刀 具

刀具系统的重要性

加工影响因素 机床条件(功率,转速) 刀具 工件 所有因素形成一个整体,相互影响 刀具的夹持 工件的夹持

选择与机床相配的刀柄类型(BT CT SK HSK)及拉钉 选择正确的刀具系统 ● 选择正确的刀柄 选择与机床相配的刀柄类型(BT CT SK HSK)及拉钉 选择符合动平衡标准的刀柄 ● 选择正确的刀具装夹方式 装夹方式影响了加工中刀具的装夹精度、装夹刚性、传递的扭矩大小、最高转速等。 ● 选择正确的刀具、刀片 正确的几何角度、刀具材质和涂层 刀具或刀片本身的公差对工件的影响 合适的切削参数：Vc、f、Ap

BT SK CT 锥度为7:24，不同之处在于端面法兰及拉钉不同 40:适用于中、小功率机床，可加工有色金属、软钢 刀柄及拉类型 按类型分：BT SK CT HSK BT SK CT　锥度为7:24，不同之处在于端面法兰及拉钉不同 HSK 锥度为1:10 按尺寸分:30 40 50 30:适用于小功率机床 40:适用于中、小功率机床，可加工有色金属、软钢 50:适用于大功率大扭矩机床

注：在高速加工状态下,长期使用动平衡不良的刀柄进行加工，会引起刀具和机床震动,降低加工表面质量和刀具寿命。同时也减少主轴轴承的寿命。 刀柄的动平衡标准 一般要求使用预平衡刀柄，动平衡标准G6.3。 当转速超过8000r/min时，应使用精密动平衡刀柄，一般需达到G2.5标准。使用液压和热涨的装夹方式可获得较好的动平衡。 注：在高速加工状态下,长期使用动平衡不良的刀柄进行加工，会引起刀具和机床震动,降低加工表面质量和刀具寿命。同时也减少主轴轴承的寿命。

刀具的装夹方式

装夹直径25mm以上刀具，建议使用双侧固方式 侧固刀柄 单侧固 双侧固 斜侧固 装夹直径25mm以上刀具，建议使用双侧固方式 侧固面 优点 装夹方便 传递扭矩大 使用内冷无需附件 缺点 装夹精度不高 刀柄动平衡不好 适用于装夹粗加工的刀具

弹簧夹头 最常用的是ER弹簧夹头,使用方便,价格便宜,通用性好。但夹持力不强。 在夹持大的场合，可选用各种强力弹夹刀柄。

钻夹头 用于装夹小直径的钻头 规格一般有0-11mm,3-16mm等 装夹方便 注:钻夹头的夹持精度不高。钻头会有较大的跳动且不能使用内冷，不能用于硬质合金钻头的高速钻孔。

可使刀柄装夹不同直径和类型的刀具,但会增大装夹跳动 液压刀柄 优点: 装夹精度高 动平衡好 缺点: 价格高 维护不便 夹紧力不强 变径套 可使刀柄装夹不同直径和类型的刀具,但会增大装夹跳动 液压刀柄原理 液压刀柄

热涨刀柄 优点: 装夹精度高 动平衡好 夹紧力强 缺点: 需要额外的热涨装置 装夹操作不便 刀柄寿命受限 刀柄的柔性差 适用于高速模具加工

常用装夹方式的对比

刀具的装夹 清洁刀柄与刀具的接触面，及装夹刀具的弹簧夹头。 清洁刀具上与刀柄的接触面。 刀具伸出量，应尽量短。可提高刀具的刚性，减少加工中的振动。 刀具要锁紧。 刀柄装入主轴前，清洁刀柄锥面。

