切削刀具的基礎(chǔ)知識資料

生命是永恒不斷的創(chuàng)造，因為在它內(nèi)部蘊含著過剩的精力，它不斷流溢，越出時間與空間的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來。－－泰戈爾切削刀具的基礎(chǔ)知識資料車削細軸常見的工件缺陷與產(chǎn)生原因一.橢圓形1）坯料自重與本身彎曲。應(yīng)經(jīng)校直與熱外省處理。2）工件裝夾不良，尾座頂尖與工件中心孔頂?shù)眠^緊。3）刀具幾何參數(shù)與切削用量選擇不當，造成切削力過大。可減小切削深度，增加進給次數(shù)。4）切削時產(chǎn)生熱變形。應(yīng)采用冷卻潤滑液。5）刀尖與支承塊間距離過大。應(yīng)不超過2mm為宜。二.竹節(jié)形1）在調(diào)整與修磨跟刀架支承塊后，接刀不良，使第二次與第一次進給的徑向尺寸不一致，引起工作全長上出現(xiàn)與支承塊寬度一致的擊期性直徑變化。當削中出現(xiàn)輕度竹節(jié)形時，可調(diào)節(jié)上側(cè)支承塊的壓緊力，也可調(diào)節(jié)中拖板手柄，改變切削濃度或減少車床大拖板與中拖板間的間隙。2）跟刀架外側(cè)支承塊調(diào)整過緊，易在工件中段出現(xiàn)周期性直徑變化，應(yīng)調(diào)整壓緊，使支承塊與工件保持良好接觸。三.多邊形1）跟刀架支承塊與工件表面接觸不良，留有間隙，使工件中心偏離旋轉(zhuǎn)中心。應(yīng)合理選用跟刀架結(jié)構(gòu)，正確修磨支承塊弧面，使其與工件良好接觸。2）因裝夾、發(fā)熱等各種因素造成的工件偏擺，導(dǎo)致切削深度變化?？衫猛屑?、并改善托架與工件的接觸狀態(tài)。四.錐度班1）尾座頂尖與主軸中心線對床身導(dǎo)軌的不平行。2）刀具磨損。可采用0°后角，磨出刀尖圓弧半徑。五.表面粗糙1）車削時的振動。2）跟刀架支承塊材料選用不當，與工件接觸與磨擦不良。3）刀具幾何參數(shù)選擇不當?？赡コ龅都鈭A弧半徑，當工件長度與直徑比較大時亦可采用寬刃低速光車。刀具損壞形式計算機輔助分析系統(tǒng)的開發(fā)1引言切削加工是機械加工中應(yīng)用最廣泛的加工方法之一，目前零件的最終形成仍以切削加工為主。切削加工過程中的刀具損壞有磨損與破損兩種方式。刀具的磨損是由于工件—刀具—切屑接觸區(qū)發(fā)生強烈摩擦，造成刀具表面(前、后刀面)的材料被切屑或工件逐漸帶走，刀具的磨損形式包括前刀面磨損(月牙洼磨損)、后刀面磨損、邊界磨損、刀尖磨損等。刀具的破損是由于刀具設(shè)計、制造與使用不當或刀具(尤其是一些脆性刀具材料如陶瓷刀具)受切削力沖擊而發(fā)生損壞，刀具破損分早期與后期破損，有崩刃、剝落、碎斷與裂紋等形式。刀具的磨損與破損會影響零件加工精度與已加工表面質(zhì)量，嚴重時還會引起切削顫振，損壞機床、刀具與工件，影響切削加工效率、質(zhì)量，增加生產(chǎn)成本。因此，對刀具損壞的原因進行分析，采取相應(yīng)措施避免刀具的過快磨損與破損有著重要的實際意義。刀具磨損與破損是在切削力與切削溫度的作用下因機械摩擦、粘結(jié)、崩刃、破碎以與塑性變形等引起，其原因很復(fù)雜，是機械、熱、化學(xué)作用的綜合結(jié)果。刀具損壞形式的多樣性與原因的復(fù)雜性，使得人們難以針對刀具不同損壞形式分析其原因并提出相應(yīng)的解決措施。計算機與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，為建立刀具損壞形式計算機輔助分析系統(tǒng)提供了可能。刀具損壞形式計算機輔助分析系統(tǒng)應(yīng)用計算機與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，匯集了普通車削、螺紋車削、銑削、鉆削等多種切削加工過程中的刀具損壞形式與原因，可得到文字、圖形數(shù)據(jù)，并可進行增加、刪除、修改等數(shù)據(jù)庫操作；根據(jù)刀具損壞形式可迅速檢索刀具損壞原因，并推薦解決方案或改進措施。2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)刀具損壞形式計算機輔助分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中每條數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括：a. 刀具損壞形式編號(ID)；b. 刀具損壞形式類型(type)；c. 刀具損壞形式后果(result)；d. 刀具損壞形式原因(reason)；e. 解決方案(solution)；f. 刀具損壞形式圖像存取路徑(directory)。?數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能否高效、正確運行的關(guān)鍵所在。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該避免冗余與不一致性，并且為應(yīng)用程序的設(shè)計提供方便。根據(jù)不同的加工方式，刀具損壞形式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)目前設(shè)計與建立了以下四個子庫：a. 普通車削刀具損壞庫；b. 螺紋車削刀具損壞庫；c. 銑削刀具損壞庫；d. 鉆削刀具損壞庫。根據(jù)需要還可以添加其它加工過程的子庫。3系統(tǒng)的功能設(shè)計圖1刀具損壞形式計算機輔助分析系統(tǒng)模塊圖由于采用模塊化設(shè)計方法可最大限度地減小模塊間的耦合性，增強軟件的可移植性、可擴充性與可維護性，因此，刀具損壞形式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)有4個功能模塊：a. 管理與維護模塊；b. 數(shù)據(jù)查詢模塊；c. 圖像處理模塊；d. 輸入模塊與輸出模塊。這四個模塊由主控模塊進行統(tǒng)一管理，其結(jié)構(gòu)層次如圖1所示。圖2數(shù)據(jù)查詢模塊1. 數(shù)據(jù)庫管理、維護功能模塊為了使系統(tǒng)可以不斷更新與完善，系統(tǒng)設(shè)計了管理維護功能模塊，可進行數(shù)據(jù)增加、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)修改等操作。?數(shù)據(jù)查詢模塊該模塊是刀具損壞形式計算機輔助分析系統(tǒng)的核心部分，其主要功能是快速準確地查詢刀具某一損壞形式的原因與對策。該模塊采用人機對話方式，引導(dǎo)用戶進行正確地選擇，從而得到相應(yīng)的解決方案。為方便用戶應(yīng)用，該模塊還建立了幫助功能。數(shù)據(jù)查詢模塊的操作如圖2所示，如查詢刀具在普通車削過程的“月牙洼磨損”問題，在加工方式tab控件中選擇普通車削，然后，在數(shù)據(jù)窗口控件中選擇“月牙洼磨損”，這時，在右邊picture控件中就會顯示相應(yīng)的刀具月牙洼磨損圖像來驗證選擇的正確性，同時顯示刀具產(chǎn)生月牙洼磨損帶來的后果與月牙洼磨損產(chǎn)生的原因與具體解決方案(見圖3)。解決方案包括合理選擇刀具材料、切削參數(shù)，建議是否使用冷卻液等。?圖像處理模塊為了向用戶提供更詳細的信息，引導(dǎo)用戶正確地選擇刀具損壞形式，本系統(tǒng)為用戶提供了刀具各種損壞形式的圖像。在應(yīng)用程序開發(fā)中，通過調(diào)用存儲在數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)圖像路徑來顯示圖像。圖3數(shù)據(jù)查詢界面不銹鋼的切削加工隨著航空、航天、石油、化工、冶金與食品等工業(yè)的蓬勃發(fā)展，不銹鋼材料已得到廣泛應(yīng)用，而不銹鋼材料由于韌性大、熱強度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、切削時塑性變形大、加工硬化嚴重、切削熱多、散熱困難等原因，造成刀尖處切削溫度高、切屑粘附刃口嚴重、容易產(chǎn)生積屑瘤，既加劇了刀具的磨損，又影響加工表面粗糙度。此外，由于切屑不易卷曲與折斷，也會損傷已加工表面，影響工件的質(zhì)量。為提高加工效率與工件質(zhì)量，正確選擇刀具材料、車刀幾何參數(shù)與切削用量至關(guān)重要。一、刀具材料的選擇正確選用刀具材料是保證高效率加工不銹鋼的決定因素。根據(jù)不銹鋼的切削特點，刀具材料應(yīng)具備足夠的強度、韌性、高硬度與高耐磨性且與不銹鋼的粘附性要小。常用的刀具材料有硬質(zhì)合金與高速鋼兩大類，形狀復(fù)雜的刀具主要采用高速鋼材料。由于高速鋼切削不銹鋼時的切削速度不能太高，因此影響生產(chǎn)效率的提高。對于較簡單的車刀類刀具，刀具材料應(yīng)選用強度高、導(dǎo)熱性好的硬質(zhì)合金，因其硬度、耐磨性等性能優(yōu)于高速鋼。常用的硬質(zhì)合金材料有：鎢鈷類(YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X)，鎢鈷鈦類(YT30、YT15、YT14、YT5)，通用類(YW1、YW2)。YG類硬質(zhì)合金的韌性與導(dǎo)熱性較好，不易與切屑粘結(jié)，因此適用于不銹鋼粗車加工；而YW類硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性與抗氧化性能以與韌性都較好，適合于不銹鋼的精車加工。