培訓模塊17HAAS自動化培訓1version-1刀具特許和可測量程度更好金屬切削刀具和切削液2version-1

刀具選擇的因素被加工材料的分類&特性

加工應用類型加工環境加工的需求選擇合適的刀具-

原材料,幾何形狀,涂層3version-1

加工影響因素工件刀具的夾持機床條件(功率,轉速)工件的夾持刀具4version-1

加工材料分類1.低硬鋼TensileStrengthupto750N/mm^2(30HRc)2.中硬鋼TensileStrength750-1300N/mm^2(30-40HRc)3.高硬鋼TensileStrength1300–2000N/mm^2(40-55HRc)4.超硬鋼TensileStrengthabove2000N/mm^2(55HRc)5.不銹鋼6.鈦及鈦合金7.鎳及鎳基合金8.鑄鐵9.鋁,鋁合金及非鐵金屬鋼5version-1

材料可加工性6version-1加工應用切槽粗加工仿形精加工切槽側銑7version-1

加工環境加工中心參數功率(HP)主軸轉速主軸傳動(機械傳動或電氣傳動)主軸數量立式/臥式主軸內冷冷卻系統外部冷卻/通過主軸內部冷卻切削液Emulsion切削油Oil氣冷Air霧冷Mist最少量潤滑油MQL(MinimumQuantityLubrication)機床設備夾持狀況刀具夾持

BT-40BT-50HSK-63WeldonParallelcolletsERcolletsShrinkfit工件夾持方式8version-1加工需求使用比較保守的切削參數,以獲得盡可能長的刀具壽命使用比較進取的切削參數,以獲得盡可能高的生產效率,對刀具壽命的要求不是很高.9version-1選擇合適的刀具原材料幾何形狀涂層被加工材料的分類&特性

加工應用類型

加工環境客戶加工的需求10version-1

立銑刀原材料選擇硬度(Hv)用于硬度低于40HRc

的鋼件和所有材料的一般要求加工.韌性(MPa)20001500100050050004000300020001000HSSM-42HSS-PM硬質合金10%Co.;0.8μ在刀具壽命和切削速度方面的表現優于M-42.用于穩定加工條件下的調質鋼和其它材料,比HSS硬度高,韌性低.特別適用于高硬鋼的加工.高硬度,低韌性.價格微粒硬質合金8%Co.;0.5μ柄部刀體端面

刀具幾何形狀柄部芯部直徑

刀具幾何形狀刀具總長端面凹度切削直徑軸向前角螺旋角柄部長度柄部直徑切削長度齒縫角eccentricStraight

刀具幾何形狀

第一后角切削面

前角

第二后角

刀具刃數與加工效果的關系15version-1螺旋角16version-1傳統波紋形狀新一代波紋形狀大齒距波紋小齒距波紋超小齒距波紋倒角波紋淺平波紋斷屑槽波紋

粗加工波紋銑刀幾何形狀因素加工影響刃數表面質量,排屑空間螺旋角表面質量,排屑效果前角刃口強度,毛刺,振刀芯部直徑排屑空間,振刀徑向和軸向后角表面質量,振刀銑刀類型表面質量,機床負載

立銑刀幾何形狀的影響18version-1延長刀具壽命減少換刀次數減少修磨次數更高的切削速度和進給

更高的生產效率提高耐磨損性更好的潤滑效果

–

更好的切屑流

涂層的優勢19version-145029000.2–0.252–4TitaniumCarbonNitrideMonoTICN75029000.42–5TitaniumAluminumNitrideMulti–layersTIALNFTR750600550耐高溫性

