1、1,刀具材料及鏜、銑刀具介紹及選擇,主講人：吳峰,2,內(nèi)容提要,1. 刀具幾何參數(shù) 2. 常用刀具材料 3. 鏜、銑刀具介紹及選擇,3,1. 刀具幾何參數(shù),4,1.1刀具角度參考系,切削平面-通過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。 基面-通過切削刃選定點(diǎn)垂直于合成切削速度方向的平面。在刀具靜止參考系中，它是過切削刃選定點(diǎn)的平面，平行或垂直于刀具在制造、刃磨和測(cè)量時(shí)適合于安裝或定位的一個(gè)平面或軸線，一般說來其方位要垂直于假定的主運(yùn)動(dòng)方向。 法平面Pn-通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面。,5,主剖面標(biāo)注坐標(biāo)系（正交剖面系）,6,主剖面標(biāo)注坐標(biāo)系（正交剖面系）,7,主剖面標(biāo)注坐標(biāo)系（正

2、交剖面系）,8,1.2刀具的角度,1*前角：基面和前刀面的夾角。是刀具的鋒利程度。我們把鐵屑流經(jīng)過的面成為前刀面。 2*后角：切削平面和后刀面的夾角。主要影響摩擦和刀具強(qiáng)度。 3*主偏角：主切削刃和刀具進(jìn)給方向的夾角。影響刀具的強(qiáng)度，和影響背向力，主偏角減小，背向力越大，機(jī)床的消耗率也越大，并且主偏角還會(huì)影響表面粗糙度。 4*副偏角、副切削刃與進(jìn)給方向的反方向的夾角即為副偏角。同樣影響強(qiáng)度，摩擦，以及表面粗糙度。 5 *刃傾角：是控制流屑的方向。主切削刃和基面的夾角。,9,刃傾角對(duì)切屑流向的影響,10,2. 常用刀具材料,刀具的基本性能： 1、硬度和耐磨性 ( HRC60) 2、強(qiáng)度和韌性 3

3、、耐熱性（熱硬性） 4、化學(xué)穩(wěn)定性 5、工藝性和經(jīng)濟(jì)性,11,1、高速鋼 （1）通用型高速鋼：鎢系高速鋼、鉬系高速鋼 主要用于一般材料的常規(guī)加工 （2）高性能高速鋼：鈷高速鋼、鋁高速鋼 主要用于難加工材料的加工,12,2、硬質(zhì)合金 金屬碳化物(WC、TiC、TaC、 NbC等)金屬粘結(jié)劑 (Co、Ni等) 高壓成形后，高溫?zé)Y(jié)而成。,硬度、耐熱性、耐磨性很高，切削速度遠(yuǎn)高于高速鋼 抗彎強(qiáng)度低、脆性大，抗沖擊振動(dòng)性能差,13,分 類,YG 類 YT類 YW 類 短切屑黑色金屬 加工長切屑的 鋼材、鑄鐵 有色金屬非金屬 黑色金屬 有色金屬非金屬 WC+ Co WC+ TiC+ Co WC+ TiC

4、+ TaC+ Co,14,涂層刀具,在韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼刀具基體上，涂覆一層耐磨性高的難熔化金屬化合物。常用的涂層材料有TiC、TiN和Al2O3等。 在高速鋼基體上刀具涂層多為TiN，常用物理氣相沉積法(PVD法)涂覆。 硬質(zhì)合金的涂層是TiC、TiN和Al2O3，一般采用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)。,15,3、陶瓷 高溫?zé)Y(jié)氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷 4、人造金剛石 加工陶瓷、硬質(zhì)合金、有色金屬等，不適于鐵系金屬加工 5、立方氮化硼(CBN) 硬度僅次于金剛石，化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性好，加工淬火鋼等,17,刀具材料與工件材料的匹配,力學(xué)性能： 高速鋼刀具硬度不夠，不能用來切削淬硬鋼和冷硬鑄

5、鐵，硬質(zhì)合金和陶瓷刀具則能勝任，CBN刀具更適于加工硬脆材料。 物理性能： 在加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)熱性較好的刀具，以使切削熱得以導(dǎo)出從而降低切削溫度。 化學(xué)性能： 金剛石刀具不能加工鋼鐵材料。CBN最適合加工鋼鐵，但只能進(jìn)行干切削，水基切削液在高溫下將使CBN分解。,18,3. 鏜、銑刀具介紹及選擇,19,3.1銑刀3.1.1銑削特點(diǎn),1每個(gè)刀齒不均勻,不連續(xù)切削,切入與切離時(shí)均會(huì)硬性沖突與振動(dòng); 2銑削時(shí)切削層參數(shù)及切削力是變化的,也易引起振動(dòng),影響加工質(zhì)量; 3同時(shí)參加切削的刀齒較多,生產(chǎn)率較高。,20,3.1.2銑刀的種類,銑刀為多齒回轉(zhuǎn)刀具，其每一個(gè)刀齒都相當(dāng)于一把車刀固定在