加工1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼時，不宜選用YT類硬質(zhì)合金，由于不銹鋼中的Ti與YT類硬質(zhì)合金中的Ti產(chǎn)生親合作用，切屑容易把合金中的Ti帶走，促使刀具磨損加劇。二、刀具幾何角度的選擇刀具切削部分的幾何角度，對于不銹鋼切削加工的生產(chǎn)率、刀具耐用度、被加工表面粗糙度、切削力以與加工硬化等方面都有很大的影響，合理選擇與改進刀具幾何參數(shù)是保證加工質(zhì)量、提高效率、降低成本的有效途徑。1. 車刀前角γ0的選擇前角的大小決定刀刃的鋒利與強度。增大前角可以減小切屑的變形，從而減小切削力與切削功率，降低切削溫度，提高刀具耐用度。但是增大前角會使楔角減小，降低刀刃強度，造成崩刃，使刀具耐用度下降。車削不銹鋼時，在不降低刀具強度的條件下，應(yīng)把前角適當取大一些。在刀具前角大時其塑性變形小，切削力與切削熱降低，減輕加工硬化趨勢，提高刀具耐用度，一般刀具前角宜取12°～20°。?車刀后角α0的選擇在切削過程中，后角可以減小后刀面與切削表面的摩擦。若后角過大，則楔角減小，使散熱條件惡化，刀具刃口強度下降，降低刀具耐用度；若后角過小，摩擦嚴重，則會使刃口變鈍，增大切削力，增高切削溫度，加劇刀具磨損。在一般情況下，后角變化不大，但必須有一個合理的數(shù)值，以利于提高刀具的耐用度。車削不銹鋼時，由于不銹鋼的彈性與塑性都比普通碳素鋼大，所以刀具后角過小會使切斷表面與車刀后角的接觸面積增大，摩擦產(chǎn)生的高溫區(qū)集中于車刀后角，加快車刀磨損，降低被加工表面光潔度，所以車削不銹鋼時的車刀后角要比車削普通碳鋼時稍大一些，但后角過大又會降低刀刃強度，直接影響車刀的耐用度，因此，一般情況下車刀后角宜取6°～10°。?車刀主偏角Kr的選擇當切削深度ap與進給量f不變時，減小主偏角Kr可使散熱條件得到改善，減少刀具損壞，使刀具切入、切出平穩(wěn)。但主偏角減小又會使徑向力增大，在切削時容易引起振動。車削不銹鋼的硬化傾向性強，易產(chǎn)生振動，振動又會使加工硬化嚴重。因此，主偏角一般宜取45°～90°。具體角度應(yīng)根據(jù)機床、零件、刀具系統(tǒng)的剛性與切削用量來選擇。?車刀刃傾角λs的選擇刃傾角可控制切屑流向，當刃傾角λs為負值時，切屑流向已加工表面；當刃傾角λs為正值時，切屑流向待加工表面。為了使切屑不劃傷已加工表面，在精加工時，刃傾角λs值為正值。當λs為正值時，刀尖強度低并首先接觸工件，易損壞；當λs為負值時，刀尖強度高，耐沖擊，可避免崩壞刀尖，切入、切出平穩(wěn)，車削不銹鋼時，一般刀具刃傾角宜取0°～20°。三、切削用量的選擇切削用量的大小對生產(chǎn)效率與加工質(zhì)量有很大影響，因此在確定了刀具的幾何參數(shù)以后，還要選定合理的切削用量。在選擇切削用量時，應(yīng)注意考慮以下因素：一是要根據(jù)不銹鋼與各類毛坯的硬度等來選擇切削用量；二是要根據(jù)刀具材料、焊接質(zhì)量與車刀的刃磨條件來選擇切削用量；三是要根據(jù)零件直徑、加工余量與車床精度等來選擇切削用量。同時為了抑制積屑瘤與鱗刺的產(chǎn)生，提高表面質(zhì)量，在采用硬質(zhì)合金刀具進行加工時，切削用量應(yīng)比車削一般碳鋼類工件稍低些，特別是切削速度不宜過高(vc=50～80m/min)；切削深度ap不宜過小，以避免切削刃與刀尖劃過硬化層，ap=0.4～4mm；因此進給量f對刀具耐用度影響不如切削速度大，但會影響斷屑與排屑，拉傷、擦傷工件表面，影響加工的表面質(zhì)量，進給量一般取f=0.1～0.5mm/r。不銹鋼尤其是奧氏體型不銹鋼的塑性較好，在切削加工時，產(chǎn)生的切屑難以折斷，加大了切屑與刀具前刀面之間的摩擦力，增大了切削力。同時，因加工硬化會增大被切削材料的硬度與強度，也導(dǎo)致切削力增大。為此，在合理選擇刀具材料、刀具的幾何角度與切削用量的基礎(chǔ)上，對不銹鋼與45鋼做了切削力對比試驗。試驗結(jié)果表明，在相同切削用量的情況下，加工不銹鋼時切削力比加工45鋼時只增加了8.5%。合理選擇刀具材料、刀具幾何角度與切削用量，對于提高不銹鋼切削加工的生產(chǎn)效率與加工工件質(zhì)量是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。切削工具分類與選型刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機用的，但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀，就已出現(xiàn)黃銅錐與紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀)，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當時的鉆頭與鋸，與現(xiàn)代的扁鉆與鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的。1783年，法國的勒內(nèi)首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐與板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒與．懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量與尺寸精度也大大提高。由于高速鋼與硬質(zhì)合金的價格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接與機械夾固式結(jié)構(gòu)。1949~1950年間,美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片，不久即應(yīng)用在銑刀與其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石與聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙與拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強度與韌性，與表層的高硬度與耐磨性結(jié)合起來，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀與銼刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀與內(nèi)表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀與螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀與鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。按切削運動方式與相應(yīng)的刀刃形狀，刀具又可分為三類。通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀與成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀與鋸等；成形刀具，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀與各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀與錐齒輪銑刀盤等。各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分與工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分與工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。刀具的裝夾部分有帶孔與帶柄兩類。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄與圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。刀具的工作部分就是產(chǎn)生與處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀與銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分與校準部分，如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、內(nèi)表面拉刀與絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面與引導(dǎo)刀具。刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式與機械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃；焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機械夾固結(jié)構(gòu)；瓷刀具都采用機械夾固結(jié)構(gòu)。刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低與加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力與切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等，必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造與測量用的標注角度在實際工作時，由于刀具的安裝位置不同與切削運動方向的改變，實際工作的角度與標注的角度有所不同，但通常相差很小。制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度與耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性與化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造與熱處理等)，并不易變形。通常當材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度與沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度與沖擊韌性，以與良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼與硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，與合金、塑料與玻璃鋼等；碳素工具鋼與合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙與絲錐等工具。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐與銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴散與熱傳導(dǎo)的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上。由于在高溫、高壓、高速下，與在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平與對加工精度的要求越來越高。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展與應(yīng)用新的刀具材料；進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾；進一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化。關(guān)于刀具的管理刀具管理是否適合自己的企業(yè)？要回答這個問題，首先要弄清楚刀具管理的含義。通常認為，把刀具的全部或一部分由另一家企業(yè)供應(yīng)，該企業(yè)只承擔刀具供應(yīng)的責任。而現(xiàn)代刀具管理的目的則要廣泛得多，它包括提高生產(chǎn)率，減少刀具總費用與所需的資金，減少刀具供應(yīng)商的數(shù)目，降低加工成本等諸多方面。最早提出刀具外協(xié)供應(yīng)的主要目的只是改進刀具采購與庫存狀況，于是出現(xiàn)了商業(yè)性的刀具管理服務(wù)商，可是他們?nèi)狈Φ毒咧匾缘恼J識，把刀具像勞保手套一樣進行管理。事實上，現(xiàn)代的零件加工過程需要不斷地提供刀具的專有技術(shù)。刀具制造商能提供較好的服務(wù)經(jīng)歷一段時間以后，一些只負責刀具采購的刀具管理項目已經(jīng)被淘汰，因為供應(yīng)商不能提供刀具技術(shù)方面的服務(wù)，有些項目失敗的原因是，它們企圖把技術(shù)含量很高的刀具服務(wù)采用標準化的做法。上述這些商業(yè)運作為主的刀具管理沒有達到預(yù)期的效果，企業(yè)不得不放棄這樣的合作?？偨Y(jié)了這些失敗的教訓(xùn)后，一些高新技術(shù)的制造企業(yè)認識到刀具制造商才是刀具管理的正確合作伙伴，企業(yè)必須根據(jù)自己的需要選擇正確的刀具管理服務(wù)商。在藍幟(Leitz)金屬加工集團里，F(xiàn)ette公司可提供模塊式的刀具管理服務(wù)，通過這種模塊式的服務(wù)結(jié)構(gòu)，各種客戶不同的要求均可滿足。在刀具管理系統(tǒng)框架中，有刀具準備、刀具管理、采購與倉儲、新開發(fā)刀具的試驗、應(yīng)用與工程化等各個服務(wù)模塊。其中，應(yīng)用工程(ApplicationEngineering)包含加工過程中每道工序的最佳化技術(shù)；項目工程(ProjectEngineering)的任務(wù)是按照零件的圖紙對全部加工過程進行刀具設(shè)計、配置；加工工程(ProcessEngineering)包括加工最佳化——開發(fā)應(yīng)用新的加工工藝與加工工序。接受與實施刀具管理項目，很關(guān)鍵的一點是所服務(wù)的是現(xiàn)有的生產(chǎn)過程還是完全新建的生產(chǎn)過程。對于一個現(xiàn)有的生產(chǎn)線實施刀具管理項目，必須克服來自企業(yè)內(nèi)部的阻力、要進行充分地論證，并對實施刀具管理項目前后的成本作詳細地比較。工具費用的節(jié)約潛力引入刀具管理項目會改變(在某些情況下甚至是完全改變)企業(yè)現(xiàn)有的組織與工作程序，這將影響員工對刀具管理項目的態(tài)度。此外，想通過減少人員降低成本也很難做到，因為相關(guān)員工的工作內(nèi)容不僅與刀具有關(guān)，這部分員工省不下來，工作負荷不滿，而少數(shù)人又要超負荷工作，造成很不好的結(jié)果。對于新建的生產(chǎn)線引入刀具管理項目，就不存在上述問題，企業(yè)的組織與工作程序從項目開始就作出合理安排，因此容易取得成效。要想在現(xiàn)行的生產(chǎn)中實施刀具管理則必須作充分的準備與籌劃，盡可能減少風險與不利因素。通過刀具管理到底有多大節(jié)約潛力一般認為，刀具直接成本占制造成本的3％～5%，這個數(shù)字只包含刀具購置費用。實際上，完整的刀具費用即與使用刀具有關(guān)的費用在多數(shù)企業(yè)里并不清楚。在制造企業(yè)里刀具的供應(yīng)、管理涉與很多的工作程序，要經(jīng)過很多的部門與人員，跨越很大的時間與空間距離。一般的情況是（以汽車制造廠為例）間接的刀具費用占制造成本的30%，這部分費用沒有被單獨列出來，而是計入企業(yè)的一般費用里，因此刀具費用有很大的節(jié)約潛力。刀具管理項目給企業(yè)帶來的好處引入刀具管理是一重大的決策，僅僅以實施刀具管理前后簡單的成本分析比較作為決策的依據(jù)是很不夠的，要對機會與風險作全面評估。對于新建的生產(chǎn)項目，成本比較尤其不起作用。刀具管理項目的成本包括：第一次買新刀的費用安全庫存量；刀具準備；涂層與其它外協(xié)加工；刃磨機床與計算機購置；人員工資；工程費用；消耗品；房屋租金與保險費；差旅費；人員培訓(xùn)費；QS質(zhì)量系統(tǒng)的認證、審計費用。對于引入刀具管理的企業(yè)，除了可專心于企業(yè)的核心事業(yè)與創(chuàng)造價值的過程外，還可獲得一系列的好處：企業(yè)很快就達到合理的刀具數(shù)量與相應(yīng)的人員配置；根據(jù)刀具的使用情況支付服務(wù)商的費用，支付的金額與產(chǎn)出的零件數(shù)成比例；刀具利用率提高，刀具庫存的品種與數(shù)量減少；在刀具的供貨業(yè)務(wù)中引入了市場機制；刀具使用成本的透明度提高，由內(nèi)部費用變?yōu)橥獠抠M用，由固定成本變?yōu)榭勺兂杀?；刀具的供?yīng)量被分成較小的批量，并集中在有資格的供應(yīng)商上。對企業(yè)的風險是，一些技術(shù)訣竅需要對刀具管理服務(wù)商與與其相關(guān)的人員公開；此外，還擔心逐漸失去在刀具技術(shù)方面的職能。為了防止技術(shù)訣竅公開范圍的擴大與與刀具有關(guān)職能的消失，可以通過緊密的伙伴關(guān)系與有限的工作人員加以避免。事實證明，經(jīng)過很好的合作還會帶來刀具職能方面的提高，而風險只會出現(xiàn)在合作伙伴之間的得失很不公平的時候。刀具管理合同的主要內(nèi)容盡管因具體刀具管理的要求不同，每個合同都有一定的個性，但是刀具管理項目的合同都有一些共性的內(nèi)容，它們是：要確定一個刀具倉儲的地方以與對進入倉庫的規(guī)定；供貨的頻率、開票與盤點的周期，以便計算庫存的資金占用與費用的結(jié)算；合同的有效期至少3～5年；為了結(jié)算服務(wù)的業(yè)績，需要一個可靠的檢定所加工零件數(shù)量的辦法；在接收現(xiàn)存的刀具時，要作恰當?shù)脑u估；刀具周轉(zhuǎn)的數(shù)量要根據(jù)刀具耐用度與磨損限的規(guī)定進行測算，磨損狀況與磨損帶的寬度關(guān)系到刀具的準備，應(yīng)規(guī)定加工刀具磨損時的處理程序，改變切削參數(shù)也應(yīng)經(jīng)類似的程序；對改變工藝的事項應(yīng)經(jīng)過商定；要經(jīng)常關(guān)注發(fā)展與改進的潛力；要有應(yīng)急計劃與應(yīng)急預(yù)案，盡可能避免生產(chǎn)的停頓；為了友好地解決爭端，還要規(guī)定仲裁機構(gòu)與其組成與權(quán)限。