《刀具材料及镗铣刀具介绍及选择(备用).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《刀具材料及镗铣刀具介绍及选择(备用).ppt（64页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1,刀具材料及镗、铣刀具介绍及选择,主讲人：吴峰,2,内容提要,1. 刀具几何参数 2. 常用刀具材料 3. 镗、铣刀具介绍及选择,3,1. 刀具几何参数,4,1.1刀具角度参考系,切削平面-通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。 基面-通过切削刃选定点垂直于合成切削速度方向的平面。在刀具静止参考系中，它是过切削刃选定点的平面，平行或垂直于刀具在制造、刃磨和测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般说来其方位要垂直于假定的主运动方向。 法平面Pn-通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。,5,主剖面标注坐标系（正交剖面系）,6,主剖面标注坐标系（正交剖面系）,7,主剖面标注坐标系（正
2、交剖面系）,8,1.2刀具的角度,1*前角：基面和前刀面的夹角。是刀具的锋利程度。我们把铁屑流经过的面成为前刀面。 2*后角：切削平面和后刀面的夹角。主要影响摩擦和刀具强度。 3*主偏角：主切削刃和刀具进给方向的夹角。影响刀具的强度，和影响背向力，主偏角减小，背向力越大，机床的消耗率也越大，并且主偏角还会影响表面粗糙度。 4*副偏角、副切削刃与进给方向的反方向的夹角即为副偏角。同样影响强度，摩擦，以及表面粗糙度。 5 *刃倾角：是控制流屑的方向。主切削刃和基面的夹角。,9,刃倾角对切屑流向的影响,10,2. 常用刀具材料,刀具的基本性能： 1、硬度和耐磨性 ( HRC60) 2、强度和韧性 3
3、、耐热性（热硬性） 4、化学稳定性 5、工艺性和经济性,11,1、高速钢 （1）通用型高速钢：钨系高速钢、钼系高速钢 主要用于一般材料的常规加工 （2）高性能高速钢：钴高速钢、铝高速钢 主要用于难加工材料的加工,12,2、硬质合金 金属碳化物(WC、TiC、TaC、 NbC等)金属粘结剂 (Co、Ni等) 高压成形后，高温烧结而成。,硬度、耐热性、耐磨性很高，切削速度远高于高速钢 抗弯强度低、脆性大，抗冲击振动性能差,13,分 类,YG 类 YT类 YW 类 短切屑黑色金属 加工长切屑的 钢材、铸铁 有色金属非金属 黑色金属 有色金属非金属 WC+ Co WC+ TiC+ Co WC+ TiC
4、+ TaC+ Co,14,涂层刀具,在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性高的难熔化金属化合物。常用的涂层材料有TiC、TiN和Al2O3等。 在高速钢基体上刀具涂层多为TiN，常用物理气相沉积法(PVD法)涂覆。 硬质合金的涂层是TiC、TiN和Al2O3，一般采用化学气相沉积法(CVD法)。,15,3、陶瓷 高温烧结氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷 4、人造金刚石 加工陶瓷、硬质合金、有色金属等，不适于铁系金属加工 5、立方氮化硼(CBN) 硬度仅次于金刚石，化学稳定性、耐热性好，加工淬火钢等,17,刀具材料与工件材料的匹配,力学性能： 高速钢刀具硬度不够，不能用来切削淬硬钢和冷硬铸
5、铁，硬质合金和陶瓷刀具则能胜任，CBN刀具更适于加工硬脆材料。 物理性能： 在加工导热性差的工件时，应采用导热性较好的刀具，以使切削热得以导出从而降低切削温度。 化学性能： 金刚石刀具不能加工钢铁材料。CBN最适合加工钢铁，但只能进行干切削，水基切削液在高温下将使CBN分解。,18,3. 镗、铣刀具介绍及选择,19,3.1铣刀3.1.1铣削特点,1每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会硬性冲突与振动; 2铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量; 3同时参加切削的刀齿较多,生产率较高。,20,3.1.2铣刀的种类,铣刀为多齿回转刀具，其每一个刀齿都相当于一把车刀固定在
