铸铁材料特性及刀具应用金属加工材料培训资料

1、刀具技术交流内容一、铸铁材料特性及刀具应用指南二、车加工技术简单介绍：三、孔加工技术简单介绍：四、铣加工技术简单介绍：五、切削要素对加工的影响：六、如何给出合适的切削参数及参数调整：七、如何选择合适的刀具：八、机械加工过程中常见问题的技术交流：九、切削液的使用简单介绍：铸铁材料特性及刀具应用指南钢件含碳量不超过1.5的铁碳合金钢普通碳钢合金钢工具钢不锈钢特殊钢合金元素对加工的影响铸 铁 材 料含碳量超过1.5的铁碳合金铸铁灰铸铁白口铸铁可锻铸铁球墨铸铁合金铸铁灰铸铁 具有抗震性(含有较多的石墨) ，断裂面呈灰黑色，故名：灰铸铁用于许多一般用途的铸铁件如发动机组、机座、刹车鼓、铸件、轮、盘、轴石

2、墨含量高 ，良好的加工性 由于石墨具有润滑作用。 材料硬度一般在布氏HB 190-240之间，延展性在1%左右，断削性能非常好，加工一般不存在断削和排削问题。球墨铸铁 添加石墨后通过与镁一起合金化形成小球，改善其强度、韧性以及抗冲击性，能承受重压，可以焊接和铜焊。切削性能比灰铸铁难加工。国内铸造水平，均匀性比较差。可以是连屑或断屑(取决于其结构) 可能出现一些硬表面或斑片。典型用途：曲轴曲轴箱活塞齿轮箱加工铸铁刀片材质的应用范围注：一个倒三角型为粗加工，三个倒三角形为精加工。金属加工刀具材料 刀具材料的选择对于切削刃的切削功能是非常重要的。 在确定了工件材料之后，一个好的刀具材料选择是至关重要

3、的。 现在主要的刀具材料如下: - 高速钢（HSS） - 涂层和不涂层硬质合金（SOLID CARBIDE） - 金属陶瓷 - 氮化硅陶瓷刀片 - 立方氮化硼（CBN） - 多晶金刚石（PCD）金属切削刀具材料多晶金刚石CBN陶瓷金属陶瓷镀层硬质合金极细晶粒硬质合金高速钢韧性硬度EZA9912D金属切削材料硬度表硬度Gpa金属切削材料韧性表抗弯强度N/mm2镀层硬质合金材料 镀层硬质合金刀片是采用化学气相沉积方法（化学镀层CVD）或物理气相沉积方法（物理镀层PVD），将耐磨的硬化物，如TiC、TiN、Al2O3、HfN及金刚石薄膜等，镀覆在高强度的硬质合金基体上而产生的新一代硬质合金刀片。 由

4、于它把硬度和韧性高度结合起来，使刀片的性能与非镀层刀片比较，使用寿命能成倍地提高，尤其在难加工材料和重切削领域有着很大的优越性。 同时由于镀层刀片适应范围广泛，因此可大大减少供选择的刀片牌号数量。镀层刀片按镀层成分可分碳化钛镀层、氮化钛镀层、氧体铝镀层、碳氮化钛镀层、金刚石镀层等；按涂层工艺又可分为单镀层、多镀层及复合镀层等。各种硬质合金对性能的影响IncreasingIncreasingIncreasingIncreasingIncreasingWC contentCo contentTiC contentTaC contentgrain sizeHardness+-+-Compressiv

5、e strength+-oo-Abrasion resistance+-+-Hot hardness+-+-Flexural strength-+-+Diffusion inertiaoo+oOxidation resistance-o+oThermal cycling resistanceo+-+-Edge strengthoo-+-Modulus of elasticity+-+oAbrasion resistance+-+-Tenacity-+-+化学涂层过程Ti(C,N)Al2O3物理涂层过程450度立方氮化硼 - CBN 什么是立方氮化硼 - CBN-?立方氮化硼 - 是密排六方晶格

6、氮化硼通过高温、高压转变为框架结构而来，它一种极其坚硬的刀具材料，其硬度仅次于金刚石。 立方氮化硼之所以具有非常好的切削性能主要来源于： 极其坚硬 高的红硬性直到极高温度 (1900c) 在切削过程中具有高的抗磨损能力和非常好的化学稳定性密排六方晶格炭原子石墨密排六方晶格氮化硼立方晶格炭原子金刚石立方氮化硼 多晶金刚石和氮化硼高温高压EZA9912HWCB 80CBN-用于球墨铸铁的精加工特性含80CBN的规格 粗晶粒结构高的抗磨损特性高的导热性适用的加工材料- 铁素体含量 5%灰口铸铁GG 球墨铸铁GGG70, GGG80切削参数Vc = 600-1000 m/minfz= 0,1-0,15

