第三章-數(shù)控刀具的選用.ppt

1、美、德、日等世界制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家無(wú)一例外都是刀具工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家。 先進(jìn)工具不僅是推進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)步的重要?jiǎng)恿?，也是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低加工成本的重要手段。 工具和機(jī)床總是互相制約，互相促進(jìn)。 今天先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要裝備，它與同步發(fā)展的先進(jìn)工具一起推動(dòng)了加工技術(shù)的進(jìn)步，使制造技術(shù)進(jìn)入了數(shù)控加工的新時(shí)代。 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握正確選擇數(shù)控工具所需的基礎(chǔ)知識(shí)。 2、數(shù)控工具的基本特征數(shù)控工具的材料數(shù)控工具選擇了合理的可旋轉(zhuǎn)刀具選擇工具系統(tǒng)，3、切削工具實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)械工具向高科技產(chǎn)品的飛躍，刀具的切削性能顯著提高。 切削技術(shù)從傳統(tǒng)的切削技術(shù)向創(chuàng)新的制造技術(shù)飛躍，大幅度提高了切削加工的效率。 工具工業(yè)脫離了使用，從脫離了用戶(hù)的低級(jí)階段向面向用戶(hù)、使用的高級(jí)階段飛躍，成為了用戶(hù)可以利用的專(zhuān)業(yè)社會(huì)資源和合作伙伴。 切削工具從低消耗品向“高效、高精度、高可靠性和專(zhuān)用化”的數(shù)字工具時(shí)代轉(zhuǎn)移，與現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的重要技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)，是材料科學(xué)、制造科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的高科技成果的結(jié)晶。 數(shù)控工具的類(lèi)型和特征，4，數(shù)控工具的類(lèi)型和特征，數(shù)控工具的基本特征，數(shù)控加工工具應(yīng)適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特征，一般應(yīng)包括通用工具、通用連接刀柄和少量專(zhuān)用刀柄。 由于刀柄是將工具連接起來(lái)安裝在機(jī)床的動(dòng)力頭上，因此正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。 NC刀具的分類(lèi)有各種各樣的方法。 5、數(shù)控刀具的類(lèi)型和特征、6、刀具結(jié)構(gòu)分：一體式：鉆頭、銑刀等，刀片式：刀片采用焊接和卡盤(pán)式，數(shù)控刀具的類(lèi)型和特征、特殊形式：復(fù)合式、減振式等，卡盤(pán)可位移刀具已被廣泛應(yīng)用，數(shù)量已達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的3 金屬切除率為總數(shù)的80%90%、7，切削技術(shù)部分：車(chē)削工具：外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車(chē)刀等，銑削工具：立銑刀、立銑刀、螺紋銑削等NC工具的類(lèi)型和特征，鉆頭工具：鉆頭、鉸刀、攻絲等，鏜削工具：粗鏜刀銑削刀具的圖像、鉆頭刀具的圖像、鏜削刀具的圖像、8、外圓車(chē)刀、內(nèi)孔車(chē)刀、螺紋車(chē)刀、NC刀具的類(lèi)型和特征、常用車(chē)刀、9、面銑刀、仿形銑削、三角刃和螺紋銑削、整體硬質(zhì)合金銑削、NC刀具的類(lèi)型和特征NC工具的類(lèi)型和特征，鉆頭工具，11，粗鏜刀，精鏜刀，NC工具的類(lèi)型和特征，鏜刀工具，12，NC工具的材料，切削工具材料的硬度和韌性，1923年發(fā)明的硬質(zhì)合金(WC-Co )，隨后添加TiC，TaC耐磨從1974年開(kāi)始，TiC-TiN系金屬陶瓷、13、NC工具的材料、高速鋼工具、高速鋼(HSS )工具曾是切削工具的主流，隨著數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代制造設(shè)備的廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)出了各種涂層和沒(méi)有涂層的高性能、高效率的高速鋼工具在韌性、熱硬化性和工藝性等方面具有優(yōu)異的綜合性能，切削了幾種難加工材料，在復(fù)雜工具，特別是切齒工具、拉刀和立銑刀的制造上仍有很大的比重。 