6、铣刀的回转面上。铣削时同时参加切削的切削刃较长,且无空行程,Vc也较高,所以生产率较高。铣刀种类很多，结构不一，应用范围很广，按其用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀、加工成形面用铣刀等三大类。通用规格的铣刀已标准化，一般均由专业工具厂生产。现介绍几种常用铣刀的特点及其适用范围。,21,3.1.2.1圆柱铣刀,圆柱铣刀一般都是用高速钢制成整体的，螺旋形切削刃分布在圆柱表面上，没有副切削刃，螺旋形的刀齿切削时是逐渐切入和脱离工件的，所以切削过程较平稳。主要用于卧式铣床上加工宽度小于铣刀长度的狭长平面。 根据加工要求不同，圆柱铣刀有粗齿、细齿之分，粗齿的容屑槽大，用于粗加工，细齿用于精加工。铣
7、刀外径较大时，常制成镶齿的。,22,圆柱铣刀,23,3.1.2.2面铣刀,面铣刀主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端面切削刃为副切削刃，铣刀的轴线垂直于被加工表面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类，多制成套式镶齿结构，刀体材料为40Cr。 高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=80250mm，螺旋角=10，刀齿数Z=1026。,24,3.1.2.2面铣刀,硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体式、机夹一焊接式和可转位式三种。 面铣刀主要用在立式铣床或卧式铣床上加工台
8、阶面和平面，特别适合较大平面的加工，主偏角为90的面铣刀可铣底部较宽的台阶面。用面铣刀加工平面，同时参加切削的刀齿较多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，因此可以用较大的切削用量，生产率较高，应用广泛。,25,面铣刀,26,3.1.2.3立铣刀,立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀工作时不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。 粗加工时，为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，容屑槽圆弧半径
9、则较大。一般粗齿立铣刀齿数Z=34，细齿立铣刀齿数Z=58，套式结构Z=1020，容屑槽圆弧半径r=25mm。当立铣刀直径较大时，还可制成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。,27,3.1.2.3立铣刀,标准立铣刀的螺旋角为4045（粗齿）和3035（细齿），套式结构立铣刀的为1525。 立铣刀主要用于加工凹槽，台阶面以及利用靠模加工成形面。另外有粗齿大螺旋角立铣刀、玉米铣刀、硬质合金波形刃立铣刀等，它们的直径较大，可以采用大的进给量，生产率很高。,28,立铣刀,29,3.1.2.4三面刃铣刀,三面刃铣刀可分为直齿三面刃和错齿三面刃。它主要用在卧式铣床上加工台阶面和一端或二端贯穿的浅
10、沟槽。三面刃铣刀除圆周具有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了切削条件，提高了切削效率，减小了表面粗糙度值。,30,三面刃铣刀,31,3.1.2.5锯片铣刀,锯片铣刀本身很薄，只在圆周上有刀齿，用于切断工件和铣窄槽。为了避免夹刀，其厚度由边缘向中心减薄，使两侧形成副偏角。,32,锯片铣刀,33,3.1.2.6键槽铣刀,键槽铣刀的外形与立铣刀相似，不同的是它在圆周上只有两个螺旋刀齿，其端面刀齿的刀刃延伸至中心，既象立铣刀，又像钻头。因此在铣两端不通的键槽时，可以作适量的轴向进给。它主要用于加工圆头封闭键槽，使用它加工时，要作多次垂直进给和纵向进给才能完成键槽加工。 国家标准规定，直柄键槽铣