做好立項前的分析盡管刀具供應(yīng)有很大的節(jié)約潛力，然而刀具管理項目有成功的，也有失敗的，所以必須對項目的機遇與風險作仔細權(quán)衡，一個經(jīng)得起考驗的方案，需要事先對企業(yè)作認真、仔細的分析關(guān)于如何選用超硬耐磨刀具小常識對于電子、紙品、化纖、銅鋁鉑、禮品行業(yè)，對刀具的選用一般都要求非常鋒利或者價格低廉，對此，本人不能茍同，本人從事超硬耐磨工具制做十年有余，對刀具有著不同尋常的感情，其實，一把好用的刀具不在于它是否足夠鋒利或者說價格低，而在于它的使用壽命，正常使用壽命越長，表示該刀具性價比越高，要制造出性價比高的刀具，必須...對于電子、紙品、化纖、銅鋁鉑、禮品行業(yè)，對刀具的選用一般都要求非常鋒利或者價格低廉，對此，本人不能茍同，本人從事超硬耐磨工具制做十年有余，對刀具有著不同尋常的感情，其實，一把好用的刀具不在于它是否足夠鋒利或者說價格低，而在于它的使用壽命，正常使用壽命越長，表示該刀具性價比越高，要制造出性價比高的刀具，必須選用優(yōu)質(zhì)的刀具材料與先進的加工手段，故價格相對昂貴一些，但似想，公司采購一把50元的刀具只能正常工作2天就要修磨或者報廢，而一把500元的刀具可正常工作1月有余，這不僅僅是在采購刀具方面節(jié)約了近一半的費用，還大大節(jié)約了裝夾刀具的時間，效率顯著提高，何樂而不為呢？切削刀具的種類與應(yīng)用如何分清其加工的機械的種類與選型的標準（一）機械加工中常用到的是：車、銑、鉆、磨、刨。但我們多數(shù)做的多是車、銑、鉆等。如何知道那些是加工中心加工（銑床）？那些是數(shù)控車加工（普通車床）呢？在這行有接觸的人都知道的，零件多數(shù)為兩種：一是箱體（雜合體）；一是盤軸類。箱體相對來說比較復(fù)雜的需要十幾把或是很更多種刀具來加工，如加工中心上才能來完成的，盤軸類的多數(shù)是比較單一，刀具比較少是枇量生產(chǎn)的，如數(shù)控車床加工（或是普通車床加工），但通常會出現(xiàn)這樣的情況，有箱體與盤類相結(jié)合的時候，就容易讓人糊涂了，其實我們只要有心想一下還是能分清的，也就是一般工廠的習慣是，先服從車削而后再進行銑削加工的。因車床的造價低，加工的成本相對來說比較低的。（二）從我了解的配刀方案的經(jīng)驗中，有下面幾個選擇方法Ⅰ。首先要按圖紙要求加工，了解其加工的的工藝，從面到點而一步步的選取刀具，挺別注意的是：①車我外圓時的要注意仿型加工與切槽，一定要避開后刀背與工件的接觸，車床最多考慮的也是接觸到各個面與排屑等的方題，如果能避開其已加工面，或是刀尖能完成其切削路線就是達到了加工要求了。②銑削時多數(shù)考慮到的是仿型與加工的精度，還有就是各種特殊的要求，下面將細說，在此先不表了。Ⅱ。當很多種刀具都能滿足加工要求時我們就要從兩方面來考慮①我們現(xiàn)在的庫存，這是首選的，因為這樣可以減少我們的庫存②選取造價比較低的，這樣客戶能接受我們的價格，勝算相對來說也比較大的。Ⅲ。在配刀時，一定要知：那些是消耗比較大的？那些是一次性定購或是不常定購的？①如果客戶首先考慮到的是價格，那選擇一次性定購的或是比較少定購的，而質(zhì)量將就的行。就要選便宜一點的，比較選臺灣的刀桿等，②如果客戶首先考慮到的是加工的質(zhì)量的話，就是選比較好一點的，也就是刀桿這一方面要選取原裝進口的③刀片等其他消耗品是我們以后發(fā)展的主要來源，所選的品牌一定是我們有優(yōu)勢的，最好是只有我們才有的，這樣別人就沒有代替了，就比如山特維克一樣，他們所選的刀具多數(shù)是只有他們才有的，別家的產(chǎn)品是很難替代的，但其他的品牌他就能替代。1．車刀類車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具。它可以在車床上加工外圓、端平面、螺紋、內(nèi)孔，也可用于切槽與切斷等。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀與機械夾固刀片的車刀。機械夾固刀片的車刀又可分為機床車刀與可轉(zhuǎn)位車刀。機械夾固車刀的切削性能穩(wěn)定，工人不必磨刀，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多。復(fù)雜零件的仿形車削加工在機械加工中，一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，其加工工藝是很復(fù)雜的，有時還要求操作者能在最短的時間內(nèi)將工件加工出來，尤其是難加工材料的工件，其加工工藝更為復(fù)雜。為此，制造廠家不斷地尋求更加經(jīng)濟有效的方法來加工復(fù)雜零件，包括車削零件。CNC機床的先進性已使我們對幾乎可想象到的刀具軌跡進行編程。但是當?shù)毒哐刂@些軌跡運動時，其刀具與零件之間的關(guān)系(切入角、進給量、切削速度與深度)持續(xù)發(fā)生著變化。所以，解決上述問題的關(guān)鍵在于如何以最有效與經(jīng)濟的方式車削復(fù)雜零件。復(fù)雜性的含義復(fù)雜的車削加工可能是刀具在徑向與軸向上同時進給的加工以形成不同的零件廓形。除此之外，其它復(fù)雜因素還包括工件材料的可加工性、期望的產(chǎn)量與機床能力，當然也有交貨期與加工成本。應(yīng)當注意的是一個車間認為復(fù)雜的零件也許被另一個車間認為是常規(guī)零件，即零件的復(fù)雜性并不總是很明顯的。Voss工業(yè)公司的JohnCampell先生指出，一個看起來簡單的零件或許比一個復(fù)雜形狀的零件更具挑戰(zhàn)性。他將718鎳合金法蘭的車削加工與螺旋管接頭的加工作了一個比較。盡管螺旋管接頭要求10次安裝與24道工序，但一旦安裝好開始加工后，這個過程就不再需要調(diào)節(jié)。另一方面，718合金法蘭在加工過程中要求連續(xù)進行調(diào)節(jié)以補償材料回彈、收縮與刀具磨損。另外，不同材料、同樣形狀的工件對切削力的反應(yīng)不同。以法蘭為例，在材料規(guī)定的范圍內(nèi)，鎳與鉻元素的變化可能使一批材料與另一批材料以與零件與零件之間的切削條件發(fā)生變化。選擇刀片幾何形狀車削一個復(fù)雜零件，最基本的要求是切削刃能夠進入到零件廓形所在的區(qū)域。這要求選擇適當?shù)牡镀螤?、主偏角、副偏角、前角與后角。當選擇刀片形狀時，關(guān)鍵是應(yīng)考慮刀片的強度。其中，圓刀片的強度最高。對非圓形刀片，刀尖角越大，其強度越高。但是由于隙角的原因，仿形車削通常使用35°或55°的菱形刀片。刀桿的選擇實際上由所要求切入的軌跡來決定，如果需要進行復(fù)雜的仿形車削，則可選擇安裝菱形刀片的J型刀桿，這樣可形成較大的后角。刀片的刀尖角與主偏角一起決定著刀具能否進入工件輪廓；工件與刀片主切削刃之間的間隙、副后刀面與其下半部分的后角至關(guān)重要。我們常常靠估計、經(jīng)驗來判定刀具能否進入到工件與其相關(guān)的后角。這種方法很費時。現(xiàn)在CAD作圖與切削模擬軟件在計算機顯示屏上進行模擬切削而不需要在實際零件上進行。美國綠葉公司的DaleHill說，他們公司直接根據(jù)顧客提供的CAD圖紙進行刀具設(shè)計。設(shè)計人員可以看出刀具是否需要鏟背或刀具能否進入一個深槽區(qū)域。對于一些真正復(fù)雜廓形的零件，采用標準刀具通常是不可行的，因為它們通常不能進入到復(fù)雜零件的凹腔與拐角處。而計算機模擬可以加速專用刀具的設(shè)計。刀片后角刀片的主前角與副前角將決定后刀面與工件間的后角。不同的材料要求不同的后角。例如當加工韌性材料，尤其是鎳基合金時，其回彈性非常大。這些合金會在切削刃前面鼓起，在切削刃通過后產(chǎn)生回彈。這些回彈的工件將刮擦后刀面，并產(chǎn)生大量的切削熱。另外鎳基材料的加工硬化也會產(chǎn)生切削熱，最終導(dǎo)致刀具熱失效。失效形式可能是崩刃，但切削刃的熱膨脹將導(dǎo)致刀具斷裂。鈦金屬材料可能回彈0.05mm與0.08mm，因此加工這類材料時要求在后刀面與工件之間有14°或15°的后角，以防止熱失效。然而鈦與塑料有相似的回彈性。當加工鈦金屬時，后角太小將造成刀片熱失效。這樣的刀具在加工塑料時，由回彈產(chǎn)生的切削力與切削熱將融化塑料工件。刀片的后角不能過大，過大的后角將會降低刀片的強度；無后角刀片有足夠的強度，但必須安裝在負前角的刀桿上以形成足夠的后角。使用一個有正前角槽形的無后角刀片可保證需要的刀片強度，又可形成正前角的切削。切削力與切屑控制工件、刀具與車削系統(tǒng)中其它因素之間關(guān)系的變化將影響有效的切屑控制。例如，在仿形車削加工中，當?shù)镀瑥墓ぜ行南蛲庖苿訒r，切屑厚度變薄，切刀深度增加，切屑控制惡化。一個解決方法就是將一次走刀分為兩次走刀，將向外的進給換成向中心的進給，以獲得最終的廓形。薄壁細長零件難以裝夾，切削力可能引起工件變形與極差的表面粗糙度甚至使零件報廢。一個專門設(shè)計的、可控制切屑的刀片可以減小這種變形。綠葉公司提供一種名為TurboForm的精加工硬質(zhì)合金刀片，它有很大的正前角與壓制的斷屑器，所以產(chǎn)生的切削力很低。同時，該刀片的周邊經(jīng)過精密磨削，故具有很高的光潔度。如一個航空制造商在加工噴氣式發(fā)動機壓縮機的薄壁密封鈦零件時，由于刀具振動使得刀片崩刃與加工表面光潔度降低。在使用TurboForm刀片后，消除了刀片振動與工件變形的現(xiàn)象，延長了刀具的壽命。如果工件材料的可加工性造成了車削加工的復(fù)雜性，則由兩種材料構(gòu)成的零件可能雙倍加大這種復(fù)雜性。因此當加工由多種材料構(gòu)成的零件時，一個辦法就是選擇可加工不同材料的刀片牌號。例如當加工內(nèi)部為4340鋼、外部為鎳基合金的零件時，制造者必須在編程時增加一暫停程序，以便更換刀片。