整体硬质合金刀具培训教材共34页文档
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刀具培训资料
工具
砂轮、油石、绒布、研磨剂等
选择依据
根据刀具材质、切割用途和研磨效果等因素进行选择
刀具研磨工具及研磨剂的选择
流程
准备工作→磨刀→研磨→再磨刀→验收检查→收尾工作
操作技巧
掌握磨刀角度、力度和速度，合理使用研磨剂，避免过度磨损和浪费
刀具研磨工艺流程及操作技巧
保养
定期清洗刀具，涂上防锈油或润滑剂，避免与硬物碰撞或长时间暴露在空气中
刀具的分类及用途
刀具按照用途可以分为切削刀具、修整刀具、辅助刀具等。
修整刀具用于修整材料表面，如砂轮、研磨石等。
切削刀具用于切削各种金属、木材等材料，如车刀、铣刀、钻头等。
辅助刀具用于辅助加工过程，如量具、夹具等。
刀具的组成结构
刀具的组成结构包括刀柄、刀头和刀尾。
刀头是刀具的切削部分，用于直接对材料进行加工。
常见刀具类型及使用范围
铣刀
02
用于铣削、切割、镗孔等加工，包括平铣刀、立铣刀、键槽铣刀等。
钻头
03
用于钻孔、扩孔、铰孔等加工，包括直柄钻头、锥柄钻头、套筒钻头等。
刃磨原理
了解刃磨原理，掌握刃磨技巧，选用合适的砂轮和冷却液。
修磨方法
根据刀具磨损情况，采用相应的修磨方法，如重新研磨、抛光等。
刀具的刃磨与修磨
针对不同问题的解决方法与措施
采用高性能的刀具材料和先进的热处理技术，提高刀具的耐磨性和使用寿命。
根据加工需求和工件材料特性，合理选择刀具类型和切削参数，提高加工效率和工件质量。
采用可靠的夹持系统和调整方法，确保刀具夹持牢固、振动小、噪声低。
严格按照刀具安装和使用说明书进行操作，确保刀具使用过程中不会出现崩刃和断裂等问题。
金属切削原理及切削刀具培训教材
前刀面 : 即螺旋槽表面. 后刀面 : 在工作部分前端,即鑽削時与孔底相對的表面. 副后刀面: 即棱邊,主要起導向作用. 至切削刃: 是前刀面与后刀面相交的邊鋒部分. 橫 刃: 兩后刀面的相交部分,擔負著中心部分的切削工作,由
于橫刃前角是很大的負前角,所以鑽削的橫刃處發生嚴 重的擠壓而造成很大的軸向力.
13
金屬切削原理及切削刀具培訓教材
九. 刀具的回收,包裝及保存.
CNC机床所使用的刀具基本上都是整体硬質合金刀具,刀具价格比較 貴,為了降低刀具成本,要對舊刀具進行回收和修磨,調机技術員從刀柄 上取下的各种規格舊刀.在吹淨之后, 應裝入原有包裝盒中. 單獨包 裝 (特別是鋸片銑刀) 交刀具保管員分類存放,并注明相應的規格,定期 交回貨倉,嚴禁刀具相互堆放,使刀具發生嗑碰,造成刀具提前報廢.
14
6
金屬切削原理及切削刀具培訓教材
3.切削深度:工件上已加工表面和待加工表面的垂直距離.
7
金屬切削原理及切削刀具培訓教材
五. 麻花鑽
麻花鑽:(鑽頭)是在實心材料上加工出孔的刀具,它是在工件內表 面半封閉空間內工作的,因而對排屑,刀具的強度,切削液等方面有特 殊要求.
標准麻花鑽切削部分的組成:
8
金屬切削原理及切削刀具培訓教材
5
金屬切削原理及切削刀具培訓教材
四. 切削用量三要素及其選擇原則:
切削用量是指切削速度,進給量及切削深度,
1. 切削速度ν: 切削刃的選定點相對工件的主運動的瞬時速
度.
2. 進給量f : 在工作或刀具每回轉一周,刀具与工件之間沿進給 運動方向的相對位移. ( mm/r ) 對多刃刀具為了衡量每個刀齒的切削負荷,需計算 每齒進給量,通常用f z 表示: ( mm/z )
于橫刃前角是很大的負前角,所以鑽削的橫刃處發生嚴 重的擠壓而造成很大的軸向力.
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
九. 刀具的回收,包裝及保存.
