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数控刀具对材料有什么要求

发布时间: 2021-02-04 05:08:15

1. 数控刀具材料都有哪些要求特点

数控刀具材料有高速钢(分为W系列高速钢和系列高速钢)、硬质合金(分为钨钴类、钨钛钴类和钨钛钽(铌)钴类)、陶瓷(纯氧化铝类<白色陶瓷>和TiC添加类<黑色陶瓷>)、立方碳化硼和聚晶金刚石。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,并不易变形。
根据数控加工对刀具的要求,选择刀具材料的一般原则是尽可能选择硬质合金刀具。20世纪80年代以前,高速钢处于领先地位,90年代以后,硬质合金超越了高速钢。而近些年,又出现了许多硬质合金的新品种,使硬质合金刀具在铣削、钻削、铰孔、锉孔等有着大量的运用。因此,凡是加工情况允许选用硬质合金刀具,就尽量不选用高速钢刀具。必要时还可有针对性地选择性能更好的陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。
硬质合金刀具和高速钢刀具的特点对比:
(1)高速钢刀具:刀刃锋利,刚性差,软而难断,易磨损,价格便宜,加工精度不够,主要用于加工材料硬度较低的工件。
(2)硬质合金刀具:硬而脆,耐高温,主要用于加工硬度较高的工件。硬质合金刀具不耐冲击,因此需较高转速加工,否则容易崩刀。根据高速钢的特征,故可在下列情况下使用:①不能进行高速加工时;②机床刚性差时;③希望刀具费用价廉时;④不要求加工精度时。

2. 数控加工对刀具的要求是什么数控加工刀具按材料分常用的有哪些

要求材质硬度及刚性等;按材料主要分为:合金、钢制、非合金等

3. 数控刀具对材料有什么要求

根据被抄加工工件材质选择要用袭刀具的材质,各品牌刀具材料牌号都不一样,具体的可以查样本。大致刀片材料就那些:硬质合计,带涂层的
,陶瓷,CBN,金刚石。刀杆一般大多合金的,再就是钨钢的高速钢白钢之类的这些普遍的。

4. 作为数控刀具的材料有哪些其各有什么特点应用于什

没有特别来的需求。由于源一般使用数控机床的企业对效率和精度要求比较高,因此尽量选用比较高端一些的刀具。譬如,加工钢件的选硬质合金(带涂层的更好),如果加工淬硬钢还可以使用CBN(立方氮化硼)刀片,如果你是加工铝件可以使用PCD(定向结晶人造金刚石)刀具。为了减少生产中的不确定因素,尽量使用不可重磨的机夹刀具。这样可以减少人为因素,让生产系统更稳定。当然你的产品要有足够高的附加价值。

5. 对数控刀具的特殊要求有哪些

  1. 较高的硬度和耐磨性

  2. 刀具切削部分的硬度必须高于工件材料的硬度,刀具材料的硬度越高,其耐版磨性越好。刀权具材料在常温下的硬度应在62HRC以上。

  3. 2. 足够的强度和韧性

  4. 刀具在切削过度中承受很大的压力,有时在冲击和振动条件下工作,要使刀具不崩刃和折断,刀具材料必须具有足够的强度和韧性,一般用抗弯强度表示刀具材料的强度,用冲击值表示刀具材料的韧性。

  5. 3. 较高的耐热性

  6. 耐热性指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度及韧性的性能,是衡量刀具材料切削性能的主要指标,这种性能也称刀具材料红硬性。

  7. 4. 较好的导热性

  8. 刀具材料的导热系数越大,刀具传出的热量越多,有利于降低刀具的切削温度和提高刀具的耐用度。

  9. 5. 良好的工艺性

  10. 为便于刀具的加工制造,要求刀具材料具有良好的工艺性能,如刀具材料的锻造、轧制、焊接、切削加工和可磨削性、热处理特性及高温塑性变形性能,对于硬质合金和陶瓷刀具材料还要求有良好的烧结与压力成形的性能。

6. 选择数控刀具需要注意哪些问题

刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一,不仅影响机床的加工效率,而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件装夹次数少的特点,对所使用的数控刀具提出了更高的要求。从刀具性能上讲,数控刀具应高于普通机床所使用的刀具。
选择数控刀具时,首先要应优先选用标准刀具,必要时才可选用各种高效率的复合刀具及特殊的专用刀具。在选择标准数控刀具时,应结合实际情况,尽可能选用各种先进刀具,如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。
在选择数控机床加工刀具时,还应考虑以下几方面的问题:
(1)数控刀具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求,刀具材料应与工件材料相适应。
(2)切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量,刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时,同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定,以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。
(3)精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求,刀具必须具有较高的精度,如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm。
(4)可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行,要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。
(5)耐用度高。数控加工的刀具,不论在粗加工或精加工中,都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度,以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数,从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。
(6)断屑及排屑性能好。数控加工中,断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理,切屑易缠绕在刀具和工件上,会损坏刀具和划伤工件已加工表面,甚至会发生伤人和设备事故,影响加工质量和机床的安全运行,所以要求刀具具有较好的断屑和排屑性能。

