數(shù)控刀具基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

數(shù)控刀具基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)演講人：日期:刀具材料基礎(chǔ)刀具幾何與結(jié)構(gòu)切削原理與參數(shù)切削力與熱管理切削液應(yīng)用技術(shù)刀具使用與維護(hù)典型加工案例分析目錄CONTENTS01刀具材料基礎(chǔ)刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度，以便在切削時(shí)保持刀刃鋒利。刀具材料需具備良好的耐磨性，以抵抗切削過程中的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。刀具材料需具備足夠的強(qiáng)度和韌性，以防止在切削過程中發(fā)生斷裂或崩刃。刀具在切削過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此刀具材料需具備良好的耐熱性，避免高溫下性能降低。刀具材料的基本要求硬度耐磨性強(qiáng)度與韌性耐熱性常用刀具材料類型高速鋼具有較高的硬度、耐磨性和韌性，適用于制造各種刀具，尤其是鉆頭、銑刀等。高速鋼硬質(zhì)合金具有高硬度、高耐磨性和高熱穩(wěn)定性，是現(xiàn)代刀具制造業(yè)的主要材料之一，廣泛應(yīng)用于車刀、鏜刀等。包括金剛石和立方氮化硼等，具有極高的硬度和耐磨性，是加工高硬度材料的理想刀具材料。硬質(zhì)合金陶瓷刀具具有極高的硬度和耐磨性，適用于加工硬度極高的材料，如鑄鐵、硬質(zhì)合金等。陶瓷材料01020403超硬材料硬度與耐磨性硬度高、耐磨性好的材料適用于加工硬度高、磨削性大的材料；但硬度過高可能導(dǎo)致刀具脆性增加，易崩刃。強(qiáng)度與韌性強(qiáng)度高、韌性好的材料適用于承受較大沖擊和振動(dòng)的切削場(chǎng)合；但強(qiáng)度過高可能導(dǎo)致刀具耐磨性降低。耐熱性在高溫下仍能保持良好性能的刀具材料適用于高速切削或加工易產(chǎn)生大量熱量的材料。經(jīng)濟(jì)性在滿足使用性能的前提下，選擇價(jià)格相對(duì)較低的材料可以降低制造成本。因此，在選擇刀具材料時(shí)，需綜合考慮以上因素，并根據(jù)加工條件和被加工材料的特性進(jìn)行合理選擇。材料性能比較與選擇0102030402刀具幾何與結(jié)構(gòu)刀具主要幾何角度前角刀具前面與基面之間的夾角，影響切削阻力和切屑排出。后角刀具后面與切削平面之間的夾角，影響刀具磨損和切削刃強(qiáng)度。主偏角刀具主切削刃與工件過渡表面之間的夾角，影響切削刃的強(qiáng)度和剛度。副偏角刀具副切削刃與工件已加工表面之間的夾角，影響副切削刃的強(qiáng)度和磨損。尖角刀具切削刃呈尖角形，適用于精密加工和切削硬度較高的材料。常見刀具形狀分類01圓角刀具切削刃呈圓角形，適用于切削強(qiáng)度和韌性較高的材料，可減少切削刃的磨損。02鏟形刀具切削刃呈鏟形，適用于切削粘性較大的材料，可減少切削刃的粘結(jié)和積屑。03成形刀具切削刃形狀與工件形狀相匹配，適用于加工復(fù)雜形狀和輪廓的工件。04刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則強(qiáng)度與剛度刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受切削力和振動(dòng)。耐磨性刀具切削刃應(yīng)具有良好的耐磨性，以延長(zhǎng)使用壽命。排屑性刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于切屑的排出，避免切屑堵塞和積屑瘤的形成。冷卻與潤(rùn)滑刀具設(shè)計(jì)應(yīng)考慮切削液的冷卻和潤(rùn)滑作用，以減少切削力和磨損。03切削原理與參數(shù)刀具沿工件軸線或母線方向的移動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)除主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外的其他運(yùn)動(dòng)，如分度、旋轉(zhuǎn)等。輔助運(yùn)動(dòng)01020304刀具相對(duì)于工件做的主要運(yùn)動(dòng)，如車削中的工件旋轉(zhuǎn)。主運(yùn)動(dòng)刀具切削刃上某點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。切削速度切削運(yùn)動(dòng)類型切削用量三要素切削深度刀具切入工件表面的深度，影響切削阻力和刀具磨損。進(jìn)給量切削速度刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，影響切削效率和表面粗糙度。刀具切削刃上某點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，影響切削效率、刀具磨損和加工質(zhì)量。123變形區(qū)剪切滑移工件材料在切削刃作用下發(fā)生塑性變形的區(qū)域。工件材料在切削刃作用下發(fā)生剪切滑移，形成切屑。切屑形成過程分析摩擦與磨損切削過程中，刀具與工件、切屑之間產(chǎn)生摩擦和磨損，影響切削效率和刀具壽命。