數(shù)控加工中心刀具選用探討doc(編輯修改稿)
2025-08-14 05:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 硬性較差，已很少使用。 高速鋼高合金工具鋼，具有良好的工藝性，能制成復(fù)雜的刀具 。高速鋼刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，適合于特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)圖 正交平面參考系 圖 車削刀具幾何角度8 / 20刀具。 硬質(zhì)合金比高速鋼硬得多 。 允許的切削速度比高速鋼高 4~10 倍，切削速度可達(dá)100m/min 以上。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，切削加工用硬質(zhì)合金按其排屑類型和被加工材料分為三大類：K 類、P 類、和 M 類，類似于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的 YG 類、YT 類、和 YW 類。根據(jù)被加工材料及適用的加工條件，每大類中又分為若干組，用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，每類中組號(hào)數(shù)字越大，其耐磨性越低、韌性越高，因此，組號(hào)數(shù)字越大，可選用越大的進(jìn)給量和切削深度，而切削速度則應(yīng)越小。從另一個(gè)方面講，組號(hào)數(shù)字越小，硬度越高，韌性越差，適用于精加工；反之，組號(hào)數(shù)字越大，適用于粗加工。硬質(zhì)合金的常見(jiàn)類型：鎢鈷類（WC+Co）硬質(zhì)合金由碳化鎢和鈷組成。ISO 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是 K 類，常用牌號(hào)有國(guó)內(nèi)代號(hào)為 YG。常用牌號(hào)有YGYGYG8 等。適合加工短切屑黑色金屬（鑄鐵） ，有色金屬以及非金屬。鎢鈦鈷類（WC+TiC+Co）硬質(zhì)合金由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。ISO 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是 P 類，國(guó)內(nèi)代號(hào)為 YT。常用牌號(hào)有 YTYT1YT1YT30等。適合加工長(zhǎng)切屑黑色金屬（塑性好的材料低碳鋼） ，常用于加工鋼材。我們經(jīng)常使用 YT15。（鈮）類鎢鈦鈷鉭（鈮）類（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬質(zhì)合金由碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（碳化鈮）和鈷組成。ISO 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是 M 類，國(guó)內(nèi)代號(hào)為 YW。常用牌號(hào)有 YWYW2 等。綜合性能好，既可加工鑄鐵又可加工鋼材及有色金屬，常用于不銹鋼。K、P、M 類合金切削用量的選擇規(guī)律K 類 K01 K10 K20 K30 K40P 類 P01 P05 P10 P15 P20 P25 P30 P40 P50M 類 M10 M20 M30 M40進(jìn)給量背吃刀量切削速度 陶瓷陶瓷特耐高溫，在 2022 度條件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬質(zhì)合金的 5 倍，但是，韌性很低，不能承受沖擊，適用于精加工和高速切削。 立方氮化硼有極好的耐磨性，極高的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。是在高溫、高壓條件下人工合成的新型刀具材料，其性能與金剛石相似，能高速切削淬火鋼和耐熱鋼，是高速切削的首選刀具材料。9 / 20立方氮化硼刀具適用于加工高硬度淬火鋼、冷硬鑄鐵和高溫合金材料。它不宜加工塑性大的鋼件和鎳基合金，也不適合加工鋁合金和銅合金，通常采用負(fù)前角的高速切削。 聚晶金剛石即人工合成的金剛石，是在高溫、高壓下合成的新型刀具材料。硬度很高，耐磨性好(硬質(zhì)合金的 60～80 倍)，有鋒利的刀刃。缺點(diǎn)是耐熱性差，強(qiáng)度低，脆性大，對(duì)振動(dòng)很敏感。它與鐵系材料有很強(qiáng)的親和力，易使碳元素?cái)U(kuò)散而磨損，只適用于加工有色金屬、非金屬如陶瓷等極硬的材料。因此，金剛石刀具主要用于高速條件下精細(xì)加工有色金屬及其合金和非金屬材料，能實(shí)現(xiàn)超精密微量加工和鏡面加工。