刀具培训资料.ppt

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1、主要内容p一 刀具材质介绍p二 数控刀具角度介绍p三 数控车刀型号表示含义介绍p四 刀具选型注意事项一刀具材质韧韧性性（硬度硬度）优优劣劣优劣涂涂层层硬硬质质合金合金陶瓷陶瓷金属陶瓷金属陶瓷高速高速钢钢金金刚刚石石烧结烧结体体烧结烧结体体开开发发方向方向切削刀具分类及标志P类类用于加工长切屑的用于加工长切屑的钢件钢件M类类用于加工用于加工不锈钢件不锈钢件K类类用于加工短切屑的用于加工短切屑的铸铁件铸铁件N类类用于加工短切屑的用于加工短切屑的非铁材料非铁材料S类类用于加工用于加工难加工材料难加工材料H类类用于加工用于加工硬材料硬材料 刀具材质高速钢定义；又名风钢或锋钢，又称白钢。它是一种成分复杂

2、的合金钢，含有 钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达1025%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，在刀具制造过程中应用广泛刀具材料硬质合金硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金刀具比高速钢切削速度高47倍，刀具寿命高580倍，具有很高的硬度（HRA8092），极高的抗压强度6000MP（600kg/mm2），已经应用于许多领域。 刀具材质金属陶瓷金属陶瓷是由陶瓷硬质

3、相与金属或合金粘结相组成的结构材料。金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。传统所说的WC-Co硬质合金，其实就是由陶瓷硬质相WC与金属Co相结合而成的，业内习惯将其称为硬质合金，而将TiC或Ti(C,N)基合金称为金属陶瓷 刀具材料陶瓷陶瓷粗车球铁差速器壳刀具材料CBNCBN方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品。它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能，它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化

4、学稳定性。 CBN精车齿轮刀具材料CBN碳化物放电线切割碳化物圧力压力焊接合金碳化物基质原材料超高压烧结压烧结原料充填成品加工焊焊接1350，5.5GPa刀具材料金刚石PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属）按一定比例在高温（10002000）、高压（510万个大气压）下烧结而成。 PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80120倍； 金刚石分类刀具材料 刀具涂层涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物(也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）涂层刀具的作用涂层刀

5、具的作用p延长刀具寿命延长刀具寿命p提高生产率提高生产率p提高表面光洁度提高表面光洁度CVD方法。特点特点： 1） ）1000(C) 涂涂层层温度提高了生温度提高了生产产率率2） ）5-15 微米厚度微米厚度3）多涂）多涂层层优优点：点：1）涂）涂层强层强度和附着力好（涂度和附着力好（涂层强层强度比母材稍低）度比母材稍低）2） ）50%100% 提高了切削速度提高了切削速度3）多至）多至400%地提高了刀具寿命地提高了刀具寿命4）提高了抗）提高了抗热热冲冲击击性性5） ）对对母材的形状无限制母材的形状无限制化学蒸汽堆积化学蒸汽堆积PVD方法1）牌号的）牌号的选择选择覆盖了大多数的覆盖了大多数的

6、应应用情况用情况2）薄的氮化）薄的氮化钛钛TiN涂涂层层，厚度在，厚度在2 - 4 微微米之米之间间（与母材的附着力比（与母材的附着力比CVD差）差） 3） ）400(C) 的涂的涂层层温度温度 （不适合内孔（不适合内孔的涂的涂层层） ）4）摩擦系数小）摩擦系数小 优优点：点：比非涂比非涂层层硬硬质质合金刀片的刀具寿命合金刀片的刀具寿命高出高出15。刃口刃口锋锋利利刃口牢固性刃口牢固性较较好。好。比非涂比非涂层层硬硬质质合金的刀片的切削速合金的刀片的切削速度提高度提高100%。 。抗月牙洼磨抗月牙洼磨损损和和积积屑瘤屑瘤Physical Vapor Deposition 物理蒸汽堆物理蒸汽堆积

