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刀具基本术语 切削基本概念 待加工表面 工件上有待切除的表面 已加工表面 工件上经刀具切削后产生的表面 过渡表面 同义词 加工表面 工件上由切削刃形成的那部分表面 它将在下一个行程 刀具或工件的下一转里被切除 或者由下一个切削刃切除 切削运动 主切削运动通常由机床主轴的旋转形成衡量参数 主 切削速度Vc进给运动维持持续切削的运动衡量参数 进给速度Vf合成运动由主切削运动和进给运动按矢量方式叠加衡量参数 合成切削速度V 切削速度计算 以车削为例 转速 而切削速度 进给速度 n 转速 r minVc 切削速度 m mind 工件直径 mmf 进给量 mm r 切削速度计算 例1 直径D 100mmVc 250m minf 0 2mm rnmax 3000r min当直径为0 5mm时 情况如何 当直径为0 2mm时 情况又如何 例2 直径D 68mmVc 250m minf 12mm r 3mm螺距 4头 刀具结构要素 前面 同义词 前刀面 刀具上切屑流过的表面 后面 同义词 后刀面 与工件上切削中产生的表面相对的表面 主后面 同义词 主后刀面 对着过渡表面 副后面 同义词 副后刀面 它对着已加工表面 主切削刃起始于切削刃上主偏角为零的点 并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃 副切削刃切削刃上除主切削刃以外的刃 亦起始于切削刃上主偏角为零的点 但它向背离主切削刃的方向延伸 刀具角度参考系 车刀的标注角度 前角 前面与基面间的夹角 后角 后面与切削平面间的夹角 楔角 前面与后面间的夹角 主偏角 r 主切削平面与假定工作平面间的夹角 在基面中测量 副偏角 r 副切削平面与假定工作平面间的夹角 在基面中测量 刀尖角 主切削平面与副切削平面间的夹角 在基面中测量 刃倾角 主切削刃与基面间的夹角 在主切削平面中测量 铣刀和钻头的标注角度 可转位刀片的ISO符号 工业标准 可转位刀片的ISO符号标记 ISO1832 刀片形状1 边特性 角特性 相等 不相等 不相等 相等 圆形 后角2 正前角 50to 70 刀片被夹持在刀杆上 刀尖向上 必须要有后角 以免刀片下部与工件摩擦 这些称为正前角刀杆和正前角刀片 中性 00 在刀杆和刀片向前伸出时 需要有后角 负前角 50to 70 刀杆使刀片刀尖向下 使刀片底部离开工件 此时 刀片不需要后角 您可使用刀片的双面 得到双倍的刃口数 刀片后角 刀片下的空间 刀片加工范围 刀片公差3 切削及夹紧特征4 表示刀片的固定方式及有无断屑槽 刀片的刃长5 对于等边刀片 以数字表示刀片内切圆的直径为1 8英寸的倍数对于不等边刀片 以两位数字表示 第一位表示刀片的宽度为1 8英寸的倍数第二位表示刀片的长度为1 4英寸的倍数 刀片的厚度6 表示刀片主切削刃到刀片定位面的距离 用两位数代表 取理论长度的整数部分 如舍取小数部分后只剩下一位数字 则必须在数字前加一个 0 当刀片厚度的整数相同而小数部分值不同 则将小数部分大的刀片的代号用 T 代替 0 以示区别 刀尖圆角半径或刀尖转角形状7 刀刃形状8 切削方向9 刀刃锋利性 ANSI ISO E M3 由制造商定义 T 倒棱 0 13x15 0 2x20 0 2x30 0 3x30 磨刃口圆角 0 01 0 08mm 0 08 0 13mm 0 13 0 18mm 经抛光处理 注 可根据要求 进行其它刃口处理 磨圆角和T倒棱 T倒棱 磨圆角 锋利的刃口 提高刃口强度 提高耐磨性 几何槽型10 C M3 E M3 由制造商定义用于 标明刀面几何槽型PCD和CBN的刀尖尺寸压制的刀片孔 ChipbreakerApplicationRanges PF4 PF4 PM3 PM3 PM2 