刀具的维护 检查刀垫是否损坏 清洁刀座 下确地将刀片位置对准支撑点

使用正确的螺钉 使用正确的板手 螺钉上的加润滑油，防止咬死。 要急时更换磨损的螺钉。

检查刀柄、铣刀的支撑和接触面。确保无损坏和脏污。

使用完的刀具要清洁、上油（WD-40）。 长期不用的刀具要拆卸，并上防锈油。

切削刀具 ● 根据操作类型，选择正确的刀具。 钻头 球头铣刀 方肩铣刀 牛鼻铣刀 仿形铣刀 平底铣刀 定心钻 丝锥 铰刀 ● 根据操作类型，选择正确的刀具。 A drill is used to create a round, cylindrical hole in a work piece. A center-drill is used to create a small hole with tapered walls. A reamer is designed to remove a small amount of material from a drilled hole. A tap is used to create screw threads inside of a drilled hole. An end mill is used, primarily, to cut with the side of the tool to contour the shape of a work piece. A bull end mill is the same as a regular end mill except that there is a radius on the corner . A ball end mill is used to cut with side of the tool like an end mill. Insert end mills are designed to remove metal at higher rates than solid carbide. 球头铣刀 方肩铣刀 牛鼻铣刀 仿形铣刀 平底铣刀 钻头 定心钻 丝锥 铰刀

钻头及中心钻 使用硬质合金钻头、可转位镶刃钻高速钻孔和使用三刃钻头，不需要预先打中心孔。 注:当钻5D深孔时,硬质合金钻头需预钻孔,且钻尖先接触工件（预钻孔的尖角要大于钻头钻尖角），中心孔直径在》=钻头直径。 90度定心钻 钻深孔时，应使用有内冷功能的机床和钻头。可帮助钻削时的冷却和排屑。

丝锥 注意： 1、使用有主轴内冷功能的机床和有内冷孔的丝锥加工肓孔螺纹,可帮助排屑。 2、硬质合金丝锥可大大提高加工效率并延长刀具寿命。但只适用铝合金及铸铁的加工。 3、螺纹底孔直径对攻丝非常重要。 4、建议使用矿物质含量高的切削油或攻丝专用油。 HAAS机床都有刚性攻丝功能.可实现逐攻孔. 5、攻大直径螺纹时,需使用专用的刚性攻丝刀柄或是强力刀柄.保持有强劲的夹紧力。 挤压丝锥 挤压丝锥只适用于铝合金的攻丝，攻丝时无切屑，表面质量好。

刚性攻丝专用刀柄 滑块传递扭矩

螺纹铣刀

螺纹钻铣刀 倒角部分 螺纹铣削部分 钻削部分

螺纹螺旋钻铣刀

模块化复合铣削螺纹刀具系统 深孔螺纹铣刀

铰刀

镗刀

刀具选择的因素 被加工材料的分类 & 特性 加工应用类型 加工环境 加工的需求 正确的几何角度、刀具材质和涂层

加工应用 精加工 粗加工 切槽 侧铣 切槽 仿形

加工环境 机床设备 夹持状况 加工中心参数 功率 (HP) 主轴转速 主轴传动 (机械传动或电气传动) 主轴数量 立式 / 卧式 主轴内冷 冷却系统 外部冷却 / 通过主轴内部冷却 切削液 Emulsion 切削油 Oil 气冷 Air 雾冷 Mist 最少量润滑油 MQL (Minimum Quantity Lubrication) 刀具夹持 BT-40 BT-50 HSK-63 Weldon ER collets Shrink fit 工件夹持 平口钳 卡盘 压板 专用夹具

刀具材质 材质 HSS HSS-E HSS-Co 粉末高速钢 硬质合金 陶瓷 CBN 特点 硬度低、韧性高 不能加工硬材料、切削速度低 硬度高、韧性差 硬度高、韧性差 干切削高硬材料

