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1、数控刀具-应用技术 株洲钻石切削刀具股份公司 吴杨勇05.7.10,数控刀具,数控刀具在国内特指与加工中心、数控车床、数控铣床等先进、高效的数控机床相配套使用的刀具。在国外没有严格界定，统称为金属切削工具，应用在所有机械加工之中，以其高效精密和综合切削性能取代了传统的切削工具。刀具性能和质量直接影响到数万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏，直接影响到整个机械制造工业的生产技术水平和经济效益。,21世纪机械制造业的主流,在整个21世纪中,金属切削加工仍是机械制造业的主导方法，切削加工（含磨削）不仅占其 90% 以上的份额，而且刀具消耗费用占制造成本的 2-5% 。 国外的企业家讲：“企业的红利
2、在刀刃上” 中国的古人云：“工欲善其事，必先利其器” 在未来的十年中, 超过50%的制造业的加工需求可能将由加工中心来完成。,全球机械加工工业市场 机床市场和切削刀具工业,低成本,更快捷的交货期,使新产品和新技术的发展有了史无前例的发展速度和空间,高性能,高品质,对产品制造的要求,现代切削刀具与传统刀具的差异,现代切削刀具与传统刀具的差异,合理选配刀具,根据公司标准产品特点合理选配 根据公司设计和生产非标能力合理选配 根据用户被加工零件合理选配 根据用户机床特点合理选配 根据用户成本预算合理选配 根据现有库存及其他考虑因素合理选配 在刀具配套过程中：没有最好的，只有最合适的,车床刀具配套信息,
3、机床信息 车床类型：普车，简易数控车，全功能数控车 可装刀数量，刀方尺寸，左/右刀，冷却方式 最高转速，最大加工直径，最大加工长度 工件信息 工件形式，尺寸精度(最好有零件图纸) 工件材料，硬度 工件毛坯状态,加工中心配套信息,机床信息 机床类型，主柄接口，主轴直径，主轴功率 最高转速，刀库容量，最大刀具直径，最大刀具长度，最大刀具重量 X，Y，Z轴行程，工作台尺寸 立加：主轴端面到工作台面最小尺寸；卧加：主轴端面到工作台中心最小尺寸，主轴中心到工作台面最小尺寸,加工中心配套信息,换刀时间，快移速度 冷却方式 工件信息 工件形式，尺寸精度(有零件图纸) 工件材料，硬度 工件毛坯状态，明确加工部
4、位 其他信息 如工件装夹方式，加工节拍等,刀具配套方案表格,用户，工件，机床信息 工艺路线 刀具选型 切削参数 加工节拍 报价 刀具配套方案表格,第一章 可转位刀片合理选配,可转位切削刀片合理选择的基本原则,1、切削效率高 能在最短的机动时间内完成零件加工。 2、加工质量好 能保证或提高零件的精度和粗糙度要求。 3、辅助时间少 具有合理的刀具耐用度，刃磨方便，换 刀快。 4、断屑性能好 断屑良好，排屑顺利。 5、经济效果大 刀具制造方便，成本低，充分利用刀具 切削部分的材料。,可转位刀片选择过程中的主要考虑因素,1、工件加工方法及刀具的结构 2、刀片的型号 3、刀片的槽型 4、刀片的材质,工件
5、加工方法及刀具的结构,1、车：外圆/内孔/端面 2、铣：面铣/立铣/仿型铣 3、镗 4、钻,刀片型号的选择,1、刀片的形状应根据刀具所需的主偏角、可接近性及 通用性选择！ 刀尖角度必须根据强度和经济性选择！刀尖角越大，切削刃强度越高，通用性越差，振动倾向越大，所需功率越大,180 100 90 60 55 35,R型 C型 S型 T型 D型 V型,刀片型号的选择,2、刀尖半径主要影响： 粗加工中的刀具强度 精加工中的表面质量 a. 粗加工刀尖选择原则 尽可能选取大刀尖半径，常用为1.2 - 1.6mm 大刀尖半径可允许大进给，经验法则：fn = 0.5*刀尖半径 如有振动倾向，选择较小刀尖半径