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

厚度

(Micron)涂層

涂層的類型&參數刀柄21version-1

工件夾持方式22version-1刀具裝夾“方法與技巧”平穩性

主軸的高速轉動

緊縮配合或套爪卡盤盡量縮短刀具和把柄的長度問題23version-1刀具夾緊裝置選項低高精度端銑刀刀架雙角夾頭卡盤（DA)單角夾頭卡盤（SA)ER夾頭卡盤HP卡盤電力銑制卡盤熱配合卡盤精度刀架精度以刀尖的跳動度和重復精度為基準由于側面的鎖定螺釘和直徑公差，精度較低由于過時的設計和無行業標準，精度較低該單角夾頭設計考慮到了較高的重復精度由于過時的設計和無行業標準，精度較低精度最高的標準夾頭卡盤系統。有行業標準和先進的設計以ER系統為基礎。具有僅公差特點的設計通過刀具的統一夾緊獲得精度。滾柱軸承螺母僅能承受徑向力通過刀具的統一夾緊獲得精度。刀具受到的是100％的徑向力。沒有任何的附加夾緊機構通用性其通用性是由于它具有夾緊多種刀具刀柄尺寸的功能僅提供夾緊一種刀柄尺寸的功能雙角系統使用多重系列，DA300,DA200,DA100,DAI80可夾緊到?“單角系統使用三種系列，75PG,100PG,150PG,可夾緊到1－1/2“ER系統以米制通用尺寸為基礎。它使用多重系列，ER11,ER16,ER20,ER25,ER32,ER40可夾緊至1.181“(30mm)與ER系統相同，只是必須使用HP夾頭還原套管來夾緊不同直徑的刀具僅提供夾緊一種刀柄尺寸的功能使用的靈活性使用的靈活性是指裝卸切削刀具的過程一或兩套螺釘來夾緊可將刀夾,螺母和刀具按任何順序裝配刀夾必須在刀具安裝之前裝進螺母中刀夾必須在刀具安裝之前裝進螺母中刀夾必須在刀具安裝之前裝進螺母中HP刀夾的塌陷范圍僅為0.008“。必須使用合尺寸的夾頭需要還原套管和合適的所需的轉矩必須熱收縮的方法來裝卸刀具可靠性可靠性是指通過所需的維護來達到優化的精度端銑刀刀架事實上不需要任何維護須定期清洗刀夾和刀架座須定期清洗刀夾和刀架座須定期清洗刀夾和刀架座在換每把刀具時，必須全面清洗須定期清洗ID和軸襯熱配合卡盤事實上不需要任何維護高速高速是指在工具架外，以高轉速轉動的平衡性和能力端銑刀的設計存在內在的不平衡性由于缺乏精度，使得雙角夾頭卡盤對高轉速無能為力合理的精度使得它能在合適的高速下運轉對于高速下應用來說，最優標準的夾頭卡盤系統HP夾頭是為高轉速設計的同中心的設計，但是螺母具有相對較大的質量，且無重復性對于高速來說，是最好的選擇。完全同中心的設計經濟性經濟性僅適用于最終用戶的訂單24version-1刀具幾何形狀正前角負前角超前角材料25version-1刀具幾何形狀–傾角軸向徑向正正正負負負正*負26version-1銑刀幾何形狀–傾角傾角度數為正數的刀具刀片偏向軸線刀片沒有支撐，它依靠刀具材料的抗剪切強度工作正的軸向傾角正的頸向傾角27version-1銑刀幾何形狀–傾角傾角度數為負數的刀具刀尖偏離軸線刀片由刀體支撐，它依靠刀片的抗壓強度工作，抗壓強度是抗剪切強度的4倍負的軸向前角負的頸向前角28version-1銑刀幾何形狀–傾角剪切角銑刀有個正的正的軸向傾角和一個負的徑向傾角正的傾角將切屑從表面導出，負的傾角產生一個強有力的切削面正的軸向傾角負的徑向傾角29version-1銑刀幾何形狀–主偏角主偏角和切削載荷主偏角通過拉長拉細切屑來減少切削載荷.01切屑厚度.25.25切屑深度切屑長度0度主偏角.25.005切屑厚度切屑深度切屑長度.560度主偏角30version-1優化的主偏角刀具主偏角的余弦×IPT＝實際的切削厚度主偏角余偏角切屑導出使用圓弧刀片的話，切屑導出和主偏角隨著切削深度的變化而變化例子主偏角英寸/刀具（進給）實際切削厚度“B”切削厚度受主偏角。主偏角越大，切屑越薄（盡管它有助于較大的超出切削刃長度）。下列表格顯示了主偏角和切屑厚度31version-1切屑寬度變小，切屑也跟著變薄進給旋轉每齒的進給量實際切屑厚度實際切屑厚度32version-1銑刀定位恰當切削力進給量工件1/4到1/3銑刀直徑W銑刀直徑>1.6xW