7、积碳化钛碳化钛(TiC)高硬度耐磨化合物，有着良好的抗摩擦磨损性能。氮化钛氮化钛(TiN)的硬度稍低，但却有较高的化学稳定性，并可大大减少刀具与被加工工件之间的摩擦系数。碳氮化钛碳氮化钛(TiCN)是在单一的TiC晶格中，氮原子?(N)占据原来碳原子(C)在点阵中的位置而形成的复合化合物，TiCxNy中碳氮原子的比例有两种比较理想的模式，即TiC0.5N0.5和TiC0.3N0.7。由于TiCN具有 TiC和TiN的综合性能，其硬度(特别是高温硬度)高于 TiC和TiN，因此是一种较理想的刀具镀层材料。 氧化铝氧化铝(Al2O3)在抗氧化磨损和抗扩散磨损性能上，没有任何材料能与氧化铝相比。但由

8、于氧化铝与基体材料的物理、化学性能相差太大，单一的氧化铝镀层无法制成理想的镀层刀具。铝氮化钛铝氮化钛(TiAlN) 在切削过程中铝氧化而形成Al2O3，从而起到抗氧化和抗扩散磨损作用，但其抗氧化性能比单一的Al2O3镀层稍差，因为TiAlN中形成的Al2O3在切削过程中边生成边磨掉。但在高速切削时，其效果优于不含铝的TiCN镀层。常用涂层材质切削基本概念切削基本概念待加工表面待加工表面-工件上有待切除的表面。 已加工表面已加工表面-工件上经刀具切削后产生的表面。 过渡表面过渡表面(同义词：加工表面)-工件上由切削刃形成的那部分表面，它将在下一个行程，刀具或工件的下一转里被切除，或者由下一个切削

9、刃切除。 进给运动主运动待加工表面加工表面已加工表面二刀具切削几何参数-刀具结构 前面前面(同义词：前刀面同义词：前刀面)刀具上切屑流过的表面。后面后面(同义词：后刀面同义词：后刀面)与工件上切削中产生的表面相对的表面。 主后面(同义词：主后刀面)对着过渡表面。副后面(同义词：副后刀面)它对着已加工表面主切削刃主切削刃起始于切削刃上主偏角为零的点，并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡起始于切削刃上主偏角为零的点，并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡 表表 面的那个整段切削刃。面的那个整段切削刃。 副切削刃副切削刃切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于切削刃上主偏角为零的点，但它向背离切削

10、刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于切削刃上主偏角为零的点，但它向背离主切削刃的方向延伸。主切削刃的方向延伸。车刀角度的辅助平面车刀角度的辅助平面 为了便于确定和测量车刀的几何角度 ，需要假想以下三个辅助平面作基准。 （1）、基面（）、基面（P）：通过刀刃上某 一选定点，垂直于该点切削速度方向 的平面。 （2）、切削平面（Ps）：通过切削刃 且垂直于基面的平面。 （3）、主剖面（P。）通过主切削刃上 的选定点，又垂直于基面和切削平面 的剖面。(主截面)车刀的三个辅助平面车刀的三个辅助平面车刀的标注角度车刀的标注角度前角前角 -前面与基面间的夹角。 后角后角 -后面与切削平面间的夹角。 楔角楔角 -

11、前面与后面间的夹角。 主偏角主偏角 r-主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。 副偏角副偏角 r -副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。 刀尖角刀尖角 -主切削平面与副切削平面间的夹角，在基面中测量。 刃倾角刃倾角 -主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。 前角的影响前角的影响大前角的优点：大前角的优点：切削力小切削力小切削热小切削热小能抑制积屑瘤能抑制积屑瘤不易振动不易振动大前角的缺点：大前角的缺点：刀头强度低刀头强度低散热体积小散热体积小弯曲应力，易造成弯曲应力，易造成崩刃崩刃不易断屑不易断屑a 拉应力拉应力b 压应力压应力后角的影响后角的影响 大后角的优点：大

12、后角的优点：减少磨擦，提高加工表面质量减少磨擦，提高加工表面质量钝圆半径值小，切削刃锋利钝圆半径值小，切削刃锋利 大后角的缺点：大后角的缺点：相同磨损体积时相同磨损体积时NB大，精加工不宜采用大，精加工不宜采用刀头强度低刀头强度低散热体积小散热体积小 后角的主要功用是减小后刀面与加工表面之间的摩擦。主偏角的影响主偏角的影响主偏角大的优点主偏角大的优点：减少吃刀抗力，减小工艺系统的弹性变形和振动减少吃刀抗力，减小工艺系统的弹性变形和振动易于断屑易于断屑孔加工有利于切屑沿轴向顺利排出孔加工有利于切屑沿轴向顺利排出主偏角大的缺点主偏角大的缺点：表面粗糙度差表面粗糙度差切削负荷集中，容易磨损切削负荷集

