【文章內(nèi)容簡介】 藝過程 圖 刀具的選型 刀具材料應(yīng)具備的基本性能 工序號(hào) 工 序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 尺寸為： 2 熱處理 退火 3 車端面 厚度留磨削余量 ， 4 車外圓 留車削余量 ～ 5 磨外圓 留 余量 6 熱處理 淬火回火，保證 58～ 62HRC 7 精磨 達(dá)到尺寸要求 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)論文 ① 高硬度 ② 足夠的強(qiáng)度和韌性 ③ 高耐磨性和耐熱性 ④ 良好的導(dǎo)熱性 ⑤ 良好的工藝性好和經(jīng)濟(jì)性 ⑥ 抗粘接性 ⑦ 化學(xué)穩(wěn)定性 刀具材料的種類及其選 用 （ High Speed Steel， HSS） 高速鋼是一種含鎢（ W）、鉬（ MO）、鉻（ Cr）、釩（ V）等合金元素較多的工具鋼，它具有較好的力學(xué)性能和良好的工藝性，可以承受較大的切削力和沖擊。 ① 普通高速鋼 國內(nèi)外使用最多的普通高速鋼是 W6Mo5Cr4V2（ M2 鉬系）及W18Cr4V（ W18 鎢系）鋼，含碳量為 %~%，硬度 63～ 66HRC，不適于高速和硬材料切削。 ② 高性能高速鋼 指在普通高速鋼中加入一些合金，如 Co、 Al 等，使其耐熱性、耐磨性又有進(jìn)一步提高，熱穩(wěn)定性 高。如 W12Mo3Cr4V3Co5Si、 W6Mo5Cr4V2AW10Mo4Cr4V3Al，硬度達(dá) 67～ 69HRC，可用于制造出口鉆頭、鉸刀、銑刀等。 ③ 粉末冶金高速鋼 可以避免熔煉鋼產(chǎn)生的碳化物偏析。其強(qiáng)度、韌性比熔煉鋼有很大提高。可用于加工超高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、鈦合金等難加工材料。用于制造大型拉刀和齒輪刀具，特別是切削時(shí)受沖擊載荷的刀具效果更好。 （ Cemented Carbide） 1)普通硬質(zhì)合金 ① 鎢鈷類（ YG） WC+Co，強(qiáng)度好，硬度和耐磨性較差，用于加工脆性材料、有色金屬和 非金屬材料。常用牌號(hào)： YG YG YG YG6X。數(shù)字表示 Co 的百分含量， Co 多韌性好，用于粗加工； Co 少用于精加工。 ② 鎢鈦鈷類（ YT） TiC+WC+Co 類（ YT）：常用牌號(hào)有 YT YT1 YT1 YT30 等。此類硬質(zhì)合金硬度、耐磨性、耐熱性都明顯提高，但韌性、抗沖擊振動(dòng)性差，主要用于加工鋼料 ,不宜加工脆性材料。含 TiC 量多，含 Co 量少，耐磨性好，適合精加工；含 TiC 量少，含 Co 量多，承受沖擊性能好，適合粗加工。 2)新型硬質(zhì)合金 ① 鎢鈦鉭（鈮）鈷類（ YW） 吹風(fēng)機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)與制造 12 添加 TaC 或 NbC， 提高高溫硬度、強(qiáng)度、耐磨性。用于加工難切削材料和斷續(xù)切削。常用牌號(hào)： YW YW2。 ② 碳化鈦基類（ YN） TiC+Ni+Mo，硬度高、抗粘接、抗月牙洼磨損和抗氧化能力強(qiáng)。用于合金鋼、工具鋼、淬火鋼的連續(xù)精加工。牌號(hào)： YN0 YN10。 ① 涂層刀具 刀具基體材料上涂一薄層耐磨性高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料 .常用涂層材料 :TiN、 TiC、 Al2O3 ② 陶瓷刀具材料（ Ceramics） a. Al2O3 基陶瓷刀具 主要成分 Al2O3，硬度、耐熱性和耐磨性高于硬質(zhì)合金， 不粘刀。脆性大，易蹦刃 , 主要用于切削 4555HRC 的工具鋼和淬火鋼。 b. Si3N4 基陶瓷刀具 主要成分 Si3N4，強(qiáng)度、韌性、疲勞強(qiáng)度、切削穩(wěn)定性高于 Al2O3 基陶瓷刀具，主要用于端銑和切有氧化皮的毛坯工件，也可對(duì)鑄鐵、淬硬鋼進(jìn)行精加工和半精加工。 c. 塞隆 (Sialon)陶瓷 Si3N4 中加入 Al2O3 等形成的新材料。迄今陶瓷中強(qiáng)度最高的材料，化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化能力都很好。 ③ 超硬刀具材料 金剛石和立方氮化硼的統(tǒng)稱，用于超精加工和硬脆材料加工。 （ PCD） 硬 度高、耐磨性好，但耐熱性差、強(qiáng)度低、脆性大，與鐵親和力強(qiáng)，用于高速精細(xì)車削、鏜削有色金屬及其合金和非金屬材料，不宜加工黑色金屬。 b. 