但是，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的探索，一些高端產(chǎn)品已經(jīng)被硬質(zhì)合金工具所取代。14、硬質(zhì)合金工具、普通硬質(zhì)合金、數(shù)控工具的材料、新型硬質(zhì)合金、超微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、粒徑在1m以下，該材料具有硬度高、韌性好、切削刃可靠性高等優(yōu)異的性能，維持普通硬質(zhì)合金機(jī)體的強(qiáng)度和韌性，表面具有高硬度和耐TiC(N )基硬質(zhì)合金其性能介于陶瓷和硬質(zhì)合金之間，新型硬質(zhì)合金刀具的加工實(shí)例、15、新型硬質(zhì)合金刀具的加工實(shí)例、數(shù)控刀具的材料、加工示意圖、16、數(shù)控刀具的材料、陶瓷刀具不僅對(duì)高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，而且空心拔荒車(chē)等能夠進(jìn)行沖擊力大的加工的傳統(tǒng)工具不易加工，或者能夠加工不能加工的高硬度材料的工具的耐久性比傳統(tǒng)工具高幾倍到幾十倍，能夠減少加工中的更換次數(shù)，進(jìn)行高速切削和“車(chē)、銑削”，切削效率比傳統(tǒng)工具高3-10 是指比數(shù)控工具的材料、硬質(zhì)合金工具、陶瓷材料硬的工具材料。 包括單晶金剛石、多晶金剛石(PCD )、多晶立方晶氮化硼(PCBN )和CVD金剛石等。 硬質(zhì)合金工具主要是以金剛石和立方氮化硼為材料的工具，其中人工金剛石復(fù)合片(PCD )工具和立方氮化硼復(fù)合片(PCBN )工具占主導(dǎo)地位。 許多切削加工的概念，如綠色加工、車(chē)銑、銑削、硬加工、高速切削、干切削等都是超硬工具的應(yīng)用，而超硬工具已成為切削加工不可或缺的重要手段。 硬質(zhì)合金刀具加工實(shí)例，18，硬質(zhì)合金刀具加工實(shí)例，NC刀具材料，加工模具形象，高速加工切削參數(shù)，19，硬質(zhì)合金分類(lèi)和標(biāo)記，p類(lèi)，NC刀具材料，藍(lán)(包括P01P50 )，是高合金化的硬質(zhì)合金品牌。 該合金主要用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬、m系、黃色(包括M10M40 )、體系中合成的超硬合金的品牌。 這種合金是通用型，是適合加工長(zhǎng)切屑和短切屑的黑色金屬或有色金屬，切削工具用硬質(zhì)合金根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO進(jìn)行分類(lèi)，將所有品種分成用顏色表示的三種，分別用p、m、k表示，m種、k種、紅色(包括K10K40 )為單個(gè)主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬及非金屬材料、20、數(shù)控工具材料、教室討論、根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類(lèi)的硬質(zhì)合金品牌p、m、k分別相當(dāng)于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的哪一種硬質(zhì)合金？ 21、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷推進(jìn)，現(xiàn)代企業(yè)在追求高目標(biāo)和低成本的過(guò)程中，逐漸改變了傳統(tǒng)的“大、小、全”模式，取而代之的是投入最小的人才和物資以獲得最大利益的“主題”生產(chǎn)。 