硬质合金刀具材料推荐「在线咨询」

楼主:昂迈工具  时间:2020-01-22 21:48:27
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车刀品种和用处

刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。CAD/ CAM技术的发展,使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能。特别是微机与数控机床的联接,使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成成为可能。

现在,许多CAD/ CAM软件包括提供自动编程功能,这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题,比如,刀具选择、加工路径、切削用量设定等,编程人员只要设置了有关的参数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的,这与普通机床加工形成鲜明的对比,同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了分析。

一、数控加工常用刀具的种类及性能

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为:①整体式;②镶嵌式。根据制造刀具所用的材料可分为:①高速钢 刃具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④陶瓷刃具等。从切削工艺上可分为:①铣削刀具;②钻削刀具;③镗削刀具;④车削刀具等。

刀具材料应具备的性能:

(1)高硬度刀具材料的硬度应高于工件的硬度

(2)足够的韧性承受切削力、振动和冲击;

(3)高耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的能力;

(4)高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力;

(5)良好的工艺性

二、数控加工刀具的选择

刀具的选择应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。

选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选镶硬质合金刀片面铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和梯形铣刀等。在进行曲面加工时,应选用球头刀具,并且球头刀具半径应小于曲面的曲率半径。由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很密,而平头刃具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证精度的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平。

在数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先面后孔;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。

三、数控加工切削用量的确定

合理选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高生产率为主。半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床性能、切削用量手册,并结合经验面定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应,以形成切削用量。

(1)背吃刀量 在机床,工件和刀具的刚度允许的情况下,应尽可能使背吃刀量等于加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度,应留少量精加工余量,一般留0.2 -0.5mm。

(2)切削宽度L一般L与刀具直径d成正比,与切削深度成反比。数控加工中,一般L的取值范围为:L= (0.6- 0.9)d。

(3)切削速度切削速度也是提高生产率的一个措施,但切削速度与刀具耐用度的关系比较密切。随着切削速度的增大,刀具耐用度急剧下降,故切削速度的选择主要取决于刀具耐用度。另外,切削速度与加工材料也有很大关系,例如用立铣刀铣削45钢时,切削速度可采用26m/ mi左右:而用同样的立铣刀铣削铝合金时,切削速度可选129m/ mi以上。

(4)主轴转速n(r/mi)主轴转速一般根据切削速度来选定。计算公式为:n= 1000/ d,式中d为刀具直径(mm)。数控机床的控制面板上一般配有主轴转速修调(倍率)开关,可在加工过程中对主轴转速进行倍率调整。

(5)进给速度F进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。

确定进给速度的原则:

一、当工件的质量要求能够保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100 - 200mm/ mi范围内选取。

第二、在刀断、加工深孔或用高速钢具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20- 50mm/ mi范围内选取。

第三、当加工精度、表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20- 5Omm/ min范围内选取。

在数控加工过程中,进给速度也可通过机床控制面板上的进给倍率修调开关进行人工调整,但是进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。

随着数控机床在生产实际中的广泛应用,数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中,要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此,编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则,从而保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点。

车刀品种和用处

车刀品种和用处

一、车刀是运用最广的一种单刃刀具,也是学习、剖析各类刀具的基础。 车刀用于各种车床上,加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。 车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的运用日益广泛,在车刀中所占比例逐步添加。  

二、硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀,就是在碳刚刀杆上按刀具几何视点的要求开出刀槽,用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内,并按所选择的几何参数刃磨后运用的车刀。  

三、机夹车刀 机夹车刀是选用普通刀片,用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上运用的车刀。此类刀具有如下特点:

(1)刀片不通过高温焊接,防止了因焊接而引起的刀片硬度下降、发生裂纹等缺点,进步了刀具的耐用度。

(2)由于刀具耐用度进步,运用时间较长,换刀时间缩短,进步了生产功率。

(3)刀杆可重复运用,既节省了钢材又进步了刀片的利用率,刀片由制作厂家收回再制,进步了经济效益,降低了刀具本钱。

(4)刀片重磨后,尺度会逐步变小,为了康复刀片的作业方位,往往在车刀结构上设有刀片的调整机构,以添加刀片的重磨次数。

(5)压紧刀片所用的压板端部,能够起断屑器效果。  

四、可转位车刀 可转位车刀是运用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃,即可持续作业,直到刀片上一切切削刃均已用钝,刀片才作废收回。替换新刀片后,车刀又可持续作业。

