哈部培训模块-刀具斯内

培训模块17HAAS自动化培训1version-1刀具特许和可测量程度更好金属切削刀具和切削液2version-1

刀具选择的因素被加工材料的分类&特性

加工应用类型加工环境加工的需求选择合适的刀具-

原材料,几何形状,涂层3version-1

加工影响因素工件刀具的夹持机床条件(功率,转速)工件的夹持刀具4version-1

加工材料分类1.低硬钢TensileStrengthupto750N/mm^2(30HRc)2.中硬钢TensileStrength750-1300N/mm^2(30-40HRc)3.高硬钢TensileStrength1300–2000N/mm^2(40-55HRc)4.超硬钢TensileStrengthabove2000N/mm^2(55HRc)5.不锈钢6.钛及钛合金7.镍及镍基合金8.铸铁9.铝,铝合金及非铁金属钢5version-1

材料可加工性6version-1加工应用切槽粗加工仿形精加工切槽侧铣7version-1

加工环境加工中心参数功率(HP)主轴转速主轴传动(机械传动或电气传动)主轴数量立式/卧式主轴内冷冷却系统外部冷却/通过主轴内部冷却切削液Emulsion切削油Oil气冷Air雾冷Mist最少量润滑油MQL(MinimumQuantityLubrication)机床设备夹持状况刀具夹持

BT-40BT-50HSK-63WeldonParallelcolletsERcolletsShrinkfit工件夹持方式8version-1加工需求使用比较保守的切削参数,以获得尽可能长的刀具寿命使用比较进取的切削参数,以获得尽可能高的生产效率,对刀具寿命的要求不是很高.9version-1选择合适的刀具原材料几何形状涂层被加工材料的分类&特性

加工应用类型

加工环境客户加工的需求10version-1

立铣刀原材料选择硬度(Hv)用于硬度低于40HRc

的钢件和所有材料的一般要求加工.韧性(MPa)20001500100050050004000300020001000HSSM-42HSS-PM硬质合金10%Co.;0.8µ在刀具寿命和切削速度方面的表现优于M-42.用于稳定加工条件下的调质钢和其它材料,比HSS硬度高,韧性低.特别适用于高硬钢的加工.高硬度,低韧性.价格微粒硬质合金8%Co.;0.5µ柄部刀体端面

刀具几何形状柄部芯部直径

刀具几何形状刀具总长端面凹度切削直径轴向前角螺旋角柄部长度柄部直径切削长度齿缝角eccentricStraight

刀具几何形状

第一后角切削面

前角

第二后角

刀具刃数与加工效果的关系15version-1螺旋角16version-1传统波纹形状新一代波纹形状大齿距波纹小齿距波纹超小齿距波纹倒角波纹浅平波纹断屑槽波纹

粗加工波纹铣刀几何形状因素加工影响刃数表面质量,排屑空间螺旋角表面质量,排屑效果前角刃口强度,毛刺,振刀芯部直径排屑空间,振刀径向和轴向后角表面质量,振刀铣刀类型表面质量,机床负载

立铣刀几何形状的影响18version-1延长刀具寿命减少换刀次数减少修磨次数更高的切削速度和进给

更高的生产效率提高耐磨损性更好的润滑效果

–

更好的切屑流

涂层的优势19version-145029000.2–0.252–4TitaniumCarbonNitrideMonoTICN75029000.42–5TitaniumAluminumNitrideMulti–layersTIALNFTR750600550耐高温性

(OC)340023002200硬度(HV0.05Kg.)0.41-3TitaniumAluminumNitrideMonoTIALN-XTR0.3–0.42–4Multi–layersoftinZ-COAT0.3–0.42–4TitaniumNitrideMono-layerTIN摩擦系数