銑刀定位恰當可將切削力引導到刀體上去33version-1側視圖刀具直徑切削寬度仰視圖每齒進給量實際切屑厚度方形車床M680的性能優化在任何切削寬度遠小于刀具直徑的應用場合，我們建議必須調整每齒進給量來補償切屑變薄現象的產生。隨著切削寬度成為刀具直徑的很小的一部分，實際切削厚度變成了每齒進給量的較小的一部分。如果沒有進行調整：很有可能就會導致卡塔的響聲和顫動形成刀片磨損，并向刀片的邊緣集中34version-1銑刀幾何形狀–主偏角切削載荷=主偏角余弦X每齒走刀量角度115304560余弦.99.965.866.707.5徑向力%軸向力%9990805020110205080力=(實際功率X33,000)/SFM切屑厚度計算0主偏角主偏角進給力于進給方向平行這就可以使工件變形量最小凸肩加工能力完全切削力對切削口的沖擊因為容易切入而保護易損的刀尖

NOSHOULDERINGCAPABILITY無凸肩加工功能可以降低切削厚度，提高切削率進給力使工件產生變形35version-1銑刀–主偏角盡管主偏角是-5度，但當切深很淺時，實際切角有62度36version-1光潔度表面粗糙度刀尖角進給速度摩擦主軸傾斜劃痕術語37version-1表面光潔度粗糙度在產品上測量.030的距離.它表表面更加細小的不規則度平面度通過從一邊到另一邊，逐點測量而得到波紋度測量的距離比粗糙度長，大約是2英寸.測量值是百萬分之一英寸(.000001英寸)，給出A.A.(算術平均值)或RMS(均方根)裂紋平行軸面典型的往復長度波紋間距波紋長度粗糙度的算數平均值Ra波峰波谷粗糙度間距粗糙度的樣本長度或截止值38version-1改變刀尖角提高粗糙度刀尖角改變后同樣的進給量.大的半徑和大的角度可提高表面粗糙度

39version-1通過改變每轉的進給量改變粗糙度.刀尖寬度每轉的進給量比刀尖寬度大每轉的進給量比刀尖寬度小40version-1平刀尖刀片刮擦式刀片光潔度:

要得到較高的光潔度,

每轉進給量必須比刀片最下面得寬度要小擦拭刀片在刀體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，所能得到的光潔度越高，每轉的進給量也越大41version-1去尖角的標準刀片有特殊刮擦面的刀片標準刀片加工的產品有更高的光潔度刮擦式刀片不同的刀片用不同的擦刮設計通常一把刀只用一個刮擦刀片42version-1表面劃痕交叉的陰影線圖案是由刀片的背面切削形成的，如果它們一致的話并不一定不好.查找原因：確定刀片安裝了沖洗液裝置主軸沒有緊固檢查所有刀片的高度 工件沒有夾緊其它解決辦法:

可以提高或減少進給速度.也可以增加一個刮擦面.減少DOC.43version-1偏轉和間隙偏轉間隙過大間隙44version-1軸向壓力進給前端刀片離開了工件軸向壓力向下壓刀具體后端刀片隨之切入產品45version-1關于光潔度的大概摘要進給量,主軸速度