1.可转位刀具的长处 与焊接车刀相比,可转位车刀具有下述长处:

(1)刀具寿命高 由于刀片防止了由焊接和刃磨高温引起的缺点,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽确保,切削性能安稳,然后进步了刀具寿命。

(2)生产功率高 由于机床操作工人不再磨刀,可大大削减停机换刀等辅助时间。

(3)有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广运用涂层、陶瓷等新式刀具资料。

(4)有利于降低刀具本钱 由于刀杆运用寿命长,大大削减了刀杆的耗费和库存量,简化了刀具的管理作业,降低了刀具本钱。

2.可转位车刀刀片的夹紧特点与要求

(1)定位精度高 刀片转位或替换新刀片后,刀尖方位的改变应在工件精度允许的范围内。

(2)刀片夹紧可靠 应确保刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合,经得起冲击和振荡,但夹紧力也不宜过大,应力分布应均匀,以免压碎刀片。

(3)排屑流通刀片前面上蕞好无障碍,确保切屑排出流通,并简略观察。

(4)运用便利转化刀刃和替换新刀片便利、迅速。对小尺度刀具结构要紧凑。 在满意以上要求时,尽可能使结构简略,制作和运用便利。  

五、成形车刀 成形车刀是加工回转体成形外表的专用刀具,其刃形是依据工件廓形设计的,可用在各类车床上加工内外回转体的成形外表。 用成形车刀加工零件时可一次构成零件外表,操作简便、生产率高,加工后能到达公差等级IT8~IT10、粗糙度为10~5μm,并能确保较高的互换性。但成形车刀制作较复杂、本钱较高,刀刃作业长度较宽,故易引起振荡。 成形车刀首要用在加工批量较大的中、小尺度带成形外表的零件。  

    工欲善其事,必先利其器,为了在车床上做杰出的切削,正确地预备和运用刀具是很重要的作业。不同的作业需要不同形状的车刀,切削不同的资料要求刀口具不同的刀角,车刀和作业物的方位和速度应有必定相对的关系,车刀自身也应具有足够的硬度、强度并且耐磨、耐热。因而,怎么选择车刀资料,刀具视点之研磨都是重要的考虑因素。  

车刀的品种和用处

    刀具原料的改进和开展是今天金属加工开展的重要课题之一,由于杰出的刀具资料能有用、迅速的完结切削作业,并坚持杰出的刀具寿命。一般常用车刀原料有下列几种:

1高碳钢: 高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢,通过淬火硬化后运用,因切削中的冲突四很简略回火软化,被高速钢等其它刀具所取代。一般仅合适于软金属资料之切削,常用者有SK1,SK2、、、、SK7等。  

2 高速钢: 高速钢为一种钢基合金俗称白车刀,含碳量0.7~0.85%之碳钢中参加W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢资料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中发生的冲突热可高达至6000C,合适转速1000rpm以下及螺纹之车削,一般常用高速钢车刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。  

3 非铸铁合金刀具: 此为钴、铬及钨的合金,因切削加工很难,以铸造成形制作,故又名超硬铸合金,蕞具代表者为stellite,其刀具耐性及耐磨性及佳,在8200C温度下其硬度仍不受影响,抗热程度远超出高速钢,合适高速及较深之切削作业。  

4烧结碳化刀具: 碳化刀具为粉未冶金的产品,碳化钨刀具首要成分为50%~90%钨,并参加钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂,再经加热烧结完结。碳化刀具的硬度较任何其它资料均高,有最硬高碳钢的三倍,适用于切削较硬金属或石材,因其原料脆硬,故只能制成片状,再焊于较具耐性之刀柄上,如此刀刃钝化或崩裂时,能够替换另一刀口或换新刀片,这种够车刀称为放弃式车刀。  