CNC机床所使用的刀具基本上都是整体硬質合金刀具,刀具价格比較 貴,為了降低刀具成本,要對舊刀具進行回收和修磨,調机技術員從刀柄 上取下的各种規格舊刀.在吹淨之后, 應裝入原有包裝盒中. 單獨包 裝 (特別是鋸片銑刀) 交刀具保管員分類存放,并注明相應的規格,定期 交回貨倉,嚴禁刀具相互堆放,使刀具發生嗑碰,造成刀具提前報廢.
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
3.切削深度:工件上已加工表面和待加工表面的垂直距離.
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
五. 麻花鑽
麻花鑽:(鑽頭)是在實心材料上加工出孔的刀具,它是在工件內表 面半封閉空間內工作的,因而對排屑,刀具的強度,切削液等方面有特 殊要求.
標准麻花鑽切削部分的組成:
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
四. 切削用量三要素及其選擇原則:
切削用量是指切削速度,進給量及切削深度,
1. 切削速度ν: 切削刃的選定點相對工件的主運動的瞬時速
度.
2. 進給量f : 在工作或刀具每回轉一周,刀具与工件之間沿進給 運動方向的相對位移. ( mm/r ) 對多刃刀具為了衡量每個刀齒的切削負荷,需計算 每齒進給量,通常用f z 表示: ( mm/z )
通用刀具培训教材(共 34张PPT)
通用刀具培训
相关概念的介绍 车削刀具 铣削刀具
攻丝工艺
主运动及从运动的概念 切削三要素
线性切削速度Vc,切深ap和每转走刀量f是切 削三要素。 Vc: m/min 米/分钟 ap: mm 毫米 fr(fn): mm/r 毫米/转
车削刀具---焊接车刀和机夹车刀
焊接车刀的优点在于单刀价格便宜，多次重 磨，容易获得锋利刃口，缺点在于速度低 （70米以下），寿命短，刃口安全性差。
影响车刀片寿命的原因有切削热，摩擦和切削抗力，这三者随着切 削速度的增加而加剧最为强烈。
刀片材料和切削线速度
高速钢车刀：20-30米/分钟 硬质合金：70-90米/分钟 涂层硬质合金：100-300米/分钟
氧化铝涂层：200-400米/分钟
金属陶瓷: 200-350米/分钟 陶瓷刀片：500米/分钟以下 CBN刀片：400-1000米/分钟 金刚石刀片：1000-3000米/分钟
切削力和切削方向的突变
刀具中心点频繁切削
特别对于高速加工
切削转角处
过切
碎屑接触中心点
ae
ae
如果铣宽 ae 等于和小于 1/2 刀盘直径，切屑厚度有何不同 ?
ae ≥ 50% fz = 最大切屑厚度 ae ＜ 50% 时， fz > 最大切屑厚度
fz =.006
.004
ae.75
最大切屑厚度 hex
经济核算
效率的压力
振动的影响
表面质量要求
工件直径120mm, 主轴转速350转/ 分钟，则切削速度为
Vc=120x3.14x350/1000
=132m/min
车削三要素与刀具寿命
T
ap fr Vc
切削速度增加20%刀片磨损增加50%； 走刀量增加20%刀片磨损增加20%； 切深增加50%刀片磨损增加20%。
相关概念的介绍 车削刀具 铣削刀具
攻丝工艺
主运动及从运动的概念 切削三要素
线性切削速度Vc,切深ap和每转走刀量f是切 削三要素。 Vc: m/min 米/分钟 ap: mm 毫米 fr(fn): mm/r 毫米/转
车削刀具---焊接车刀和机夹车刀
焊接车刀的优点在于单刀价格便宜，多次重 磨，容易获得锋利刃口，缺点在于速度低 （70米以下），寿命短，刃口安全性差。
影响车刀片寿命的原因有切削热，摩擦和切削抗力，这三者随着切 削速度的增加而加剧最为强烈。
刀片材料和切削线速度
高速钢车刀：20-30米/分钟 硬质合金：70-90米/分钟 涂层硬质合金：100-300米/分钟
氧化铝涂层：200-400米/分钟
金属陶瓷: 200-350米/分钟 陶瓷刀片：500米/分钟以下 CBN刀片：400-1000米/分钟 金刚石刀片：1000-3000米/分钟
切削力和切削方向的突变
刀具中心点频繁切削
特别对于高速加工
切削转角处
过切
碎屑接触中心点
ae
ae
如果铣宽 ae 等于和小于 1/2 刀盘直径，切屑厚度有何不同 ?