立方氮化硼（ CBN） 硬度和耐磨性僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性好，主要用于加工高硬度 (6470HRC)的淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料。 數(shù)控機(jī)床刀具種類及特點(diǎn) 1. 數(shù)控機(jī)床的刀具系統(tǒng) (1)刀柄 ① 圓錐刀柄 ,其特點(diǎn)如下： ，換刀比較方便 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)論文 釘都已標(biāo)準(zhǔn)化 ： JT、 BT、 ST。 ② HSK 刀柄（柄部錐度為 1： 10），其特點(diǎn)如下： 。其經(jīng)向和軸向重復(fù)定位精度一般在 以內(nèi)，并能長期保持高精度。 、動(dòng)態(tài)剛度高。采用錐度和端面同時(shí)定位（過定位）。 、尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 1） 可轉(zhuǎn)位刀具優(yōu)點(diǎn) : ① 刀具壽命高 ② 生產(chǎn)效率高 ③ 有利于推廣新技術(shù)、新工 藝 可轉(zhuǎn)位車刀的組成：如圖 所示： 1刀桿 2刀墊 3刀片 4夾固元件 圖 數(shù)控刀具的選擇 1）選擇刀片（刀具）應(yīng)考慮的要素 ： ① 被加工工件材料的類別 ② 被加工件材料性能的狀況 ③ 切削工藝的類別 ④ 被加工工件的幾何形狀 2）選擇鏜孔（內(nèi)孔）刀具的考慮要點(diǎn) : ① 盡可能選擇大的刀桿直徑，接近鏜孔直徑。 ② 盡可能選擇短的刀臂 ③ 選擇主偏角（切入角 Kr）接近 90176。，大于 75176。 吹風(fēng)機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)與制造 14 刀具形狀和工件形狀的關(guān)系 如圖 圖 3）選用數(shù)控銑刀時(shí) 注意事項(xiàng) : ① 在數(shù)控機(jī)床上銑削平面時(shí)，應(yīng)采用可轉(zhuǎn)位式硬質(zhì)合金刀片銑刀。 ② 高速鋼立銑刀多用于加工凸臺(tái)和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因?yàn)槊髅嬗杏不瘜雍蛫A砂現(xiàn)象，會(huì)加速刀具的磨損。 4) 在 Mastercam 軟件中刀具的選擇 設(shè)置刀具的外形數(shù)據(jù)的方法是選擇下拉菜單【刀具路徑】 /【刀具管理器】命令，系統(tǒng)彈出【刀具管理器】對(duì)話框，在加工群組的空白位置右擊，在彈出的快捷菜單中選擇【新建刀具】命令，如圖 所示系統(tǒng)彈出【定義刀具】對(duì)話框，如圖 所示，選擇相應(yīng)的刀具來定義，也可以直接在【刀具管理器】 對(duì)話框中指定已選用過的刀具。 可以根據(jù)以下圖示選擇刀具。 又或者是通過加工工件時(shí)，通過選擇刀具路徑里設(shè)置各項(xiàng) 切削 參數(shù)，同時(shí)選擇你所需的刀具的大小，種類 ，如圖 、 。 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)論文 圖 刀具管理器對(duì)話框 圖 定義刀具對(duì)話框 圖 刀具 路徑選擇對(duì)話框 圖 選擇庫中刀具對(duì)話框 機(jī)床夾具 在機(jī)械制造的機(jī)械加工 、 焊接 、 熱處理 、 檢驗(yàn) 、 裝配 等工藝過程中，為了安裝加工工件，使之占有正確的位置，以保證零件盒產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)，所采用的工藝裝備成為夾具。按使用的機(jī)床分類，夾具可分為車床夾具 、 銑床夾具 、 鉆床夾具 、 鏜床夾具 、 磨床家具 、 齒輪機(jī)床夾具 、 數(shù)控機(jī)床夾具等。以下介紹幾種比較常用的夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。 車床夾具 車床主要用于加工零件的內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋以及端平面等。根據(jù)加工特點(diǎn)和夾具在機(jī)床上安裝的位置，將車床夾具分為兩種基本類型 ，心軸類車床夾吹風(fēng)機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)與制造 16 具 、角鐵式車床夾具 和花盤式車床夾具。 設(shè)計(jì)車床夾具時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1． 