7、ap = 0,5-1 mmH工件材料MaterialgroupKHWCB 刀具切削参数陶瓷刀片加工铸铁切削速度比硬质合金高3倍铸铁材料的粗加工 甚至在不良的切削条件下也可使用切削速度HB 190-210: vc = 500 - 1500 m/minHB 220-240: vc = 400 - 1200 m/minHB 250-280: vc = 300 - 800 m/min进给率 fz = 0,15 - 0,25 mm切深: ap 4 。尽可能选择能使用的最大直径，加大夹持，缩短悬伸2.切削力大，径向分力大消除措施:1.选择尽可能接近90的主偏角，减少径向分力2.选择小的刀尖半径3.选择正前

8、角的刀体刀片4.避免使用后刀面过度磨损的刀片5.未涂层刀片6.降低切削要素普通内外圆车削刀具选择车刀选择最主要是确定:1.刀具主偏角.2.刀片形状.3.刀具槽型.4.刀具R.5.刀具涂层.6.刀杆尺寸.车刀的选择车刀选择步骤:1.根据工件图纸先确定车刀类型:外圆车刀、内孔车刀、槽刀。2.根据工件图纸的精度和表面粗糙度以及毛胚余量来大致确认需要一把粗精加工刀还是粗精加工两把刀.3.根据整体工艺刚性机床状况来选择对应的主偏角,工艺刚性较好则选择小一点的主偏角如:45度主偏角来提高金属切除率,工艺刚性差的则选择大一点的主偏角如:90度或93度主偏角来减少刀具振动.4.根据毛胚余量工件材质工艺系统刚性

9、来选择刀片的形状刀尖圆角槽型涂层.主偏角对金属切除率的影响hh = f x sinA= ap x f = b x h= 75= 45= 90apapapbb(b)fffhh(h)1.刀片的尺寸直接取决于根据加工条件选择的刀杆类型。2.已知刀杆尺寸，主偏角及刀片型式3.刀片所能承受的最大切深可以查表得到4.外圆加工的某些典型特点同样适用于内孔加工5.在外圆加工时，刀杆的悬伸长度不受工件长度的影响6.与内孔加工不同，刀具的选择受工件形状的影响.7.以下的规律适用于各种加工：刀具悬伸尽可能小以保证刚性，从而取得高的加工精度。选择与加工任务相适应的车刀片刀片形状的选择1.根据工艺系统刚性选择,一般是刚

10、性越好选择大的刀尖角度,如C型S型刀片,大刀尖角度刀尖强度好,不容易崩刃,同时切深可以大一点,而且相比小的刀尖角刀片刀具寿命较长.2.刚性非常好,有时为提高表面光洁度或效率,可以选择修光刃刀片.3. 为避免刀具负偏角干涉,需要选择对应的刀片形状,一般至少要保证负偏角不得小于2度角度.刀片刀尖角度的选择通常情况下，刀尖角越大刀片越坚固，也就是说圆形刀片是最坚固的刀片。带350尖角的VBMT刀片是最弱的刀片。但是，刀尖角越大在切削时越容易产生振动，也就是说圆形刀片是最容易产生振动的刀片。带350尖角的VBMT刀片是最不容易产生振动的刀片。负偏角要保证大于2度，防止后刀面干涉N大于2度大圆角刀片大圆

11、角刀片的切削刃最为坚固。大圆角一方面构成刀片的副刀刃，另外一方面构成工件的轮廓。因为不可能形成一个平整的加工表面。所以大圆角刀片主要用于粗加工。选择的原则是在工件和系统刚性允许的条件下，选用尽可能大的刀尖角。刀片圆角的选择如何决定刀具圆角半径1.301.151.000.900.750.650.500.380.250.190.130.060.004.804.003.202.401.601.200.800.403.202.401.601.200.800.400.1- 0.432292522191613119.586531.60切深(mm)ap进给(mm)f圆角半径(mm)Rxx断削切削举例:进给=

12、 0.40mm切深= 5.0mm结果:断削切削= R1.2mm连续切削= R0.8mmX连续加工修光刃刀片平面刀片平面修光刃构成副刀刃，能加工出加工平整的表面。这种刀片仅用于规定的主偏角和切削方向。为了取得最佳的表面质量（精加工），可使用带修光刃的可转位刀片。使用说明：加工表面质量要求高的工件时，进给必须小于平面修光刃宽度。apffbbRNF 和 NMRt修光刃刀片与普通刀片对比Contour deformation max: 0,06mm修光刃的作用使用Walter大进给精加工刀片可以在保证相同表面质量的情况下，通进给加倍，使加工时间缩短一半.WALTER 选刀指南是帮助您根据实际加工条件找

13、到合适刀片的快速、简便的方法，它由三个脸谱代表三种不同的加工条件。步骤 2WALTER可转位刀片槽形的选择精加工槽型- NF3Application NF3硬质合金刀片材质的选择 根据被加工工件的材料组，刀片的槽型和加工状况来选择刀片的材质1.工件材料决定使用钢件铸铁铝合金钛合金不锈钢超基合金等哪一类刀片材质.2.加工状况决定使用这一类材质中具体哪一种涂层,比如:钢件类有WPP10WPP20WPP30S. 18 ff选择与加工任务相适应的车刀杆正方形b = 12 / 16 / 20 / 25 / 32 / 40b = 50圆柄d = 10 / 12 / 16 / 20 / 25 / 32 /

