数控刀具基础知识.doc

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1、数控刀具基础知识本文介绍了数控刀具材料，数控刀具硬度，数控刀具材料特性等基础知识，数控刀具种类等基础知识，数控刀具切削速度基础知识，数控刀具振动知识等等。数控机床对刀具材料的要求较高的硬度和耐磨性刀具切削部分的硬度必须高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常温下的硬度应在HRC62以上。足够的强度和韧性刀具在切削过度中承受很大的压力，有时在冲击和振动条件下工作，要使刀具不崩刃和折断，刀具材料必须具有足够的强度和韧性，一般用抗弯强度表示刀具材料的强度，用冲击值表示刀具材料的韧性。　较高的耐热性耐热性指刀具材料在高温下保

2、持硬度、耐磨性、强度及韧性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指标，这种性能也称刀具材料红硬性。较好的导热性刀具材料的导热系数越大，刀具传出的热量越多，有利于降低刀具的切削温度和提高刀具的耐用度。良好的工艺性为便于刀具的加工制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如刀具材料的锻造、轧制、焊接、切削加工和可磨削性、热处理特性及高温塑性变形性能，对于硬质合金和陶瓷刀具材料还要求有良好的烧结与压力成形的性能。刀具材料种类高速钢高速钢是由W、Cr、Mo等合金元素组成的合金工具钢，具有较高的热稳定性，较高的强度和韧性，并有一定的硬度和耐磨性，因而适合于加

3、工有色金属和各种金属材料，又由于高速钢有很好的加工工艺性，适合制造复杂的成形刀具，特别是粉沬冶金高速钢，具有各向异性的机械性能，减少了淬火变形，适合于制造精密与复杂的成形刀具。硬质合金硬质合金具有很高的硬度和耐磨性，切削性能比高速钢好，耐用度是高速钢的几倍至数十倍，但冲击韧性较差。由于其切削性能优良，因此被广泛用作刀具材料。切削刀具用硬质合金分类及标志涂层刀片1）CVD气相沉积法涂层　涂层物质为TiC，使硬质合金刀具耐用度提高1-3倍。涂层厚；刃口钝；利于提高速度寿命。2）PVD物理气相沉积法涂层　涂层物质为TiN、TiAlN和Ti(C,N)

4、，使硬质合金刀具耐用度提高2-10倍。涂层薄；刃口锋利；利于降低切削力。★涂层最大厚度≤16umCBN和PCD立方氮化硼（CBN）　立方氮化硼硬度和导热性能仅次于金刚石，有很高的热稳定性和良好的化学稳定性，因此适用于加工淬火钢、硬铸铁、高温合金和硬质合金。聚晶金刚体（PCD）　聚晶金刚体作为切削刀具使用时，烧结在硬质合金基体上，可对硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等耐磨、高硬度的非金属和非铁合金材料进行精加工。★ISO机夹刀片材料分类法★钢件：P05P25P40不锈钢：M05M25M40铸铁：K05K25K30★数字越小表示刀片越硬，刀具的耐磨性越

5、好，抗冲击性能较差。★数字越大表示刀片越软，刀具的抗冲击性能越好，耐磨性较差。可转为刀片型号与ISO表示规则1、表示为刀片形状的代码2、表示为主切削刃后角的代码3、表示为刀片尺寸公差的代码4、表示为刀片断屑及夹固形式的代码5、表示为切削刃长度表示方法6、表示为刀片厚度的代码7、表示为修光刃、R角的代码其他数字的意义8表示为表示特殊需要的代码；9表示为进给方向的代码，如代码R表示右进刀，代码L表示左进刀，代码N表示中间进刀；10表示为断屑槽型的代码；11表示刀具公司材料代码；切削速度切削速度Vc计算公式：式中：d—工件或刀尖的回转直径，单位mm

6、n—工件或刀具的转速，单位r/min普通车床加工螺纹的速度车削螺纹主轴转速n，切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。　　　k—保险系数，一般为80。加工螺纹的每次进给深度计算螺纹加工走刀次数1）粗加工粗加工走刀量经验计算公式：f粗=0.5R式中：R------刀尖圆弧半径mmf------粗加工走刀量mm2）精加工式中：Rt-

7、-----轮廓深度µmf------进给量mm/rrε------刀尖圆弧半径mm按进给量、断屑槽区分粗精车f≥0.36粗加工0.36＞f≥0.17半精加工f＜0.17精加工影响刀片粗、精加工不是刀片的材料而是断屑槽。刃口倒角小于40um为锋利。刀具振动刀具振动需要同时存在的三个条件·包括刀具在内的工艺系统刚性不足，导致固有频率低。·切削时产生一个足够大的外激力。·外激力的频率与工艺系统的固有频率相同随即产生共振。解决刀具振动的思路第一是减小切削力至最小；第二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的静态刚性；第三则是在刀杆内部再制造一个振动去打乱外

8、激切削力的振频，从而消除刀具振动。降低切削力的方法·用尽可能小的刀尖圆弧。·增大刀具的前角。·用磨制刀片替代压制刀片。·减小切深、转速和提高进给。·对于细长轴用90