和DOC降低進給速度提高主軸轉速DOC-產品偏差和刀尖半徑刀片刀尖半徑大小越大光潔度越高大了可能導致振顫或傾斜等級–最硬，無碎裂去尖角或曲邊刀體刀齒數－直徑長度的3-4倍最小的跳動46version-1上尖角T型臺階.002r鈍角T型臺階&鈍角修邊修邊有幾種方法，具體用那種要根據加工的要求來定上尖角型切削刃是最脆弱的，但加工的表面光潔度高。切削刃強度從鈍角到T型臺階到T型臺階&鈍角逐漸增加T型臺階&鈍角適用于加工韌硬材料.47version-1磨耗種類48version-1磨耗形式下面是磨耗的一般類別:積屑瘤月牙洼側刀面和刀尖加速磨損斷裂剝落熱裂解49version-1簡介切削刀具可能出現許多不同的磨耗形式有些磨耗（初始磨耗）會導致其它磨耗（二次磨耗），這樣使得檢測變得困難理解初次磨耗是提高刀具壽命的關鍵50version-1簡介(內容)學習金屬切削的目標是經過正常磨損的刀具壽命。磨耗形式的一個重要指標是不規則的刀具壽命。51version-1磨耗模型表問題/磨耗模型原因控制方法/改進問題/磨耗模型原因控制方法/改進急劇后刀面磨損后刀面磨損寬度過大的切削速度工件材料的微觀結構包含碳化物減少切削速度使用更硬的刀具選擇更大正前角使切屑斷裂加大冷卻液的流動范圍刀具月牙洼在切削刃的后部過大的切削速度使用了無效冷卻液積屑瘤，形成裂痕，切屑燒結在DOC線的切屑積屑瘤較低切削速度較低的進給率較差的剪切作用減小切削速度和進給選擇較硬等級的w/氧化物涂層選擇更大正前角使切屑斷裂加大冷卻液的流動范圍增加切削速度選擇更大正前角使切屑斷裂選擇較硬等級（使用PVD涂層刀具）加大冷卻液的流動范圍刀刃切屑在后刀面的切屑較低的切削速度較低的進給率較差的剪切作用過大的進給率斷續切削切口過深在DOC線上的切口后刀面磨損調整零件工件材料的加工硬化增大主偏角增加切削速度選擇更硬的等級選擇更強的使切屑斷裂的方法如果可能的話，變化切削深度斷裂選擇了不合適的斷切屑的方法和/或切削條件減少切削速度使用更硬的刀具選擇更大正前角使切屑斷裂確認安裝的剛度已經足夠大熱裂解小切屑垂直熱裂解切削溫度的變化過大斷續切削較差的表面精度減小進給率增大切削速度選擇更強的使切屑斷裂的方法較高的進給率較低的切削速度刀尖半徑太小減小進給率增大切削速度選擇更強的使切屑斷裂的方法選擇較硬等級的w/氧化物涂層使用大的刀尖半徑工件顫動噪音安裝不好刀片選擇不正確使用更尖的刀片選擇更大正前角使切屑斷裂增大進給率增大主偏角使用小的刀尖半徑不能接受的切屑控制（低碳鋼)較低的進給率較大的刀尖半徑增大進給率使用小的刀尖半徑減小主偏角52version-1在DOC線的切屑積屑瘤積屑瘤，形成裂痕，切屑燒結較低切削速度較低的進給率較差的剪切作用增加切削速度選擇更大正前角使切屑斷裂選擇較硬等級（使用PVD涂層刀具）加大冷卻液的流動范圍53version-1只允許正常側刀面磨損而且也是正常磨損刀具壽命得判斷標準磨耗模式問題/磨耗模型原因控制方法/改進急劇后刀面磨損后刀面磨損寬度過大的切削速度工件材料的微觀結構包含碳化物減少切削速度使用更硬的刀具選擇更大正前角使切屑斷裂加大冷卻液的流動范圍54version-1正常磨損正常的側面和刀尖磨損：預期的刀具壽命比其它磨耗形式的壽命更長磨損部分.015”-.030”55version-1ABC側面磨損區的數值總的來說,刀片的壽命值應在指定在

“B”

區的末端。這個點可以通過測量磨損區的長度和對時間的比來確定。正常磨損側刀面磨損區域時間（分）刀片尺寸(I.C.)磨損區域5