厚度

(Micron)涂层

涂层的类型&参数刀柄21version-1

工件夹持方式22version-1刀具装夹“方法与技巧”平稳性

主轴的高速转动

紧缩配合或套爪卡盘尽量缩短刀具和把柄的长度问题23version-1刀具夹紧装置选项低高精度端铣刀刀架双角夹头卡盘（DA)单角夹头卡盘（SA)ER夹头卡盘HP卡盘电力铣制卡盘热配合卡盘精度刀架精度以刀尖的跳动度和重复精度为基准由于侧面的锁定螺钉和直径公差，精度较低由于过时的设计和无行业标准，精度较低该单角夹头设计考虑到了较高的重复精度由于过时的设计和无行业标准，精度较低精度最高的标准夹头卡盘系统。有行业标准和先进的设计以ER系统为基础。具有仅公差特点的设计通过刀具的统一夹紧获得精度。滚柱轴承螺母仅能承受径向力通过刀具的统一夹紧获得精度。刀具受到的是100％的径向力。没有任何的附加夹紧机构通用性其通用性是由于它具有夹紧多种刀具刀柄尺寸的功能仅提供夹紧一种刀柄尺寸的功能双角系统使用多重系列，DA300,DA200,DA100,DAI80可夹紧到¾“单角系统使用三种系列，75PG,100PG,150PG,可夹紧到1－1/2“ER系统以米制通用尺寸为基础。它使用多重系列，ER11,ER16,ER20,ER25,ER32,ER40可夹紧至1.181“(30mm)与ER系统相同，只是必须使用HP夹头还原套管来夹紧不同直径的刀具仅提供夹紧一种刀柄尺寸的功能使用的灵活性使用的灵活性是指装卸切削刀具的过程一或两套螺钉来夹紧可将刀夹,螺母和刀具按任何顺序装配刀夹必须在刀具安装之前装进螺母中刀夹必须在刀具安装之前装进螺母中刀夹必须在刀具安装之前装进螺母中HP刀夹的塌陷范围仅为0.008“。必须使用合尺寸的夹头需要还原套管和合适的所需的转矩必须热收缩的方法来装卸刀具可靠性可靠性是指通过所需的维护来达到优化的精度端铣刀刀架事实上不需要任何维护须定期清洗刀夹和刀架座须定期清洗刀夹和刀架座须定期清洗刀夹和刀架座在换每把刀具时，必须全面清洗须定期清洗ID和轴衬热配合卡盘事实上不需要任何维护高速高速是指在工具架外，以高转速转动的平衡性和能力端铣刀的设计存在内在的不平衡性由于缺乏精度，使得双角夹头卡盘对高转速无能为力合理的精度使得它能在合适的高速下运转对于高速下应用来说，最优标准的夹头卡盘系统HP夹头是为高转速设计的同中心的设计，但是螺母具有相对较大的质量，且无重复性对于高速来说，是最好的选择。完全同中心的设计经济性经济性仅适用于最终用户的订单24version-1刀具几何形状正前角负前角超前角材料25version-1刀具几何形状–倾角轴向径向正正正负负负正*负26version-1铣刀几何形状–倾角倾角度数为正数的刀具刀片偏向轴线刀片没有支撑，它依靠刀具材料的抗剪切强度工作正的轴向倾角正的颈向倾角27version-1铣刀几何形状–倾角倾角度数为负数的刀具刀尖偏离轴线刀片由刀体支撑，它依靠刀片的抗压强度工作，抗压强度是抗剪切强度的4倍负的轴向前角负的颈向前角28version-1铣刀几何形状–倾角剪切角铣刀有个正的正的轴向倾角和一个负的径向倾角正的倾角将切屑从表面导出，负的倾角产生一个强有力的切削面正的轴向倾角负的径向倾角29version-1铣刀几何形状–主偏角主偏角和切削载荷主偏角通过拉长拉细切屑来减少切削载荷.01切屑厚度.25.25切屑深度切屑长度0度主偏角.25.005切屑厚度切屑深度切屑长度.560度主偏角30version-1优化的主偏角刀具主偏角的余弦×IPT＝实际的切削厚度主偏角余偏角切屑导出使用圆弧刀片的话，切屑导出和主偏角随着切削深度的变化而变化例子主偏角英寸/刀具（进给）实际切削厚度“B”切削厚度受主偏角。主偏角越大，切屑越薄（尽管它有助于较大的超出切削刃长度）。下列表格显示了主偏角和切屑厚度31version-1切屑宽度变小，切屑也跟着变薄进给旋转每齿的进给量实际切屑厚度实际切屑厚度32version-1铣刀定位恰当切削力进给量工件1/4到1/3铣刀直径W铣刀直径>1.6xW