11、刀直径d=222mm，锥柄键精铣刀直径d=1450mm。键槽铣刀直径的偏差有e8和d8两种。键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损，重磨时，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后铣刀直径不变。,34,键槽铣刀,35,3.1.2.7其他特种铣刀,其它还有角度铣刀、成形铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀、仿形铣用的指形铣刀等。,36,37,3.1.3铣刀的选用,一、铣刀类型的选择 选择何种铣刀，主要决定于加工的性质，被加工表面的形状、尺寸与分布位置，加工表面的质量，工件的材料、性能，铣刀的用途等因素。 下表为铣刀的名称和用途。,38,39,40,41,42,43,44,3.1.3铣刀的选用,二、
12、铣刀尺寸的选择。 铣刀尺寸的选择主要决定于被加工表面的尺寸和分布位置、加工表面与铣刀杆之间的距离、背吃刀量以及铣刀的夹持方法等。,45,3.1.3铣刀的选用,铣刀直径可按下式计算： 面铣刀 圆柱形平面铣刀 盘形铣刀,46,3.1.3铣刀的选用,式中 铣刀直径 （mm）； 刀杆垫圈外径（mm） 工件或家具夹紧机构至被加工表 面之间的距离（mm） 侧吃刀量（mm） 在满足加工需要的前提下，对盘形铣刀尽可能选用较小直径的铣刀，节约刀具材料和动力消耗，减小工件切入长度；对于立铣刀，可按加工情况选择较大直径，以提高铣刀刚度。,47,3.1.3铣刀的选用,三、铣刀刀齿数选择。 尖齿铣刀按齿数的多少可分为粗
13、齿铣刀和细齿铣刀两种。粗齿铣刀在刀体上的刀齿粗，刀齿强度好，容屑空间大，所以排屑方便，但同时参加切削的刀齿数少，工作平稳性；细齿铣刀的刀齿较密，同时参加切削的刀齿数多，工作平稳，加工中能获得较小的表面粗糙度值，在每齿进给量一定时，增加齿数可提高铣削效率。,48,3.1.3铣刀的选用,一般加工塑性材料时，粗加工选用粗齿铣刀；精加工采用细齿铣刀以保证加工表面质量。在铣削硬金属材料时，无论粗铣还是精铣均采用细齿铣刀。,49,3.2镗刀及其选用3.2.1镗削及其特点,镗削加工是利用镗刀对已有孔、孔系进行再加工的方法。镗孔可以在车床、镗床、组合机床、数控机床及自动线机床上进行。,镗削使用的刀具镗刀。一般
14、镗孔精度可达IT7IT9，精镗可达到IT6，粗糙度为Ra0.81.6m。除浮动镗削外，镗孔能纠正孔的直线度误差，获得高的位置精度，特别适合于箱体、支架、杠杆等零件上的单个孔或孔系的加工。,50,3.2.2镗刀的分类,51,3.2.2.1单刃镗刀,52,3.2.2.1单刃镗刀,53,3.2.2.1单刃镗刀,54,3.2.2.1单刃镗刀,55,3.2.2.1单刃镗刀,56,3.2.2.2双刃镗刀,57,3.2.2.2双刃镗刀,58,3.2.2.2双刃镗刀,59,3.2.2.2双刃镗刀,60,3.2.3镗刀的工艺特点,1.单刃镗刀工艺特点 （1）结构简单，有较大的灵活性和较强的适应性。 （2）可以校
15、正底孔轴线的偏斜和位置误差。 （3）镗杆刚性差，切削用量小，生产效率低。 2.浮动镗刀工艺特点 （1）镗刀片径向浮动，加工精度高。 （2）镗刀片有修光刃，表面加工质量高。 （3）镗刀片两切削刃同时工作，生产效率高。,61,可转位刀具的优点： 1、刚性好，寿命长。避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷，耐冲击和振动。 2、生产效率高,定位精度高。刀片转位或更换新刀片大大减少停机换刀等辅助时间。 3、有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。,62,主要的国际刀具品牌,瑞典山特维克可乐满(Sandvik Coromant) 美国肯纳金属(Kennametal) 瑞典山高(Seco) 德国瓦尔特(Walter) 日本三菱、住友、东芝 以色列伊斯卡(ISCAR),63,国内刀具品牌,株洲钻石 哈尔滨第一工具 上海工具厂 成都成量,64,The End,