PM2 PM4 PM4 PM2 M5 M5 M5 M8 M8 R4 Flat Top POWDERMETALS RelativeImpactResistanceofChipbreakers TOPFORMGEOMETRYSELECTION ANSINegativeDoubleSided TOPFORMGEOMETRYSELECTION 刀具材料 刀具基体材料分类 一般刀具材料对比 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 高速钢 硬质合金 金属陶瓷 陶瓷 立方氮化硼CBN 金刚石PCD 一般刀具材料抗拉强度 N mm 高速钢刀具材料 高速钢是一种量大面广的刀具材料 由于高速钢具有许多独特的优点 如强度高 韧性好 性能比较稳定 工艺性好 能制作成各种形状和尺寸 特别是大型复杂刀具等 因而始终保持其在刀具材料中的特殊地位 高速钢作为传统刀具材料 虽属老领域 但新的钢种开发及应用研究仍长盛不衰 在继续发展 其方向主要遵循两条原则 即寻找更价廉或供应更可靠的合金元素以及如何进一步提高钢种的综合力学性能 切削刀具用硬质合金分类及标志 切削刀具用硬质合金根据国际标准ISO分类 把所有牌号分成用颜色标识的六大类 分别以字母P M K N S H表示 分类的主要依据是加工材料的化学元素含量 结构 硬度和导热性能 每一类中的各个牌号分别给以一个01 50之间的数字 表示从最高硬度到最大韧性之间的一系列合金 以供各种被加工材料的不同切削工序及加工条件时选用 根据使用需要 在两个相邻的分类代号之间 可插入一个中间代号 如在P10和P20之间插入P15 K20和K30之间插入K25等 但不能多于一个 硬质合金是一种主要由不同的碳化物和粘结相组成的粉末冶金产品 硬质合金很硬 其主要碳化物有 碳化钨 WC 碳化钛 TiC 碳化钽 TaC 碳化铌 NbC 在大部分情况下 钴作为粘结相使用 硬质合金切削材料 在硬质合金工厂 硬质合金需经过混合 压制和烧结 硬质合金的分类根据ISO标准进行 这种分类的依据是工件的材料类别 P M K 不同的硬质合金材质有不同的用途 如车削 铣削 孔加工 螺纹加工 切槽等 硬质合金主要成分的性能 基体材料比较 切削温度 热能在工件 切屑及刀具里的分布取决于加工条件 对其影响较大的为切削速度 切削厚度 刀片的几何形状及刀片的磨损程度 对较高速的切削 大约80 90 的热量被切屑带走 对工件来讲有三个热源 剪切面 切屑从工件上断裂所做的功 后刀面的摩擦 这些热源占切削总热量的5 15 镀层硬质合金材料 1 镀层硬质合金刀片是采用化学气相沉积方法 化学镀层CVD 或物理气相沉积方法 物理镀层PVD 将耐磨的硬化物 如TiC TiN Al2O3 HfN及金刚石薄膜等 镀覆在高强度的硬质合金基体上而产生的新一代硬质合金刀片 由于它把硬度和韧性高度结合起来 使刀片的性能与非镀层刀片比较 使用寿命能成倍地提高 尤其在难加工材料和重切削领域有着很大的优越性 同时由于镀层刀片适应范围广泛 因此可大大减少供选择的刀片牌号数量 镀层刀片按镀层成分可分碳化钛镀层 氮化钛镀层 氧体铝镀层 碳氮化钛镀层 金刚石镀层等 按镀层工艺又可分为单镀层 多镀层及复合镀层等 镀层硬质合金材料 HC 对于发展切削材料的耐磨性和提高材料硬度方面具有里程碑的意义 镀层硬质合金的使用寿命比未镀层的硬质合金高出许多倍 今天 将近90 的车刀片是镀层的 自从开发第一种镀层材料以来 现在所用的硬质合金的性能和可靠性比以往有了相当的提高 重要的镀层材料有 碳化钛 TiC HV3200 灰色氮化钛 TiN HV2000 金色氧化铝 Al2O3 HV2600 黑色碳氮化钛 TiCN HV3000 深紫色按照应用分类 ISO范围 不同镀层类型的组合与厚度是有可能的 也是很重要的 镀层厚度 负型刀片 16 