6、,刀片型号的选择,b.精加工刀尖选择原则 刀尖半径一般选择 0.4 -0.8mm 加工精度受刀尖半径、进给量、工件装夹稳固性、机床的刚性功率的影响 提高切削速度和采用正前角有利于提高精度 采用带后角的刀片可以提高工件表面质量,不同刀尖半径时最大进给指南,刀尖圆弧与表面粗糙度,h=,125f2,R,(m),h：残留面积高度(m) R： 刀尖圆角半径(mm) f： 进给量(mm/rev),刀片槽型的选择,一、作用 1、断屑槽的意义就是使切屑能按预先设定的方式，进行卷曲、流动和折断，使其形成“可接受”的良好屑形，从而实现对切屑的有效控制（如图所示的“C”形屑）。 2、与材质优化，有效控制刀具锋利程度
7、，以保证耐磨性切削力和强度达到最佳效果。 二、分类 通用槽和专用槽,平行槽断屑示意图,刀片牌号的选择,蓝色(钢P)：碳素钢、低合金钢、高合金钢,黄色(不锈钢M)：奥氏体CrNi钢、马氏体Cr钢,红色(铸铁K)：灰铸铁、球墨铸铁、烧结铁,绿色(非金属材料/有色金属N)：铝合金、铜及铜合金,橙色(高温合金S)：Ni基/Co基合金、钛合金,白色(硬金属H)：淬火钢(HRC45)，冷硬铸铁,工件材料分为六大类。每一种颜色对应不同类的工件材料。,第二章 硬质合金刀具及配套应用,硬质合金刀具,四大系列 钻头 铰刀 螺纹刀具 铣刀,钻头总共有7项： NC定心钻 阶梯钻头 麻花钻 内冷麻花钻头 三刃钻 直槽钻
8、 中心钻,麻花钻头,系列-铸铁、铝合金加工的首选,R型自定心钻尖,自定心钻头，不需打预孔 1101长式设计：最大孔深=（9-10）d 1102/1924短式设计：最大孔深=（4-5）d 孔公差：IT9-IT10 表面粗糙度：Ra2-3um K20UF/K40UF材质满足不同的加工要求,工况条件差 较大进给,工况条件一般 普通进给,工况条件好 较小进给,系列-铸铁、铝合金的高效加工,高生产率 良好的刚性 加工精度更高 孔公差：IT7-IT8 表面粗糙度：Ra2-3um 短式设计，最大孔深=（3-4）d K40UF材质使刀具安全性更高,普通进给加工 排屑困难的加工,高进给加工 加工精度要求高 排屑
9、顺畅的加工,三刃钻头/直槽钻,直槽钻头,主要加工有色金属，灰铸铁。 加孔径可达IT8级精度，表面粗糙度Ra1.6。,麻花钻,直槽钻,麻花钻头,1110系列-不锈钢加工的首选,高强度结构设计 短式设计，最大孔深=（2-3）d 孔公差：IT8-IT10 表面粗糙度：Ra2-3um K40UF材质使刀具安全性更高,工况条件极差加工铸铁和铝合金仍然是理想的解决方案,麻花钻头,内冷、外冷、直柄、削平柄具全 短式设计，最大孔深=（4-5）d 长式设计，最大孔深=（7-8）d m7公差以适合攻丝加工 孔公差：IT8-IT10 表面粗糙度：Ra2-3um 柄部增强结构 锋利与强度相结合的切削刃 K40UF高韧
10、性材质使刀具安全性更高,钢材加工的首选,麻花钻头,外冷,内冷,钢的加工 排屑流畅的加工,不锈钢的加工 排屑困难的加工 较高速度加工,精度要求较高 一般情况加工,轴向力较大的加工 较硬材料的加工,螺纹底孔阶梯钻,螺纹底孔+孔口倒角加工,1511系列 粗牙,1512系列 细牙,钻（M4-M16）螺纹底孔 螺纹底孔与孔口倒角一次加工而成 可节省加工中心及流水生产线的刀具空间及换刀时间 粗牙、细牙螺纹底孔规格具全,NC定心钻头,K20UF,非涂层 涂层,中心钻头,K20UF,非涂层,钻孔路径的选择,路径一 特点: 定位准确 路线较长:378.6 mm,路径二 特点: 路线最短: 361.4mm 定位相
11、对较差,钻孔路径的选择,在批量生产中,减少刀具 的空行时间是非常有必要的!,硬质合金铰刀,3121, 3122, 3123, 3921,铰孔精度可达 IT6-7 表面粗糙度可达Ra0.4-1.6 直槽、螺旋槽结构俱全 高耐磨K20UF材质与涂层的完美结合，以适应各种材料的加工 可提供不等齿距系列及大螺旋系列,d=2-22,3101, 3102, 3103,硬质合金铰刀,直槽 大多数普通情况的加工 无排屑方向要求,莫式锥柄 加工余量较大的铰孔 较大悬伸的加工 扭矩较大的加工,螺旋槽 切削轻快、平稳、排屑好 耐用度高 铰孔质量好 断续表面的孔加工 较深孔的加工 有色金属加工,左旋 通孔加工,右旋