7. 数控刀具材料应具备哪些性能特点

1、高的硬度和耐磨性
硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑,其硬度必须比工件材料的硬度大。切削金属所用刀具的切削刃硬度,一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说,刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。组织中的硬质点(碳化物、氮化物等)的硬度越高,数量越多,颗粒越小,分布越均匀,则耐磨性越好。耐磨性还与材料的化学成分、强度、显微组织及摩擦区的温度有关。可用公式表示材料的耐磨性WR:WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中:H——材料硬度(GPa)。硬度愈高,耐磨性愈好。
KIC——材料的断裂韧性(MPa·m½)。KIC愈大,则材料受应力引起的断裂愈小,耐磨性愈好。
E——材料的弹性模量(GPa)。E很小时,由于磨粒引起的显微应变,有助于产生较低的应力,耐磨性提高。
2、足够的强度和韧性
要使刀具在承受很大压力,以及在切削过程经常出现的冲击和振动条件下工作,而不产生崩刃和折断,刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。
3、高的耐热性(热稳定性)
耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。是指刀具材料在高温条件下保持一定的硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。
刀具材料还应具有在高温下抗氧化的能力以及良好的抗粘结和抗扩散的能力,即刀具材料应具有良好的化学稳定性。
4、良好的热物理性能和耐热冲击性能
刀具材料的导热性愈好,切削热愈容易从切削区散走,有利于降低切削温度。
刀具在断续切削或使用切削液时,常常受到很大的热冲击(温度变化剧烈),因而刀具内部会产生裂纹而导致断裂。刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数R表示,R的定义是为:
R=λσb(1-?)/Eα
式中:λ——导热系数;
σb——抗拉强度;
?——泊松比;
E——弹性模量;
α——热膨胀系数。
导热系数大,使热量容易散走,降低刀具表面的温度梯度;热膨胀系数小,可减少热变形;弹性模量小,可以降低因热变形而产生的交变应力的幅度;有利于材料耐热冲击性能的提高。
耐热冲击性能好的刀具材料,在切削加工时可以使用切削液。
5、良好的工艺性能
为了便于刀具的制造,要求刀具材料具有良好的工艺性能,如锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能、磨削加工性能等。
6、经济性
经济性是刀具材料的重要指标之一,优质刀具材料虽然单件刀具成本很高,但因其使用寿命长,分摊到每个零件的成本则不一定很高。因此在选用刀具材料时要综合考虑其经济效果。

8. 数控刀具的材料主要有哪些

一、高速钢
是在合金工具钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的强度、韧性和耐热性,是目前应用最广泛的刀具材料。因刃磨时易获得锋利的刃口,又称“锋钢”。
高速钢按用途不同,可分为普通高速钢和高性能高速钢。
1)普通高速钢 普通高速钢具有一定的硬度(62~67 HRC)和耐磨性、较高的强度和韧性,切削钢料时切削速度一般不高于50~60m/min,不适合高速切削和硬材料的切削。常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。
2)高性能高速钢 在普通高速钢中增加碳、钒的含量或加入一些其它合金元素而得到耐热性、耐磨性更高的新钢种。但这类钢的综合性能不如普通高速钢。常用牌号有9W18Cr4V 、9W6Mo5Cr4V2、 W6Mo5Cr4V3等。
二、硬质合金
硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化物,用Co、Mo、Ni作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。其常温硬度可达78~82 HRC,能耐850~1000℃的高温,切削速度可比高速钢高4~10倍。但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差,因此很少做成整体式刀具。实际使用中,常将硬质合金刀片焊接或用机械夹固的方式固定在刀体上。
我国目前生产的硬质合金主要分为三类:
1、K类(YG)
即钨钴类,由碳化钨和钴组成。这类硬质合金韧性较好,但硬度和耐磨性较差,适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。常用的牌号有:YG8、YG6、YG3,它们制造的刀具依次适用于粗加工、半精加工和精加工。数字表示Co含量的百分数,YG6即含Co为6%,含Co越多,则韧性越好。
2、P类(YT)
即钨钴钛类,由碳化钨、碳化钛和钴组成。这类硬质合金耐热性和耐磨性较好,但抗冲击韧性较差,适用于加工钢料等韧性材料。常用的牌号有:YT5、YT15、 YT30等,其中的数字表示碳化钛含量的百分数,碳化钛的含量越高,则耐磨性较好、韧性越低。这三种牌号的硬质合金制造的刀具分别适用于粗加工、半精加工和精加工。
3、M类(YW)
即钨钴钛钽铌类。由在钨钴钛类硬质合金中加入少量的稀有金属碳化物(TaC或NbC)组成。它具有前两类硬质合金的优点,用其制造的刀具既能加工脆性材料,又能加工韧性材料。同时还能加工高温合金、耐热合金及合金铸铁等难加工材料。常用牌号有YW1、YW2。
三、对刀具材料的基本要求
在切削过程中,刀具切削部分不仅要承受很大的切削力,而且要承受切屑变形和摩擦产生的高温,要保持刀具的切削能力,刀具应具备如下的切削性能。
1.高的硬度和耐磨性
刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。常温下一般应在HRC60以上。一般说来,刀具材料的硬度越高,耐磨性也越好。
2.足够的强度和韧性
刀具切削部分要承受很大的切削力和冲击力。因此,刀具材料必须要有足够的强度和韧性。
3.良好的耐热性和导热性
刀具材料的耐热性是指在高温下仍能保持其硬度和强度,耐热性越好,刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。刀具材料的导热性越好,切削时产生的热量越容易传导出去,从而降低切削部分的温度,减轻刀具磨损。
4.良好的工艺性
为便于制造,要求刀具材料具有良好的可加工性。包括热加工性能(热塑性、可焊性、淬透性)和机械加工性能。
5.良好的经济性等