m正型刀片 8 m 镀层硬质合金材料 2 常用镀层材料 碳化钛高硬度耐磨化合物 有着良好的抗摩擦磨损性能 氮化钛的硬度稍低 但却有较高的化学稳定性 并可大大减少刀具与被加工工件之间的摩擦系数 碳氮化钛 TiCN 是在单一的TiC晶格中 氮原子 N 占据原来碳原子 C 在点阵中的位置而形成的复合化合物 TiCxNy中碳氮原子的比例有两种比较理想的模式 即TiC0 5N0 5和TiC0 3N0 7 由于TiCN具有TiC和TiN的综合性能 其硬度 特别是高温硬度 高于TiC和TiN 因此是一种较理想的刀具镀层材料 氧化铝 Al2O3 在抗氧化磨损和抗扩散磨损性能上 没有任何材料能与氧化铝相比 但由于氧化铝与基体材料的物理 化学性能相差太大 单一的氧化铝镀层无法制成理想的镀层刀具 铝氮化钛 TiAlN 在切削过程中铝氧化而形成Al2O3 从而起到抗氧化和抗扩散磨损作用 但其抗氧化性能比单一的Al2O3镀层稍差 因为TiAlN中形成的Al2O3在切削过程中边生成边磨掉 但在高速切削时 其效果优于不含铝的TiCN镀层 常用镀层材料性能 CVD方法 化学气相沉积可以定义为一种材料合成方法 这种方法使气相的几种组成成分反应并在一些表面上形成一固体膜 CVD系统中的化学反应可划分为还原 氧化 水解 热解等 是在低压CVD反应器中实现的 沉积反应几乎永远是一种不均匀的多相反应 VP1510 VP5515 CVD化学涂层 特点10000 C 涂层温度提高了生产率5 15微米厚度多涂层 优点涂层强度和附着力好50 100 提高了切削速度多至400 地提高了刀具寿命提高了抗热冲击性 CVD化学涂层 SV300 带氧化物 陶瓷 的多层涂层 用于常规粗加工和精加工SV325在中等粗加工至半精加工 尤其是断续切削时 有着突出的表现 先进的多涂层 TiCN Al2O3 TiN 附加在含钴丰富的基底上 给予SV325近乎完美的韧性 光滑表面和抗积屑瘤组合 使之在其应用范围内具有极好的耐磨能力 SV325是大范围钢材和铸铁加工的最佳选择 轻度粗加工至中高速精加工SV315是针对较大切削速度和进给量范围的轻度粗加工至中高速精加工而设计 它有着多涂层 TiCN Al2O3 TiN 和较硬 更抗塑性变形含钴丰富的基底 使之在高速加工时有着较好的表现 它在钢材 不锈钢 铸铁和可锻及球墨铸铁加工方面表现出色 轻度粗加工至高速精加工SV310可应用于较多材料的轻度粗加工至高速精加工 它有着多涂层 TiCN Al2O3 TiN 和高抗塑性变形的基底 使之具有耐磨 抗月牙洼磨损以及表面光滑和抗积屑瘤的特点 SV310是高速车削和镗削铸铁和所有钢材的极佳选择 PVD方法 物理气相沉积是一种固态的金属反应成分的过程 例如钛 物理气相沉积一般有真空中蒸发沉积 溅射 离子镀三种将固态镀层材料气化的方法 由于PVD工艺温度低 不会降低硬质合金刀片自身的强度 刀片刃部可磨得十分锋利 从而可降低机床的功率消耗 VC901 VC911 PVD物理涂层 断续切削 装夹和机床刚性差 机床转速低 大进给 大切深 氮化钛物理涂层 重度粗加工牌号 好的耐磨性和韧性 TiAlN物理涂层 重度粗加工牌号 好的耐磨性和韧性 断续切削 装夹和机床刚性差 机床转速低 大进给 大切深 切削条件 牌号 分类 工业标准 定义 PVD物理涂层 特点牌号的选择覆盖了大多数的应用情况薄的氮化钛TiN涂层 厚度在2 4微米之间400 C 的涂层温度提高生产率摩擦系数小 优点比非涂层硬质合金刀片的刀具寿命高出15 刃口锋利刃口牢固性较好 比非涂层硬质合金的刀片的切削速度提高100 抗月牙洼磨损和积屑瘤 CVD与PVD比较 实践表明 一般车削 部分铣削 刀片的TiC Al2O3或TiC Al2O3 TiNCVD镀层性能仍优于PVD镀层 这里除CVD可进行a Al2O3镀层外 镀层与基体的结合强度比PVD镀层高也是其性能优于PVD镀层的一个重要因素 