CNC常用刀具分析.ppt

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1、常用刀具与特殊刀具介绍CNC加工yubiao刀具材质&镀层Ⅰ、刀具材质-近代机制生产能力不断的大幅提高，尤其在大量生产的工作要求下，从事于大量且高速的切削工作。为发挥高性能工作母机应有之生产工作效能，则切削刀具尤须密切的配合。为了发挥刀具之切削能力，故刀具材料需有显著之进展与改良，目前使用之各种刀具材料均有其特性以适应各种不同加工的要求。一般刀具材料必须具备的性能为生产制造费用须最低、具有高温之抵抗软化的能力、低的摩擦系数、较高的抵抗磨耗性质，导热性良好、充分的韧性以及耐冲击性等等，一般使用的刀具材料有下列几种：A:高速钢B:烧结式碳化物(硬质合金)C:陶瓷刀具D:

2、多晶钻石刀具CBN刀具Ⅱ、镀层-由于工程材料不断持续的发展，在1960年之后，陆续开发出新一代的合金材料。这些新材料不仅有高强度，而且具有高磨损性甚至有极高的化学性质，在切削时会与切削刀具产生化学作用造成侵蚀现象。除此之外，在时间及成本降低的要求下，高速切削正逐渐被人们广泛的接受。因此以往的刀具材料已不敷人们的需求。在因应如此严格的需求下，发展出刀具材料再加上镀层保护。具有镀层保护的刀具其寿命将近是一般没有镀层刀具的10倍，常见的刀具镀层有下列几种：A:uncoated未镀层B:TiN氮化钛C:TiCN氮碳化钛D:TiAlN氮铝钛E:Al2O3氧化铝刀具材料&镀层与

3、加工时间碳钢高速钢铸造合金超硬合金新超硬合金镀层双镀层复合镀层加工时间年代1002615631.510.71900,10,20,30,40,50,60,70,80左边的图表显示出自1900年后至今，由于刀具技术的发展使得切削时间缩短了100倍。而在1960年之后，因为镀层刀具的出现，缩短了4倍的加工时间。刀具之能切削金属的基本要件乃为刀具须比被切削材硬，且被切削材要有足够之力量予以固定，以使刀具施力时能切入工件。这些要件满足后其次就是有足够之动力以克服工件材料之阻力，除此之外，刀具的几何形状也会影响实际的切削效果甚至结果。选择适当的刀具几何可以增加刀具的寿命、维持加

4、工精度、减少切削之动力…等等。常见之刀具相关几何如下：Ⅰ、刀具刃角Ⅱ、排屑槽Ⅲ、刀刃数目刀具几何刀具刀具刀具工件工件工件切屑切屑切屑正斜角零斜角负斜角斜角的改变可由正值变化到负值，如下图所示。以切削力与所需之动力来看，正斜角所形成的刀尖角度较小，刀具能够轻易切入工件，而且切屑流出排除顺畅，可减少切削压力，所以切削效率较大。但太大的正斜角形成尖锐的刀尖，故刀口较脆弱易于磨耗或崩裂。负斜角则反之具有较强之切刃，刀口强度较大适合切削高强度的材料。刀具刃角斜角RakeAngle又称之为离隙角，均为正值。其作用为刀具切入工件时，避免刀腹与工件表面产生么擦或物理现象之干扰现象，

5、如下图。小的间隙角给予切刃有较大的支撑，一般用于有高强度机械性质的工件材料。大的间隙角可使刀刃尖锐，但刀口强度减低，易于磨耗或崩裂，适合较软或低强度的工件材料。间隙角ReliefAngle较小之间隙角具有较强之切刃。零或负的间隙角会使刀腹在工件表面上拖滞而阻止刀具之切入。较大间隙角之切刃会较尖锐但是脆弱。螺旋角HelixAngleFHFVFγ此为铣刀之刀槽成螺旋状，可分为左螺旋及右螺旋两种，如下。在切削时当刃刃进入工件时，如右下图切削力F会瞬间增至最大，当刀刃离开工件时，切削力急速降低，此为造成切削时发生震动的原因。螺旋角此时的作用可避免切削力过于集中某个方向，让切

6、削力分散于其他两个方向-水平分力FH以及垂直分力FV。当螺旋角γ越小时，水平分力FH会变大，造成切削时刀具摆动；螺旋角γ越大时，垂直分力FV会变大，在切削时要是挟持刀具的力量不够时，刀具可能会从刀把中脱离，当刀具在高速旋转时这是非常危险的。常见的螺旋角有30˚、38˚、45˚、60˚。右旋切削及右螺旋角铣刀左旋切削及左螺旋角铣刀适中太大太小切削加工中切屑之排出，理想的切屑处理状况是切屑流出时不致干扰或刮伤工件表面或撞击刀具和伤害到工作者，所以切屑要能够自然断裂成小碎段并且排出至其他地方。故切屑之控制不仅要考虑切屑的流向，而且须使切屑自动断裂。为达到此要求，一般会在刀

7、顶面上作一种设计，能够自动限制切屑长度的机构称之为排屑槽或断屑槽〈ChipBreaker〉。其目的为使切屑能够急速卷曲，藉卷曲的应力迫使切屑断裂。一般的排屑槽设计如右下：槽宽W：使产生切屑时形成卷曲，若槽宽太大，则卷曲半径较大，产生的卷曲应力不足以折断切屑；若太小，则反之，产生之应力过大时，易使切刃崩裂。槽深H：影响切屑流出的稳定性，若太深则切屑流向槽肩时之卷曲所需的力量较大，易引起刀刃破裂；若太浅则切屑可能未流至槽肩时即自行离去，使切屑流向不易控制。槽肩R：为切屑由断屑槽卷起作用之部位，关系卷起时之顺畅与否，直接影响卷曲力之大小，若半径太大则切屑易滑上，卷曲应