12、盲孔加工 要求较大夹紧力,螺纹刀具,丝锥可加工M3-M12的螺纹孔 更大的螺纹孔，螺纹铣刀是理想的选择，可加工M5-M20的螺纹孔 直槽结构及右螺旋槽结构 高韧性材质K40UF和涂层的完美结合，确保更高的刀具寿命,4201, 4202, 4605, 4606，4551系列-孔的螺纹加工,d=M3-M20,硬质合金立铣刀,立铣刀总共分有8项： 通用立铣刀 键槽立铣刀 模具立铣刀 铝合金加工立铣刀 镍基合金/钛合金/不锈钢加工用立铣刀 普通硬度加工用立铣刀 硬切削加工用立铣刀 高速切削用立铣刀,通用立铣刀,5501-长系列 5502-短系列,5504-短系列 5506-长系列,5505-短系列,5
13、601、5602、5604、5605、5606 削平柄系列,2刃30度螺旋角,3刃45度螺旋角 推荐首选,4刃45度螺旋角,2刃、3刃、4刃铣刀 30度-45度变化的螺旋角 长度任意选择 直柄和削平柄结构俱全,d=3-25(h10),键槽立铣刀,刀具直径经严格公差控制 用于加工公差严格的键槽 2刃、3刃、4刃铣刀 30度-55度变化的螺旋角 光直柄和削平柄结构俱全 K40UF材质与TiAlCN涂层完美的结合,强化刀尖设计,规格 d=3-25(e8),H9,3D进给型,更高精度的键槽可用如下方法加工： 1、小号键槽铣-粗加工全槽 2、侧铣-以逆铣方式精加工四周，得到真正的直角,难加工材料铣刀,5
14、511 3刃,5512 4刃,5513 4刃,强化刀尖设计,规格 d=6-16(e8),加工键槽仍然是理想的选择,55度大螺旋角设计 K44UF高强度材质与锋利的切削刃 形成完美的组合 TiAlCN与TiAlN涂层 3刃、4刃铣刀 光直柄和削平柄结构俱全,3D进给型,精加工铣刀,5521 45,5523 45,5524 45,45度螺旋角设计 最高加工硬度可达Hrc54 齿数可随直径改变，最多可达10齿 K40UF材质 TiAlCN与TiAlN涂层 光直柄和削平柄结构俱全,d=3-20(h10),强化刀尖设计,径向进给,铝合金铣刀,铝合金高速加工 切削速度可达2000m/min 长短任意选择
15、R铣刀和球头铣刀规格齐全,d=3-25,5584-加工键槽用,5581-短系列 5582-长系列,5585-短系列 5586-长系列,R0.5-2.5,3D进给型,N,402刃,302刃,402刃,模具铣刀,5571-短系列 5572-长系列,5573-短系列 5574-长系列,5671、5672、5673、5674削平柄系列,02刃,202刃,3D进给型,d=3-20(e8),光直柄可用于模具高速加工 加工硬度可达Hrc54 长短任意选择,硬切削/高速加工铣刀,R1.5-4.0,5651系列,5652-短系列 5653-长系列,5654-r1.0系列 5655-r1.5系列 5656-r1.
16、5-4.0短系列 5557-r1.5-3.5长系列,5552 5553 5554 5555 5556 5557 光直柄系列 适应于高速加工,55度大螺旋角设计 可加工硬度Hrc62的 淬硬钢 长短任意选择 d=3-25,高速加工铣刀,5561-短系列 5562-长系列,5564 r1.5-4.0短系列 5565 r1.5-4.0长系列 5566 r1.0-r2.0短系列,可加工硬度Hrc55-62的淬硬钢 长短任意选择 R铣刀规格齐全,5667 r0.5-2.0短系列 5568 r0.8-2.0长系列,302刃,304刃,454-6刃,d=3-20,工艺方案-侧铣及沟槽加工,粗加工首先考虑的是余量的去