使用兩種不同牌號的刀片進行加工，其刀片壽命仍很低時，則推薦使用日本住友電工公司的AC2000CVD涂層刀片，通過改變進給量與切削速度來加工上述兩種材料，不必停機更換刀片，顯著地提高了刀具壽命。修磨一些零件輪廓不能簡單地使用現(xiàn)成的刀片進行加工。在使用負前角J型刀桿進行切入式切削時，35°刀片的副后刀面的下半部分可能與工件發(fā)生碰撞，引起刀片斷裂。防止這種情況的一個方法就是磨去妨礙切削的這個部分。汽輪機管路系統(tǒng)制造商JeffCarver先生說，他們經(jīng)常使用非常鋒利的刀具來加工零件，因為經(jīng)常沒有標準的刀具，因此需要經(jīng)常修磨刀具。盡管一些制造廠商喜歡庫存的標準刀片，通過修磨來滿足特定的加工要求，但這些修磨的刀片也可直接從刀具生產(chǎn)廠家購買，因為他們已為加工某些特殊零件準備了專用的刀片。當一把修磨的刀具在一次走刀中不能滿足要求時，唯一選擇就是停機，使用另一種刀片來完成切削。不足之處是要花費時間，并且要中斷一次走刀，這將在工件上留下刀痕。機床CNC機床制造商不斷引進先進技術(shù)來簡化復(fù)雜零件的車削。比較典型的就是Mazak公司的多功能車/銑床。這些機床像一臺在工作臺一端有車削主軸的加工中心。機床的B軸在加工中能沿零件徑向轉(zhuǎn)動225°，這使刀尖半徑始終在與切削相切的方向上，可用一把刀完成多道工序?？傊?，金屬切削學(xué)科的進步必將使復(fù)雜零件的車削變得更容易，要想經(jīng)濟有效地加工一些復(fù)雜零件，還是需要工藝因素的配合。硬質(zhì)合金立銑刀銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形刀與角度銑刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圓與凹半圓銑刀與加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀。銑削的生產(chǎn)率一般較高，加工表面粗糙度值較大。銑刀與鉆頭是機械加工用得最多的整體刀具，其種類也相當?shù)亩啵篴)圓柱銑刀——>加工狹長平面分為粗齒（粗加工）與細齒（精加工）b)面銑刀——>加工大平面c)三面刃銑刀——>銑弧尾槽、通槽、臺階面(刀寬精度較高)d)鋸片銑刀——>銑窄槽、切斷e)立銑刀——>加工圓頭槽、通槽、臺階面、側(cè)面f)鍵槽銑刀——>銑圓頭封閉鍵槽f)指狀銑刀——>銑各種模具型腔h)角度銑刀——>銑各種斜面、斜槽i)成形銑刀——>銑各種成形面1.常用銑刀簡介（1）圓柱銑刀：用圓周上的刀刃進行切削①外徑D：50、63、80、100；孔徑：22、27、32、40②選刀原則：L刀>B工件；D盡量?。?）鍵槽銑刀：①分為直柄與錐柄；②特點：a)只有兩個刀齒；b)直徑精度：e8—>加工槽寬精度為H9的鍵槽，d8—>加工槽寬精度為N9的鍵槽；c）端面刃為主刀刃，圓周刃為副刀刃，能軸向進給；d）刀具重磨時只磨端面刃（直徑不變）。（4）尖齒槽銑刀：①直徑D=50、63、80、100、125②寬度L=4～25，精度k8③加工H9槽④端面沒有刃，重磨后寬度變化小。（5）三面刃銑刀①分為直齒（Ⅰ型與Ⅱ型）、錯齒（有刃傾角）與鑲齒（可恢復(fù)刀寬）②特點：三面有刃，加工表面質(zhì)量好；重磨后寬度尺寸變化較大③精度：外徑（js16）,寬度（普通級k11與精密級k8）④應(yīng)用：單獨使用：銑弧形尾的槽兩刀組合：同時加工兩側(cè)面（兩側(cè)面的距離由中間隔套控制）如圖：銑弧尾槽組合銑刀（6）模具銑刀——加工模具型面、型腔①高速鋼：分為圓錐形、圓錐形球頭與圓柱形球頭，又分為直柄、削平型直柄、莫氏錐柄②硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼對淬硬后（HRC<65）的模具型腔的修整、去毛刺2、銑刀幾何角度的合理選擇：選擇依據(jù)：與車刀相同，但①前角：比車刀小些②后角：比車刀大些③刃傾角：即為刀具的螺旋角③分為粗齒與細齒，且兩種又分為直槽(不常用)與螺旋槽(左旋與右旋)在進行自由曲面(模具)加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量與切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度與精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起自動換刀裝置故障維修13例例462．換刀故障的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套OKUMAOSP700系統(tǒng)，型號為XHAD765的數(shù)控機床，換刀過程中，機械手未將主軸刀具拔出，隨后顯示2873“交換臂拔出檢測器異?！眻缶瑫r主軸負載逐漸增加，到80％時被迫關(guān)機。分析與處理過程：按下急停鈕，給CNC上電，在自動運行方式下輸入“CHGCOND”，隨后顯示方式畫面，將光標移到測試方式，按F1方式設(shè)定，斷電后再上電，按軟鍵PLC測試→擴展→找到調(diào)試畫面，找到610參數(shù)將其改為0，按參數(shù)設(shè)定鍵，將任選參數(shù)16Bit7改為1，翻頁將任選參數(shù)56BIT7改為1。切換到手動方式，同時按下ATC、互鎖解除兩鍵點亮ATC燈，按擴展→PLC運行。這時機床應(yīng)能起動，翻到M06調(diào)整畫面，查看換刀調(diào)整畫面將EACHOPERATIONPOSSIBLE改為1，再先后將SPINDLETOOLUNCLAMP(主軸松刀)、ARMFRONTMOVE(手臂向前)菜單COM位設(shè)為1，按單步退執(zhí)行，如果刀具非機械卡死，則用小橡皮榔頭輕輕敲擊刀柄，刀柄應(yīng)從主軸拔出，然后如上所述設(shè)置執(zhí)行RIGHTFINGERUNCLAMP(右手指松)、LEFTFINGERUNCLAMP(左手指松)，將手臂上刀柄取下，然后將手臂各動作調(diào)整到準備狀態(tài)，再將EACHOPERATIONPOSSIBLE改為0退出，按參數(shù)設(shè)定將任選參數(shù)16Bit7改為1，任選參數(shù)56Bit7改為0，同時按ATC、互鎖解除兩鍵將ATC燈熄滅。這時就可按常規(guī)檢查刀具未拔出是油壓低還是刀柄拉釘、或是刀柄、松刀液壓缸引起。本例中經(jīng)查發(fā)現(xiàn)油壓偏低，將液壓泵壓力略調(diào)高0.2MPa后故障排除。調(diào)試正常后再將610號參數(shù)恢復(fù)到原來狀態(tài)，找到方式轉(zhuǎn)換畫面，將方式設(shè)定為通常狀況，斷電開機后系統(tǒng)正常起動。例463．刀具設(shè)置錯誤報警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套OKUMAOSP700系統(tǒng)，型號為XHAD765的數(shù)控機床，換班后，操作工設(shè)置刀具表時，顯示“2714刀具數(shù)據(jù)設(shè)定出錯”報警。分析與處理過程：查看刀具刀位表，所要設(shè)3號刀位表中確實沒有，設(shè)入即報警，估計該號刀可能在主軸上，而主軸卻是其他刀具。再查看刀具表其他頁面，發(fā)現(xiàn)3號刀數(shù)據(jù)前有一紅星號，證實3號刀確實應(yīng)在主軸上。手動將3號刀換上主軸，MDI方式下執(zhí)行M61、M63指令將主軸上刀具還回刀庫后，再打開刀具刀位表，3號刀已顯示在當前刀位，證實判斷。經(jīng)詢問，交班前，前一班的操作工在手動換刀方式下用其他刀臨時將3號刀換下，交班后又未交待，故造成人為故障。例464．換刀錯誤的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套OKUMAOSP700系統(tǒng)，型號為XHAD765的數(shù)控機床，換刀中1號大刀未插回大刀刀位，大刀刀位插著其他刀，實際刀號刀位與機床控制系統(tǒng)中刀號刀位不符，即換刀錯誤，機床無報警，幸虧操作工細心，與時發(fā)現(xiàn)停機。分析與處理過程：換刀錯誤是一種危險的故障，由于無報警，機床將繼續(xù)工作，直到發(fā)生設(shè)備事故報警。由于換刀與眾多位置開關(guān)與PLC控制程序與CNC處理過程有關(guān)，應(yīng)重點檢查這幾部分。手工將實際刀具刀位調(diào)整到與控制系統(tǒng)中的一致，再執(zhí)行換刀，發(fā)現(xiàn)除換1號刀外，其他換刀過程均正常。手動方式下，打開刀庫側(cè)門，按刀庫上行或下行鍵，旋轉(zhuǎn)刀庫刀鏈，觀察刀位表中當前刀位變化，發(fā)現(xiàn)在1號與30號刀位過渡時，刀位顯示與實際刀位相差一個刀位，原來是刀庫在過零點時出現(xiàn)刀位錯誤。關(guān)機后檢查零點開關(guān)插頭、刀庫旋轉(zhuǎn)計數(shù)開關(guān)插頭與FUB-P4M4相關(guān)插頭，發(fā)現(xiàn)進油。將插頭清理后再重新插好，過20min再開機，換到手動方式，打開刀庫門。手動上行、下行移動刀庫，觀察刀庫在過零點時刀位顯示正常，再切換到MDI方式，輸入T1M6執(zhí)行換刀，再輸入T30M6執(zhí)行換刀。經(jīng)查實際刀位刀號與刀位刀具表中一致，進行正常加工，未出現(xiàn)錯誤。多次維修證明，各位置開關(guān)均采用插頭聯(lián)接是該機床電氣一大缺陷，容易接觸不良引起故障。