14、40b = 50 带压力面长方形b x h = 25 x 32b x h =刀柄尺寸fl刀具尺寸最大尺寸:确定刀体长度L，原则上越短越好。d作为一种原则：按机床的允许值选用尽可能大的刀柄；根据加工条件选择尽可能小的主偏角。孔加工分类孔加工刀具简单介绍孔加工刀具孔加工是所有加工类别里最复杂的加工类型.主要分为:钻孔粗镗孔精镗孔螺纹加工铰孔插补铣孔钻孔加工钻孔加工:对于4DC以内的浅孔加工一般没有太多问题.孔加工问题主要出现在小直径深孔加工,主要问题为:1.排削困难.2.刀具刚性强度差.3.刀具挠曲变形严重.Tool material刀具材料Flute排削槽Tip 钻尖Shank柄部整体硬质合金钻

15、头结构d 0.02 . 0.08100d主要作用:1.增大排削空间,便于排削.2.保护已加工表面,减少摩擦,提高表面光洁度.钻头倒锥Small tip-angles:drills tip entersfirst and providesguidance.Large tip-angles:cutting force A enters the drill axially. Side-slip is reduced.aaAABB90118130140SoftMaterials软材料 Hard Materials硬材料钻尖角度对切削力的影响Typ NgeneralPurpose通用型Typ Hbrit

16、tleMaterials短削材料Typ WsoftMaterials软材料基本钻头排削槽型形式整体硬质合金钻头刃口结构Profiles of the types N and UFLType NType UFLsection A - BwebAB普通麻花钻与UFL槽型对比10 - 15 x DUFLN3 - 5 x D3 - 5 x D4 - 5 x D1 - 2 x D1 - 2 x D1 x D1 x D1 x D1 x D排削与退刀不同钻头模式比较.10% of diameterForm A Web thinning8% ofdiameter55hgsForm B55900.1 - 0.4

17、35 +6Form C Split point90 2/3 1/3118 2/3 1/3Web-thinning Form AForm D Cast Iron90 0.3 x DDWeb-thinning Form AForm E Centre pointEKForm ULess feed force.小的进给抗力A and CStabilizing the main cutting edge.让主切削刃更稳定BStabilizing the corner.Less wear on the corner.让钻头的两个角更强壮，减少磨损DOptimized chipcontrol and imp

18、roved cuttinggeometry.EOptimized chipcontrol and improved cuttinggeometry. Less feed force.UResultStyleDrill points.钻尖Plain cylindrical圆柱柄Morse taper莫式柄Standard shank标准柄不同的钻头柄部模式浅孔钻浅孔钻的主要特点：1、主要用作粗加工刀具，主要用在表面光洁度和孔精度不太高的场合。2、浅孔钻是整体硬质合金钻头和焊结式钻头的改进型/替代型，一般小于5DC,3、需要内冷排削，排削槽为直槽。浅孔钻长径比范围浅孔钻偏差 由于浅孔钻的两个刀片布

19、置不对称，所以受力不均匀，径向力是引起浅孔钻挠曲的原因。当刀具较短(如2D)时，这并不明显，随着刀具长度的增加，钻头前部的挠曲量急剧增加。刀具长度增加1倍，挠曲度变为原来的8倍。因此，钻头是否具有足够的刚性直接影响被加工孔的质量。5 x Dc浅孔钻应用指南这些数据是最小值确保了可靠的加工影响冷却的因素有冷却液的压力和流量垂直加工: 参数 + 30 40 % 浅孔钻和整体硬质合金钻头对比浅孔钻Vc 高f 低无需重磨相等长度刀具寿命恒定可加工多种工件材料整体硬质合金钻头Vc 低f 高孔精度高表面光洁度好钻出通孔对于钻通孔而言，在孔被钻穿之前，将在孔底形成一个圆盘，此圆盘一直受到钻头向外的一个推力。

20、在进给太大时，对于铸件来讲，在孔底部此圆盘会断裂飞出。可通过降低进给的方法减少其影响。 对于韧性工件来讲，在孔壁将产生大量毛刺，通过降低进给和选用更锋利刀片可减少此趋势。夹紧稳固的装夹是取得好的加工质量的孔及刀具寿命的失决条件。薄壁件更需要好的支撑和夹紧，因为切削力将使工件弯曲变形而且刀片在钻出工件时，切削刃会损伤。层叠工件钻加工加工层叠工件，浅孔钻不合适，因为在孔底会出现一个圆盘无法消除。断续切削 一般情况下，浅孔钻钻入和钻出的表面都是预加工过的，如在毛坯面上钻孔，须减小进给对于进给减少到何种程度须按实际情况而定（未完全切入之前）如表面斜度在5以下，无须降低。大于5进给须减少30%-50%左

