宝典刀具的种类宝典刀具的种类
刀具的种类、材料与选用
[目录] [上一层] [金属切削过程的基本概念] [刀具角度] [刀具的种类、材料与选
用]
一、刀具种类
,一,刀具分类
由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样性,客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。因此,生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常按加工方式和具体用途,分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类,如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立...
宝典刀具的种类
刀具的种类、材料与选用
[目录] [上一层] [金属切削过程的基本概念] [刀具角度] [刀具的种类、材料与选
用]
一、刀具种类
,一,刀具分类
由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样性,客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。因此,生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常按加工方式和具体用途,分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类,如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具和金刚石刀具等;按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等;按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。
,二,常用刀具简介
1.车刀
车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔,也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。机械夹固车刀的切削性能稳定,工人不必磨刀,所以在现代生产中应用越来越多。
2.孔加工刀具
孔加工刀具一般可分为两大类:一类是从实体材料上加工出孔的刀具,常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等;另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具,常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。例如,下图示标准高速钢麻花钻的结构。工作部分(刀体)的前端为切削部分,承担主要的切削工作,后端为导向部分,起引导钻头的作用,也是切削部分的后备部分。
3.铣刀
铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具,其种类很多。按用途分有:1)加工平面用的,如圆柱平面铣刀、端铣刀等;2)加工沟槽用的,如立铣刀、T形刀和角度铣刀等;3)加工成形表面用的,如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其它复杂成形表面用的铣刀。铣削的生产率一般较高,加工表面粗糙度值较大。
4.拉刀
拉刀是一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具,广泛应用于大批量生产中,可加工各种内、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同,可分为各种内拉刀和外拉刀两类。使用拉刀加工时,除了要根据工件材料选择刀齿的前角、后角,根据工件加工表面的尺寸(如圆孔直径)确定拉刀尺寸外,还需要确定两个参数:(1)齿升角a[即前后两刀齿(或齿组)的半径或高度之差];(2)齿距p[即相f
邻两刀齿之间的轴向距离]。
5.螺纹刀具
螺纹可用切削法和滚压法进行加工。
6.齿轮刀具
齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。按刀具的工作原理,齿轮分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。常用的成形齿轮刀具有盘形齿轮铣刀和指形齿轮刀具等。常用的展成齿轮刀具有插齿刀、齿轮滚刀和剃齿刀等。选用齿轮滚刀和插齿刀时,应注意以下几点:
(1)刀具基本参数(模数、齿形角、齿顶高系数等)应与被加工齿轮相同。 (2)刀具精度等级应与被加工齿轮要求的精度等级相当。
(3)刀具旋向应尽可能与被加工齿轮的旋向相同。滚切直齿轮时,一般用左旋齿刀。
7.自动线与数控机床刀具
这类刀具的切削部分总的来说与一般刀具没有多大区别不同情况,只是为了适应数控机床和自动线加工的特点,对它们提出了更高的要求。
螺纹刀具 齿轮刀具 孔加工刀具 车刀 拉刀 铣刀 (梳刀) (盘形铣刀) (麻花钻) 二、刀具材料
刀具切削性能的好坏,取决于构成刀具切削部分的材料、几何形状和刀具结构。刀具材料对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本等都有很大影响,因此要重视刀具材料的正确选择与和合理使用。
(一)刀具材料应具备的性能(见P14)
