数控加工之刀具知识.doc

第二课 刀具知识
（一）分类
    电脑锣用刀种类很多，下面按各分类分别介绍。
    公制（MM）有直径0.5、1、2、2.5、3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，30，32，40
    材质区分
    1.高速钢，有公制或英制，这种刀最常用，特别是加工铜公，加工模料也常用，这种刀是电脑锣最常用的刀具，价格便宜，易买，但易磨损，易损耗，进口的高速钢刀内含有Co，Mn等合金，较耐用，精度也高，如LBK，YG等。
    2.合金刀，也称CAB刀，刀具是用合金材料制成。耐高温，耐磨损，能加工高硬度材料（如烧焊过的模）这种刀比较贵，一般厂都不会大量用，这种刀因为耐高温，所以转速通常会比较高，加工效率及质量都比高速钢刀要好，但低转速时容易崩刀转速通常要快。
    3.舍弃式刀粒，这种刀因刀粒是可以更换的，而刀粒是合金材料做成的，刀粒通常又有涂层，耐用，价格也便宜，加工钢料最好用这种刀。刀粒有方形，菱形，圆形的。方形，菱形刀粒只能用二个角，而圆形刀粒一圈都可以用，当然更耐用一些，常用的有直径25×R5，直径12×0.4，直径30×R5，直径32×R5，直径32×R6直径32×0.8，直径16×R0.6，直径20×R0.6，直径25×R0.8，直径30×R0.8等。  
    还有一种半圆刀粒，即球形刀粒用于曲面光刀很好用，常用的有R5，R6,R8,R10,R12.5等。
　  刀具形状区分：
    1.平刀，公制，英制，刀把都有，各种尺寸大小的刀都有。
    2.球刀，即R刀，公制，英制，刀把都有，各种尺寸大小的刀都有，因电脑锣经常要加工曲面，所以这种刀很常用。
    3.斜度刀，公制，英制都有，这种刀用于加工斜度，有0.5°、1°、1.5°、2°、3°、4°、5°、8°、10°、15°等，斜度刀的大小以小头直径表示，直径10×1°表示，小头为10 的1度刀，这种刀磨过以后就不准了。通常用于加工流道。
    4.T形刀，因形状似T形而命名，用于加工行位槽。
    5.螺纹刀（也称粗皮刀）这种刀专用于开粗，刀侧锋上有波浪纹，易排铁削，粗皮刀一般比标准尺寸大，直径3/4刀，其刀锋直径通常有直径19.3，要注意
    （二）刀具选用
     下面按各种材料分别叙述。
     一．铜，铝
    这种材料比较软，是比较好加工的材料一般各种刀具都能加工，铜比较软，但韧性大，如果刀不锋利会起毛，另外如果不方便螺旋进刀时可以垂直下刀（进刀量H<0.5）刀一般不会断，加工铜时刀具的转速要高一些，这样走刀就可以快，从而提高加工效率。
    二．钢料：
    钢的种类比较多，我们分为三种分别讲，
    1.软，如进口王牌，国产45#钢，50#钢，这种料也算比较好加工用国产的高速钢刀如AIA，进口的如LBK，STK，YG等可方便地加工。
    2.硬，如738，p20等，用AIA刀较难加工，用进口的如YG可以加工，最好用合金刀或刀把加工。
    3.很硬，如718，S136，油钢，及五金模用的合金钢，很硬，用AIA刀很难加工，用YG类可以加工，最好用合金刀把加工。
    三.淬火或烧焊模料：
    一般不允许用高速钢刀加工，改用合金刀或刀把加工，把上面所讲归结为下表       
材料
刀具
铜铝
钢料
烧焊，淬火
高速钢刀
好
一般
不
合金刀
好
好
好
舍弃或刀粒
一般
好
好