ae ≥ 50% fz = 最大切屑厚度 ae ＜ 50% 时， fz > 最大切屑厚度
fz =.006
.004
ae.75
最大切屑厚度 hex
经济核算
效率的压力
振动的影响
表面质量要求
工件直径120mm, 主轴转速350转/ 分钟，则切削速度为
Vc=120x3.14x350/1000
=132m/min
车削三要素与刀具寿命
T
ap fr Vc
切削速度增加20%刀片磨损增加50%； 走刀量增加20%刀片磨损增加20%； 切深增加50%刀片磨损增加20%。
刀具技术培训-(1)
h
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钻头
切削部分的结构参数示意图
h
8
麻花钻切削部分的结构参数
顶角2φ——麻花钻两主切削刃在与其平行的轴向平面上投影之间的夹角。标准麻花钻顶 角为118°，但是根据被加工材料的不同作相应变化，其范围一般在100°～140°之间 ，对软材料取小一些，反之取大一些。它的大小影响前角、切削厚度、切削宽度、切屑 流向、表面粗糙度和孔的扩张量。顶角加大，钻芯处前角相应增大，主切削刃各点的前 角变化也减小，但轴向抗力大，定心和稳定性差。顶角减小，则切削厚度减薄，切削宽 度加长，切削扭矩增加，钻芯处前角小易磨损。
h
17
锥柄麻花钻
锥柄麻花钻常用制造工艺
高速钢锥柄麻花钻的制造工艺方法的 主要在于螺旋槽的加工工艺，常用的有： 轧扭、挤制、搓制、轧制、铣制和磨制工 艺等六种方法。
h
18
麻花钻
轧扭高速钢锥柄麻花钻工艺流程
刃部和柄部下料→车端面→焊接→退火→ 车焊缝→车钻尖→钻柄端工艺孔→车坯料 外圆→荒磨外圆→加热→轧沟槽→扭沟槽 →切尖→磨尖→校直→车柄部→车颈部→ 铣扁尾→粗磨刃部外圆→热处理→喷砂校 直→抛槽→研磨中心孔→磨柄部外圆→磨 刃部外圆→开刃→标志→防锈包装。
前角γom——主切削刃上任一点的前角是在主剖面（Po——Po）内前刀面与基面的夹角 。主切削刃上各点的前角是变化的，主要影响因素是螺旋角，它随着螺旋角的加大而增 加，并且由外圆到钻芯沿切削刃逐渐减小，外圆处前角最大，靠近钻芯处为绝对值最大 的负值。前角的大小决定着切屑变形程度。
后角αfm——主切削刃上任一点的圆周后角是在被选点m所在圆柱面的切平面（Pf——Pf ）内后刀面与切削平面的夹角。主切削刃上各点的后角也是变化的，与前角相反，在外 圆处小，接近中心大。后角的大小，对工件与钻头后面发生摩擦影响很大，后角越大， 摩擦越小，但刃口强度减弱。一般外圆处后角取8°～28°，钻头直径越小所取后角越 大。
刀具基础培训
刀具培训
技术部
刀具发展史
刀具原材料的发展： 工具钢——高速钢——硬质合金——高硬材料
表面处理技术发展： 高速钢表面渗入及强化——涂层
加工技术发展： 低速——中速——高速——超高速
刀具种类
一.按材料分: 高速钢(普通高速钢、高性能高速钢、粉末冶金高速钢）
硬质合金 （高温碳化物)
YT类合金（ISO称为P类) YG类合金（ISO称为K类) YW类合金（ISO称为M类）
如果要加工的工件的某部 分是90°凸肩时，只能使用这 种刀具。刀具的侧面（主偏 角）与旋转的轴相平行。该 铣削又常被台阶铣削、凸肩 铣削或端铣削。
仿形铣削
定义：加工一个自由 状表面(弧形表面)
平装刀片
• 平装结构铣刀的刀体 结构工艺性好，容易 加工，并可采用无孔 刀片。
• 切削力方向的硬质合 金截面较小，故平装 结构的铣刀一般用于 轻型和中量型的铣削 加工。
0.002 - 0.004 mm
Extension
0.002 - 0.004 mm
Holder
0.002 - 0.006 mm
Collet
0.002 - 0.003 mm
Endmill
0.003 - 0.010 mm
Total
0.017 - 0.037 mm
CMR-01010 eng
内置油压的液压夹头 HydroGrip
基体含有呈立方晶格的碳化钨从而 提高了刀片的热硬性抗能力加强
Machining economics
刀片材料和切削线速度
高速钢车刀： 20-30米/分钟车削HB260普通钢材
硬质合金：
70-90米/分钟车削HB260普通钢材
TiN涂层硬质合金： 100-120米/分钟车削HB260普通钢材
技术部
刀具发展史
刀具原材料的发展： 工具钢——高速钢——硬质合金——高硬材料
表面处理技术发展： 高速钢表面渗入及强化——涂层
加工技术发展： 低速——中速——高速——超高速
刀具种类
一.按材料分: 高速钢(普通高速钢、高性能高速钢、粉末冶金高速钢）