镀层硬质合金刀片的划痕试验表明 PVD镀层的临界载荷一般为30 40N 而CVD镀层的临界载荷可大于90N CVD镀层的厚度可达7 10 m 而PVD镀层厚度必须控制在3 5 m 否则镀层易产生剥落现象 此外 硬质合金刀片CVD工业化镀层成本低于PVD 这也是CVD工艺应用更为广泛的原因之一 MTCVD中温化学涂层 特点800 C 涂层温度更好的抗裂纹扩散能力碳氮化钛TiCN比化学涂层更光滑 优点韧性更好可用于大进给的加工在可锻铸铁 不锈钢和高温合金方面表现出色 MTCVD中温化学涂层 牌号 说明 性能 应用 MTCVD中温化学涂层硬质合金TiCN Al2O3涂层精细颗粒基底抛光表面 MTCVD中温化学涂层硬质合金TiCN Al2O3 TiN涂层含钴丰富的基底抛光处理的刃口 高速加工的牌号极好的耐磨性提高的韧性提高的抗积屑瘤 轻度加工的牌号极好的耐磨性抗暴口能力提高的抗积屑瘤 铸铁 灰口 可锻 球墨 粉末金属精加工 半精加工和常规加工连续和轻度断续切削 钢材 碳钢 合金钢 工模具钢精加工和半精加工连续切削 钢材 碳钢 合金钢 工模具钢精加工 半精加工和常规加工连续和断续切削 铸铁 灰口 可锻 球墨半精加工 常规加工和轻度粗加工连续和中度断续切削 未镀层硬质合金材料和镀层硬质合金材料的比较 未镀层可转位刀片这种刀片通过挤压 烧结和修磨成形 优点 可提供切削刃十分锋利的刀片 因为切削刃不带镀层 缺点 切削值只可能降低 耐用度小 磨损不易被发现 镀层可转位刀片由于带镀层 刀片实现了下列两者的统一 韧性 为镀层刀片的耐磨性不高 耐磨性 因带镀层 刀片变得耐磨 优点 能达到较高的切削值 耐用性较好 磨损易识别 缺点 刀片不可能具有很锋利的刀刃 因为刀刃带有镀层 刀片虽然价格较高 但经济性强 钛基硬质合金 金属陶瓷 钛基硬质合金 Cermets 是指以TiC或TiC TiN为主要硬质相 以Ni Mo或Ni Co Mo 等为粘结相的硬质合金 这类材料开发较早 50年代已出初型 但由于脆性太大 长期未能稳定应用于生产 直至80年代中期在组成 烧结工艺等方面取得了技术新进展 在保留其高硬度特性基础上 大幅度提高了强度 相对于钨基硬质合金 除抗冲击韧度略低于部分新牌号钨基硬质合金外 在高温硬度 耐磨损性 与被加工材料的亲和力等方面均有其优势 因而成为现代小余量 精密车削的主要刀具材料品种之一 陶瓷刀片材料 陶瓷刀片材料具有高硬度 高耐磨性 优良的化学稳定性和低摩擦系数等一系列超过其他刀具材料的优点 在常温下 陶瓷和硬质合金的显微硬度大致接近 但在790 的高温下 陶瓷仍能保持较高的硬度 而高速钢 硬质合金的硬度则急剧下降或明显降低 同时在高温高压下 陶瓷与被加工材料的化学亲和性小 热容量也有所降低 故能用于高速切削或高速重切削 近十年来 由于陶瓷刀具材料开发和应用技术不断进步 使各项性能都有改善 因而应用量和应用范围也不断在扩大 氮化硅陶瓷Si3N4氮化硅陶瓷Si3N4的金相颗粒结构显示氮化硅的须状晶体 具有高的韧性 抗热震性及抗冲击能力 一般用于粗加工铸铁 甚至带有断续切削和变化的切削余量 氮化硅陶瓷用途和使用领域 切削速度比硬质合金高3倍铸铁材料的粗加工甚至在不良的切削条件下也可使用切削速度HB190 210 vc 500 1500m minHB220 240 vc 400 1200m minHB250 280 vc 300 800m min进给率fz 0 15 0 25mm切深 ap 5mm干式加工和湿式 加切削液加工 加工应用领域 铸铁加工 汽车工业 立方氮化硼CBN 氮化硼的化学组成和石墨非常相似 颜色为白色 晶格为密排六方晶格 象石墨一样的低硬度 立方氮化硼刀片是由立方氮化硼细小颗粒在氮化钛等基体材料上通过压力烧结方式制造出来的 石墨经高温高压处理变成人造金刚石 用类似的手段处理氮化硼 