1、 高的硬度和耐磨性
刀具材料要比工件材料硬度高,常温硬度在HRC62以上;耐磨性表示抵
抗磨损的能力,它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。
2、足够的强度和韧性
为了承受切削中的压力冲击和韧性,避免崩刀和折断,刀具材料应具有
足够的强度和韧性。
3、高耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性得能力。
4、良好的工艺性
为了便于制造,要求刀具材料有较好的可加工性。如,切削加工性、铸
造性、锻造性和热处理性等。
5、良好的经济性
(二)常用的刀具材料
目前,生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢(如T10A、T12A)、工具钢(如9SiCr、CrWMn)因耐热性差,仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。
高速钢
, 定义:是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
,性能:有较高的热稳定性;有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性;制造工艺
简单,容易磨成锋利的切削刃,可锻造。是制造钻头、成形刀具、拉刀、
齿轮刀具等的主要材料。
, 分类:
按用途分:通用型高速钢和高性能高速钢;
按制造工艺分:熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。
1、通用型高速钢
钨钢:典型牌号为W18Cr4V,有良好的综合性能,可以制造各种复杂刀具。
钨钼钢:典型牌号为W6Mo5Cr4V2,可做尺寸较小、承受冲击力较大的刀具;热塑性特别好,更适用于制造热轧钻头等;磨加工性好,目前各国广泛应用。
2、高性能高速钢
典型牌号为高碳高速钢9W18Cr4V、高钒高速钢W6MoCr4V3、钴高速钢W6MoCr4V2Co8和超硬高速钢W2Mo9Cr4Co8等。适合于加工高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料。
3、粉末冶金高速钢
用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水,直接得到细小的高速钢粉末,高
温下压制成致密的钢坯,而后锻压成材或刀具形状。适合于制造切削难加
工材料的刀具、大尺寸刀具(如滚刀、插齿刀)、精密刀具、磨加工量大
的复杂刀具、高动载荷下使用的刀具等。
硬质合金
由难熔金属化合物(如WC、TiC)和金属粘结剂(Co)经粉末冶金法制
成。
硬质合金以其切削性能优良被广泛用作刀具材料(约占50%)。如大多
数的车刀、端铣刀以至深孔钻、铰刀、拉刀、齿轮刀具等。
具有高耐磨性和高耐热性,但抗弯强度低、冲击韧性差,很少用于制造
整体刀具。它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。
ISO将切削用的硬质合金分为三类:(各种牌号的应用范围见p16表1.1)
1、 YG(K)类,即WC-Co类硬质合金
2、 YT(P)类,即WC-TiC-Co类硬质合金
3、 YW(M)类,即WC-TiC-TaC-Co类硬质合金 (三)其它刀具材料
1、 涂层刀具
2、 陶瓷:硬度高、耐用度高,还可用于冲击负荷下的粗加工,切削效率
显著提高。
3、 金刚石
4、 立方氮化硼
三、刀具选用
1.刀具种类的选择
刀具种类主要根据被加工表面的形状、尺寸、精度、加工方法、所用机床及要求的生产率等进行选择。
2.刀具材料的选择
刀具材料主要根据工件材料、刀具形状和类型及加工要求等进行选择。
3.刀具角度的选择(见P47)
刀具角度的选择主要包括刀具的前角、后角、主偏角和刃倾角的选择。
(1)前角
前角γo对切削的难以程度有很大影响。增大前角能使刀刃变得锋利,使切削更为轻快,并减小切削力和切削热。但前角过大,刀刃和刀尖的强度下降,刀具导热体积减少,影响刀具使用寿命。前角的大小对表面粗糙度、排屑和断屑等也有一定影响。工件材料的强度、硬度低,前角应选得大些,反之小些;刀具材料韧性好(如高速钢),前角可选得大些,反之应选得小些(如硬质合金);精加工时,前角可选得大些。粗加工时应选得小些。 (2)后角
后角α的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损,其大小对o
刀具耐用度和加工表面质量都有很大影响。一般,切削厚度越大,刀具后角越小;工件材料越软,塑性越大,后角越大。工艺系统刚性较差时,应适当减小后角,尺寸精度要求较高的刀具,后角宜取小值。
(3)主偏角
主偏角κ的大小影响切削条件和刀具寿命。在工艺系统刚性很好时,减小主r
偏角可提高刀具耐用度、减小已加工表面粗糙度,所以κ宜取小值;在工件刚r
性较差时,为避免工件的变形和振动,应选用较大的主偏角。
(4)副偏角
副偏角κ'的作用是可减小副切削刃和副厚刀面与工件已加工表面之间的摩r
擦,防止切削振动。κ'的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。 r
(5)刃倾角
刃倾角λ主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。 s
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