6、銑刀的回轉(zhuǎn)面上。銑削時(shí)同時(shí)參加切削的切削刃較長,且無空行程,Vc也較高,所以生產(chǎn)率較高。銑刀種類很多，結(jié)構(gòu)不一，應(yīng)用范圍很廣，按其用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀、加工成形面用銑刀等三大類。通用規(guī)格的銑刀已標(biāo)準(zhǔn)化，一般均由專業(yè)工具廠生產(chǎn)?，F(xiàn)介紹幾種常用銑刀的特點(diǎn)及其適用范圍。,21,3.1.2.1圓柱銑刀,圓柱銑刀一般都是用高速鋼制成整體的，螺旋形切削刃分布在圓柱表面上，沒有副切削刃，螺旋形的刀齒切削時(shí)是逐漸切入和脫離工件的，所以切削過程較平穩(wěn)。主要用于臥式銑床上加工寬度小于銑刀長度的狹長平面。 根據(jù)加工要求不同，圓柱銑刀有粗齒、細(xì)齒之分，粗齒的容屑槽大，用于粗加工，細(xì)齒用于精加工。銑

7、刀外徑較大時(shí)，常制成鑲齒的。,22,圓柱銑刀,23,3.1.2.2面銑刀,面銑刀主切削刃分布在圓柱或圓錐表面上，端面切削刃為副切削刃，銑刀的軸線垂直于被加工表面。按刀齒材料可分為高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類，多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀體材料為40Cr。 高速鋼面銑刀按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直徑d=80250mm，螺旋角=10，刀齒數(shù)Z=1026。,24,3.1.2.2面銑刀,硬質(zhì)合金面銑刀與高速鋼銑刀相比，銑削速度較高、加工表面質(zhì)量也較好，并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，故得到廣泛應(yīng)用。硬質(zhì)合金面銑刀按刀片和刀齒的安裝方式不同，可分為整體式、機(jī)夾一焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種。 面銑刀主要用在立式銑床或臥式銑床上加工臺(tái)

8、階面和平面，特別適合較大平面的加工，主偏角為90的面銑刀可銑底部較寬的臺(tái)階面。用面銑刀加工平面，同時(shí)參加切削的刀齒較多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，因此可以用較大的切削用量，生產(chǎn)率較高，應(yīng)用廣泛。,25,面銑刀,26,3.1.2.3立銑刀,立銑刀是數(shù)控銑削中最常用的一種銑刀，圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布著副切削刃，主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無切削刃，所以立銑刀工作時(shí)不能作軸向進(jìn)給，端面刃主要用來加工與側(cè)面相垂直的底平面。 粗加工時(shí)，為了改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧半徑

9、則較大。一般粗齒立銑刀齒數(shù)Z=34，細(xì)齒立銑刀齒數(shù)Z=58，套式結(jié)構(gòu)Z=1020，容屑槽圓弧半徑r=25mm。當(dāng)立銑刀直徑較大時(shí)，還可制成不等齒距結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)抗振作用，使切削過程平穩(wěn)。,27,3.1.2.3立銑刀,標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角為4045（粗齒）和3035（細(xì)齒），套式結(jié)構(gòu)立銑刀的為1525。 立銑刀主要用于加工凹槽，臺(tái)階面以及利用靠模加工成形面。另外有粗齒大螺旋角立銑刀、玉米銑刀、硬質(zhì)合金波形刃立銑刀等，它們的直徑較大，可以采用大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率很高。,28,立銑刀,29,3.1.2.4三面刃銑刀,三面刃銑刀可分為直齒三面刃和錯(cuò)齒三面刃。它主要用在臥式銑床上加工臺(tái)階面和一端或二端貫穿的淺

10、溝槽。三面刃銑刀除圓周具有主切削刃外，兩側(cè)面也有副切削刃，從而改善了切削條件，提高了切削效率，減小了表面粗糙度值。,30,三面刃銑刀,31,3.1.2.5鋸片銑刀,鋸片銑刀本身很薄，只在圓周上有刀齒，用于切斷工件和銑窄槽。為了避免夾刀，其厚度由邊緣向中心減薄，使兩側(cè)形成副偏角。,32,鋸片銑刀,33,3.1.2.6鍵槽銑刀,鍵槽銑刀的外形與立銑刀相似，不同的是它在圓周上只有兩個(gè)螺旋刀齒，其端面刀齒的刀刃延伸至中心，既象立銑刀，又像鉆頭。因此在銑兩端不通的鍵槽時(shí)，可以作適量的軸向進(jìn)給。它主要用于加工圓頭封閉鍵槽，使用它加工時(shí)，要作多次垂直進(jìn)給和縱向進(jìn)給才能完成鍵槽加工。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑

11、刀直徑d=222mm，錐柄鍵精銑刀直徑d=1450mm。鍵槽銑刀直徑的偏差有e8和d8兩種。鍵槽銑刀的圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長度內(nèi)發(fā)生磨損，重磨時(shí)，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。,34,鍵槽銑刀,35,3.1.2.7其他特種銑刀,其它還有角度銑刀、成形銑刀、T形槽銑刀、燕尾槽銑刀、仿形銑用的指形銑刀等。,36,37,3.1.3銑刀的選用,一、銑刀類型的選擇 選擇何種銑刀，主要決定于加工的性質(zhì)，被加工表面的形狀、尺寸與分布位置，加工表面的質(zhì)量，工件的材料、性能，銑刀的用途等因素。 下表為銑刀的名稱和用途。,38,39,40,41,42,43,44,3.1.3銑刀的選用,二、

12、銑刀尺寸的選擇。 銑刀尺寸的選擇主要決定于被加工表面的尺寸和分布位置、加工表面與銑刀桿之間的距離、背吃刀量以及銑刀的夾持方法等。,45,3.1.3銑刀的選用,銑刀直徑可按下式計(jì)算： 面銑刀 圓柱形平面銑刀 盤形銑刀,46,3.1.3銑刀的選用,式中 銑刀直徑 （mm）； 刀桿墊圈外徑（mm） 工件或家具夾緊機(jī)構(gòu)至被加工表 面之間的距離（mm） 側(cè)吃刀量（mm） 在滿足加工需要的前提下，對(duì)盤形銑刀盡可能選用較小直徑的銑刀，節(jié)約刀具材料和動(dòng)力消耗，減小工件切入長度；對(duì)于立銑刀，可按加工情況選擇較大直徑，以提高銑刀剛度。,47,3.1.3銑刀的選用,三、銑刀刀齒數(shù)選擇。 尖齒銑刀按齒數(shù)的多少可分為粗

13、齒銑刀和細(xì)齒銑刀兩種。粗齒銑刀在刀體上的刀齒粗，刀齒強(qiáng)度好，容屑空間大，所以排屑方便，但同時(shí)參加切削的刀齒數(shù)少，工作平穩(wěn)性；細(xì)齒銑刀的刀齒較密，同時(shí)參加切削的刀齒數(shù)多，工作平穩(wěn)，加工中能獲得較小的表面粗糙度值，在每齒進(jìn)給量一定時(shí)，增加齒數(shù)可提高銑削效率。,48,3.1.3銑刀的選用,一般加工塑性材料時(shí)，粗加工選用粗齒銑刀；精加工采用細(xì)齒銑刀以保證加工表面質(zhì)量。在銑削硬金屬材料時(shí)，無論粗銑還是精銑均采用細(xì)齒銑刀。,49,3.2鏜刀及其選用3.2.1鏜削及其特點(diǎn),鏜削加工是利用鏜刀對(duì)已有孔、孔系進(jìn)行再加工的方法。鏜孔可以在車床、鏜床、組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床及自動(dòng)線機(jī)床上進(jìn)行。,鏜削使用的刀具鏜刀。一般

14、鏜孔精度可達(dá)IT7IT9，精鏜可達(dá)到IT6，粗糙度為Ra0.81.6m。除浮動(dòng)鏜削外，鏜孔能糾正孔的直線度誤差，獲得高的位置精度，特別適合于箱體、支架、杠桿等零件上的單個(gè)孔或孔系的加工。,50,3.2.2鏜刀的分類,51,3.2.2.1單刃鏜刀,52,3.2.2.1單刃鏜刀,53,3.2.2.1單刃鏜刀,54,3.2.2.1單刃鏜刀,55,3.2.2.1單刃鏜刀,56,3.2.2.2雙刃鏜刀,57,3.2.2.2雙刃鏜刀,58,3.2.2.2雙刃鏜刀,59,3.2.2.2雙刃鏜刀,60,3.2.3鏜刀的工藝特點(diǎn),1.單刃鏜刀工藝特點(diǎn) （1）結(jié)構(gòu)簡單，有較大的靈活性和較強(qiáng)的適應(yīng)性。 （2）可以校正底孔軸線的偏斜和位置誤差。 （3）鏜桿剛性差，切削用量小，生產(chǎn)效率低。 2.浮動(dòng)鏜刀工藝特點(diǎn) （1）鏜刀片徑向浮動(dòng)，加工精度高。 （2）鏜刀片有修光刃，表面加工質(zhì)量高。 （3）鏜刀片兩切削刃同時(shí)工作，生產(chǎn)效率高。,61,可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)點(diǎn)： 1、剛性好，壽命長。避免了由焊接和刃磨高溫引起的