刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。切削木材用的刀具则称为木工刀具。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。此外,还有组合刀具。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。
切削工具有哪些?
切削加工所使用的工具就叫切削工具,切削工具应有刃口,其材质必须比工件坚硬。不同的刀具结构和切削运动形式构成不同的切削方法。常用的切削的方法有车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削和锯切、磨削、研磨、珩磨和抛光等。
每种切削方法都有特定的切削工具,比如:车刀、钻头、铣刀、刨刀、砂轮、切割锯片等等
切削工具有哪些
摘要:切削工具有哪些?刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。切削工具有哪些切削工具选择及应用1、切削工具-产品描述
整体硬质合金工具:钻头、铣刀、铰刀、钻铰刀、镗刀、孔加工刀具等,并为用户设计制作各种奇难刀具。产品适用于合金钢、不锈钢、调质淬火钢、有色金属钢等。为生产汽车、摩托车发动机、柴油机、化油器、冰箱压缩机、模具行业等厂家提供各种成形刀具。产品主要配套加工中心,数控机床专机等高精度机床使用。
2、切削工具-简介
硬质合金刀片,硬质合金拉丝模,油田,地质,矿山及建筑用硬质合金工具,硬质合金耐磨零件。
各类硬质合金切削工具,硬质合金异型产品及硬质合金深加工产品!
3、切削工具-发展
刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。
然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。
那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒。特尔发明硬质合金。
在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。
4、切削工具-分类
刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。
按切削运动方式和相应的刀刃形状,刀具又可分为三类。通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
5、切削工具-组成
各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。
6、切削工具
整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。
刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依*内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。
7、切削工具-形态
带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄*锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。
刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分,如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分,如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。
8、切削工具-结构
刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固结构又有两种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。
刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角,可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形,减小切屑流经前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热。但增大前角,同时会降低切削刃的强度,减小刀头的散热体积。
9、切削工具-选择
在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等,必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度,是指制造和测量用的标注角度在实际工作时,由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变,实际工作的角度和标注的角度有所不同,但通常相差很小。
制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。
通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。
聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。
10、切削工具-应用及意义
硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,也可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1~3倍以上。
由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工材料越来越多,切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况,刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料;进一步发展刀具的气相沉积涂层技术,在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层,更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。
切削刀具的分类?
切削工具是机械制造中用于切削加工的工具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以"刀具"一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。切削刀具的分类:
按工件加工表面的形式可分为五类:
■加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;
■孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;
■螺纹加工刀具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;
■齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;
■切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。
此外,还有组合刀具。
按切削运动方式和相应的刀刃形状,刀具又可分为三类:
■通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;
■成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;
■展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。刀具的结构。
切削磨具的种类和用途
如何分清其加工的机械的种类与选型的标准(一)机械加工中常用到的是:车、铣、钻、磨、刨。但我们多数做的多是车、铣、钻等。 如何知道那些是加工中心加工(铣床)?那些是数控车加工(普通车床)呢?在这行有接触的人都知道的,零件多数为两种:一是箱体(杂合体);一是盘轴类。箱体相对来说比较复杂的需要十几把或 是很更多种刀具来加工,如加工中心上才能来完成的,盘轴类的多数是比较单一,刀具比较少是枇量生产的,如数控车床加工(或是普通车床加工),但通常会出现这样的情况,有箱体与盘类相结合的时候,就容易让人糊涂了,其实我们只要有心想一下还是能分清的,也就是一般工厂的习惯是,先服从车削而后再进行铣削加工的。因车床的造价低,加工的成本相对来说比较低的。
(二)从我了解的配刀方案的经验中,有下面几个选择方法
Ⅰ。首先要按图纸要求加工,了解其加工的的工艺,从面到点而一步步的选取刀具,挺别注意的是:
①车我外圆时的要注意仿型加工和切槽,一定要避开后刀背与工件的接触,车床最多考虑的也是接触到各个面和排屑等的方题,如果能避开其已加工面,或是刀尖能完成其切削路线就是达到了加工要求了。
②铣削时多数考虑到的是仿型与加工的精度,还有就是各种特殊的要求,下面将细说,在此先不表了。
Ⅱ。当很多种刀具都能满足加工要求时我们就要从两方面来考虑
①我们现在的库存,这是首选的,因为这样可以减少我们的库存
②选取造价比较低的,这样客户能接受我们的价格,胜算相对来说也比较大的。
Ⅲ。在配刀时,一定要知:那些是消耗比较大的?那些是一次性定购或是不常定购的?
