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数控机床刀具选择

文章出处:未知作者:admin人气:发表时间:2019-10-28 22:48【

  数控机床刀具的采用 2.1 刀具资料及其选用 刀具资料是指刀具切削片面的资料。 正在金属切削加工中,刀具资料的切削性 能直接影响着坐蓐效果、工件的加工精 度和已加工表表质地、刀具耗费和加工 本钱。准确采用刀具资料是策画和选用 刀具的首要实质之一 。 2.1.1 刀具资料应具备的根本本能 ① 高硬度 刀具资料的硬度必需更高于被加工 工件资料的硬度。高速钢的硬度为63~70HRC; 硬质合金的硬度为89~93HRA。 ② 足够的强度和韧性 通常用刀具资料的抗弯 强度?b(单元为Pa:N/m2)示意它的强度巨细。 用攻击韧度ak(单元为J/m2)示意其韧性的大 幼,它反响刀具资料抗脆性断裂和崩刃的本事。 ③ 高耐磨性和耐热性 刀具资料的耐磨性是 指造止磨损的本事。通常说,刀具资料硬度 越高,耐磨性也越好。刀具资料的耐磨性和 耐热性有着亲切的相闭。其耐热性日常用高 温硬度来权衡,或叫红硬性。◇▲=○▼=△▲高温硬度越高, 示意耐热性越好。 ④ 优越的导热性 刀具资料的导热性用热导 率[单元为W/(m· K)]来示意。 ⑤ 优越的工艺性好和经济性 为了便于创设、 条件刀具资料有较好的可加工性。经济性是评 价新型刀具资料的首要目标之一,刀具资料的 选用应勾结本国资源,低重本钱。 ⑥ 抗粘接性 防卫工件与刀具资料分子间 正在高温高压用意下彼此吸附发生粘接。 ⑦ 化学稳固性 指刀具资料正在高温下,不 易与周遭介质爆发化学反映。 2.1.2 刀具资料的品种及其选用 数控机床刀具从创设所采用的资料上能够 分为:高速钢刀具,硬质合金刀具,陶瓷刀具, 立方氮化硼刀具,聚晶金刚石刀具。目前数控 机床用得最遍及的刀具是硬质合金刀具。 (1)高速钢(High Speed Steel,HSS) 高速钢是一种含钨(W)、钼(MO)、 铬(Cr)、△钒(V)等合金元素较多的器械钢, 它拥有较好的力学本能和优越的工艺性,能够 担当较大的切削力和攻击。 ① 平淡高速钢 国表里利用最多的平淡高速 钢是W6Mo5Cr4V2(M2钼系)及W18Cr4V (W18钨系)钢,含碳量为0.7%~0.9%,硬 度63~66HRC,不适于高速和硬资料切削。 新招牌的平淡高速钢W9Mo3Cr4V(W9) 是依照我国资源情景研造的含钨多、含钼少 的钨钼钢。硬度65~66.5 HRC,硬度和韧性 配合较好,热塑性、热稳固性都较好,焊接 本能、★◇▽▼•磨削加工本能都较高,磨削效果比M2 高20%,表表粗劣度值也幼。 ② 高本能高速钢 指正在平淡高速钢中列入一 些合金,如Co、Al等,使其耐热性、耐磨性 又有进一步降低,热稳固性高。但归纳本能 不如平淡高速钢,分别招牌惟有正在各自原则 的切削条款下,才智抵达优越的加工恶果。 我国正起劲降低高本能高速钢的利用程度, 如生长低钴高碳钢W12Mo3Cr4V3Co5Si、含 铝的超硬高速钢W6Mo5Cr4V2A1、 W10Mo4Cr4V3Al,降低韧性、热塑性、导热 性,其硬度达67~69HRC,可用于创设出口 钻头、铰刀、铣刀等。 ③ 粉末冶金高速钢 能够避免熔炼钢产 生的碳化物偏析。其强度、韧性比熔炼 钢有很大降低。可用于加工超高强度钢、 不锈钢、钛合金等难加工资料。用于造 造大型拉刀和齿轮刀具,尤其是切削时 受攻击载荷的刀具恶果更好。▲●…△ (2)硬质合金(Cemented Carbide) 1)平淡硬质合金 ①钨钴类(YG) WC+Co,强度好,硬度和耐磨性较差, 用于加工脆性资料、有色金属和非金属 资料。常用招牌:YG3、YG6、YG8、 YG6X。数字示意Co的百分含量, Co多 韧性好,用于粗加工; Co罕用于精加 工。 ②钨钛钴类(YT) TiC+WC+Co类(YT):常用招牌有YT5、 YT14、YT15、YT30等。此类硬质合金硬度、 耐磨性、耐热性都显然降低,但韧性、抗冲 击振动性差,要紧用于加工钢料,不宜加工脆 性资料。含TiC量多,•☆■▲含Co量少,耐磨性好,◆◁• 适合精加工;含TiC量少,含Co量多,担当 攻击本能好,适合粗加工。 