硬质合金 （高温碳化物)
YT类合金（ISO称为P类) YG类合金（ISO称为K类) YW类合金（ISO称为M类）
如果要加工的工件的某部 分是90°凸肩时，只能使用这 种刀具。刀具的侧面（主偏 角）与旋转的轴相平行。该 铣削又常被台阶铣削、凸肩 铣削或端铣削。
仿形铣削
定义：加工一个自由 状表面(弧形表面)
平装刀片
• 平装结构铣刀的刀体 结构工艺性好，容易 加工，并可采用无孔 刀片。
• 切削力方向的硬质合 金截面较小，故平装 结构的铣刀一般用于 轻型和中量型的铣削 加工。
0.002 - 0.004 mm
Extension
0.002 - 0.004 mm
Holder
0.002 - 0.006 mm
Collet
0.002 - 0.003 mm
Endmill
0.003 - 0.010 mm
Total
0.017 - 0.037 mm
CMR-01010 eng
内置油压的液压夹头 HydroGrip
基体含有呈立方晶格的碳化钨从而 提高了刀片的热硬性抗能力加强
Machining economics
刀片材料和切削线速度
高速钢车刀： 20-30米/分钟车削HB260普通钢材
硬质合金：
70-90米/分钟车削HB260普通钢材
TiN涂层硬质合金： 100-120米/分钟车削HB260普通钢材
车刀培训讲义材料
刀具研磨培训资料讲课人：XX车刀（指整体车刀与焊接车刀）用钝后重新刃磨是在砂轮机上刃磨的。
磨高速钢车刀用氧化铝砂轮（白色），磨硬质合金刀头用碳化硅砂轮（绿色）。
1 . 砂轮的选择砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂和组织5个因素决定。
1)磨料，常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3种。
船上和工厂常用的是氧化铝砂轮和碳化硅砂轮。
氧化铝砂轮磨粒硬度低(HV2000-HV2400)、韧性大，适用刃磨高速钢车刀，其中白色的叫做白刚玉，灰褐色的叫做棕刚玉。
碳化硅砂轮的磨粒硬度比氧化铝砂轮的磨粒高(Hv2800以上) 。
性脆而锋利，并且具有良好的导热性和导电性，适用刃磨硬质合金。
其中常用的是黑色和绿色的碳化硅砂轮。
而绿色的碳化硅砂轮更适合刃磨硬质合金车刀。
2)粒度：粒度表示磨粒大小的程度。
以磨粒能通过每英寸长度上多少个孔眼的数字作为表示符号。
例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。
因此，数字越大则表示磨粒越细。
粗磨车刀应选磨粒号数小的砂轮，精磨车刀应选号数大( 即磨粒细) 的砂轮。
船上常用的粒度为46 号—台0 号的中软或中硬的砂轮。
3)硬度：砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。
砂轮硬，即表面磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。
砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区分清楚。
刃磨高速钢车刀和硬质合金车刀时应选软或中软的砂轮.另外，在选择砂轮时还应考虑砂轮的结合剂和组织。
船上和工厂一般选用陶瓷结合剂(代号A)和中等组织的砂轮。
综上所述，我们应根据刀具材料正确选用砂轮。
刃磨高速钢车刀时，应选用粒度为46号到60号的软或中软的氧化铝砂轮。
刃磨硬质合金车刀时，应选用粒度为60号到80号的软或中软的碳化硅砂轮，两者不能搞错。
2. 车刀刃磨的步骤如下：磨主后刀面，同时磨出主偏角及主后角；磨副后刀面，同时磨出副偏角及副后角, 如图6－9b)所示；磨前面，同时磨出前角；修磨各刀面及刀尖, 如图6－9d)所示。
刀具知识培训资料学习教案
2021/10/10
第8页/共197页
第九页，编辑于星期一：三点 十三分。
金属加工刀具材料
刀具材料的选择对于切削刃的切削功能是非常重要的。 在 确定了工件材料之后，一个好的刀具材料选择是至关重要的。
现在主要的刀具材料如下:
- 高速钢（HSS）
- 涂层和不涂层硬质合金（SOLID CARBIDE） - 金属陶瓷
球墨铸铁
含碳量超过％
合金铸铁
的铁碳合金
第5页/共197页
第六页，编辑于星期一：三点 十三分。
灰铸铁
具有抗震性(含有较多的石墨) ，
断裂面呈灰黑色，故名：灰铸铁
用于许多一般用途的铸铁件 如发动机组、机座、刹车鼓、铸 件、轮、盘、轴