由于刀庫零點開關(guān)與刀庫旋轉(zhuǎn)計數(shù)開關(guān)共用一個插頭供電，當插頭接觸不良而刀庫又過零點時，易引起刀庫旋轉(zhuǎn)計數(shù)開關(guān)閃爍，導(dǎo)致錯誤計數(shù)。例465．刀庫報警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套OKUMAOSP700系統(tǒng)，型號為XHAD765的數(shù)控機床，出現(xiàn)“2722、刀庫刀套號0”分析與處理過程：該報警的含義為“刀庫刀套號的數(shù)據(jù)不定”。切換到手動運行方式，打開刀庫門，按上行或下行鍵，讓刀庫過一次零點，故障未能排除；打開PLC數(shù)據(jù)查各開關(guān)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)IMGRCT信號有閃爍，懷疑接觸不良，關(guān)機將刀庫內(nèi)各傳感器插頭拔出，發(fā)現(xiàn)進油。清除油污再插好，開機后故障排除。例466~例467．刀庫門報警的故障維修例466．故障現(xiàn)象：一臺配套OKUMAOSP700系統(tǒng)，型號為XHAD765的數(shù)控機床，換刀過程中出現(xiàn)2834“刀庫關(guān)門檢測器異?！眻缶?，刀庫門未關(guān)上，隨后出現(xiàn)1728“刀庫防護門電動機斷路器”報警。分析與處理過程：出現(xiàn)“2834，刀庫關(guān)門檢測器異常”報警，原因有：刀庫門未關(guān)上，超時報警，傳感器SQ8不良或線路不良。根據(jù)故障現(xiàn)象，估計本例中刀庫門未關(guān)上應(yīng)該是刀庫門關(guān)上動作超時報警。據(jù)操作工介紹，刀庫門近期動作遲緩、停頓，似乎很費力，而1728報警說明刀庫電動機過載，刀庫門卡滯。關(guān)機后將刀庫門驅(qū)動電動機傳動帶拆下，用手推拉刀庫，確是有卡滯，仔細檢查，發(fā)現(xiàn)刀庫門滾珠導(dǎo)軌由于無防護，導(dǎo)軌槽中有細小切屑：用油沖洗，直到用手推拉靈活自由后，將刀庫門關(guān)上，裝上傳動帶。打開電柜，將熱繼電器FRM6復(fù)位，開機，將參數(shù)P16bit7設(shè)定為1，將P56bit7設(shè)定為1；再切換到手動運行方式，按“ATC+互鎖解除”，ATC燈亮，按擴展→PLC測試進入M06調(diào)整方面，設(shè)EACHOPERATIONPOSSIBLE為1，設(shè)MAGAZINEDOOROPEN為1，按單步退，打開刀庫門，再設(shè)MAGAZINEDOORCLOSE為1，按單步退，如此多次，刀庫門開關(guān)正常；再將M06調(diào)整畫面恢復(fù)到準備狀態(tài)，按“ATC+互鎖解除”，關(guān)閉ATC燈，設(shè)定參數(shù)P16Bit7為1，P56Bit7為0，切換到MDI方式，用T#、M06指令換刀正常。例467．故障現(xiàn)象：一臺配套OKUMAOSP700系統(tǒng)，型號為XHAD765的數(shù)控機床，故障現(xiàn)象同上例。分析與處理過程：關(guān)機后，拆下刀庫門電動機傳動帶，用手推拉刀庫門很輕松，無卡滯現(xiàn)象，負載很小，也不應(yīng)是傳動帶松動的問題(傳動帶松動不會引起刀庫門電動機過載保護)。查電動機供電正常，于是懷疑電動機本身的問題；送電開機按上例進入M06調(diào)整方面，打開、關(guān)閉刀庫門，由于傳動帶未安裝，這時需人為用手模擬將刀庫門打開或關(guān)閉，同時觀察刀庫門電動機軸的轉(zhuǎn)動情況，發(fā)現(xiàn)電動機軸轉(zhuǎn)動有卡滯，證實電動機部分確有問題。斷電關(guān)機，將電動機拆下檢查，該電動機為普通微型三相異步電動機，在軸端加了一級電磁抱剎，結(jié)構(gòu)原理類似交流伺服電動機上的電磁剎車。在電動機要運轉(zhuǎn)時，電磁線圈級通電吸合鐵心，松開剎車，電動機帶動刀庫門運轉(zhuǎn)；動作結(jié)束，電磁線圈斷電，彈簧將剎車抱緊。如果該電磁剎車不良，則也會導(dǎo)致電動機過載。將電磁剎車拆下檢查，機械正常，用手擰電動機軸正常，用表測電動機繞組，無不平衡與碰殼短路現(xiàn)象：將電磁抱剎接上96V直流電源，觀察銜鐵未吸合到位，正常情況，通電后鐵心應(yīng)清脆地吸合；鐵心未吸合到位，剎車不能完全解除，導(dǎo)致電動機過載；因為電壓正常，而電磁力不足，說明電磁線圈有點問題。由于配件一時不易購到，臨時將剎車彈簧加載螺釘調(diào)松，到鐵心能清脆吸合即可；再安裝回電動機，接通96V直流電，用手擰輸出軸，手感輕松靈活。將該電動機裝回機床，裝上傳動帶，按上例，再調(diào)整刀庫門，正常，恢復(fù)狀態(tài)，退出后到MDI方式下，換刀正常。例468．刀庫不停轉(zhuǎn)的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，刀庫在換刀過程中不停轉(zhuǎn)動。分析與處理過程：拿螺釘旋具將刀庫伸縮電磁閥手動鈕擰到刀庫伸出位置，保證刀庫一直處于伸出狀態(tài)，復(fù)位，手動將刀庫當前刀取下，停機斷電，用扳手擰刀庫齒輪箱方頭軸，讓空刀爪轉(zhuǎn)到主軸位置，對正后再用螺釘旋具將電磁閥手動鈕關(guān)掉，讓刀庫回位。再查刀庫回零開關(guān)與刀庫電動機電纜正常，重新開機回零正常，MDI方式下?lián)Q刀正常。懷疑系干擾所致，將接地線處理后，故障再未出現(xiàn)過。例469．刀庫位置偏移的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，在換刀過程中，主軸上移至刀爪時，刀庫刀爪有錯動，拔插刀時，有明顯聲響，似乎卡滯：分析與處理過程：主軸上移至刀爪時，刀庫刀爪有錯動，說明刀庫零點可能偏移，或是由于刀庫傳動存在間隙，或者刀庫上刀具重量不平衡而偏向一邊。因為插拔刀別勁，估計是刀庫零點偏移；將刀庫刀具全部卸下將主軸手搖至Y軸第二參考點附近，用塞尺測刀庫刀爪與主軸傳動鍵之間間隙，證實偏移；用手推拉刀庫，也不能利用間隙使其回正；調(diào)整參數(shù)7508直至刀庫刀爪與主軸傳動鍵之間間隙基本相等。開機后執(zhí)行換刀正常。例470．刀庫轉(zhuǎn)動中突然停電的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，換刀過程中刀庫旋轉(zhuǎn)時突遇停電，刀庫停在隨機位置。分析與處理過程：刀庫停在隨機位置，會影響開機刀庫回零。故障發(fā)生后盡快用螺釘旋具打開刀庫伸縮電磁閥手動鈕讓刀庫伸出，用扳手擰刀庫齒輪箱方頭軸，將刀庫轉(zhuǎn)到與主軸正對，同時手動取下當前刀爪上的刀具，再將刀庫電磁閥手動鈕關(guān)掉，讓刀庫退回。經(jīng)以上處理，來電后，正?；亓憧苫謴?fù)正常。例471．換刀過程有卡滯的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，換刀過程中，刀時有卡滯，同時聲響大。分析與處理過程：觀察刀庫無偏移錯動，故懷疑主軸定向有問題，主軸定向偏移會影響換刀。將磁性表吸在工作臺上，將百分表頭壓在主軸傳動鍵上平面，用手搖脈沖發(fā)生器，移動X軸，看兩鍵是否等高。通過調(diào)整參數(shù)6531，將兩鍵調(diào)平；再換刀，故障排除。例472．換刀不能拔刀的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，換刀時，手爪未將主軸中刀具拔出，報警。分析與處理過程：手爪不能將主軸中刀具拔出的可能原因有：①刀庫不能伸出；②主軸松刀液壓缸未動作；③松刀機構(gòu)卡死。復(fù)位，消除報警：如不能消除，則停電、再送電開機。用手搖脈沖發(fā)生器將主軸搖下，用手動換刀換主軸刀具，不能拔刀，故懷疑松刀液壓缸有問題。在主軸后部觀察，發(fā)現(xiàn)松刀時，松刀缸未動作，而氣液轉(zhuǎn)換缸油位指示無油，檢查發(fā)現(xiàn)其供油管脫落。，重新安裝好供油管，加油后，打開液壓缸放氣塞放氣兩次，松刀恢復(fù)正常。例473．換刀卡住的故障維修故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，換刀過程快結(jié)束，主軸換刀后從換刀位置下移時，機床顯示1001“spindlealarm408servoalarm(serialerr)”報警。分析與處理過程：現(xiàn)場觀察，主軸處于非定向狀態(tài)，可以斷定換刀過程中，定向偏移，卡住；而根據(jù)報警號分析，說明主軸試圖恢復(fù)到定向位置，但因卡住而報警關(guān)機。手動操作電磁閥分別將主軸刀具松開，刀庫伸出，手工將刀爪上的刀卸下，再手動將主軸夾緊，刀庫退回；開機，報警消除。為查找原因，檢查刀庫刀爪與主軸相對位置，發(fā)現(xiàn)刀庫刀爪偏左，主軸換刀后下移時刀爪右指刮擦刀柄，造成主軸順時針轉(zhuǎn)動偏離定向，而主軸默認定向為M19，恢復(fù)定向旋轉(zhuǎn)方向與偏離方向一致，更加大了這一偏離，因而偏離很多造成卡死；而主軸上移時，刀爪右指刮擦使刀柄逆轉(zhuǎn)，而M19定向為正轉(zhuǎn)正好將其消除，不存在這一問題。調(diào)整刀庫回零位置參數(shù)7508，使刀爪與主軸對齊后，故障消除。例474．換刀時間過長報警的故障維修故障現(xiàn)象：某配套KNDl00T系統(tǒng)的數(shù)控機床，在指定2號刀位時刀架旋轉(zhuǎn)直至產(chǎn)生05號報警后停止。