在金屬切削工具領(lǐng)域，成本不再是單純的工具購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用，另一方面，由于采用什么樣的工具會(huì)影響產(chǎn)品的技術(shù)、機(jī)床的選定和配置、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品的質(zhì)量等，因此越來(lái)越受到重視，另一方面，自制的刀具是否劃算？人力物力的投入也成為企業(yè)考慮的問(wèn)題。 企業(yè)內(nèi)部成本核算推動(dòng)了生產(chǎn)過(guò)程專(zhuān)業(yè)化服務(wù)。 因此，對(duì)于一般的機(jī)械加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，工具的配置不在于如何設(shè)計(jì)、制造，而在于如何選擇、如何使用。 合理選擇數(shù)控刀具，合理選擇數(shù)控刀具，選擇23，選擇可旋轉(zhuǎn)車(chē)刀，夾緊刀片的方式，各種夾緊方式均為適用于不同的應(yīng)用范圍而設(shè)計(jì)。 為了幫助選擇具體工序的最佳工具，按適合性進(jìn)行分類(lèi)，適合性為13階段，3為最佳選擇。山特維克可樂(lè)字節(jié)全夾緊方式的選擇、24、可旋轉(zhuǎn)字節(jié)的選擇、刀片形狀的選擇、正型(前角)刀片：內(nèi)輪廓加工、小型機(jī)床加工、工藝系統(tǒng)剛性降低、工作結(jié)構(gòu)復(fù)雜性?xún)?yōu)先選擇正型刀片。 負(fù)型(前傾角)刀片：外周加工中，金屬切除率高時(shí)和加工條件差時(shí)，請(qǐng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。25、可變位刀具的選擇、刀片形狀的選擇、根據(jù)加工輪廓選擇刀片形狀，在一般的外周車(chē)削中80凸三角形、四角形和80菱形刀片經(jīng)常用于仿形加工的55、35菱形和圓形刀片機(jī)床的剛性、功率允許的條件下，馀量大、粗加工26、刀前角的作用，前角對(duì)切削力、排屑、切削、刀的耐久性的影響很大，27、刀后角的作用，28、主偏角的作用，從90減去主偏角的作用，緩和沖擊力的作用，進(jìn)給力、背力、切削厚度有影響，29、副偏角一般為515，30，刃的傾斜角的作用，刃的傾斜角為前傾面傾斜的角度。 重切削時(shí)，對(duì)切削開(kāi)始點(diǎn)的刀尖施加較大的沖擊力，為了使刀尖不會(huì)因該力而受到脆性損傷，需要使刀刃傾斜。 推薦車(chē)削時(shí)35銑削時(shí)1015， 31、刀尖圓弧半徑的作用、刀尖圓弧半徑對(duì)刀尖強(qiáng)度和加工表面粗糙度的影響很大，一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)給量的23倍、32，可變位車(chē)刀的選定合適，切屑槽的參數(shù)直接影響切削的卷曲和折斷，現(xiàn)在刀片的切屑槽形式多，各種切屑槽選定時(shí)一般參照具體的目錄，MITSUBISHI推薦的適合加工鋼材的切屑槽形，33，多刃銑刀的選定特征，多刃銑刀的選定，類(lèi)型的選定，多刃銑刀，多槽銑刀，槽銑刀為了滿(mǎn)足不同的加工需求，有各種角度的組合形式，有刀刃的品種和切屑的槽形的選擇，多刃刀片的直徑的選擇主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸，為了滿(mǎn)足不同的用戶(hù)的需要，相同直徑的多刃刀片一般是粗齒的齒數(shù)的選擇、角度的選擇、直徑的選擇、合理的刀刃硬質(zhì)合金品牌的選擇主要取決于被加工材料的性能和硬質(zhì)合金的性能。 銑削中使用的刀刃槽形一般有輕量、中型和重型機(jī)械，回轉(zhuǎn)工具的選擇，34、可轉(zhuǎn)位銑刀的類(lèi)型，可轉(zhuǎn)位銑刀：主要用于大平面的選擇，主要有平面粗銑削、平面精銑削、平面粗加工復(fù)合銑削三種雙面銑刀，多刃銑刀，回轉(zhuǎn)刀具的選擇，多刃銑刀：主要用于凸臺(tái)、槽、小平面、曲面等加工。 