2)新型硬质合金 ①钨钛钽(铌)钴类(YW) 增加 TaC 或 NbC,降低高温硬度、 强度、耐磨性。用于加工难切削资料 和断续切削。常用招牌:YW1、★▽…◇YW2。 ②碳化钛基类(YN) TiC+Ni+Mo,硬度高、 抗粘接、抗新月洼磨损和抗 氧化本事强。用于合金钢、 器械钢、淬火钢的一语气精加 工。招牌:YN05、YN10。 (3)新型刀具资料 ① 涂层刀具 刀具基体资料上涂一薄层耐磨性 高的难熔金属化合物而获得的刀具材 料. 常用涂层资料:TiN、TiC、Al2O3 ② 陶瓷刀具资料(Ceramics) a. Al2O3基陶瓷刀具 要紧因素 Al2O3,硬度、耐热 性和耐磨性高于硬质合金,不粘刀。 但脆性大,易蹦刃, 要紧用于切削 45 - 55HRC 的器械钢和淬火钢。 b. Si3N4基陶瓷刀具 要紧因素Si3N4,强度、韧性、 委顿强度、切削稳固性高于Al2O3 基陶瓷刀具,要紧用于端铣和切有 氧化皮的毛坯工件,也可对铸铁、 淬硬钢举办精加工和半精加工。 c. 塞隆(Sialon)陶瓷 Si3N4中列入Al2O3等造成的新 资料。迄今陶瓷中强度最高的材 料,化学稳固性和抗氧化本事都 很好。 ③ 超硬刀具资料 金刚石和立方氮化硼的统称,用于超精加工 和硬脆资料加工。☆△◆▲■ a.聚晶金刚石(Poly Crystalline Diamond,PCD) 硬度高、▪️•★耐磨性好,但耐热性差、 强度低、脆性大,与铁亲和力强,用 于高速严密车削、镗削有色金属及其 合金和非金属资料,不宜加工玄色金 属。 b. 立方氮化硼(Cubic Boron Nitride, CBN) 硬度和耐磨性仅次于金刚石,但 热稳固性好,要紧用于加工高硬度(6470HRC)的淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金 等难加工资料。 2.2 数控机床刀具品种及特征 2.2.1 数控机床的刀整体例 数控刀具指的是数控机床和加工中 心用刀具,正在海表生长很疾,种类很 多,已造成系列。正在我国,因为对数 控刀具的琢磨开拓起步较晚,数控刀 具成了器械行业中最衰弱的一环。 按刀具切削片面的资料可分为高速钢、硬质合金、陶瓷、 立方氮化硼和金刚石等刀具;按刀具的构造阵势可分为整 形式、焊接式、机夹可转位式和涂层刀具;按所利用机床 的类型、▲●构造和本能可分为车刀、钻头、铰刀和铣刀(如 图2-1所示)等。 车刀 表圆车刀 端面车刀 车孔刀 堵截刀 切槽刀 螺纹车刀 螺纹车刀 钻头 麻花钻 中央钻 扩孔钻 锪钻 铰刀 手用铰刀 机用铰刀 莫氏圆锥和 公造圆锥铰 刀 铣刀 立铣刀 面铣刀 指状铣刀 三面刃铣刀 半圆铣刀 T形铣刀 可转位铣刀 图2-1 按机床类型分类的数控刀具 范例数控刀整体例 支点 板滞手臂座 的运动 链式刀库 板滞手的运 动 换刀板滞手 臂 图2-2 链轮式主动换刀装备 图2-3 转盘式主动换刀体例 这2种刀整体例是加工中央上利用较量遍及的刀整体例。 (1)刀柄 加工中央上通常采用7:24圆锥刀柄,如图2-4所示。 图2-4 主动换刀机床用7:24圆锥器械柄部简图 (2)精巧体例 ① 完全式构造 图2-5所示是TSG82 精巧体例,选用时 必然要按图示举办 修设。 表2-1是TSG82精巧体例的代码和事理。 代码 J Q KH 代码的事理 装接长刀杆用锥柄 弹簧夹头 7:24锥柄疾换夹头 用于装钻夹头(莫氏锥度 注 J) 装无扁尾莫氏锥柄刀具 装有扁尾莫氏锥柄刀具 攻螺纹夹头 切内槽器械 代码 KJ BS H 代码的事理 用于装扩、铰 刀 倍速夹头 倒锪端面刀 代 码 TF TK X 代码的事理 浮动镗刀 可调镗刀 用于装铣削刀 具 Z(J) MW M G C 规格 T TZ TQW TQC TZC 镗孔刀具 直角镗刀 倾斜式微调镗 刀 倾斜式粗镗刀 直角形粗镗刀 XS XM XD Z XD 装三面刃铣刀 装面铣刀 装直角端铣刀 装端铣刀 用数字示意器械的规格,◇•■★▼其寄义随器械分别而异。有些器械该数字为轮廓尺寸D-L; 有些器械该数字示意利用鸿沟。又有示意其他参数值的,如锥度号等。 ② 模块式构造 图2-6所示为TMG精巧体例的示妄图。 