    1.上面是根据加工材料选择刀具种类，但每一种刀具，都有大小各种刀，怎么选择刀的大小与种类呢？
    1.尽可能选择大刀，因为刀大则刚性好，不易断，加工质量有保证。
    2.根据加工深度选刀，深度越深，刀越大，简单地讲深度大于50mm，刀具要大于深度1/2,深度大于30mm，刀具要大于深度1/4
    3.根据工件大小选刀，工件大的，选大刀，反之选取小刀。
    4.加工钢料，尽量选刀把，这种好刚性好，耐磨，吃刀量大，加工效率高，也比较经济是加工钢料的第一选择。
    5.根据加工种类选择刀具，开粗要用平头锣刀（即刀把），不允许用球刀，光曲面则尽量用球刀，用平刀光曲面效果不好。
    6.根据加工效率选择刀具，如光平面当然用平刀或圆鼻刀效率高些，光斜度面用斜度刀好些。
   （三）切削加工参数的选择
    下面所述只是一般情况下的选择，具体加工时情况是千变万化的，要根据材料的硬度，要求精度及刀具情况调整。
    一、外形加工
    外形加工是一种常用的，实用又简单的加工方式，一般用平底锣刀，圆鼻刀，斜度刀，不用球刀，开粗的平面进刀量可以到刀具直径的三分之二至四分之三左右，深度进刀见下表：
深度
刀具
0．1
0．1～0.3
0.1～0.4
0.2～0.5
03～0.8
0.5～1
1～2
直径
<1.0
1.0～2
2～3
3～5
5～8
8～12
>12
  加工铜料，H可以取大一点，加工钢料H取小一点，上表只是一个大概的范围，实际加工时，应适当变通。
    二、挖槽
    挖槽的进刀量和外形差不多，但外形可加工以在料外边进刀，而挖槽则只能在料上面进刀，有个怎么下刀的问题，一般是螺旋下刀或斜下刀，不允许直接踩刀常用来回或zigzag走刀，要注意1）每一层都要走一次光刀2）螺旋或斜线的深度等于每次槽深度下刀量。
    三、曲面加工之开粗
    所用加工刀具同挖槽一样，平刀或圆鼻刀，不用球刀，平面进刀量同挖槽一样，常用公差=0.05～0.2,工件大一些，公差可以大一点，小工件，公差可以取小点。
    四、曲面精加工
一般都用平行式，刀具为球刀，平刀很少用。如用平刀，不能用负余量加工，变通的办法是将刀的直径设小点，设小加工负余量的二倍，如加工幼公用直径12，可以将刀设为11.8常用公差范围，0.005～0.02,进刀量0.1～0.5视工件大小及工件精度要求而定,如一般加工铜公可以设为公差0.01.进刀量为0.2,
曲面开粗公差
钢料为0.03～0.1
铜料为0.05～0.1
曲面光刀公差
钢料
铜料
前模0.01
粗公0.02

后模0.02
精公0.01
五、扫描加工:
    特别是2D扫描加工是一种简单实用的方法,进刀量范围0.1～0.5 mm
    六、曲面加工的环状加工
    进刀量是以角度计算的,角度的大小要换算成平面进刀量0.1～0.5mm
    七、陡斜面加工
    进刀量是指垂直方向的进刀量,而不是沿斜面的进刀量,进刀量随斜面进刀量0.1～0.5mm
    八、以上是常用的加工刀路的公差、进刀量的选择。下面再从不同刀具大小的公差、进刀量叙述一下,平刀的进刀量可以达到刀径的3/4；深度见下表,球刀进刀量和刀径的关系不大.
进刀量
0.05～0.2
0.1～0.35
0.1～0.5
刀径
R1～R2
R3～R5
R5以上
进给率(FEED rate)
100～300
500～1000
1000～1200
主轴转速(SPINDLE)
2000～4000
1000～2500
1000～2000
  以上经验数据仅供参考.开粗主轴转速可小一些, 进给率大一些.
　  以上讲述了刀具的分类,选用及进刀量的选择,下面再简要概述一下,
1)在适当的情况下选用大点的刀,
2)加工钢料尽量用圆鼻刀
3)工件表面要求高,则公差,进刀量就要小,走刀速度也要慢,反之亦然,
4)合理地应用刀具有很大的学问