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)的國家無一例外都是刀具工業(yè)先進(jìn)的國家。 先進(jìn)工具不僅是推進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)步的重要動力，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)控加工的新時代。 通過本章的學(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。 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，從脫離了用戶的低級階段向面向用戶、使用的高級階段飛躍，成為了用戶可以利用的專業(yè)社會資源和合作伙伴。 切削工具從低消耗品向“高效、高精度、高可靠性和專用化”的數(shù)字工具時代轉(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)控工具的類型和特征，4，數(shù)控工具的類型和特征，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用刀柄。 由于刀柄是將工具連接起來安裝在機(jī)床的動力頭上，因此正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。 NC刀具的分類有各種各樣的方法。 5、數(shù)控刀具的類型和特征、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式，數(shù)控刀具的類型和特征、特殊形式：復(fù)合式、減振式等，卡盤可位移刀具已被廣泛應(yīng)用，數(shù)量已達(dá)到整個數(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：車削工具：外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車刀等，銑削工具：立銑刀、立銑刀、螺紋銑削等NC工具的類型和特征，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、外圓車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀、NC刀具的類型和特征、常用車刀、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刀具的類型和特征NC工具的類型和特征，鉆頭工具，11，粗鏜刀，精鏜刀，NC工具的類型和特征，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，開發(fā)出了各種涂層和沒有涂層的高性能、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)過市場的探索，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、陶瓷刀具不僅對高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，而且空心拔荒車等能夠進(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、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)合金分類和標(biāo)記，p類，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)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO進(jìn)行分類，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)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類的硬質(zhì)合金品牌p、m、k分別相當(dāng)于我國國家標(biāo)準(zhǔn)的哪一種硬質(zhì)合金？ 21、市場經(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買費(fèi)用，另一方面，由于采用什么樣的工具會影響產(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)考慮的問題。 企業(yè)內(nèi)部成本核算推動了生產(chǎn)過程專業(yè)化服務(wù)。 因此，對于一般的機(jī)械加工企業(yè)來說，工具的配置不在于如何設(shè)計、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。 為了幫助選擇具體工序的最佳工具，按適合性進(jìn)行分類，適合性為13階段，3為最佳選擇。山特維克可樂字節(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)雜性優(yōu)先選擇正型刀片。 負(fù)型(前傾角)刀片：外周加工中，金屬切除率高時和加工條件差時，請優(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，對切削開始點(diǎn)的刀尖施加較大的沖擊力，為了使刀尖不會因該力而受到脆性損傷，需要使刀刃傾斜。 推薦車削時35銑削時1015， 31、刀尖圓弧半徑的作用、刀尖圓弧半徑對刀尖強(qiáng)度和加工表面粗糙度的影響很大，一般來說，進(jìn)給量的23倍、32，可變位車刀的選定合適，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，類型的選定，多刃銑刀，多槽銑刀，槽銑刀為了滿足不同的加工需求，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，為了滿足不同的用戶的需要，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、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)位專用銑刀：為了加工某一特定零件，其型號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，一般用戶選擇多刃銑刀的情況下，刀具制造商根據(jù)用戶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導(dǎo)致工件彎曲，加工精度降低。 切削鑄鐵時，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、卡盤不良零件要求正確的90成形時，進(jìn)給力等于切削力，進(jìn)給阻力大，容易振動，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、開放或封閉的槽、加工面或孔時有很好的表現(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、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， 切屑的處理沒有問題，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、圓筒螺紋切削機(jī)：螺紋切削刃與攻絲不同，刀具沒有螺旋升程， 加工中的螺旋升降機(jī)由機(jī)床運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，該工具可同時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，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，較大的避讓角可能會導(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、鏜削刀具類的刀具模塊系統(tǒng)、模塊刀柄通過組合基本刀柄、連接桿和延長桿(根據(jù)需要)，可以用較少的組件組裝非常多種類的刀柄。 一體型刀柄在刀具組裝時刀柄不變化或不使用模塊型刀柄的情況下使