21、右。钻链式孔或严重断续切削，进给须减小50%左右。钻相对端面时，进给也须减少50%左右。 钻入贯通孔钻相对端面孔斜面钻入与钻出钻链式孔和断续切削浅孔钻的使用说明1、浅孔钻不能作为扩孔刀具使用，原因是刀片受力不均匀，容易振刀从而容易崩刃甚至破坏刀体。2、如果必须作为扩孔使用，则必须确保预孔直径必须小于刀体直径的1/3。3、由于浅孔钻的排削槽是直槽，所以对于1D以上的孔建议使用内冷却方式加工。 5 x Dc- 浅孔钻说明刀具刚性:偏差:断屑: 直径的影响:刀具直径与实际加工出的孔径之间的差距加工可靠性钻削方向内冷随着数字增大，刚性会变差较小径比的会增大更不理想大直径更适合 更适用于加工灰口铸铁和球

22、墨铸铁 用于加工灰口铸铁和球墨铸铁是能保证尽可能水平钻削仅使用乳化液,增加冷却液压力5xDc浅孔钻应用指南仅用于灰口铸铁和球墨铸铁的加工!无法加工公差范围较小的孔 参照偏差量图表可得偏差值钻入钻出: 进给率减少60%不适用斜面钻削,不适用加工偏心孔,不适用断续切削切削参数须根据实际情况进行适当修改 ，进给量 f: 大约 60 80 % 的 L = 2-3 xDc切削参数的最优化,特殊的进给率,能获得完美的断屑加工钢：能用于加工易切削钢，但不保证有良好的加工效果冷却液压力最小为12BAR全部螺旋槽浅孔钻直径= 16- 58 mm直径间距 0.5 mm标准的钻孔深度5 x D刀体上能安装4个切削刃

23、的刀片 (P284.)带内冷却通道多用途柄部结构，既可作为削平柄，又可作为斜削平柄刀体公差: 0,05 mm 与直槽浅孔钻相比:切削力更小源于新设计减少了切削径向力。入口、中间、出口孔的直径变化小表面质量更好XTRA.TEC单刃可转位钻头特点:直径范围: 12 31.75 mm可更换刀片钻孔公差等级IT8可加工材质:钢 /铸铁/表面光洁度好低功率消耗 可以加工7DC孔! 浅孔钻与XTRA.TEC钻头的对比 浅孔钻直径： 10-18/16-58间隔： 0.5MM刀片类型： 3种L形 5*7种P形刀片可转位次数： 2次 4次刀体： 一种刀体配对一种尺寸的刀片精度： 0.15-0.2MM粗糙度： 差

24、加工材料范围： 几乎全部钻尖角度： 几乎180度动平衡： 差受力情况： 不均匀长径比： 4倍加工效率： 一般XTRA.TEC钻头12-31MM0.1MM很多系列1次一种刀体可以装1MM的刀片IT8级好部分钢件和铸铁140度好均匀7倍高各种钻头加工孔可以达到的精度等级ISO/ToleranceIT5IT6直槽浅孔钻螺旋槽浅孔钻单刃钻IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14钻头形式硬质合金内冷直槽钻整体硬质合金直槽钻型号：B1332, B1333整体硬质合金钻头，DIN 6537不带压力面的圆柱柄 DIN 6535 HAKB1332：短系列, 钻孔深度 6X Dc B1333：长

25、系列, 钻孔深度 13 X Dc 支撑条切削刃整体硬质合金直槽钻。直槽带内冷却孔WK 10 未镀层直径Dc 的范围: 5 - 16 mm工作部分直径Dc公差: m7, 柄部直径d1 公差: h6主要适用于铸件和铝合金直槽钻带有修光刃可以提高表面光洁度为保证排削可靠、工件光洁度和刀具寿命建议使用内冷XD-整体硬质合金深孔钻头可以加工30DC深度的孔 Flute profile: ALPHA 4 modified Point geometry: ALPHA 4 Shank: DIN 6535 HA Diameter tolerance:h 7 (pilote hole with standard

26、ALPHA drills possible) Coating: TFP (TINAL FUTURA POINT) Margins: 4 above dia 5 mm (same as A 6585 TFT) Diameter: 3,0 - 12,0 mm - specials up to 20 mm Maximum flute length: 34 x d ( specials up to 40 x d possible after approval by TITEX Technology Center) Maximum overall length: 450 mm ( = dia.10 -

27、20 mm)XD-Technology: Product InformationDesign Features A 6685 TFP - A 6985 TFP 4 Margins, 2 of them on themiddle of land on dias 5.0 mmPoint geometry - ALPHA 4Special flute design: XD-TechnologyCoating: TFP( TiNAL FUTURA POINT )Patent pending各种钻头应用范围8xd“Klassisches” Segment fr das Bohren mit VHM.80

28、Deep hole drilling20 xd30 xd100 xdApprox. 85% of applicationsDrilling depth205xd3xddiameter1钻孔加工刀具选择钻孔加工:直径分类:小直径(DC小于20毫米)一般选择用整体硬质合金钻头或高速钢钻头加工.直径大于12毫米出现浅孔钻和XTRA.TEC钻头(带刀片钻头)长径比分类:1.长径比小于5倍,可以用浅孔钻加工(须带内冷).2.长径比小于7倍,可以用XTRA.TEC钻头加工(须带内冷).3. 长径比小于12倍,可以用整体硬质合金直槽钻头加工(须带内冷).4.长径比小于30倍,可以用整体硬质合金XD螺旋槽钻头

