀具。BG-42 : 極優質之不銹鋼材, 含碳量1.15%, 含釩量則高達1.20%; 故鋼材組織微粒細密, 經熱處理後可達HRc60-61之硬度, 加工性優, 耐蝕力極強, 韌性亦佳。 BG-42最初被應用於航天工業, 作為製造滑輪及機軸等之材料, 因價格頗高, 於製刀業則多被應用於刀匠之手製刀具。SANDVIK : SANDVIK 公司是北歐製鋼及五金工業之翹楚, 120C不銹鋼材乃SANDVIK 之優良鋼種之一, 含碳量約1%, 含鉻量約14%, 經熱處理後可達HRc56-58 之硬度, 加 工性優, 性, 北歐出產之名廠刀具多以SANDVIK 之鋼材製作。 1095 : 高碳鋼中最優質者莫過於1095, 其含碳量達1.03%, 經熱處理後可達HRc58-60之硬度, 韌性十分好, 但不耐銹, 多被應用於傳統之歐洲式獵刀, 大型砍伐刀及軍用刀。 如二次大戰時美國 “著明之 KA-BAR 軍刀便是以1095作為刀身材料。W-2 : 高碳工具鋼材被命為W型者為水硬鋼(Water-Hardening Steel), 為工具鋼中最廉價者。 W-2鋼材(經熱處理) 容易達至高硬度(HRc65), 兼且容易局部硬化, 兼且容易局部硬化, 以使鄰近各部位硬得可以耐磨, 而又可以軟得容易製造, 加工性極優良, 故用途廣泛。 但W-2耐銹力很差, 故鋼材之表面多以塗層保護, 以防銹蝕。O-1 : 油硬級(Oil-Hardening types)之工具鋼材最廣泛被使用, 而其中最佳者是O-1型, 其高錳伴同鉻與鎢可增加硬化能, 使鋼材可不需劇烈之水淬 (代之以和的油淬) 也能硬化至高硬度(HRc62)水平。 O-1鋼之加工性佳, 但韌性及耐銹力則較弱。 美國著名刀匠Randall便多以O-1工具鋼作其刀身之材料。ZDP-189 : 日本 日立金屬工業 於1996年開發之粉末系新鋼材, 其研發目標與 大同特殊鋼 (株) 之Cowry X鋼材一脈相承, 優良加工性之超硬合金鋼, ZDP-189含碳量達3%, 含鉻量亦高達20%, 經熱處理後可得HRc67之高硬度, 加工性極優, 金屬組織微粒比ATS-34及440-C更均一細密, 耐蝕性及性皆, 故 日立 對外宣稱ZDP-189乃跨向21世紀之次世代刃物鋼。GIN-1(G-2): 日本 日立金屬工業 之銀紙一號鋼材, 為銀紙系鋼材之最優級別, 鋼材特性與 愛知製鋼 之8A相近, 但硬度則比8A稍軟(HRc57-58), 價格較廉。ATS055 : 日本 日立金屬工業繼ATS-34後所開發之優質尸刃物鋼材, 為ATS-34之改良品種。 ATS-34含鉬量約4%, 故能耐極高溫度, 適應範圍較廣(可適用於製作機械零件, 如機軸, 滑輪, 氣艙閥等)。 ATS-55則減低了鉬含量至0.6%, 但亦加入了0.4%之鈷。 此畢令鋼材本身減低了耐熱性卻增加了度(更適用於製刀業)。 整整體而言, ATS-55性能稍遜於ATS-34, 但比同廠之G-2較優。 CPM440V : CPM (Crucible Particle Metallurgy)粉末系鋼材乃美國Crucible原料公司開發之新一代刃物鋼, 廠方曾聲稱CPM440V乃超級鋼材(Super custom knife steel of the 90s)。 雖然CPM440V之含碳量比傳統的440-C多出近一倍, 經熱處理後得出之硬度卻只為HRc57-58, 皆因受其他所含原素之影響(5%之釩, 17%之鉻)。 其真正傑出之處 在於保留刀鋒之耐損性及延展性(度)這兩方面, CPM440V之售價頗高, 故多應用於手製(刀匠手作)刀具。 CPM420V: 美國Crucible原料公司於1996年再次研製出較CPM 440V更高一級之CPM鋼材: CPM420V, 它比CPM440V多出近一倍之釩及鉬含量, 故能保有更優越之刀鋒耐損性及耐蝕性(比CPM440V優勝25-50%之多)。經熱處理後可得之硬度則與CPM440V相等。 CPM420V之售價頗昂貴, 比ATS-34高出一倍。 420J2: 420系鋼材之碳含量低於0.35事無補, 經熱處理後所得之硬度只得HRc52-55, 而耐損性等各方面之性能並不太出眾。 因較容易切割及打磨, 故適宜於用作大量生產之廠製刀具, 420鋼亦因碳含量低而耐銹力極, 故亦是生產潛水刀具之理想鋼材。 425m: 420系鋼材之改良(Modified)品種, 定名為425M, 將含碳量提高至約0.55%, 並加進1%之鉬, 經熱處理後可違較理想之硬度(HRc58), 卻保留了420系鋼材之優良加工性, 故極宜應用於廠製刀具。 美國著明之BUCK及GERBER兩大刀廠已於90年代選用425M作為其刀身材料。-一般而言刀具選用必須注意下列幾個條件： .切削條件： a.切削深度：由工件粗胚形狀，機械動力及刀具剛性決定。b.進刀速率：由表面粗度及加工能率決。 c.切削速度：受加工時間及壽命影響，但相對的，切削切削溫度上升，工具磨耗增加，因此必須求得經濟而效率合理的評價點。 .刀刃形狀：