主要有銑刀、槽銑刀、球頭銑刀、r銑刀、t形槽銑刀、斜銑刀、螺旋銑刀、套管式銑刀等，可轉(zhuǎn)位專(zhuān)用銑刀：為了加工某一特定零件，其型號(hào)和可變位立銑刀齒數(shù)(齒距)的選擇，可變位立銑刀齒數(shù)，粗立銑刀：大馀裕粗加工，軟材，切削寬度大，機(jī)床功率小的中齒銑刀：通用系列，使用范圍寬，具有高金屬切除率和切削穩(wěn)定性，密齒銑刀：鑄鐵，鋁旋轉(zhuǎn)工具的選擇，不等螺距銑削：防止工藝系統(tǒng)共振，平滑切削，建議在鑄鋼、鑄鐵材料的大馀裕粗加工中優(yōu)先選擇不等螺距銑削，36、多刃銑削角度的選擇，多刃銑削的角度主偏角：多刃銑刀的主偏角常用的前角組合形式有：雙負(fù)前角、雙正前角、正負(fù)前角(軸正前角、徑向負(fù)前角) 3種，旋轉(zhuǎn)刀具的選擇，各角度中最主要的是主偏角和前角(制造商的產(chǎn)品樣品中一般說(shuō)明了刀具的主偏角和前角)、刀具角度刃型和切屑槽形的選擇，多刃銑刀品牌和切屑槽形，一般用戶(hù)選擇多刃銑刀的情況下，刀具制造商根據(jù)用戶(hù)加工的材料和加工條件，選擇該品牌的硬質(zhì)合金刀片，p系合金(包括金屬陶瓷):p 01 p 05 p 10 m系合金： M10M20M30M40，k系合金： k01k10k20k40，斷路器形的選擇，旋轉(zhuǎn)刀具的選擇，39旋轉(zhuǎn)工具的選擇，立銑刀的切削刃的各角度的功能，40，旋轉(zhuǎn)工具的選擇，基本刃形，前角的正負(fù)，基本刃形的組合，41，旋轉(zhuǎn)工具加工薄壁零件會(huì)導(dǎo)致工件彎曲，加工精度降低。 切削鑄鐵時(shí)，工件邊緣的崩落防止、42、旋轉(zhuǎn)工具的選擇、面銑削加工影像、90面銑削、薄壁零件、卡盤(pán)不良零件要求正確的90成形時(shí)，進(jìn)給力等于切削力，進(jìn)給阻力大，容易振動(dòng)，機(jī)床要求大功率和剛性，43，回角肩銑削加工影像、角肩銑削、開(kāi)放或封閉的槽、加工面或孔時(shí)有很好的表現(xiàn)44、旋轉(zhuǎn)工具的選擇、各種高效銑削方法、視頻：插入銑削、45、旋轉(zhuǎn)工具的選擇、多功能圓刃銑削、刃可以多次旋轉(zhuǎn)，刃強(qiáng)度高其主偏角和切屑負(fù)荷變化，切屑薄，最適合加工耐熱合金，46，最適合旋轉(zhuǎn)工具的選擇，影像：刀片式銑刀，球磨機(jī)，通用性：仿形銑刀和曲面銑刀，坡道銑刀或螺旋插補(bǔ)銑刀加工的模腔，適合高速加工，47，回旋轉(zhuǎn)工具的選擇、螺紋銑削分類(lèi)、螺紋銑削、螺紋銑削的優(yōu)點(diǎn)：螺紋銑削不需要采用大量不同類(lèi)型的攻絲，加工相同螺距的任意螺紋直徑的加工總是產(chǎn)生短切屑，因此， 切屑的處理沒(méi)有問(wèn)題，工具破損的部分不受能夠容易地從零件中取出的加工材料的限制，不能用以往的方法加工的材料，采用能夠用螺紋刀具加工的螺紋銑刀，能夠以必要的公差進(jìn)行加工， 與傳統(tǒng)的由加工循環(huán)控制的HSS (高速鋼)攻絲相比，螺紋尺寸可以通過(guò)硬質(zhì)合金螺紋切削提高生產(chǎn)效率，49、旋轉(zhuǎn)工具的選擇、螺紋切削機(jī)分類(lèi)、圓筒螺紋切削機(jī)：螺紋切削刃與攻絲不同，刀具沒(méi)有螺旋升程， 加工中的螺旋升降機(jī)由機(jī)床運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，該工具可同時(shí)加工右螺紋和左螺紋，適用于鋼、鑄鐵、有色金屬材料的小徑螺紋切削，切削順利，耐久性強(qiáng)。 缺點(diǎn)是刀具的制造成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高，在比較大的直徑(例如D25mm )內(nèi)適合外螺紋加工的刀片容易制造、價(jià)格低， 有些螺紋嵌件可以雙面切削，抗沖擊性可能比整體螺紋刀具稍差，但50、旋轉(zhuǎn)刀具的選擇、攻絲的選擇：工件材料的加工性是攻絲難易度的關(guān)鍵，高強(qiáng)度工件材料的攻絲角和底切量(凹陷量大的絲錐在切削扭矩大時(shí)，為了切屑和切屑，切屑材料要加工需要大的前傾角和凹陷量的硬的工件材料，需要大的后傾角，以減小摩擦，使冷卻液能夠到達(dá)切削刃。 加工柔軟的材料時(shí)，較大的避讓角可能會(huì)導(dǎo)致螺紋孔擴(kuò)大。螺旋槽攻絲主要用于盲孔的螺紋加工。為了加工硬度高、強(qiáng)度高的工件材料，螺旋槽攻絲的螺旋角小，是其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、攻絲、攻絲在數(shù)控銑床和加工中心加工小螺紋孔最常用的方法，51、刀具系統(tǒng)選擇、數(shù)控車(chē)床刀具系統(tǒng)、鏜孔銑削工具系統(tǒng)是應(yīng)數(shù)控機(jī)床要求迅速更換工具，有效切削和發(fā)展的工具和機(jī)床接口。刀具系統(tǒng)分類(lèi)、鏜削刀具類(lèi)的刀具模塊系統(tǒng)、模塊刀柄通過(guò)組合基本刀柄、連接桿和延長(zhǎng)桿(根據(jù)需要)，可以用較少的組件組裝非常多種類(lèi)的刀柄。 一體型刀柄在刀具組裝時(shí)刀柄不變化或不使用模塊型刀柄的情況下使