因車床 夾具 隨機(jī)床主軸 高速回轉(zhuǎn) ，所以要求它結(jié)構(gòu)緊湊 、 輪廓尺寸盡可能小，重量要輕，重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減小慣性力和回轉(zhuǎn)力矩。 2． 應(yīng)有消除回轉(zhuǎn)中的不平衡現(xiàn)象的平衡措施。 3． 夾具上的定位 、 夾緊原件及其它裝置不應(yīng)大于夾具體的回轉(zhuǎn)直徑，靠近夾具體外緣的元件，應(yīng)盡可能避免有尖角或凸起部分，必要時(shí)回轉(zhuǎn)部分外面可加防護(hù)罩。夾緊力要足夠大，自鎖可靠。 4． 當(dāng)主軸有高速旋轉(zhuǎn) 、 急剎車等情況時(shí)，夾具與主軸之間的連接應(yīng)有防松裝置。 5． 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于對(duì)工件進(jìn)行測量，還應(yīng)有便于清理和排泄切屑。 銑床夾具 銑床夾具主要用于加工零件上的平面 、 溝槽 、 缺口 、 花鍵 、 直線成形面等。 因夾具大都與工作臺(tái)一起做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)廠取決于銑削的進(jìn)給方式 ，主要可分為 直線進(jìn)給 夾具 、 圓周進(jìn)給 夾具 、 沿曲線進(jìn)給夾具三類。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下： 1． 由于銑削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，所需的切削力較大而大小及方向隨時(shí)可能變化，致使在銑削過程中產(chǎn)生振動(dòng)，因此銑床夾具要有足夠的夾緊力，夾具結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性。 2． 為了提高銑床夾具的剛性，工件待加工的表面應(yīng)盡量不超出工作臺(tái)，在確保夾具有足夠排屑空間的前提下，盡最降低夾具的高度，一般夾具高與寬之比為 1～ 。 3． 以工件 4． 正確選用 對(duì)刀裝置和定向建，保證工件與刀具、工件與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間的位置精度。 5． 為防止工件在加工過程中因振動(dòng)而使夾緊松脫，夾緊裝置應(yīng)具有足夠的自鎖能力。 6．合力。 鉆床夾具 在鉆床上進(jìn)行孔的鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 锪 、 攻螺紋所用的夾具，稱為鉆床夾具。鉆床夾具是用鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的，也簡稱磚模。有利于保證被加工孔對(duì)其定位基準(zhǔn)和各孔之間的尺寸精度和位置精度，并可 顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。鉆床夾具的 種類繁多，根據(jù)被加工孔的分布情況和鉆模板的的特點(diǎn)分為固定式 、 回轉(zhuǎn)式 、 移動(dòng)式 、 翻轉(zhuǎn)式 、 蓋板式和滑柱式等六種類型。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)： 1． 鉆床夾具的主要特點(diǎn)是都有一個(gè)安裝鉆套的鉆模板。鉆套和鉆模板都是鉆床夾具的特殊元件。首先設(shè)計(jì)鉆床夾具要注意鉆套的選擇和鉆模板的設(shè)計(jì)。 2． 鉆模板上安裝鉆套的座孔距離定位元件的位置應(yīng)具有足夠的精度。 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)論文 3． 鉆模板應(yīng)有一定的強(qiáng)度和剛度，以保證鉆套軸線位置的準(zhǔn)確性，防止因變形而影響鉆套的位置和引導(dǎo)精度。 4． 被鉆孔直徑大于 10mm 以及孔距與孔和基面公差小于 時(shí)，宜采用固定式鉆模；翻轉(zhuǎn)式鉆 模適用于加工包括工件在內(nèi)的總重量不超過 10kg 中小件；鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應(yīng)力不能徹底消除，精度不能長期保持，因此，一般在工件孔距公差要求不高時(shí)采用。 5． 夾具體上應(yīng)設(shè)置支架。為減少夾具底面與機(jī)床工作臺(tái)的接觸面積，使夾具放置平穩(wěn)，一般都在相對(duì)鉆頭送進(jìn)方向的夾具體上設(shè)置四個(gè)支角。 鏜床夾具 鏜床夾具通常稱為鏜模。鏜模是一種精密夾具，它主要用來