铣刀定位恰当可将切削力引导到刀体上去33version-1侧视图刀具直径切削宽度仰视图每齿进给量实际切屑厚度方形车床M680的性能优化在任何切削宽度远小于刀具直径的应用场合，我们建议必须调整每齿进给量来补偿切屑变薄现象的产生。随着切削宽度成为刀具直径的很小的一部分，实际切削厚度变成了每齿进给量的较小的一部分。如果没有进行调整：很有可能就会导致卡塔的响声和颤动形成刀片磨损，并向刀片的边缘集中34version-1铣刀几何形状–主偏角切削载荷=主偏角余弦X每齿走刀量角度115304560余弦.99.965.866.707.5径向力%轴向力%9990805020110205080力=(实际功率X33,000)/SFM切屑厚度计算0主偏角主偏角进给力于进给方向平行这就可以使工件变形量最小凸肩加工能力完全切削力对切削口的冲击因为容易切入而保护易损的刀尖

NOSHOULDERINGCAPABILITY无凸肩加工功能可以降低切削厚度，提高切削率进给力使工件产生变形35version-1铣刀–主偏角尽管主偏角是-5度，但当切深很浅时，实际切角有62度36version-1光洁度表面粗糙度刀尖角进给速度摩擦主轴倾斜划痕术语37version-1表面光洁度粗糙度在产品上测量.030的距离.它表表面更加细小的不规则度平面度通过从一边到另一边，逐点测量而得到波纹度测量的距离比粗糙度长，大约是2英寸.测量值是百万分之一英寸(.000001英寸)，给出A.A.(算术平均值)或RMS(均方根)裂纹平行轴面典型的往复长度波纹间距波纹长度粗糙度的算数平均值Ra波峰波谷粗糙度间距粗糙度的样本长度或截止值38version-1改变刀尖角提高粗糙度刀尖角改变后同样的进给量.大的半径和大的角度可提高表面粗糙度

39version-1通过改变每转的进给量改变粗糙度.刀尖宽度每转的进给量比刀尖宽度大每转的进给量比刀尖宽度小40version-1平刀尖刀片刮擦式刀片光洁度:

要得到较高的光洁度,

每转进给量必须比刀片最下面得宽度要小擦拭刀片在刀体上的位置比其它所有刀片位置都要低擦拭刀片的平面越大，所能得到的光洁度越高，每转的进给量也越大41version-1去尖角的标准刀片有特殊刮擦面的刀片标准刀片加工的产品有更高的光洁度刮擦式刀片不同的刀片用不同的擦刮设计通常一把刀只用一个刮擦刀片42version-1表面划痕交叉的阴影线图案是由刀片的背面切削形成的，如果它们一致的话并不一定不好.查找原因：确定刀片安装了冲洗液装置主轴没有紧固检查所有刀片的高度 工件没有夹紧其它解决办法:

可以提高或减少进给速度.也可以增加一个刮擦面.减少DOC.43version-1偏转和间隙偏转间隙过大间隙44version-1轴向压力进给前端刀片离开了工件轴向压力向下压刀具体后端刀片随之切入产品45version-1关于光洁度的大概摘要进给量,主轴速度

