加工中心刀具介绍

1、Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 1 讨讨 论论 内内 容容l切削刀具的基本分类切削刀具的基本分类l切削刀具的基本几何结构切削刀具的基本几何结构l切削刀具的几何精度切削刀具的几何精度l高速切削加工参数的计算方法高速切削加工参数的计算方法l切削測試实例切削測試实例Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 2切削刀具的基本分类切削刀具的基本分类l按端部几何形状分按端部几何形状分: 1. 平底端铣刀平底端铣刀. 2. 平底平底R角端铣刀角端铣刀.l 3. 球头端铣刀球头端铣刀. 4. 可转位镶嵌式端铣刀可转位镶嵌式端铣刀Ba

2、sic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 3切削刀具的基本几何结构切削刀具的基本几何结构(1)Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 4切削刀具的基本几何结构切削刀具的基本几何结构(2)Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 5切削刀具的基本几何结构切削刀具的基本几何结构(3)Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 6切削刀具的几何精度讨论切削刀具的几何精度讨论l用于精加工的切削刀具, 切削刃必须具有很好的轮廓精度l刀具的几种可能轮廓偏差 轮廓精确 由于研磨

3、过程不够精确,而导 致在刃部产生不规则碎面 由于研磨过程不够精确而导致的半径偏差l如果对工件精度要求非常高, 应该在刀具生产商那里购买获得标准认证的刀具dndndnBasic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 71234刀具无径向跳动缺陷刀具无径向跳动缺陷刀具径向跳动明显超差刀具径向跳动明显超差每刃切削量每刃切削量刃 1刃 2刃 3刃 4RthRthnvfvf1234n径向跳动误差对加工效果的影响径向跳动误差对加工效果的影响Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 8保证刀具的径向跳动误差最小保证刀具的径向跳动误差最小l在保证刀柄

4、及刀具系统的最大悬伸长度不超过规定值的前提下, 要使主轴能够精确运转,必须于刀柄及切削刃处分别检测刀具的径向跳动误差.如果径向跳动误差过大就会导致主轴的严重震动. Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 9如何选择合适的切削刀具如何选择合适的切削刀具l分析具体加工条件, 如主轴及机床性能, 刀具的夹持系统,润滑方式等.l分析工件材料特性l分析加工表面质量及加工精度要求, 成本等l综和考虑各种因素, 做出最优化的选择.Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 10l高速切削加工参数的计算方法高速切削加工参数的计算方法Basic

5、 HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 11rpm 1000 Deff*VcNl1. 主轴转数的计算:l2. 工作台进给速度的计算:l3.材料去除速率的计算mm/min zfNvnzf/mincm 1000vaaQ3fep三項重要公式三項重要公式Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 12高速切削过程中的几个重要术语和加工参数的解释高速切削过程中的几个重要术语和加工参数的解释l1. 切削速度Vcl2. 有效刀具直径Deffl3. 每刃进给量fzl4. 轴向及径向进给量ap & aeBasic HSM - M7-Cutting

6、 Tools-E-R1.ppt 13切削速度的定义切削速度的定义: Vc=N* *Deff /1000Vc是指在特定刀具的情况下是指在特定刀具的情况下, 适合某工件材料高速加工的合适的切削速度适合某工件材料高速加工的合适的切削速度值值, 它是指刀具的线速度它是指刀具的线速度.lVc 示意图 D NBasic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 14如何正确设定切削速度如何正确设定切削速度Vc值值l1. 由刀具供应商提供l2. 参考已有的实验数据l3. 通过大量切削实验建立自已的数据库l-l Vc值是正确设定其它切削参数的重要依据Basic HSM - M7-Cutt

7、ing Tools-E-R1.ppt 15Source: Xu 040060080010000,51,01,52,0切削速度 vc m/min平均峰-谷高度值 Rz mRth = 0,57 m切削参数切削参数每刃进给量: fz = 0,3 mm 径向进给量: ae = 0,1 mm侧刃铣削 / 顺铣刀具刀具刀具前角: g = 0避空角: a = 12 刀具材料: K5F 工件材料工件材料X22CrMoV121280 HB动态粗糙度r = 2 0,5 mr = 49 1,3 mr: 刀角半径200apRthbrdRth = -d2d2 - br24动态粗糙度动态粗糙度切削速度对表面光洁度的影响切