分析與處理過程：05號報警的含義為“換刀時間過長”。從刀架開始正轉(zhuǎn)，經(jīng)過Ta時間后指定的刀架到達信號仍然沒有接收到，故產(chǎn)生報警。因此可適當延長Ta的值，但延長后仍然會產(chǎn)生報警。仔細多次觀察換刀過程發(fā)現(xiàn)有時2號刀位能找到，有時找不到，通過檢查發(fā)現(xiàn)換刀過程中刀架到位信號找不到，進一步檢查發(fā)現(xiàn)刀架與刀架控制模塊之間接觸不是太好。重新連接后，故障排除。表面處理陽極電鍍處理（Anodizing）：一種化學(xué)電鍍表面覆蓋處理方法，可以改變產(chǎn)品的外觀，改善表面顏色與紋理結(jié)構(gòu)。最常見的是對鈦與鋁進行陽極電鍍表面處理。使用不同的電壓，可以產(chǎn)生不同的顏色（高電壓=深顏色，低電壓=淺顏色）。珠光處理（BeadBlasting）：用于鋼材、鈦與鋁的表面處理方法，常在戰(zhàn)術(shù)折刀與直柄刀中被使用，其特點是使刀具表面100%的暗啞，完全消除反光。黑色氧化處理（BlackOxide）：一種軍用刀具普遍使用的表面涂層處理方法，因其可以消除反光。黑色鈦-碳處理（Black-Ti）：一種在表面涂上僅3微米厚度的鈦-碳物質(zhì)黑色涂層的表面處理方法，可以抗腐蝕。BT2：BENCHMADE專利的黑色特氟隆涂層處理方法。據(jù)BENCHMADE稱，其比目前對不銹鋼抗腐蝕能力的要求標準提高40倍。同時，特氟隆也提高了刀的切割能力。刀具閱讀知識刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機用的，但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現(xiàn)黃銅錐與紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀)，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當時的鉆頭與鋸，與現(xiàn)代的扁鉆與鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的。1783年，法國的勒內(nèi)首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐與板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒與．懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量與尺寸精度也大大提高。由于高速鋼與硬質(zhì)合金的價格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接與機械夾固式結(jié)構(gòu)。1949～1950年間,美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片，不久即應(yīng)用在銑刀與其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石與聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙與拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強度與韌性，與表層的高硬度與耐磨性結(jié)合起來，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀與銼刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀與內(nèi)表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀與螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀與鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。按切削運動方式與相應(yīng)的刀刃形狀，刀具又可分為三類。通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀與成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀與鋸等；成形刀具，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀與各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀與錐齒輪銑刀盤等。各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分與工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分與工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。刀具的裝夾部分有帶孔與帶柄兩類。帶孔刀具依*內(nèi)孔套裝在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄與圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄*錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。刀具的工作部分就是產(chǎn)生與處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀與銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分與校準部分，如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、內(nèi)表面拉刀與絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面與引導(dǎo)刀具。刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式與機械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃；焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機械夾固結(jié)構(gòu)；瓷刀具都采用機械夾固結(jié)構(gòu)。刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低與加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力與切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等，必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造與測量用的標注角度在實際工作時，由于刀具的安裝位置不同與切削運動方向的改變，實際工作的角度與標注的角度有所不同，但通常相差很小。制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度與耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性與化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造與熱處理等)，并不易變形。通常當材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度與沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度與沖擊韌性，以與良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼與硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，與合金、塑料與玻璃鋼等；碳素工具鋼與合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙與絲錐等工具。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐與銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴散與熱傳導(dǎo)的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。由于在高溫、高壓、高速下，與在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平與對加工精度的要求越來越高。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展與應(yīng)用新的刀具材料；進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾；進一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化。刀具修磨技術(shù)基礎(chǔ)【摘要】一、刀具材料在刀具修磨中常見的刀具材料有：高速鋼(HSS)、粉末冶金高速鋼(PM-HSS)、硬質(zhì)合金(HM)與PCD、CBN等超硬材料。