29、加工(须带内冷).5.长径比大于30倍,可以用枪钻头加工(须带内冷).6.直径只要不是太长,都可以使用高速钢钻头加工.瓦尔特镗孔刀具瓦尔特镗刀主要分为：-粗镗刀B3220-精镗刀B3230-动平衡镗刀B4030NOVEX 双刃扩孔刀 B3220 刀体连接部分是NCT结构，因此装夹稳定性和通用性都很好。刀体上有调整螺钉，能够调整小刀座，从而达到调整直径的目的内冷却结构可安装标准90刀座正常情况下Z2，特殊情况下，Z1刀体上也可安装15，30，45，75 刀座。由于刀座是垂直安装在刀体上，因此在调整直径时，刀具长度无任何变化NOVEX 双刃扩孔刀 B3220小直径范围： 20 - 153 mm基本

30、刀体和2个刀座共分8个尺寸段，因此有8个基本刀体共10对刀座，2种形状的刀片 C形和W形刀片，80度。大直径范围：150640mm1个基本刀体（此刀体与精镗刀B3230的基本刀体一样共有7种连接桥（此连接桥与精镗刀的连接桥一样每个连接桥上安装2个刀座夹持块和2个刀座刀座分二种粗镗刀的一些特点粗镗刀特点：最大切深为12MM。有两种刀片，C形和W形刀片。在直径为150-640范围时，由于直径较大，所以W形刀片不适用由于刀体是模块化设计，所以必须与公司模块化刀柄配套。如果孔较深，超过3D，可以加接长杆或为增加刚性接缩紧杆接长可以设计非标粗镗倒角刀。NOVEX 单刃精镗刀 B3230刀体连接部分是NC

31、T结构，因此装夹稳定性和通用性都很好内冷却结构由于刀座与刀体之间是90度，因此在调整直径时，刀具长度无变化调整精度很高直径和长度与B3220粗镗刀相同可使用C形刀片可使用W形刀片W性刀片意味着经济性好，切削刃相比多。从直径245mm，使用同一种基本刀体直径: 17.8 - 45.5mm可使用硬质合金和钢刀杆对于不同的直径尺寸段，使用不同的刀座, 由于只使用同一种基本刀体，因此库存量减小直径: 8.8 - 18.5 mm使用可拆换小刀头可使用硬质合金和钢镗杆直径: 5.8 - 9.5mm带焊接刀头的硬质合金刀杆, 焊接刀头上有刀片槽(这是刀具行业里，使用小刀片的尺寸最小的精镗刀)。直径：26mm

32、小型整体硬质合金镗杆被安装在缩径套里使用B3230刀体,直径2- 45 mmB3230刀体,直径20 - 153 mm1、直径20 - 153 mm的镗刀刀体 2、8 种基本刀体3、可以保证IT7级的加工精度和1.6的光洁度，可以达到IT6级精度。4、刻度盘每小格为0.002毫米.5、标准产品一般长径比在3:1左右.6、产品全部为内冷却结构.7、连接方式为模块化式,定位精度高.8、刀片有多种槽型与材质,适应不同工件材料和不同加工方式要求.产品主要特征:B3230刀体,直径150- 640 mm直径150 - 640 mm 的镗刀刀体共有7种连接桥每个刀体上安装一个刀座夹持块和一个平衡块平衡块主

33、要是保证刀具动平衡。C形刀片和W形刀片两种刀片形式。适用于大孔径的孔精镗，如大的减速器和船用柴油机缸孔加工。非标镗刀示例小刀座精加工刀具特殊刀具： 精密可调小刀座，保证镗孔精度，而且2台阶组合幅度提高加工效率瓦尔特小刀座调整范围组别 页码 轴向 径向1ISO标准刀座 P350 2毫米 0.5毫米2MINI小刀座 P357 0.6毫米 0.6毫米3MINI微型小刀座 P360/364 1.0毫米 0.5毫米4精镗刀座 P363 1.0毫米 0.3毫米NOVEX 精镗刀座的特点及调整方法1、径向调整范围是0.3MM，转变为孔的直径为0.6MM。2、轴向调整范围是1MM。3、调整刻度每格0.002M

34、M。4、调整需要从小到大，而不能直接从大到小，主要防止回缩时有间隙。5、不能调到极限，会导致调整螺钉太松而松动。动平衡镗刀主要应用在高速切削场合.优点:1.提高加工效率.2.提高孔的加工精度.3.提高孔的表面光洁度.4.延长刀具寿命高速切削对刀具磨损的影响切削力切削速度刀具磨损水平线曲线HSC高速切削的机理切削温度热能在工件、切屑及刀具里的分布取决于加工条件，对其影响较大的为切削速度、切削厚度、刀片的几何形状及刀片的磨损程度。对较高速的切削，大约80%90%的热量被切屑带走。对工件来讲有三个热源，剪切面、切屑从工件上断裂所做的功、后刀面的摩擦。这些热源占切削总热量的5%15%。动平衡镗刀动平衡