9. 数控车床对数控刀具有什么要求

数控车刀的结构一般有机夹式和整体焊接式两种。材料主要用得广泛的主要有硬质合金硬度高和高速钢韧性好。硬质合金一般用于高速车削,高速钢常用于低速车削。数控车刀的结构一般有机夹式和整体焊接式两种。材料主要用得广泛的主要有硬质合金和。
数控车床能兼作粗、精加工。为使粗加工能以较大切削深度、较大进给速度地加工,要求粗车刀具强度高、耐用度好。精车首先是保证加工精度,所以要求刀具的精度高、耐用度好。为减少换刀时间和方便对刀,应可能多地采用机夹刀。
数控车削用的车刀一般分为三类,即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖(同时也为其刀位点)由直线形的主、副切削刃构成,如90?内、外圆车刀,左、右端面车刀,切槽(断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。用这类车刀加工零件时,其零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线型主切削刃位移后得到,它与另两类车刀加工时所得到零件轮廓形状的原理是截然不同的。
圆弧形车刀是较为特殊的数控加工用车刀。其特征是,构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓度误差很小的圆弧;该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖,因此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上;车刀圆弧半径理论上与被加工零件的形状无关,并可按需要灵活确定或测定后确认。当某些尖形车刀或成型车刀(如螺纹车刀)的刀尖具有一定的圆弧形状时,也可作为这类车刀使用。圆弧形车刀可以用于车削内、外表面,特别适宜于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。
成型车刀俗称样板车刀,其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中,常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。在数控加工中,应尽量少用或不用成型车刀,当确有必要选用时则应在工艺准备文件或加工程序单上进行详细说明。
车刀的结构:
1、机夹可转位车刀组成
根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。
(1)偏心式
偏心式夹紧结构利用螺钉上端的一个偏心心轴将刀片夹紧在刀杆上,该结构依靠偏心夹紧,螺钉自锁,结构简单,操作方便,但不能双边定位。当偏心量过小时,要求刀片制造的精度高,若偏心量过大时,在切削力冲击作用下刀片易松动,因此偏心式夹紧结构适于连续平稳切削的场合。
(2)杠杆式
杠杆式夹紧结构应用杠杆原理对刀片进行夹紧。当旋动螺钉时,通过杠杆产生夹紧力,从而将刀片定位在刀槽侧面上,旋出螺钉时,刀片松开,半圆筒形弹簧片可保持刀垫位置不动。该结构特点是定位精度高、夹固牢靠、受力合理、适用方便,但工艺性较差。
刀片内孔定位在刀片槽的销轴上,带有斜面的压块由压紧螺钉下压时,楔块一面靠紧刀杆上的凸台,另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上压紧刀片。该结构的特点是操作简单方便,但定位精度较低,且夹紧力与切削力相反。
楔块式夹紧结构:
不论采用何种夹紧方式,刀片在夹紧时必须满足以下条件:
①刀片装夹定位要符合切削力的定位夹紧原理,即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。
②刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。
③切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。

10. 数控刀具的选择有哪些注意事项

在选择数控机床加工刀具时,还应考虑以下几方面的问题:
(1)数控刀具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求,刀具材料应与工件材料相适应。
(2)切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量,刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时,同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定,以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。
(3)精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求,刀具必须具有较高的精度,如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm。
(4)可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行,要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。
(5)耐用度高。数控加工的刀具,不论在粗加工或精加工中,都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度,以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数,从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。
(6)断屑及排屑性能好。数控加工中,断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理,切屑易缠绕在刀具和工件上,会损坏刀具和划伤工件已加工表面,甚至会发生伤人和设备事故,影响加工质量和机床的安全运行,所以要求刀具具有较好的断屑和排屑性能。

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