六方 就能得到立方氮化硼 立方氮化硼是六方氮化硼的同素异形体 是人类已知的硬度仅次于金刚石的物质 立方氮化硼的热稳定性大大高于金刚石 在空气中 人造金刚石在800 时即碳化 而立方氮化硼可耐1300 1500 的高温 甚至在1500 时也不发生相变 聚晶立方氮化硼在1400 仍然保持其硬度 与铁族元素的化学惰性比金刚石大 能以加工普通钢和铸铁的切削速度切削淬火钢 冷硬铸铁 高温合金等 从而大大提高生产率 金刚石材料 碳元素被组成两种不同的晶格形式 密排六方晶格的软石墨和众所周知的最硬的刀具材料立方晶格的金刚石 金刚石主要存在于沉积岩中 当被开采出来的时候 金刚石主要积聚在金伯利岩石之中 此外金刚石也存在于河流沉积物中 金刚石有天然的和人造的两种 都是碳的同素异形体 人造金刚石是在高压高温条件下 借合金触媒的作用 由石墨转化而成的 金刚石硬度极高 是目前已知的最硬物质 其硬度接近于10 000HV 而硬质合金的硬度仅为1 060 1 800HV 金刚石刀具既能胜任硬质合金 陶瓷 高硅铝合金等高硬度 耐磨材料的加工 又可用以切削有色金属及其合金和不锈钢 但它不适合加工铁族材料 这是由于铁和碳原子的亲和性产生的粘附作用而损坏刀具 大颗粒金刚石分单晶和聚晶两种 所谓聚晶就是由许多细小的金刚石晶粒 直径约在1 100 m之间 聚合而成的大颗粒的多晶金刚石块 而晶粒的无定向排列 使其具有优于天然金刚石的强度和韧性 密排六方晶格炭原子 石墨 密排六方晶格氮化硼 立方晶格炭原子 金刚石 立方氮化硼 多晶金刚石和氮化硼 高温高压 EZA9912H 立方氮化硼和金刚石刀片的生产过程 铜焊 铜焊料 烧结单元 磨削 在高温高压下烧结 刀具毛坯 EZA9912F 刀具角度 车削 Valenite 前角概述 从金属切削的变形规律可知 前角是切削刀具上重要几何参数之一 它的大小直接影响切削力 切削温度和切削功率 影响刃区和刀头的强度与散热体积 从而然响刀具耐用度和切削加工生产率 选择合理的前角 是刀具设计的重要问题 前角的影响 大前角的优点切削力小切削热小能抑制积屑瘤不易振动大前角的缺点刀头强度低散热体积小弯曲应力 易造成崩刃不易断屑 a拉应力b压应力 后角概述 后角也是刀具上主要的几何参数之一 它的数值合理与否直接换响加工表面的质量 刀具耐用度和生产率 后角的主要功用是减小后刀面与加工表面之间的摩擦 后角的影响 大后角的优点 减少磨擦提高加工表面质量钝圆半径值小 切削刃锋利VB相同时磨损体积大提高刀具耐用度大后角的缺点 相同磨损体积时NB大精加工不宜采用刀头强度低散热体积小 主偏角概述 不论是主偏角 副偏角 过渡刃偏角或其他切削刃的偏角 它们的共同功用是使刀具的各条切削刃有合理的分工 联结与配合 保证合理的刃形和切削图形 同时保证刀尖部位具有一定的强度和散热体积 选择合理的主偏角 副偏角和其他切削刃偏角 可以提高加工表面质量 提高刀具耐用度和生产率 主偏角的影响 主偏角大的优点 减少吃刀抗力减小工艺系统的弹性变形和振动易于断屑孔加工有利于切屑沿轴向顺利排出主偏角大的缺点 表面粗糙度差切削负荷集中 容易磨损进给抗力大刀头强度低散热体积小 f ap 刀具角度的形成 可转位刀具的角度是由刀片的角度与刀杆上刀片槽底面的角度综合而成的 其值为相关部分几何角度的代数和 可转位刀具几何角度的确定见表 可转位刀具的前角的形成 可转位刀具的前角等于刀片与刀杆在正交平面中前角的代数和 可转位刀具的后角的形成 可转位刀具的后角等于刀片在正交平面中的后角与刀杆在正交平面中的前角之差 可转位刀具的刃倾角的形成 可转位刀具的刃倾角是刀片刃倾角与刀杆刃倾角的代数和 切削参数与断屑的关系 断屑与进给量 倒棱宽度的关系 刀片夹紧方式 夹紧方式的影响 夹紧可靠性排屑操作方便性 压板式 特点夹紧力大 夹固可靠刀片与槽底贴得平实 可作强力切削或断续切削采用可调断屑块 