2.2.2 数控机床刀具的特征 ① 刀片和刀具几何参数和切削参数的楷模化、范例化; ② 刀片或刀具资料及切削参数与被加工工件的资料之 间成家的选用规矩; ③ 刀片或刀具的耐费用及其经济寿命目标的合理化; ④ 刀片及刀柄的定位基准的优化; ⑤ 刀片及刀柄对机床主轴的相对名望的条件高; ⑥ 对刀柄的强度、刚性及耐磨性的条件高; ⑦ 刀柄或精巧体例的装机重量限度的条件; ⑧ 对刀具柄的转位,装拆和反复精度的条件; ⑨ 刀片及刀柄切入的名望和宗旨的条件; ⑩ 刀片和刀柄高度的通用化、端正化、系列化; 11整体数控精巧体例主动换刀体例的优化。 2.3 可转位刀片及其代码 2.3.1 可转位刀具的所长 ① 刀具寿命高 ② 坐蓐效果高 ③ 有利于推论新手艺、 新工艺 以机夹可转位车刀为例, 图2-7示意可转位车刀的组 成 图2-7 可转位车刀的构成 —刀杆;2—刀垫;3—刀片 4—夹固元件 2.3.2 可转位刀片的代码极其标志要领 选用机夹式可转位刀片,最先要分析此中的症结是 种种型的机夹式可转位刀片的代码(Code)。按国 际尺度 ISO1832-1985 的可转位刀片的代码要领,是 由10位字符串构成的,其陈设如下: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 字符串是代表刀片某种参数的事理: ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 刀片的几何样式及其夹角; 刀片主切削刃后角(法后角); 刀片内接圆d与厚度s的精度级别; 刀片型式、紧固要领或断屑槽; 刀片边长、切削刃长; 刀片厚度; 刀尖圆角半径rε或方偏角Kr或修光刃后角αn; 切削刃形态,刀尖切削刃或倒棱切削刃。 进刀宗旨或倒刃宽度; 厂商的填补符号或倒刃角度。 依照可转位刀片的切削办法分别,应诀别按车、铣、钻、镗的 工艺来论述可转拉刀片代码的整体实质。●因为刀片实质良多, 正在此不做逐一论述。表2-2给出了可转位车刀片、铣刀片的标志 要领(GB2076-1987)。 2.4 数控刀具的采用 (1)采用刀片(刀具)应试虑的因素 ① 被加工工件资料的种别 ② 被加工件资料本能的情况 ③ 切削工艺的种别 ④ 被加工工件的几何样式 ⑤ 条件刀片(刀具)能担当的切削用量 (切削深度、进给量、切削速率)。 ⑥ 坐蓐现场的条款(操作间断韶华、振动、 电力震动或猝然停滞)。 ⑦ 被加工工件的坐蓐批量,影响到刀片 (刀具)的经济寿命。 (2)采用镗孔(内孔)刀具的研讨重心 ① 尽或许采用大的刀杆直径,贴近镗孔直径。 ② 尽或许采用短的刀臂 ③ 采用主偏角(切入角Kr)贴近90°,大于75°。 ④采用无涂层的刀片种类(刀刃圆弧幼)和幼的刀 尖半径(rε=0.2)。 ⑤ 精加工采用正切削刃(正前角)刀片和刀具,粗 加工采用负切削刃(负前角)刀片和刀具。▼▲ ⑥ 镗深的盲孔时,采用压缩氛围(气冷)或冷却液 (排屑和冷却)。 ⑦ 采用准确的、神速的镗刀柄夹具。 车削加工时刀具样式和工件样式的相闭 (3)选用数控铣刀时戒备事项 ① 正在数控机床上铣削平面时,应采用可转位式 硬质合金刀片铣刀。 ② 高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽,最好不 要用于加工毛坯面,由于毛坯面有硬化层和夹砂 表象,会加快刀具的磨损。 ③ 加工余量较幼,而且条件表表粗劣度较低时, 应采用立方氮化硼(CBN)刀片端铣刀或陶瓷刀 片端铣刀。 ④ 镶硬质合金立铣刀可用于加工凹槽、■□窗口面、 凸台面和毛坯表表。 ⑤ 镶硬质合金的玉米铣刀能够举办强力切削,铣 削毛坯表表和用于孔的粗加工。 ⑥ 加工精度条件较高的凹槽时 , 可 采 用 直 径 比 槽宽幼少许的立铣刀,先铣槽的中央片面,然后利 用刀具的半径补充性能铣削槽的双方,直来到到精 度条件为止。 ⑦ 正在数控铣床上钻孔,通常不采用钻模,钻孔深 度为直径的5倍驾御的深孔加工容易折断钻头,可采 用固定轮回轨范,多次主动进退,以利于冷却和排 屑。钻孔前最好先用中央钻钻一个中央孔或采用一 个刚性好的短钻头锪窝引正。锪窝除了能够处分毛 坯表表钻孔引正题目表,还能够取代孔口倒角。 如图2-9所示是铣削加工时工件样式和刀具样式的相闭。◆▼

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