和DOC降低进给速度提高主轴转速DOC-产品偏差和刀尖半径刀片刀尖半径大小越大光洁度越高大了可能导致振颤或倾斜等级–最硬，无碎裂去尖角或曲边刀体刀齿数－直径长度的3-4倍最小的跳动46version-1上尖角T型台阶.002r钝角T型台阶&钝角修边修边有几种方法，具体用那种要根据加工的要求来定上尖角型切削刃是最脆弱的，但加工的表面光洁度高。切削刃强度从钝角到T型台阶到T型台阶&钝角逐渐增加T型台阶&钝角适用于加工韧硬材料.47version-1磨耗种类48version-1磨耗形式下面是磨耗的一般类别:积屑瘤月牙洼侧刀面和刀尖加速磨损断裂剥落热裂解49version-1简介切削刀具可能出现许多不同的磨耗形式有些磨耗（初始磨耗）会导致其它磨耗（二次磨耗），这样使得检测变得困难理解初次磨耗是提高刀具寿命的关键50version-1简介(内容)学习金属切削的目标是经过正常磨损的刀具寿命。磨耗形式的一个重要指标是不规则的刀具寿命。51version-1磨耗模型表问题/磨耗模型原因控制方法/改进问题/磨耗模型原因控制方法/改进急剧后刀面磨损后刀面磨损宽度过大的切削速度工件材料的微观结构包含碳化物减少切削速度使用更硬的刀具选择更大正前角使切屑断裂加大冷却液的流动范围刀具月牙洼在切削刃的后部过大的切削速度使用了无效冷却液积屑瘤，形成裂痕，切屑烧结在DOC线的切屑积屑瘤较低切削速度较低的进给率较差的剪切作用减小切削速度和进给选择较硬等级的w/氧化物涂层选择更大正前角使切屑断裂加大冷却液的流动范围增加切削速度选择更大正前角使切屑断裂选择较硬等级（使用PVD涂层刀具）加大冷却液的流动范围刀刃切屑在后刀面的切屑较低的切削速度较低的进给率较差的剪切作用过大的进给率断续切削切口过深在DOC线上的切口后刀面磨损调整零件工件材料的加工硬化增大主偏角增加切削速度选择更硬的等级选择更强的使切屑断裂的方法如果可能的话，变化切削深度断裂选择了不合适的断切屑的方法和/或切削条件减少切削速度使用更硬的刀具选择更大正前角使切屑断裂确认安装的刚度已经足够大热裂解小切屑垂直热裂解切削温度的变化过大断续切削较差的表面精度减小进给率增大切削速度选择更强的使切屑断裂的方法较高的进给率较低的切削速度刀尖半径太小减小进给率增大切削速度选择更强的使切屑断裂的方法选择较硬等级的w/氧化物涂层使用大的刀尖半径工件颤动噪音安装不好刀片选择不正确使用更尖的刀片选择更大正前角使切屑断裂增大进给率增大主偏角使用小的刀尖半径不能接受的切屑控制（低碳钢)较低的进给率较大的刀尖半径增大进给率使用小的刀尖半径减小主偏角52version-1在DOC线的切屑积屑瘤积屑瘤，形成裂痕，切屑烧结较低切削速度较低的进给率较差的剪切作用增加切削速度选择更大正前角使切屑断裂选择较硬等级（使用PVD涂层刀具）加大冷却液的流动范围53version-1只允许正常侧刀面磨损而且也是正常磨损刀具寿命得判断标准磨耗模式问题/磨耗模型原因控制方法/改进急剧后刀面磨损后刀面磨损宽度过大的切削速度工件材料的微观结构包含碳化物减少切削速度使用更硬的刀具选择更大正前角使切屑断裂加大冷却液的流动范围54version-1正常磨损正常的侧面和刀尖磨损：预期的刀具寿命比其它磨耗形式的寿命更长磨损部分.015”-.030”55version-1ABC侧面磨损区的数值总的来说,刀片的寿命值应在指定在

“B”

区的末端。这个点可以通过测量磨损区的长度和对时间的比来确定。正常磨损侧刀面磨损区域时间（分）刀片尺寸(I.C.)磨损区域5