35、镗刀根据 DIN ISO 1940 对不同平衡组别 G 0.4 - G 250高速旋转体用 一般机床零件用 Balanceable fine-bore-tools - proceeding铰刀的应用范围 直径公差 IT8的孔 表面粗糙度有要求 (通常 Rz 12) 有圆度公差要求的孔 对于圆柱度有要求的孔 阶梯孔 (同一轴线上直径不同) 系列孔 (同一轴线上直径) 有高的同轴度的要求高的质量要求在加工过程中很容易引起综合的问题铰刀能达到的孔的质量 直径公差: - 多刃铰刀: IT7, 部分 IT6 - 带导向的铰刀: IT5 到 IT7 表面质量: - 多刃铰刀: Rz 4 8 m 钢, 球墨

36、铸铁 (金属陶瓷) Rz 6 10 m 灰铸铁 (硬质合金, 涂层) Rz 1 3 m 铝合金 (金刚石) -带导向的铰刀: Rz 3 6 m 对于钢件和球墨铸铁 (金属陶瓷)Rz 4 10 m 对于灰铸铁 (硬质合金, 涂层)Rz 1 3 m 铝合金 (金刚石) 粗糙度: -多刃铰刀:3 - 6 m -带导向的铰刀:2 - 4 m 圆柱度: -多刃铰刀:app. 10 m 在 100 mm 长度上 -带导向的铰刀:app. 5 m 在 100 mm 长度上 断续切削的影响 -多刃铰刀:由于没有导向条影响比较大 -带导向的铰刀:由于有导向条影响比较小铣削概述铣削概述铣削也是一种通过运动对金属进

37、行分级切除的加工方法。刀具作旋转运动而通常工件对着刀具作直线进给。在某些情况下，工件保持固定而旋转的刀具作横向直线进给。铣削刀具有几条能连续切除一定量材科的切削刃。两条或更多的刀刃同时切入材料，这样刀具就在工件上将材料切到一定的深度。 粗加工粗加工是以切除的切屑量为标志，在粗加工时采用大进给和尽可能大的切深，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。粗加工对工件表面质量的要求不高。精加工在精加工时最主要考虑的是工件的表面质量而不是切屑体积，精加工通常采用小切深，刀具的副刀刃具有专门的形状。根据所使用的机床、切削方式、材料以及所采用的标准铣刀可使表面质量达到Ra1,6m在极好的条件下甚至可以达到Ra

38、0, 4m。FFhFvFFhFvUp millingDown milling切削力顺 铣顺铣时刀具旋转方向和进给方向相同。顺铣开始时切屑的厚度在为最大值，切削力是指向机床台面的。顺铣是为获得良好的表面质量而最常用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床运行平稳等优点，适用于在较好的切削条件下加工高合金钢。使用说明：不宜加工含硬表层的工件（如铸件表层），因为这时刀刃必须从外部通过工件的硬化表层，从而产生较强的磨损。逆 铣逆铣时刀具旋转方向与进给方向相反。逆铣开始时切屑的厚度为0，当切削结束时切屑的厚度增大到最大值。铣削过程中包含着抛光作用。切削力是离开安装工件的机床工作台面的。鉴于采用这种方法产

39、生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加工、高合金钢产生表面硬化，表面质量不理想等，所以这种方法极少使用。使用说明：必须完全将工件夹紧，否则有提起工作台的危险。顺铣和逆铣在面铣削中，顺铣和逆铣也会出现，但其切削作用将受到旋转的位置以及刀具的尺寸和几何形状的影响。安装刀具时，如果主轴的中心位于工件之外，而且刀具的旋转方向与进给方向相同，这样得到的是顺铣；如果旋转的方向与进给方向相反则得到的是逆铣。刀具定位切削的开始与结束可能是件复杂的事情。因为此时，当刀具在切入以及离开切削时，切入的角度将发生变化。如待加工工件的表面有空隙，则情况也是如此。在为某一加工选择铣刀时，这些情况都应予以

40、重视。可通过选择不同齿距的铣刀或是其他形状的铁刀来弥补这种情况。根据经验;工件与刀具的直径之间的关系取2/34/5（工件直径/刀具直径）是恰当的。作这种加工时应记住这一点。vibrations bad surface finish fritteringsmoother cutting good surface finish longer tool lifeonly one tooth cuttingseveral teeth cuttingless favourablefavourableM1-024-0008-E-pCutting conditions when side- and face

41、-milling.cutting forcesarc of cutAdvantages:longer arc of cut (engagement) =longer tool lifeless vibration面铣刀位置切削长度在铣削中，切削长度对刀具寿命的影响要比切屑厚度的影响大。中心定位的刀具使每一条切削刃得到最短的切削长度，刀具向横向移动将使弧形的切削长度变长。将刀具调节接近中心意味着可得到最大的平均切屑厚度。可转位铣刀结构螺钉锁紧用锁紧螺钉刀片以力传递和形状传递的方式夹紧（三点接触）。优点：可转位刀片锁紧可靠。大容量屑槽能使切屑自由流出。可转位刀片承受的热载荷较小，从而提高了刀片的耐