断屑可靠 锲销式 特点结构简单刀体容易制造使用方便但因只有一个定位面 所以定位精度较差 偏心销式 特点结构简单夹紧元件少 使用方便夹紧力较小 一般实用于中小型车床上作连续切削因为偏心距有一定范围 所以调节距离不大 曲柄杠杆式 特点夹紧较为牢固可靠调节距离较偏心销大有两个定位面 定位精度高结构复杂制造工艺差和加工成本高 故适合专业厂集中生产 螺钉式锁紧式 优点 甚至小型刀片也可用此方法夹紧出屑流畅 缺点 螺丝出现疲劳现象时难以保证可转位刀片的可靠定位 操作要小心 因为在上或取刀片时螺丝容易滑落 螺丝顶部可能会被出屑损坏 尤其在内部加工时容易出现这种现象 锲销压紧式 特点常用于仿形加工调节距离大 能可靠地夹紧烧结刀片锁紧稳定 能抑制振动和承受大的切削力 弹性刀槽压紧式 特点结构简单夹紧力可靠可使用双头刀片 弹性刀槽自锁式 特点结构简单无需人工夹紧夹紧力可靠使用单头刀片 铣削刀具 铣削类型 可转位铣刀结构 螺钉锁紧 用锁紧螺钉刀片以力传递和形状传递的方式夹紧 三点接触 优点 可转位刀片锁紧可靠 大容量屑槽能使切屑自由流出 可转位刀片承受的热载荷较小 从而提高了刀片的耐用度 即使是最小的可转位刀片也能可靠地锁紧 缺点 刀齿分布不能过密 使用说明 只能使用厂家提供的锁紧螺钉 锲形锁紧 使用锁紧锲将可转位刀片夹紧 优点 刀齿可密布 缺点 用锁紧螺钉将可转位刀片仅以力传递方式夹紧 圆周方向端面跳动问题 由于需要夹紧元件 刀片的一部分被覆盖 因而容屑槽小 排屑不畅 导热性差 因可转位刀片定位低 承受交变弯曲应力 使可转位刀片耐用度降低 使用说明 可转位刀片可带孔或不带孔夹紧 平装刀片 平装结构铣刀的刀体结构工艺性好 容易加工 并可采用无孔刀片 切削力方向的硬质合金截面较小 故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工 立装刀片 立装结构的刀片由于刀片采用切削力夹紧 夹紧力随切削力的增大而增大 因此可省去夹紧元件 增大容屑空间 由于刀片切向安装 在切削力方向的硬质合金截面较大 因而可进行大切深 大走刀量切削 这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工 高速铝合金铣刀 平面铣刀 平面铣刀 80 160mm 用途 铸铁精加工和半精加工 平面铣刀 两种新型铣刀类型 常规用途的铣刀类型螺钉夹紧的刀片可调铣刀类型楔块夹紧的刀片和修光刃刀片 用于精铣加工 粗齿铣刀 适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工 当机床功率较小时 为使切削稳定 也常选用粗齿铣刀 小刀夹系统可以实现在同一个刀体完成多种任务 凸轮式轴向调整可得到同一刀尖高度 等齿高 内冷可改善粗糙度和刀具寿命 大刀盘采用的是航空铝合金材料制成 减少重量 在刀体表面的涂层可以抵抗切屑对刀体的磨损 小刀夹可是机夹式也可是焊接式的 以适用于您的加工状况 铝合金面铣刀 可转位铣刀主要几何角度的符号及意义 铣刀主偏角 主偏角为切削刃与切削平面的夹角 可转位铣刀的主偏角主要有90 88 75 60 45 等几种 主偏角对径向切削力和切削深度影响很大 径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能 铣刀的主偏角越小 其径向切削力越小 抗振性也越好 但切削深度也随之减小 90 主偏角铣刀 在铣削带凸肩的平面时选用 一般不用于纯平面加工 该类刀具通用性好 即可加工台阶面 又可加工平面 在单件 小批量加工中选用 由于该类刀具的径向切削力等于切削力 进给抗力大 易振动 因而要求机床具有较大功率和足够的刚性 在加工带凸肩的平面时 也可选用88 主偏角的铣刀 较之90 主偏角铣刀 其切削性能有一定改善 60 75 主偏角铣刀 适用于平面铣削的粗加工 