刀具材质 特别适用于高硬钢的加工. 高硬度, 低韧性. 微粒硬质合金 8% Co.; 0.5µ 硬度 (Hv) 2000 价格 硬质合金 10% Co.; 0.8µ 在刀具寿命和切削速度方面的表现优于 HSS-Co. 1500 粉末HSS 用于硬度低于 40 HRc 的钢件和所有材料的一般要求加工. 用于稳定加工条件下的调质钢和其它材料, 比 HSS 硬度高,韧性低. 1000 HSS-Co 硬质合金: 高硬度, 低韧性, 易断裂 常规硬质合金; 微粒硬质合金 粉末合金高速钢 普通高速钢: 高韧性, 低硬度, 刚性不好 问题: HRC55的材料, 但夹持状况不好, 选什么材料的铣刀? 高速钢切不动, 硬质合金易断 回答: 硬质合金铣刀, 但要求客户改进夹持系统 HSS-PM 铣刀本身 HRC67, 能切HRC50~52 500 韧性 (MPa) 1000 2000 3000 4000 5000

工件材料分类 1. 低硬钢 Tensile Strength up to 750 N/mm^2 (30 HRc) 2. 中硬钢 Tensile Strength 750-1300 N/mm^2 (30-40 HRc) 钢 3. 高硬钢 Tensile Strength 1300 – 2000 N/mm^2 (40-55 HRc) 4. 超硬钢 Tensile Strength above 2000 N/mm^2 (55HRc) 5. 不锈钢 6. 钛及钛合金 7. 镍及镍基合金 8. 铸铁 9. 铝, 铝合金及非铁金属

涂层的类型 & 参数 TIN Z - COAT TICN TIALN FTR 耐高温性 ( OC ) 硬度 ( HV 0.05 Kg . ) 450 2900 0.2 – 0.25 2 – 4 Titanium Carbon Nitride Mono TICN 750 0.4 2 – 5 Titanium Aluminum Nitride Multi – layers TIALN FTR 600 550 耐高温性 ( OC ) 3400 2300 2200 硬度 ( HV 0.05 Kg . ) 1 - 3 Titanium Aluminum Nitride Mono TIALN - XTR 0.3 – 0.4 Multi – layers of tin Z - COAT Titanium Nitride Mono - layer TIN 摩擦系数 厚度 ( Micron ) 涂层 加工不锈钢时, 由于耐高温性好, Z-COAT 好于 TiCN 涂层 高硅铝, TiCN涂层 球头铣刀仿形加工时, 冲击很大, 应用TiAlN – XTR, 空气冷却

刀具几何角度 刀具总长 端面凹度 芯部直径 切削长度 柄部 切削直径 柄部直径 螺旋角 齿缝角 轴向前角 柄部长度

Straight eccentric 前角 第一后角 切削面 第二后角 VariMill: rake angle – 5 degree; relief angle – 10 & 20 degree

螺旋角 主偏角 螺旋角大：用于软材料，易于排屑 螺旋角小：用于钢的加工

切削速度和进给速度 ● 切削速度（Vc）是指刀具切削边移动的表面速度，用米/分钟（MPM）表示。 Vc=∏*D*n/1000 m/min ● 进给速度是指工件对刀具的移动速度，用mm/分钟表示（MMPM）. f=n*z*fz N主轴转速 Z刀具刃数（齿数） fz每刃（齿）进给量mm/r ● 切削速度和进给影响到加工的时间、刀具寿命、精加工表面及机床所需的功率. 提示:为选用合适的切削速度，请参考刀具供应商提供的参数。. Haas控制器有一个标准的切削参数计算器。

问 题 面铣刀加工后，产生左图的花纹（扫刀现象），如何解决？ 问 题 面铣刀加工后，产生左图的花纹（扫刀现象），如何解决？ 交叉的阴影线图案是由刀片的非切削一侧与工件表面接角。如果它们一致的话并不一定不好。说明机床主轴与工作台的垂直度十分好。 查找原因： 切削时是否充份冷却 铣刀盘与刀柄的装夹、紧固 检查所有刀片的装夹及高度 工件没有夹紧 解决方法： 可以提高或减少进给速度。 使用修光刃刀片 普通刀片 修光刃刀片

谢 谢