42、用度。即使是最小的可转位刀片也能可靠地锁紧使用说明：只能使用厂家提供的锁紧螺钉。螺钉式锁紧结构缺点：螺丝出现疲劳现象时难以保证可转位刀片的可靠定位。操作要小心，因为在上或取刀片时螺丝容易滑落。螺丝顶部可能会被出屑损坏，尤其在内部加工时容易出现这种现象。锲形锁紧使用锁紧锲将可转位刀片夹紧。优点：刀齿可密布。缺点：用锁紧螺钉将可转位刀片仅以力传递方式夹紧（圆周方向端面跳动问题）。由于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆盖，因而容屑槽小，排屑不畅。导热性差。因可转位刀片定位低，承受交变弯曲应力，使可转位刀片耐用度降低。模块式铣刀使用模块化刀具可以：在不同的加工条件下通过更换刀垫达到最佳效果刀片轴向位置可调

43、，以达到最佳效果减少因撞刀引起的损失增加加工应变能力，提高企业市场竞争力只要增加新的模块就能使用新产品、新技术平装刀片平装结构铣刀的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片。切削力方向的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。立装刀片立装结构的刀片由于刀片采用切削力夹紧，夹紧力随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大容屑空间。由于刀片切向安装，在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工。可转位铣刀的齿数铣刀齿数多，可提高生产效率，但受容屑空间、刀齿强度、机床功率及刚性等的限制，不同直径的可转位铣刀的齿

44、数均有相应规定。为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型。粗齿铣刀又称疏齿铣刀，适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工；当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。中齿铣刀系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀。铣刀角度可转位铣刀主要几何角度的符号及意义名称符号（度） 定义 作用 前角 g0 前面与基面间的夹角，在主剖面中测量。决定切削刃的锋利程度和强度。增大前角可减小

45、切屑变形，减小切削力和切削功率。刃倾角 ls主切削刃与基面间的夹角，在切削平面中测量。控制切屑流向，影响切削刃强度和切削分力的大小。背前角（轴向前角） gp 前面与基面间的夹角，在背平面中测量。决定切削刃的强度和切屑的流向，影响切削分力的大小和表面质量。侧前角（径向前角） gf 前面与基面间的夹角，在假定工作平面中测量。决定刀齿的强度和切削力的大小。主偏角 kr 主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。影响刀尖部分的强度、切削分力之间的比例、工件表面的形状和切削刃参加切削的长度。副偏角 kr 副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量减小副切削刃、副后面与工件已加工表面的摩擦，影响

46、表面粗糙度。后角a0 后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量。减小后面与工作表面间的摩擦，并与前角决定切削刃的锋利和强度。铣刀主偏角主偏角为切削刃与切削平面的夹角。可转位铣刀的主偏角主要有90(或8945)、88、75、60、45(或43)等几种。主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。铣刀的主偏角越小，其径向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也随之减小。主偏角对切深的影响Depth of cut (ap) mmRequired effective cutting edge length (La)mmapLaL90主偏角铣刀在铣削带凸肩的平面

47、时选用，一般不用于纯平面加工。该类刀具通用性好(即可加工台阶面，又可加工平面)，在单件、小批量加工中选用。由于该类刀具的径向切削力等于切削力，进给抗力大，易振动，因而要求机床具有较大功率和足够的刚性。在加工带凸肩的平面时，也可选用8945或88主偏角的铣刀，较之90主偏角铣刀，其切削性能有一定改善。6075主偏角铣刀适用于平面铣削的粗加工。由于径向切削力明显减小(特别是60时)，其抗振性有较大改善，切削平稳、轻快，在平面加工中应优先选用。75主偏角铣刀为通用型刀具，适用范围较广；60主偏角铣刀主要用于镗铣床、加工中心上的粗铣和半精铣加工。45主偏角铣刀此类铣刀的径向切削力大幅度减小，约等于轴向

48、切削力，切削载荷分布在较长的切削刃上，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时，刀片破损率低，耐用度高；在加工铸铁件时，工件边缘不易产生崩刃。铣刀前角铣刀的前角可分解为径向前角f和轴向前角p，径向前角f主要影响切削功率；轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向，当p为正值时切屑即飞离加工面。双正前角切削轻快，排屑顺利但切削刃强度较差。适用于加工软材料和不锈钢、耐热钢、普通钢和铸铁等。在小功率机床、工艺系统刚性不足、以及有积屑瘤产生时应优先选用该形式。双负前角抗冲击能力强，采用负型刀片，适用于粗铣铸钢、铸铁和高硬度、高强度钢。但铣削功率消耗大，需要极好的工艺系统

49、刚性正负前角切削刃抗冲击性能较强，切削刃也较锋利。适用于加工钢、铸钢和铸铁。大余量铣削时，效果也较好面铣削定义：加工平面。面铣削是最常用的铣削类型，用于铣削与刀具面平行的平面。铣刀常安装在主轴上。完成面铣削加工既能使用具有一定直径的刀具，使工件的加工在一次行程中就能完成，又能使用需几次行程才能完成工件加工的那种直径的铣刀。立铣削定义：加工大约90的台阶面。该种铣削与面铣削多少有点相似，但其圆周切削刃的角度起有决定性的作用。如果要加工的工件的某部分是90凸肩时，只能使用这种刀具。刀具的侧面（主偏角）与旋转的轴相平行。该铣削又常被台阶铣削、凸肩铣削或端铣削槽铣削定义：加工一个台阶或一条槽，在加工过