①如果客户首先考虑到的是价格,那选择一次性定购的或是比较少定购的,而质量将就的行。就要选便宜一点的,比较选台湾的刀杆等,
②如果客户首先考虑到的是加工的质量的话,就是选比较好一点的,也就是刀杆这一方面要选取原装进口的
③刀片等其他消耗品是我们以后发展的主要来源,所选的品牌一定是我们有优势的,最好是只有我们才有的,这样别人就没有代替了,就比如山特维克一样,他们所选的刀具多数是只有他们才有的,别家的产品是很难替代的,但其他的品牌他就能替代。
1.车刀类
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。
复杂零件的仿形车削加工
在机械加工中,一些结构复杂的零件,其加工工艺是很复杂的,有时还要求操作者能在最短的时间内将工件加工出来,尤其是难加工材料的工件,其加工工艺更为复杂。为此,制造厂家不断地寻求更加经济有效的方法来加工复杂零件,包括车削零件。CNC机床的先进性已使我们对几乎可想象到的刀具轨迹进行编程。但是当刀具沿着这些轨迹运动时,其刀具和零件之间的关系(切入角、进给量、切削速度和深度)持续发生着变化。所以,解决上述问题的关键在于如何以最有效和经济的方式车削复杂零件。
复杂性的含义
复杂的车削加工可能是刀具在径向和轴向上同时进给的加工以形成不同的零件廓形。除此之外,其它复杂因素还包括工件材料的可加工性、期望的产量和机床能力,当然也有交货期及加工成本。应当注意的是一个车间认为复杂的零件也许被另一个车间认为是常规零件,即零件的复杂性并不总是很明显的。
Voss工业公司的John Campell先生指出,一个看起来简单的零件或许比一个复杂形状的零件更具挑战性。他将718镍合金法兰的车削加工与螺旋管接头的加工作了一个比较。尽管螺旋管接头要求10次安装和24道工序,但一旦安装好开始加工后,这个过程就不再需要调节。另一方面,718合金法兰在加工过程中要求连续进行调节以补偿材料回弹、收缩和刀具磨损。另外,不同材料、同样形状的工件对切削力的反应不同。以法兰为例,在材料规定的范围内,镍和铬元素的变化可能使一批材料与另一批材料以及零件与零件之间的切削条件发生变化。
选择刀片几何形状
车削一个复杂零件,最基本的要求是切削刃能够进入到零件廓形所在的区域。这要求选择适当的刀片形状、主偏角、副偏角、前角和后角。当选择刀片形状时,关键是应考虑刀片的强度。其中,圆刀片的强度最高。对非圆形刀片,刀尖角越大,其强度越高。但是由于隙角的原因,仿形车削通常使用35°或55°的菱形刀片。刀杆的选择实际上由所要求切入的轨迹来决定,如果需要进行复杂的仿形车削,则可选择安装菱形刀片的J型刀杆,这样可形成较大的后角。
刀片的刀尖角和主偏角一起决定着刀具能否进入工件轮廓;工件和刀片主切削刃之间的间隙、副后刀面及其下半部分的后角至关重要。我们常常靠估计、经验来判定刀具能否进入到工件及其相关的后角。这种方法很费时。现在CAD作图和切削模拟软件在计算机显示屏上进行模拟切削而不需要在实际零件上进行。
美国绿叶公司的Dale Hill说,他们公司直接根据顾客提供的CAD图纸进行刀具设计。设计人员可以看出刀具是否需要铲背或刀具能否进入一个深槽区域。对于一些真正复杂廓形的零件,采用标准刀具通常是不可行的,因为它们通常不能进入到复杂零件的凹腔和拐角处。而计算机模拟可以加速专用刀具的设计。
刀片后角