13、中，容易磨损进给抗力大进给抗力大刀头强度低刀头强度低散热体积小散热体积小主偏角的作用主偏角的作用切削压力切削压力0O15O 45O铁屑厚度铁屑厚度薄薄厚厚减弱减弱增加增加刃倾角的影响刃倾角的作用：刃倾角的作用：影响排屑方向：影响刀头的强度；影响切削刃的锋利影响排屑方向：影响刀头的强度；影响切削刃的锋利S S 0 0 排向待加工表面排向待加工表面 ；S S 0 0 排向已加工表面；排向已加工表面；S =0 S =0 前刀面上卷曲前刀面上卷曲 刀具刃倾角的选用： 精加工取S 0 ，5到10 粗加工取S 0 ，5到10 加工细长工件采用S 0 90三 刀具基础知识-刀片规格介绍刀片规格介绍 公制公制

14、: CNMG12 04 08 SU T3000Z1. 1. 刀片形狀刀片形狀2. 2. 刀片本身的角度刀片本身的角度3. 3. 刀片的公差等級刀片的公差等級4. 4. 刀片的幾何形狀刀片的幾何形狀5. 5. 刀片的刃口長度刀片的刃口長度6. 6. 刀片的厚度刀片的厚度7. 7. 刀片的圓角刀片的圓角8. 8. 刀片的斷屑槽形刀片的斷屑槽形9. 9. 刀片的材質刀片的材質1 2 3 4 5 6 7 8 91刀片形状刀片形状 公制公制: CNMG12 04 08 SU T3000Z正方形三角形菱形凸三角形圆形平行四边形长方形五边形八边形六边形编号外形刀片刀尖角 公制公制: CNMG12 04 08

15、 SU T3000Z 2刀片后角 公制公制: CNMG12 04 08 SU T3000Z3刀片制造公差公制公制: CNMG12 04 08 SU T3000Z4刀片加工固定特征5 5刀片的刃口長度刀片的刃口長度CNMG120408 SU T3000Z12 = 12.7mm6.6.刀片的厚度刀片的厚度04 = 4.76mmCNMG120408 SU T3000Z7.7.刀片的圓角刀片的圓角半徑r=0.8mmCNMG120408 SU T3000Zr公制公制切深(mm）常用断屑槽(mm/rev）进给SU型GU型MU型高能率粗切削用中切削用高能率仕上用CNMG120408 SU T3000Z8.

16、刀片的斷屑槽形刀片的斷屑槽形9刀具材质CNMG120408 SU T3000Z刀片切削刃形状TNMG160408 T020-20刀片切削刃形状TNMG160408 T020-20TNMG160408 T020-20倒棱角度负角锋利负角锋利负角有倒棱负角有倒棱负角有倒圆负角有倒圆负角有倒棱和倒圆负角有倒棱和倒圆正角有倒圆正角有倒圆正角锋利正角锋利强度增加强度增加 &切削压力增加切削压力增加车削基本原理刃口设计公制外圓刀柄公制外圓刀柄: :MCLNR25 25 M121 2 3 4 5 6 7 8 9 1. 刀片的固定方式刀片的固定方式 2. 被固定刀片的形狀被固定刀片的形狀 3. 刀柄的導引角度刀柄的導引角度 4. 被固定刀片的後角被固定刀片的後角 5. 左右手左右手 6. 刀柄的高度刀柄的高度 7. 刀柄的厚度刀柄的厚度 8. 刀柄的長度刀柄的長度 9. 刀片的刃口長度刀片的刃口長度1. 1. 刀片的固定方式刀片的固定方式MCLNR25 25 M12 2. 2. 被固定刀片的形狀被固定刀片的形狀刀片外形MCLNR25 25 M121 2 3 4 5 6 7 8 9 MCLNR25 25