正确使用刀具和鉴别刀具(雕刻机).docx

如何正确使用刀具和鉴别刀具一 刀具的基本知识目前雕刻机所使用的刀具， 在刀具的分类中基本上都可以归结为铳刀中的立铳刀，直径较小，一般在0 8以下；使用转速较高，一般 16000-24000rpm ；下面主要从刀具的材料，刀具的几何参数、刀具的加工方式、雕刻加工对刀具的特殊要求等方面为大家做一下介绍：1.1 刀具材料刀具的材料是生产和使用刀具至关重要的一环， 一般刀具材料所具备的性能如下：a 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材料，其硬度必须比工件材料的硬度大 刀具材料硬度一般在60HRC 以上耐磨性是材料抵抗磨损的能力，一般情况下，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好，材料晶粒越细、分布越均匀，则耐磨性越高b 足够的强度和韧性；要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程中出现冲击和振动的条件下工作而不产生崩刃和折断， 刀具材料就必须有足够的强度和韧性c 高耐热性；指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能刀具材料的高温硬度越高， 则刀具的切削性能越好， 允许的切削速度也越高； 除高温硬度外， 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。

d 良好的工艺性能；为便于制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能e 经济性；经济性是刀具材料的重要指标之一有的刀具材料虽然很贵，但因其寿命长，分摊到每个零件的成本不一定很高f 切削性能的可预测性随着加工自动化的发展，要求刀具磨损及刀具耐用度等切削性能具有良好的可预测性1.1.1 常用的刀具材料工具厂家生产中所用的刀具材料以高速钢（如 W18Cr4V ）和硬质合金（如YG6X）居多碳素工具钢（如 T10A、T12A）,工具钢（如 9SiCr 、 CrWMn ）因其硬耐热性差，仅用于手工刀具硬质合金涂层刀具，陶瓷，金刚石，立方氮化硼材料以其优异的性能已在许多领域开始得到应用 1 ） 硬质合金切削性能优良， 早期的硬质合金比高速钢的抗弯强度低许多， 随着技术的发展， 其抗弯强度已接近甚至超过一般的高速目前我公司采用的刀具（包括外购刀具）都是整体硬质合金圆棒 全磨制而成的我公司自产刀具选用的硬质合金材料为山特维克（ SANDVIK ） 提供的H6FF,其主要成份为6%的Co和94%的WC ,其性能参数 如表1所示：表1 SANDVIK —H6FF性能参数维氏硬 度洛氏硬 度洛氏硬 度抗弯强 度抗压强 度密度相当ISO晶粒度HV30HRAHRCN/mm2N/mm2g/cm3185093.680.64400740014.85K05/K100.6 m这种材料的特点硬度高，抗弯强度高。

在加工钢料、有色金属材 料时，因其脆性大，建议使用过程中要注意先低于正常走刀速度磨合 一段时间（大约5分钟）后，再上正常速度，以利于刀具的稳定性， 从而提高刀具的耐用度顺便介绍一下关于硬度的知识：所谓硬度，通常可以理解为金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起塑性变形的抗力常用的试验方法有三种：布氏硬度（HB）、洛氏 硬度（HRA\HRB\HRC）、维氏硬度（HV）布氏硬度（HB）的含意：用一定直径的淬硬钢球，在一定的载荷（p）作用下，压入试件表面，停留一段时间，然后除去载荷，测量压痕的面积，压痕越小表示抵抗塑性变形能力（即硬度） 越大，压痕越大硬度越小洛氏硬度（HRA）:代表在试验载荷为60kg下，使用顶角为120度 的金刚石圆锥压头；洛氏硬度（HRB）:代表在试验载荷为100kg下，使用直径1/16 ”淬 硬钢球；洛氏硬度（HRC）:代表在试验载荷为150kg下，使用顶角为120度的金刚石圆锥压头；维氏硬度（HV）:是利用顶角为136度的金刚石四方角锥体作压头， 在一定的载荷下压入试件表面，留下方形压痕，根据对角线 的长度，即可查出硬度值HVS-50型数显维氏硬度计 HBRV-187.5型布洛维硬度计高速钢材料与硬质合金材料性能对比如表2所示：表2硬质合金、高速钢材料性能对比维氏 硬度洛氏 硬度洛氏硬 度抗弯强 度密度相当ISO牌号硬质 合金HV30HRAHRCN/mm2g/cm3sandvikH6FF1850 S)3.6相当于80.6440014.85K05/K10南昌1515 S)1.5相当于76.7295014.75K10YG61315 i39.5相当于73.9143014.75K10YG6X146091相当于76.2140014.75K05高速 钢W18Cr4V82083.763~6632008.7W6Mo5Cr4V2Al94085.667~6935009.12高速钢刀具的质量还要取决于刀具生产厂家的热处理工艺， 淬火 后刀具的性能；而且在高温下高速钢硬度会下降许多，如 W18Cr4V 在 500 C 时 56HRC ; 600 C 时 48.5HRC。

2)金刚石刀具在有机材料切割和高光型面板行业开始使用金刚石刀具金刚石具有极高的硬度和耐磨性，有资料显示其耐用度比硬质合金可提高及 几倍到几百倍金刚石刀具不适合加工黑色金属 公司已开始联系生 产厂家生产，聚晶金刚石样刀(PCD)已开始在分公司和客户试用， 不久将能供应市场1.2 刀具的几何形状目前公司供应的刀具主要有单刃螺纹刀具（图 1）,双刃螺纹刀具（图2）,双刃螺纹球头刀具（图3）,双刃直梢（平底、锥度）刀具（图4、4A）,双刃直梢组合刀具（图5）,双刃直梢锥度球头刀具（图 6）,棱形刀具（图7）,开半刀具（图8）八个大系列，几百种规格 还有多刃直梢螺纹刀具根据不同的用途，衍生出更多刀型和尺寸， 来满足市场需求图4A1.3 刀具的几何参数刀具的几何参数包括刀具的切削角度（前角、后角），刀面的形式 以及切削刃的形状（直线形、折线形），下面以双刃直梢，开半，单刃螺纹，双刃螺纹刀具为例来介绍刀具的几何参数1.3.1 双刃直梢（2B）刀具（图9）:图9刀具的前角:前角----前刀面（切屑沿其流出的表面）与中心线（两对称刃尖 连线）的夹角前角的大小决定刀刃的锋利程度和强固程度，它对切 削过程有着重要影响。