碳化刀具依国际标准(ISO)其切削性质的不同,分成P、M、K三类,并别离以蓝、黄、红三种色彩来标识: P类适于切削钢材,有P01、P10、P20、P30、P40、P50六类,P01为高速精车刀,号码小,耐磨性较高,P50为低速粗车刀,号码大,耐性高,刀柄涂蓝色以辨认之。 K类适于切削石材、铸铁等脆硬资料,有K01、K10、K20、K30、K40五类,K01为高速精车刀,K40为低速粗车刀,此类刀柄涂以红色以辨认。 M类介于P类与K类之间,适于切削耐性较大的资料如不?袗?等,此类刀柄涂以黄色来辨认之。

5 陶瓷车刀: 陶瓷车刀是由氧化吕粉未,添加少量元素,再经由高温烧结而成,其硬度、抗热性、切削速度比碳化钨高,可是由于质脆,故不适用于非连续或重车削,只合适高速精削。  

6 钻石刀具:作稿级外表加工时,可运用圆形或外表有刃缘的工业用钻石来进行光制。可得到更为润滑的外表,首要用来做铜合金或轻合金的精细车削,在车削时有必要运用高速度,蕞低需在60~100m/min,一般在200~300m/min。  

7 氧化硼:立方晶氧化硼(CBN)是近年来推广的资料,硬度与耐磨性仅次于钻石,此刀具适用于加工坚固、耐磨的铁族合金和镍基合金、钴基合金。  

车刀形状及运用情形

车刀的蕞佳角度

一、车刀切削部分的组成

车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。▲ 三面二刃一刀尖

1)前刀面 刀具上切屑流过的外表。

2)主后刀面 刀具上与工件上的加工外表相对着而且彼此作用的外表,称为主后刀面。

3)副后刀面 刀具上与工件上的已加工外表相对着而且彼此作用的外表,称为副后刀面。

4)主切削刃 刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。

5)副切削刃 刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。

6)刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实践是一小段曲线或直线,称修圆刀尖和倒角刀尖。

二、测量车刀切削角度的辅佐平面

为了确定和测量车刀的几许角度,需求选取三个辅佐平面作为基准,这三个辅佐平面是切削平面、基面和正交平面。

1)切削平面——切于主切削刃某一选定点并笔直于刀杆底平面的平面。

2)基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。

3)正交平面——笔直于切削平面又笔直于基面的平面。

可见这三个坐标平面彼此笔直,构成一个空间直角坐标系。

三、车刀的主要几许角度及挑选

3.1前角(γ0 )挑选的准则

前角的巨细主要解决刀头的巩固性与锋利性的矛盾。因而首要要根据加工资料的硬度来挑选前角。加工资料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的巨细,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。前角一般在-5°~25°之间选取。

一般,制造车刀时并没有预先制出前角(γ0),而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来取得前角的。排屑槽也叫断屑槽,它的作用大了去了折断切屑,不发生缠绕; 操控切屑的流出方向,保持已加工外表的精度;降低切削抗力,延常刀具寿命。

3.2 后角(α0 )挑选的准则

首要考虑加工性质。精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。其次考虑加工资料的硬度,加工资料硬度高,主后角取小值,以增强刀头的巩固性;反之,后角应取小值。后角不能为零度或负值,一般在6°~12°之间选取。

3.3 主偏角(Kr )的选用准则

首要考虑车床、夹具和刀具组成的车削 工艺系统的刚性,如系统刚性好,主偏角应取小值,这样有利于进步车刀使用寿命、改进散热条件及外表粗造度。其次要考虑加工工件的几许形状,当加工台阶时,主偏角应取90°,加工中心切入的工件,主偏角一般取60°。主偏角一般在30°~90°之间,最常用的是45°、75 °、90°。

3.4 副偏角(Kr′)的挑选准则

首要考虑车刀、工件和夹具有满足的刚性,才能减小副偏角;反之,应取大值;其次,考虑加工性质,精加工时,副偏角可取10°~15°,粗加工时,副偏角可取5°左右。

3.5 刃倾角(λS)的挑选准则

主要看加工性质,粗加工时,工件对车刀冲击大, 取λS ≤ 0°,精加工时,工件对车刀冲击力小, 取λS≥0°;一般取λS=0°。刃倾角一般在-10°~5°之间选取。

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