50、程中切深与铣削宽度的比例很大。一种是较小型的较长的方型凸肩铣削。刀具的设计与切削的形状在许多方面是相似的。端铣刀在其所应用的尺寸范围内有着许多用途，它不仅可加工出较深的侧面或较深的90凸肩，还可加工槽。仿形铣削定义：加工一个自由形状表面(弧形表面)接刀痕产生原因：主要由于机床主轴与工作平台存在垂直度误差造成.只要是两次走刀便会产生接刀痕,而且接刀痕是无法避免的.减少措施：1.精加工时如果可能选择大余铣削工件宽度的刀具直径,一刀完成加工.2.如果必须多次走刀,则减少切宽来减小接刀痕.3.选择刚性较好的刀具.4.选择直径相对较小的刀具,多次走刀.5.选择负偏角较小的刀具加工。接刀痕提高表面光洁度常

51、用方法：1.提高线速度.2.降低进给.3.采用带修光刃的铣刀.4.提高刀体刚性.5.采用磨削刀片.粗、精加工刀片的位置粗精加工刀片组合粗加工刀片修光刃精加工刀片SN.1205. FR720M 粗加工刀片精加工刀片可转位刀片可转位刀片刀座刀座铣刀选择铣刀类型的判断及选择：根据加工方式，确定铣刀类型： 面铣刀、立铣刀、槽铣刀、玉米铣刀、仿形铣刀、非标铣刀等。 根据图纸的精度与光洁度来确定选择粗加工刀具、精加工刀具。原则上：1、根据工件、机床特点来确定刀具主偏角，加工平面在系统刚性满足的情况下优先选择面铣刀，在刚性较弱或刀具干涉的情况下选择立铣刀来替代面铣刀，确保加工时振动降低。 2、在刚性非常好的

52、情况下，优先选择45度主偏角的面铣刀以确保最佳金属切除率，保证加工效率。3、在希望获得刀具通用性的情况下，可以选择立铣刀进行多种方式的加工，面铣、台阶铣、插补铣等。主偏角对金属切除率的影响hh = f x sinA= ap x f = b x h= 75= 45= 90apapapbb(b)fffhh(h)铣刀选择1、刀具直径大小：DC=？一般根据图纸尺寸来确定刀具直径及其他相关尺寸2、刀具齿数多少：Z=？根据工件材料来选择，一般铸铁类选择密齿，钢件及其它类选择疏齿3、刀具悬伸：LC=？原则上在确保不干涉的情况下越短越好，以保证刀具的刚性。4、刀片槽型：铸铁类可以不需要特定的断削槽，难断削材料

53、需要断削槽5、刀片材质及涂层：对应各家刀具生产厂家选择对应的材料及涂层，在同类别中根据粗、精加工不同，分别选择不同硬度的刀具材质来对应，以防止崩刃或刀具急剧磨损状况的发生。6、刀具是否需要内冷方式：刀具悬伸与刚性关系Esteel = 210.000 N/mmECarb. = 600.000 N/mm切削刃处理AASection A - ASharp edgerounded edgechamferL加工钢件的槽型加工铸铁的槽型加工铝合金的槽型瓦尔特刀具涂层加工铸铁WAK老虎涂层加工钢件WAP涂层新型WPP车加工钢件涂层铣加工新型WKP涂层加工不锈钢、高温合金新型AL2O3涂层介绍 切削要素对加工

54、的影响切削三要素切削速度Vc：进给量f：切深ap切削速度Vc切削速度Vc：切削速度是指切削刃上选定点相对于工件主运动的 瞬时速度，单位为m/min 。切削速度对刀具耐用度的影响很大，提高切削速度，使切削温度上升，刀具耐用度大大缩短，但加工效率高。1.样本切削速度是以刀具寿命30分钟给出的，切削速度提高20%，刀具耐用度降低1/2；切削速度提高50%，刀具耐用度降至原来的1/5。2.低切削速度（切速20-40m/min）时，易产生振动，刀具耐用度亦低。3.同种材料硬度高，切速应下降；硬度低，切速应上升。4.切削速度提高，表面粗糙度好；切削速度下降，表面粗糙度差。进给量f在车削过程中工件每转一转，车刀前进的量即进给量。进给量与加工表面粗糙度有很大的关系，通常按表面粗糙度要求确定进给1.进给量应大于倒棱宽度，否则无法断屑,一般取倒棱宽度的两倍左右2. 进给量大，切屑层厚度增加，切削力增大3.进给量大，相应需要较大的切削功率进给量的影响1.进给量小，后面磨损大，刀具耐用度很快降低2.进给量大，切削温度升高，后刀面磨损增大，但它对刀具耐用度的影响比切削速度小3.进给量大，加工效率高，所以刀具寿命变相增加。4.进给量在0.1-0.4之间，对后刀面的影响较小，视具体情况而定。5.经验公式f粗=0.5*刀尖半径切深ap切深是根据工件的余量