前角越大，刀刃则越锋利，切削越轻快，刀刃 强度较弱；反之则正好相反一般切削非金属选用较大前角，切削金 属选用较小的前角刀具的后角：后角----后刀面（与已加工表面相对的面）与切削平面间（刃尖 外圆切平面）的夹角后角的主要功用是减少切削过程中后刀面与加 工表面之间的摩擦，后角的大小还影响作用在后刀面上的力、 后刀面与工件接触长以及后刀面的磨损强度，因而对刀具耐用度和加工表面质量有很大影响1.3.2 开半刀具 （单刃直梢1B）（图10）图10锥刀为了提高刀具整体强度，一般开半尺寸要大于刀杆半径尺寸， 因此，锥刀前角在各部位因直径尺寸不同而不同的，开半径尺寸相同的情况下，直径越小，其负前角度数越大（相当于前角小）；直径越 大，其负前角度数越小（相当于前角大）例如：1.63的开半尺寸， 0.2直径处，前角为-11度；3.175直径处时前角为 -1.4度前角计算公式TAN 丫 = （B-R） /r〈丫为前角B为开半尺寸R为刀具柄部半径r为垂直轴线截面切削刃半径〉表3 锥刀推荐开半尺寸、角度材料（锥刀带号）B后角广告（G）1.604559Cu (T)1.6330钢材（M）1.6520纯铝1.6160纯铜1.6245开半刀具（锥刀）相对于轴线存在偏转，在高速旋转加工过程中，会产生离心力，对电机会产生震动，因此建议客户开半长度在满足需要的情况下尽可能短。

目前公司刀具部所生产的刀具开半长度都控制 在5mm 以下1.3.3 单刃螺纹铳刀（1W）（图11 ）图11螺纹铳刀按照螺旋方向的不同分为正螺纹铳刀（右旋符合右手定则）和反螺纹（左旋符合左手定则）上图所显示的单刃螺 纹刀具为正螺纹螺纹刀具的前角是在法剖面的丫 n,后角是在端剖面测量的口 tan 丫 n=tan 丫 cos [3B为刀具的螺旋角单刃螺纹刀具前角可以做的较大， 最大可以达到50度，刀刃 比较锋利；刀刃的截面积一般是刀杆截面积的 40%比较适合切 割加工非金属材料（压克力、PVC、ABS、代木等）通过调整刀 具的角度，增大刀刃截面积，减小前角，也可适用于有色金属加图12双刃螺纹刀具的刀刃相对轴线对称，属于平衡刀具，在高速旋转 加工过程中，不会产生径向离心力，不会对电机会产生震动双刃螺纹刀具的强度较其他要好，刀刃截面积可达到刀杆的60%二对刀具的鉴别（讨论）刀具的正确使用首先要会鉴别刀具，总结以下几条为下面的刀具选用 做一下参考任何刀具都有其适用范围，都不会是万能的好的刀具应该具有如下特点：1良好的外观（刀具表面光亮，刃口锋利，如有涂层涂层应均匀）: 2良好的制造工艺性能（在40倍放大镜下观察刀刃无崩口、 微观裂纹）；3良好的切削性能（包括对某种特定材料粗加工效率高、精加工已加工表面质量高，切削轻快声音小等）；4良好的性价比（包括刀具寿命长，单支去除量大等）；5良好的稳定性（每只刀之间一致性好）。

三刀具的使用3.1 刀具的加工方式 加工方式因刀具旋转切入工件的方向与刀具进给方向的不同而分为 顺铳和逆铳如图:图15逆铳加工时，刀齿的切削厚度从0到最大，刀齿在工件表面上挤压和 摩擦，刀齿较易磨损；顺铳则正好相反，刀齿的切削厚度从最大到0, 容易切下切削层，刀齿磨损较少，资料表明，顺铳可提高刀具耐用度2~3倍目前，我公司生产的雕刻机丝杠都有预紧， 因此，不会出现 大的反向间隙，建议去大料时使用顺铳方式顺铳加工时，要求工件 侧边没有硬皮（一般锻造、磨削加工后的钢件表面会产生加工硬化）： 否则刀具很易磨损3.2 刀具的切削形式刀具的切削形式只要有以下三种：如图切割形式 一刀切透，双边切削，主要用于非金属材料切割；开梢形式 双边切削，吃刀深度较浅，主要用于金属、非金属材料粗 加工，刀具强度相对较弱的情况下；单边切削 单边切削有两种情况，吃刀深度较浅，切削宽度较大；吃 刀深度较深，切削宽度较小主要用于金属、非金属材料 粗加工，刀具强度相对较弱的情况下切割示意图削示意图开梢示意图 单边切图163.3 刀具的安装刀具安装的长短直接影响到工件的加工质量，建议刀具的悬出长度尽可能短刀具变形公式：，一 FI?T_ nd!刀具直径D刀具材料的3EIJ 64变形量3 刀具悬伸长度L弹性模量E径向作用力F 惯性矩I有上述公式可以得出下面的结论：刀具悬伸长度的三次方与变形量成正比，刀具悬伸长度越长变形量越 大；刀具直径的四次。