石墨含量高 ，良好的加工性
由于石墨具有润滑作用。
材料硬度一般在布氏HB 190-240之间， 延展性在1%左右，断削性能非常 好，加工一般不存在断削和排削 问题。
The cutting edge stabiliy decreases
C 100°
80°
D 55°
T
60°
V
35°
R
S 90°
- 氮化硅陶瓷刀片
- 立方氮化硼（CBN） - 多晶金刚石（PCD）
2021/10/10
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第十页，编辑于星期一：三点 十三分。
金属切削刀具材料
多晶金刚石
CBN
硬度
陶瓷
金属陶瓷
镀层硬质合金
极细晶粒 硬质合金
高速钢
韧性
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EZA9912D
第十一页，编辑于星期一：三点 十三分。
2021/10/10
第6页/共197页
刀具培训资料
1 234 5 6 7 8 9
CNMG120408 MN KC9110
內圓刀柄公制
A25RM1 C2L3NR4 1526 7 8 9
1. 刀柄的制造材料 2. 刀柄的直徑(mm) 3. 刀柄的長度(mm) 4. 刀片的固定方式 5. 被固定刀片的形狀 6. 刀柄的導引角度 7. 被固定刀片的後角 8. 左右手 9. 刀片的刃口長度(mm)
CBN精车齿轮
金刚石 or cBN
刀具材料CBN
1350℃，5.5GPa
圧力
金刚石 or cBN
PCD or PcBN
原材料
碳化 物
原料充填
压力
超高压烧结
碳化 物 放电线切 割
加工
碳化物基质
焊接合金
焊接
成品
刀具材料金刚石
PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属） 按一定比例在高温（1000～2000℃）、高压（5～10万个大气压）下烧结而 成。 PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；
789
1. 刀片的固定方式
MCLNR25 25 M12
2. 被固定刀片的形狀
MCLNR25 25 M12
1 234 5 6 7 8 9
刀片外形
3. 刀柄的主偏角
MCLNR25 25 M12
1 234 5 6 7 8 9
4. 被固定刀片的後角
MCLNR25 25 M12
1 234 5 6 7 8 9
•前面(同义词：前刀面) •刀具上切屑流过的表面。 •后面(同义词：后刀面) •与工件上切削中产生的表面相 对的表面。 •主后面(同义词：主后刀面) •对着过渡表面。 •副后面(同义词：副后刀面) •它对着已加工表面
CNMG120408 MN KC9110
內圓刀柄公制
A25RM1 C2L3NR4 1526 7 8 9
1. 刀柄的制造材料 2. 刀柄的直徑(mm) 3. 刀柄的長度(mm) 4. 刀片的固定方式 5. 被固定刀片的形狀 6. 刀柄的導引角度 7. 被固定刀片的後角 8. 左右手 9. 刀片的刃口長度(mm)
CBN精车齿轮
金刚石 or cBN
刀具材料CBN
1350℃，5.5GPa
圧力
金刚石 or cBN
PCD or PcBN
原材料
碳化 物
原料充填
压力
超高压烧结
碳化 物 放电线切 割
加工
碳化物基质
焊接合金
焊接
成品
刀具材料金刚石
PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属） 按一定比例在高温（1000～2000℃）、高压（5～10万个大气压）下烧结而 成。 PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；
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1. 刀片的固定方式
MCLNR25 25 M12
2. 被固定刀片的形狀
MCLNR25 25 M12
1 234 5 6 7 8 9
刀片外形
3. 刀柄的主偏角
MCLNR25 25 M12
1 234 5 6 7 8 9
4. 被固定刀片的後角
MCLNR25 25 M12
1 234 5 6 7 8 9
•前面(同义词：前刀面) •刀具上切屑流过的表面。 •后面(同义词：后刀面) •与工件上切削中产生的表面相 对的表面。 •主后面(同义词：主后刀面) •对着过渡表面。 •副后面(同义词：副后刀面) •它对着已加工表面