高速鋼刀具鋒利、韌性好，硬質(zhì)合金刀具硬度高但韌性差。硬質(zhì)合金刀具的密度明顯大于高速鋼刀具。這二種材料是鉆頭、絞刀、銑刀與絲錐的主要材料。粉末冶金高速鋼的性能介于上述二者材料之間，主要用于制造粗銑刀與絲錐。高速鋼刀具因材料韌性好，故對碰撞不太敏感。但硬...一、刀具材料在刀具修磨中常見的刀具材料有：高速鋼(HSS)、粉末冶金高速鋼(PM-HSS)、硬質(zhì)合金(HM)與PCD、CBN等超硬材料。高速鋼刀具鋒利、韌性好，硬質(zhì)合金刀具硬度高但韌性差。硬質(zhì)合金刀具的密度明顯大于高速鋼刀具。這二種材料是鉆頭、絞刀、銑刀與絲錐的主要材料。粉末冶金高速鋼的性能介于上述二者材料之間，主要用于制造粗銑刀與絲錐。高速鋼刀具因材料韌性好，故對碰撞不太敏感。但硬質(zhì)合金刀具硬度高而脆，對碰撞很敏感，刃口易蹦。所以，在修磨過程中，必須對硬質(zhì)合金刀具的操作與放置十分小心，防止刀具間的碰撞或刀具摔落。二、刀具磨床由于刀具材料很硬，所以，一般只能采用磨削來改變其外形。在刀具的制造、修磨中常見的刀具磨床有以下幾種：1磨槽機：磨鉆頭、立銑刀等刀具的槽或背。2磨頂角機：磨鉆頭的錐形頂角。3修橫刃機：修正鉆頭的橫刃。4手動萬能刀具磨床：磨外圓、槽、背、頂角、橫刃、平面、前刀面等。常用于數(shù)量少、形狀復(fù)雜的刀具。5五軸聯(lián)動CNC磨床：功能由軟件確定。一般用于修磨數(shù)量大、精度要求高、但不復(fù)雜的刀具，如鉆頭、立銑刀等。三、砂輪1磨粒不同材質(zhì)的砂輪磨粒適合于磨削不同材質(zhì)的刀具。刀具的不同部位需要使用的磨粒大小也不同，以確保刃口保護與加工效率的最佳結(jié)合。氧化鋁：用于磨HSS刀具。砂輪價廉，易修正成不同的外形用于修磨復(fù)雜的刀具。碳化硅：用于修正CBN砂輪與金剛石砂輪。CBN（立方碳化硼）：用于磨HSS刀具。價高，但耐用。國際上，砂輪用B來表示，如B107，其中107表示磨粒直徑的大小。金剛石：用于磨HM刀具，價高，但耐用。砂輪上用D來表示，如D64，其中64表示磨粒直徑的大小。2形狀為了方便磨削刀具的不同部位，砂輪應(yīng)有不同的形狀。最常用的有：-平行砂輪(1A1)：磨頂角、外徑、背等。-碟形砂輪(12V9,11V9)：磨螺旋槽、銑刀的主、副切削刃，橫刃等。砂輪經(jīng)過一段時間的使用后需要修正其外形（包括平面、角度與圓角R）。砂輪必須經(jīng)常用清理石把填充在磨粒間的切屑清理掉以提高砂輪的磨削能力。四、刀具參數(shù)1名稱定義在此約定：在硬質(zhì)合金鉆頭中，使刀刃鈍化的工序叫“倒刃”，倒刃的寬度與被切削材料有關(guān)，一般在0.03-0.25mm之間。在棱邊上（刀尖點）倒角的工序叫“倒棱”。在立銑刀中，圓周面上的刃為主切削刃。端面上的刃為副切削刃。2HM鉆頭與HSS鉆頭的區(qū)別HSS鉆頭：頂角一般是118度，有時大于130度；刀刃鋒利；對精度（刃高差、對稱度、周向跳動）要求相對低。橫刃有多種修法。HM鉆頭：頂角一般為140度；直槽鉆常常為130度，三刃鉆一般為150度。刀刃與刀尖（棱邊上）不鋒利，往往被鈍化，或稱倒刃與倒棱；對精度要求高。橫刃常被修成S-形，以利于斷屑。五、修磨要則1正確選用砂輪（種類、型號）。2對新到的刀具，先測量主要幾何參數(shù)并作記錄存檔，尤其要記錄鉆頭的倒刃、倒棱與橫刃修正情況。3先輸入砂輪數(shù)據(jù)，再輸入刀具的數(shù)據(jù)。4修磨后測量刀具主要參數(shù)、并與修磨標準比較后再修正。選刀具須知(簡)無論選什么刀具一定要了解的是：加工的材質(zhì)是什么？用什么機床加工？精加工還粗加工？有無圖紙要求？車刀類：壓緊方式是什么？刀方多少？粗加工還是精加工？刀片型號？一、外圓車刀：要求刀具的主偏角為多少度？有沒有圖紙要求？加工的材料是什么？有沒有硬度要求？二、內(nèi)孔車刀：直徑多大？孔深多少？機床刀套內(nèi)徑多大？內(nèi)孔有沒有關(guān)涉？三、切槽刀：要切的寬多大？槽寬多少？是端面槽\外圓槽還是內(nèi)孔槽刀？最大加工直徑與最小加工直徑是多少？（端面槽刀專問）四、切斷刀切多大的直徑？要求槽寬多少？五、螺紋車刀螺紋車刀正反手？車外螺紋還是內(nèi)螺紋？公制還是英制？螺距是多少？銑刀類：（以加工中心為例）刀具與機床的連接方式是什么？BT\NT\CAT\ISO\R8\DINE\HSK\MT一、刀夾類，1．裝夾鉆頭類要彈性夾頭類還是三爪定心類？裝多大的刀具？ER多少的？錐柄類的幾號的柄？長度是多少？2．裝夾銑刀類要求裝夾的銑刀是多大的？要強力\還是標準的還是高速型的？錐柄類幾號的柄螺紋孔是多大3．裝夾絲攻類要求剛性攻絲還是柔性攻絲？多大的絲錐？4．裝夾面銑刀盤類刀盤的直徑是多大？刀盤的內(nèi)接圓多大？公制還是英制的孔？有沒有長度要求？5．鏜孔刀1》粗鏜刀要模塊式的還是一體式的？要求加工的范圍是多大？加工的長度？是否要求加接長桿？2》精鏜刀要模塊式的還是一體式的？加工的精度為多少？加工的長度為多少？是否要求加接長桿而增大加工范圍？6．對刀儀要打表式\數(shù)顯，還是投影的？測量的范圍多大？測量精度是多少二、刀具類1．銑刀1》整體式立銑刀要的是高速鋼還是硬質(zhì)合金？加工的硬度為多少？長度要求少？多少刃？球頭的還是平頭的？柄部是多少度？螺紋為多少？什么樣的涂層螺旋升角多少度2》刀片式銑刀1）心軸類銑刀要求直徑多大？刀片的角度有無要求？要多長的加工長度？2）刀盤類；多大的直徑？要求刀片的角度是多少？精加工還是粗加工？有無要求刀具清角？2．鉆頭1》直柄鉆頭要求鉆頭是高速剛還是硬質(zhì)合金？加工直徑是多大？加工的深度是多少？刃部有無要求？2》錐柄鉆頭刀具的原有刀套是幾號的？加工直徑是多大？要求加工深度是多少？刃部有無要求？3．絲攻類1》螺旋絲攻要左旋的還是右旋的絲攻？要求螺紋尺寸多大？是公制還是英制的？加工精度是幾級的？加工的材質(zhì)是什么？柄部那國的標準2》直槽絲攻加工的材質(zhì)是什么？是手攻還是機攻？4．倒角刀：要求倒角的范圍是多大？角度是多少度？倒角的材質(zhì)是多少？5．鉸刀1》直柄鉸刀加工的深度是多少？加工的精度是多少？加工的直徑是多大？2》錐柄鉸刀原有的錐套是幾號的？加工的深度是多少？加工的精度是多少？加工的直徑是多大？銑削、銑床與銑刀銑削用旋轉(zhuǎn)的銑刀作為刀具的切削加工。銑削一般在銑床或鏜床上進行，適于加工平面、溝槽、各種成形面(如花鍵、齒輪與螺紋)與模具的特殊形面等。銑削的特征是：①銑刀各刀齒周期性地參與間斷切削；②每個刀齒在切削過程中的切削厚度是變化的。圖1是幾種常見的銑削加工方式。圖1幾種常見的銑削方式切削速度v(米/分)是銑刀刃的圓周速度。銑削進給量有3種表示方式：①每分鐘進給量vf(毫米/分)，表示工件每分鐘相對于銑刀的位移量；②每轉(zhuǎn)進給量f(毫米/轉(zhuǎn))，表示在銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時與工件的相對位移量；③每齒進給量af(毫米/齒)，表示銑刀每轉(zhuǎn)過一個刀齒的時間內(nèi)工件的相對位移量。銑削深度ap(毫米)是在平行于銑刀軸心線方向測量的銑刀與工件的接觸長度。銑削切削弧深度ae(毫米)是垂直于銑刀軸心線方向測量的銑刀與工件接觸弧的深度。用高速鋼銑刀銑削中碳鋼的切削速度一般為20～30米/分；用硬質(zhì)合金銑刀可達60～90米/分。圖2兩種周銑方式圖3三種端銑方式銑削一般分周銑與端銑兩種方式。周銑(圖2)是用刀體圓周上的刀齒銑削，其周邊刃起切削作用，銑刀的軸線平行于工件的加工表面。端銑(圖3)是用刀體端面上的刀齒銑削，周邊刃與端面刃同時起切削作用，銑刀的軸線垂直于一個加工表面。周銑與某些不對稱的端銑又有逆銑與順銑之分。凡刀刃切削方向與工件的進給運動方向相反的稱為逆銑；方向相同的稱為順銑。逆銑時，銑刀每齒的切削厚度是從零逐漸增大，所以刀齒在開始切入時，將與切削表面發(fā)生擠壓與滑擦，這對銑刀壽命與銑削工件的表面質(zhì)量都有不利影響。順銑時的情況正相反，所以順銑能提高銑刀壽命與銑削表面質(zhì)量，并能減小機床的功率消耗。但順銑時銑刀所受的切削沖擊力較大，當機床的進給傳動機構(gòu)有間隙或鑄鍛毛坯有硬皮時不宜采用順銑，以免引起振動與損壞刀具。銑刀是一種多齒刀具，同時參與切削的切削刃總長度較長，并可使用較高的切削速度，又無空行程，故在一般情況下銑削的生產(chǎn)率比用單刃刀具的切削加工(如刨削、插削)為高，但銑刀的制造與刃磨較為困難。普通銑削的加工精度不高，一般粗銑精度為IT11～10，表面粗糙度為Ra20～2.5微米；精銑精度可達IT9～7，表面粗糙度為Ra2.5～0.16微米。銑床用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋與花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造與修理部門得到廣泛應(yīng)用。? 簡史最早的銑床是美國人E.惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗，J.R.于1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884年前后出現(xiàn)了龍門銑床。20世紀20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉(zhuǎn)換。1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)與自動換刀系統(tǒng)在銑