由于径向切削力明显减小 特别是60 时 其抗振性有较大改善 切削平稳 轻快 在平面加工中应优先选用 75 主偏角铣刀为通用型刀具 适用范围较广 60 主偏角铣刀主要用于镗铣床 加工中心上的粗铣和半精铣加工 45 主偏角铣刀 此类铣刀的径向切削力大幅度减小 约等于轴向切削力 切削载荷分布在较长的切削刃上 具有很好的抗振性 适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合 用该类刀具加工平面时 刀片破损率低 耐用度高 在加工铸铁件时 工件边缘不易产生崩刃 铣刀前角 铣刀的前角可分解为径向前角 f和轴向前角 p 径向前角 f主要影响切削功率 轴向前角 p则影响切屑的形成和轴向力的方向 当 p为正值时切屑即飞离加工面 双正前角 切削轻快 排屑顺利但切削刃强度较差 适用于加工软材料和不锈钢 耐热钢 普通钢和铸铁等 在小功率机床 工艺系统刚性不足 以及有积屑瘤产生时应优先选用该形式 双负前角 抗冲击能力强 采用负型刀片 适用于粗铣铸钢 铸铁和高硬度 高强度钢 但铣削功率消耗大 需要极好的工艺系统刚性 正负前角 切削刃抗冲击性能较强 切削刃也较锋利 适用于加工钢 铸钢和铸铁 大余量铣削时 效果也较好 顺铣 顺铣时刀具旋转方向和进给方向相同 顺铣开始时切屑的厚度在为最大值 切削力是指向机床台面的 顺铣是为获得良好的表面质量而最常用的加工方法 它具有较小的后刀面磨损 机床运行平稳等优点 适用于在较好的切削条件下加工高合金钢 使用说明 不宜加工含硬表层的工件 如铸件表层 因为这时刀刃必须从外部通过工件的硬化表层 从而产生较强的磨损 逆铣 逆铣时刀具旋转方向与进给方向相反 逆铣开始时切屑的厚度为0 当切削结束时切屑的厚度增大到最大值 铣削过程中包含着抛光作用 切削力是离开安装工件的机床工作台面的 鉴于采用这种方法产生一些副作用 诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度 在加工 高合金钢产生表面硬化 表面质量不理想等 所以这种方法极少使用 使用说明 必须完全将工件夹紧 否则有提起工作台的危险 顺铣和逆铣 在面铣削中 顺铣和逆铣也会出现 但其切削作用将受到旋转的位置以及刀具的尺寸和几何形状的影响 安装刀具时 如果主轴的中心位于工件之外 而且刀具的旋转方向与进给方向相同 这样得到的是顺铣 如果旋转的方向与进给方向相反则得到的是逆铣 切屑厚度 每齿进给量是一个重要的切削数据 它在铣削中是可变化的 它对切屑厚度的影响极大 而切屑厚度在铣削过程中也是一个重要的因素 逆铣时 铣削开始时薄的切屑对于刀具的磨损和切削力是不利的 由于力作用的结果 刀具与工件趋向于分离 而且在刀刃切入前就打滑 刀具发生磨损 这种情况对刀口的有害性比刀刃切入金属要大得多 顺铣以最大的切屑厚度开始切入 而且要求将机床的进给装置调整到没有间隙 刀具切入时 一旦装有工件的工作台退让了 则刀具 工件甚至机床都有损坏的危险 刀具定位 1 刀具每一次切入 其切削刃都要经受一次或大或小的冲击负载 该冲击负载是由工件材料 切屑的横截面积和以及切削的类型所决定的 刀刃与工件间顺利的初始接触是铣削的关键点 这将取决于刀具的直径和几何形状的选择以及刀具的定位 第一种情况 切入时的冲击发生在刀片最外部的刀角上 该刀具的中心远离工件 切削刃的最薄弱的部位受到冲击负载 第二种是有利的情况 刀具的中心位于工件很中央 初始冲击发生在远离刀尖的刀刃部分 切削刃的切入角应尽可能做成负角 一旦刀具正常地切入后 这种切入的全过程可认为是经正确选用的刀刃将以刀刃的负角切入 刀具定位 2 切削的开始与结束可能是件复杂的事情 因为此时 当刀具在切入以及离开切削时 切入的角度将发生变化 如待加工工件的表面有空隙 则情况也是如此 在为某一加工选择铣刀时 这些情况都应予以重视 