刀片的主前角和副前角将决定后刀面和工件间的后角。不同的材料要求不同的后角。例如当加工韧性材料,尤其是镍基合金时,其回弹性非常大。这些合金会在切削刃前面鼓起,在切削刃通过后产生回弹。这些回弹的工件将刮擦后刀面,并产生大量的切削热。另外镍基材料的加工硬化也会产生切削热,最终导致刀具热失效。失效形式可能是崩刃,但切削刃的热膨胀将导致刀具断裂。
钛金属材料可能回弹0.05mm和0.08mm,因此加工这类材料时要求在后刀面和工件之间有14°或15°的后角,以防止热失效。然而钛和塑料有相似的回弹性。当加工钛金属时,后角太小将造成刀片热失效。这样的刀具在加工塑料时,由回弹产生的切削力和切削热将融化塑料工件。
刀片的后角不能过大,过大的后角将会降低刀片的强度;无后角刀片有足够的强度,但必须安装在负前角的刀杆上以形成足够的后角。使用一个有正前角槽形的无后角刀片可保证需要的刀片强度,又可形成正前角的切削。
切削力和切屑控制
工件、刀具和车削系统中其它因素之间关系的变化将影响有效的切屑控制。例如,在仿形车削加工中,当刀片从工件中心向外移动时,切屑厚度变薄,切刀深度增加,切屑控制恶化。一个解决方法就是将一次走刀分为两次走刀,将向外的进给换成向中心的进给,以获得最终的廓形。
薄壁细长零件难以装夹,切削力可能引起工件变形和极差的表面粗糙度甚至使零件报废。一个专门设计的、可控制切屑的刀片可以减小这种变形。绿叶公司提供一种名为TurboForm的精加工硬质合金刀片,它有很大的正前角和压制的断屑器,所以产生的切削力很低。同时,该刀片的周边经过精密磨削,故具有很高的光洁度。如一个航空制造商在加工喷气式发动机压缩机的薄壁密封钛零件时,由于刀具振动使得刀片崩刃和加工表面光洁度降低。在使用TurboForm刀片后,消除了刀片振动和工件变形的现象,延长了刀具的寿命。
如果工件材料的可加工性造成了车削加工的复杂性,则由两种材料构成的零件可能双倍加大这种复杂性。因此当加工由多种材料构成的零件时,一个办法就是选择可加工不同材料的刀片牌号。例如当加工内部为4340钢、外部为镍基合金的零件时,制造者必须在编程时增加一暂停程序,以便更换刀片。使用两种不同牌号的刀片进行加工,其刀片寿命仍很低时,则推荐使用日本住友电工公司的AC2000 CVD涂层刀片,通过改变进给量和切削速度来加工上述两种材料,不必停机更换刀片,显著地提高了刀具寿命。
修磨
一些零件轮廓不能简单地使用现成的刀片进行加工。在使用负前角J型刀杆进行切入式切削时,35°刀片的副后刀面的下半部分可能与工件发生碰撞,引起刀片断裂。防止这种情况的一个方法就是磨去妨碍切削的这个部分。
汽轮机管路系统制造商Jeff Carver先生说,他们经常使用非常锋利的刀具来加工零件,因为经常没有标准的刀具,因此需要经常修磨刀具。
尽管一些制造厂商喜欢库存的标准刀片,通过修磨来满足特定的加工要求,但这些修磨的刀片也可直接从刀具生产厂家购买,因为他们已为加工某些特殊零件准备了专用的刀片。当一把修磨的刀具在一次走刀中不能满足要求时,唯一选择就是停机,使用另一种刀片来完成切削。不足之处是要花费时间,并且要中断一次走刀,这将在工件上留下刀痕。
机床
CNC机床制造商不断引进先进技术来简化复杂零件的车削。比较典型的就是Mazak公司的多功能车/铣床。这些机床像一台在工作台一端有车削主轴的加工中心。机床的B轴在加工中能沿零件径向转动225°,这使刀尖半径始终在与切削相切的方向上,可用一把刀完成多道工序。
总之,金属切削学科的进步必将使复杂零件的车削变得更容易,要想经济有效地加工一些复杂零件,还是需要工艺因素的配合。