在以車代磨加工淬火鋼時(shí)，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金屬和非金屬材料，砂輪修磨時(shí)，可用聚晶金剛石刀片。 表面涂層材料涂層材料是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上，涂覆一層耐磨性較高的難熔金屬化合物而制成。高速鋼基體涂層刀具耐用度可提高 2～10 倍，硬質(zhì)合金基體刀具提高 1～3倍。加工材料硬度愈高，涂層效果愈好。在刀具壽命相同的前提下，可提高切削速度 25%～30%。涂層刀具經(jīng)過(guò)鈍化處理，切削刃鋒利程度減小，不適合進(jìn)給量很小的精密切削。 數(shù)控機(jī)床刀具分類按照刀具材料可分為：高速鋼刀具，硬質(zhì)合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具和金剛石刀具。按照刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式，焊接式，機(jī)夾式(可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位)，內(nèi)冷式和減振式。按照切削工藝分為：車削刀具，孔加工刀具（如鉆頭，絲錐和鏜刀等） ，銑削刀具等。按照數(shù)控工具系統(tǒng)的發(fā)展可分為：由整體式工具系統(tǒng)向模塊式工具系統(tǒng)發(fā)展。有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。 常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu) 整體式刀具結(jié)構(gòu)整體式刀具是指刀具切削部分和夾持部分為一體式結(jié)構(gòu)的刀具。制造工藝簡(jiǎn)單，刀具磨損后可以重新修磨。 機(jī)夾式刀具結(jié)構(gòu)機(jī)夾式刀具是指刀片在刀體上的定位形式。機(jī)夾式刀具分為機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具和機(jī)10 / 20夾不可轉(zhuǎn)位刀具。數(shù)控機(jī)床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具一般由刀片、刀墊、刀體和刀片定位夾緊元件組成。如圖所示?？赊D(zhuǎn)位刀片的夾緊方式：楔塊上壓式、杠桿式(如圖)、螺釘上壓式。要求：夾緊可靠、定位準(zhǔn)確、排屑流暢、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。 可轉(zhuǎn)位刀片的代碼機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀片的代碼由 10 位字符組成。各字符的含義不要求。常用 W(不等角六邊形)，S(正方形)，T(等邊三角形)。 加工中心的工具系統(tǒng)加工中心要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，數(shù)控機(jī)床和刀具的相應(yīng)部分應(yīng)有相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)和裝置。如圖所示，刀具夾裝部分一定具有相同的大小和形狀。因此， “數(shù)控刀具”的含義應(yīng)該理解為“數(shù)控工具系統(tǒng)” 。刀具系統(tǒng)(+刀具)刀庫(kù)結(jié)構(gòu)：鏈輪式和轉(zhuǎn)盤式。刀柄是機(jī)床主軸和刀具之間的連接工具。能夠安裝各種刀具，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。加工中心上一般采用 7：24 圓錐刀柄，這類刀柄不自鎖，換刀方便。高速加工時(shí)用直刀柄(HSK)工具系統(tǒng)一般由與機(jī)床主軸連接的錐柄、延伸部分的連桿和工作部分的刀具組成。鏜銑類工具系統(tǒng)分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。（1）整體式結(jié)構(gòu)將錐柄和連桿制造在一起。我國(guó) TSG82 屬于這類，缺點(diǎn)是使用的錐柄型號(hào)較多。（2）模塊式結(jié)構(gòu)由主柄模塊、中間模塊和工作模塊組成。如瑞士的山特維克公司的模塊式刀具系統(tǒng)。 數(shù)控機(jī)床刀具的選擇 選擇刀具時(shí)應(yīng)考慮的因素（1）被加工工件的材料類別（黑色金屬，有色金屬或合金） ；（2）工件毛坯的成形方法（鑄造，鍛造，型材等） ；（3）切削加工工藝方法（車，銑，鉆，擴(kuò)，鉸，鏜，粗加工，半精加工，精加工等） ；（4）工件的結(jié)構(gòu)與幾何形狀，精度，加工余量以及刀具能承受的切削用量等因素；（5）其他因數(shù)包括生
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