8、削速度对表面光洁度的影响Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 16不同切削速度下不同切削速度下, 所产生的铁屑颜色比较所产生的铁屑颜色比较Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 17何谓有效刀具直径以及有效刀具直径的计算何谓有效刀具直径以及有效刀具直径的计算DEF aa2Deffppasin*DeffD)sin*2(2DeffaRRD DefD DefD DefDBasic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 18每刃进给量的定义每刃进给量的定义Basic HSM - M7-Cutting T

9、ools-E-R1.ppt 19如何正确设定刀具的每刃进给量如何正确设定刀具的每刃进给量l由切削刀具供应商提供l参考别人研究所得的实验数据l通过大量切削实验获得l-l 每刃进给量的设定正确与否, 对刀具所受切削载荷的合理分布有着极其重要的影响Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 20轴向进给量的计算轴向进给量的计算Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 21l例子:l材料硬度系数: 54HRc C2 = 0.1 l刀長 / 直徑 系数 : L/= 8 C3 = 0.2l刀長:L = 50mml刀直徑: = 6mml軸向深

10、度 ap = 0.06 lap = R x C2 x C3 = 3mm x 0.1 x 0.2 = 0.06mml因应主軸、刀具及材料，會影响實際的結果。轴向进给量的计算轴向进给量的计算Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 22Ae及Fz對光潔度的影响光潔度 /平行切削方向光潔度 /切削方向Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 23Ae及Fz對光潔度的影响Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 24fz = 0.04ae = 0.20fz = 0.20ae = 0.04fz = 0.

11、20ae = 0.20fz = 0.04ae = 0.04fz = 0.08ae = 0.08Ae及Fz對光潔度的影响Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 25高速加工中高速加工中,各切削参数的计算方法各切削参数的计算方法l依据两个已知量: Vc和fz, 即可计算出其它参数.l1. 主轴转数的计算:l2. 工作台进给速度的计算:l 指刀具的刃数l3.材料去除速率的计算rpm 1000 Deff*VcNmm/min zfNvnzf/mincm 1000vaaQ3fepnzBasic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 26加工参数

12、的设定原则加工参数的设定原则l1. 在高速加工过程中, 必须对加工参数进行优化, 不可随意设定.l2. 必须正确设定切削速度Vc值l3. 必须正确设定每刃进给量fz-l 合理的取值既可将刀具的切削效能发挥至极限, 使刀具得到充分利用, 提高加工质量和效率; 又不会影响刀具的使用寿命, 从而达到节约成本, 实现真正高速加工的目的Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 27加工測試加工測試目的:測試刀具在切削S136的能力Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 28材料: ASSAB S136/ AISI 420/ JIS S

13、US420/ GB 3-4Cr13化學成份%: C 0.33 Si 0.8 Mn 0.5 Cr 13.6 V 0.3特性:屬中碳高鉻型耐蝕模具材料，淬火後有較高硬度、耐蝕性和抛光性。 應用:用于制造生产PVC等腐蚀性较强的塑料模具，透明塑胶模抛光性能要求较高的塑料模。硬度: HRC 54 材料材料Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 29刀具刀具本次實驗的測試所使用的刀具如下:直徑: 10mm刃数: 6前角: -13 塗層: TiAlNBasic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 30加工中心加工中心 機床资料機床资料: HS

14、M 600U 工作行程工作行程 X 800 mm Y600 mm Z500 mm B+ 110 / -30 Cn x 360 主軸主軸 Speed 30000rpm Power 40% ED32KW 進給進給 進給進給速度速度 40 m/min 加速加速效率效率 XYZ17 m/s2 Control unit HeidenhainiTNC 530 Worktable Clamping surface Table load Tool Changer Magazine tool cap.Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 31試驗項目試驗項目Vc100Vc1

15、50Vc250Vc300Ap10mmAp10mmAp10mmAp10mmAe0.1Ae0.1Ae0.1Ae0.1Fz0.1Fz0.1Fz0.1Fz0.1N3185N4777N7962N9554F1911F2866F4777F5732Vc100Vc150Vc250Vc300Ap10mmAp10mmAp10mmAp10mmAe0.2Ae0.2Ae0.2Ae0.2Fz0.1Fz0.1Fz0.1Fz0.1N3185N4777N7962N9554F1911F2866F4777F5732Vc100Vc150Vc250Vc300Ap10mmAp10mmAp10mmAp10mmAe0.3Ae0.3Ae0.3Ae0.3Fz0.1Fz0.1Fz0.1Fz0.1N3185N4777N7962N9554F1911F2866F4777F5732Basic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 32Vc 100m/minBasic HSM - M7-Cutting Tools-E-R1.ppt 33Vc 150m/minBasic