切屑形態(tài)切屑的形態(tài)（如帶狀、節(jié)狀、粒狀）反映了切削過程中的變形和斷裂特點(diǎn)，對(duì)加工表面質(zhì)量和刀具壽命有重要影響。04切削力與熱管理切削力組成分析主切削力垂直于切削速度方向的分力，主要影響刀具的進(jìn)給和工件表面的塑性變形。進(jìn)給力沿進(jìn)給方向的分力，影響刀具的進(jìn)給和工件表面的劃傷。背向力垂直于主切削力和進(jìn)給力方向的分力，主要影響刀具的剛性和振動(dòng)。切削熱來源通過工件、刀具和切屑的傳導(dǎo)，以及周圍介質(zhì)的對(duì)流和輻射。切削熱傳導(dǎo)途徑切削溫度分布切削區(qū)域的溫度梯度，影響刀具磨損、工件加工精度和表面質(zhì)量。包括塑性變形熱、摩擦熱和材料相變熱等。切削熱產(chǎn)生與傳導(dǎo)溫度對(duì)加工的影響刀具磨損高溫下刀具硬度下降，加劇磨損，影響加工精度和表面粗糙度。工件變形溫度升高，工件材料熱膨脹系數(shù)增大，導(dǎo)致加工誤差。表面質(zhì)量高溫下容易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，影響表面粗糙度和完整性。加工效率適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢蕴岣咔邢餍?，但過高的溫度會(huì)導(dǎo)致刀具和工件損壞。05切削液應(yīng)用技術(shù)減少切削過程中的摩擦和磨損，延長(zhǎng)刀具壽命。潤(rùn)滑沖走切削過程中產(chǎn)生的切屑和雜質(zhì)，保持加工表面清潔。清洗01020304降低切削區(qū)域的溫度，減少熱變形，提高加工精度。冷卻在切削液中加入防銹劑，防止工件、機(jī)床和刀具生銹。防銹切削液主要功能切削液類型比較乳化液冷卻性好，但易腐敗變質(zhì)，需定期更換。合成切削液潤(rùn)滑性能優(yōu)異，但成本較高。半合成切削液兼具乳化液和合成切削液的優(yōu)點(diǎn)，但性能有所妥協(xié)。切削油潤(rùn)滑效果最好，但冷卻性能較差，易產(chǎn)生煙霧。選用原則與方法根據(jù)加工材料選擇不同材料需要不同類型的切削液。02040301綜合考慮切削液的性能如冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防銹等性能。根據(jù)加工工藝選擇粗加工、精加工和鉆孔等不同工藝需選用不同的切削液。選用環(huán)保型切削液減少?gòu)U液排放，降低環(huán)境污染。06刀具使用與維護(hù)由于刀具表面與工件之間的摩擦，導(dǎo)致刀具表面逐漸磨損。在切削過程中，刀具與工件之間產(chǎn)生高溫高壓，使兩者發(fā)生粘附，導(dǎo)致刀具表面被工件材料粘掉。在高溫下，刀具材料中的某些元素會(huì)向工件材料中擴(kuò)散，導(dǎo)致刀具材料性能降低。在高溫下，刀具表面會(huì)被氧化，產(chǎn)生一層氧化物，這層氧化物很容易被磨損掉。刀具磨損形式磨粒磨損粘著磨損擴(kuò)散磨損氧化磨損刀具壽命管理刀具壽命的定義指刀具從開始使用到達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的時(shí)間或切削量。刀具壽命的評(píng)估方法可通過實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H加工來評(píng)估刀具壽命，也可通過監(jiān)測(cè)切削力、切削溫度等參數(shù)來預(yù)測(cè)刀具壽命。刀具壽命的延長(zhǎng)方法合理選擇刀具材料、優(yōu)化切削參數(shù)、提高加工精度等。刀具的維護(hù)與保養(yǎng)定期檢查刀具磨損情況，及時(shí)刃磨或更換刀具，保持刀具的清潔和干燥。刀具磨損過快可通過優(yōu)化切削參數(shù)、選擇耐磨性更好的刀具材料、提高加工精度等方法來解決。刀具斷裂可能是由于切削參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、刀具材料韌性不足、工件內(nèi)部有硬質(zhì)點(diǎn)等原因造成的，可通過調(diào)整切削參數(shù)、更換韌性更好的刀具材料、預(yù)先處理工件等方法來避免。加工表面質(zhì)量差可能是由于刀具磨損、切削參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、振動(dòng)等原因造成的，可通過更換新刀具、優(yōu)化切削參數(shù)、加強(qiáng)工件裝夾等方法來解決。切削液使用不當(dāng)切削液的選擇和使用對(duì)加工過程和加工質(zhì)量有很大影響，應(yīng)根據(jù)加工情況選擇合適的切削液，避免使用不當(dāng)導(dǎo)致刀具磨損加劇或加工表面質(zhì)量降低。常見問題解決方案0102030407典型加工案例分析車削加工案例案例一加工軸類零件：主要使用外圓車刀、切斷刀等工具，通過車削加工實(shí)現(xiàn)軸類零件的外圓、臺(tái)階、溝槽等加工。案例二案例三加工套類零件：主要使用內(nèi)孔車刀、內(nèi)溝槽刀等工具，通過車削加工實(shí)現(xiàn)套類零件的內(nèi)孔、內(nèi)溝槽等加工。加工圓錐面零件：主要使用圓錐車刀等工具，通過車削加工實(shí)現(xiàn)圓錐面零件的錐度加工。123案例一輪廓銑削：主要使用立銑刀、球頭銑刀等工具，通過銑削加工實(shí)現(xiàn)輪廓的加工。案例二案例三槽類零件銑削：主要使用槽銑刀、T形銑刀等工具，通過銑