可通过选择不同齿距的铣刀或是其他形状的铁刀来弥补这种情况 根据经验 工件与刀具的直径之间的关系取2 3 4 5 工件直径 刀具直径 是恰当的 作这种加工时应记住这一点 切削长度 在铣削中 切削长度对刀具寿命的影响要比切屑厚度的影响大 中心定位的刀具使每一条切削刃得到最短的切削长度 刀具向横向移动将使弧形的切削长度变长 将刀具调节接近中心意味着可得到最大的平均切屑厚度 铣削参数计算 转速 单位时间的金属切除率 而切削速度 切削功率 进给速度 n 转速 r minVc 切削速度 m mind 铣刀直径 mmf 进给量 mm rZ 齿数 球头铣刀的有效直径计算 圆周插补 外圆插补内孔插补 铣刀失效分析 机械应力 当刀刃开始切削时 刀刃上产生一个冲击力 切削过程中 该切削力的方向和大小发生变化 因此沿刀刃方向会产生疲劳裂痕 补救措施 降低进给并减少切深 后刀面磨损 后刀面磨损通常决定着铣刀的耐用度 剧烈的后刀面磨损加大了切削力 切削压力 降低了表面 造成了这种磨损的原因是切削速度过高 硬质合金材质太软 进给太小或逆铣 补救措施 提高进给 降低切削速度 采用较硬的硬质合金材质 顺铣 月牙洼磨损 切屑在刀片上流动 产生了月牙洼磨损 铣削时很少出现这种磨损 补救措施 选择耐磨性较好的材料和 或 较低的切削速度 积屑瘤 当温度太低 切削速度和进给量太小 以及加工铬 镍含量较小的钢和铝时切屑并不流走 而是黏附在刀刃上 因此 加工的表面质量降低 要求的加工功率增大 并且刀刃易产生断裂 补救措施 选择正形几何形状 带出屑槽的刀片 出屑槽经过抛光处理的刀片和 或 增大削值 使用冷却液 梳状裂纹 刀刃一旦开始切削 温度迅速升高 退刀时 因受外部空气或冷却剂的作用 刀刃的温度降低 但是 在与刀刃垂直的方向也会因温度的变化产生毛细裂纹 补救措施 使用VP1505的硬质合金材质 干加工 低切削速度和进给 使用冷却液要么不间断并且足量 要么干脆不使用 崩刃 当切削刃产生毛细裂纹 工件内存在沙粒 缩孔或产生严重的断续切削时会产生崩刃或刀刃破损 补救措施 通常采用较高的切削速度和较小的进给 工件材质不好时 选择具有稳定的切削锲的几何形状或负形倒棱 出现振动时 采用更短的刀具装夹 使用D51几何形状 顺铣 降低切削力 切削刃产生裂纹时 参见切削刃裂纹 塑性变形 当温度太高 机械负载太高时 刀刃会产生塑性变形 补救措施 降低切削值和 或 选择耐磨性较好的硬质合金材料加镀层 干 湿加工对比 干加工 湿加工 刀具 F2254工件 球墨铸铁 浅孔钻使用指南 整体硬质合金麻花钻 型号 B1320 B1321 B1322整体硬质合金钻头 DIN6537带压力面的圆柱柄DIN6535HEB1320 短系列 钻孔深度3xDc 2 8 4 6xDc 无内冷却孔B1321 短系列 钻孔深度3xDc 2 8 4 6xDc 带内冷却孔B1322 长系列 钻孔深度5xDc 4 7 6xDc 带内冷却孔螺旋槽TIN镀层 WXM35 直径Dc的范围 3 16mmDc12及以下 规格间隔0 1mmDc超过12到XX 0mm XX 5mm XX 8mm工作部分直径Dc公差 m7 柄部直径d1公差 h6 浅孔钻与整体硬质合金钻头的比较 可转位刀片钻头切削速度Vc高进给f低不需重磨刀长不变稳定的刀具寿命刀具材料容易改进 整体硬质合金钻头切削速度Vc低进给f高钻孔精度高钻孔表面粗糙度好 浅孔钻孔底形状 D 10 18 D 16 58 浅孔钻截面 浅孔钻截面决定了浅孔钻的刚性 仅从刚性考虑 圆柱体形状较理想 但这样无法进行排屑 为了有效地进行排屑 需要在钻头刀体上留出尽可能大的空间 因此 刀具截面的选择必须兼顾到刀杆刚性和排屑两方面 对于浅孔钻 我们在刀体外缘尽可能多保留一些 在保证排屑顺畅的前提下达到最大截面 工 字形结构抗弯曲性能很好 此外 钻头的中心部位设计能减少摩擦 排屑槽根据外刀片和内刀片所产生