数控机床编程与操作2、数控刀具与选用

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1、第2讲数控刀具与选用2.1 数控机床对刀具的要求数控机床对刀具的要求2.2 数控刀具的种类数控刀具的种类2.3 数控刀具的特点和性能要求数控刀具的特点和性能要求2.4 数控刀具材料的类型与选择数控刀具材料的类型与选择2.5 数控刀具的失效形式数控刀具的失效形式2.6 数控可转位刀片与刀片代码数控可转位刀片与刀片代码2.7 数控可转位刀片的夹紧数控可转位刀片的夹紧2.8 数控车削刀具（可转位刀片）的选择数控车削刀具（可转位刀片）的选择2.9 数控铣削刀具的选择数控铣削刀具的选择2.10 对刀仪与对刀块对刀仪与对刀块 第2讲数控刀具与选用2.1 数控机床对刀具的要求数控机床对刀具的要求2.高的可靠

2、性3.较高的刀具耐用度4.高精度5.可靠的断屑及排屑措施6.精确迅速的调整7.自动快速的换刀8.刀具标准化、模块化、通用化及复合化1.适应高速切削要求，具有良好的切削性能 第2讲数控刀具与选用2.2 数控刀具的种类数控刀具的种类数控刀具的分类方式有以下几种：1.从结构上分类（1）整体式 由整块材料磨制而成，使用时根据不同用途将切削部分磨成所需形状。其优点是结构简单、使用方便、可靠、更换迅速等。（2）镶嵌式 分为焊接式和机夹式。机夹式又可根据刀体结构不同，分为不转位刀具和可转位刀具。 第2讲数控刀具与选用（3）减振式 当刀具的工作长度与直径比大于4时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，应该采用特

3、殊结构的刀具。减振式刀具主要用在镗孔加工上。 （4）内冷式 内冷式刀具的切削冷却液通过机床主轴或刀盘流到刀体内部，并从喷孔喷射到刀具切削刃部位。（5）特殊式包括强力夹紧、可逆攻螺纹、复合刀具等。现行数控机床的刀具主要采用不重磨机夹可转位刀具。 第2讲数控刀具与选用2.从制造材料上分类 高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、聚晶金刚石刀具。目前数控机床的刀具主要使用硬质合目前数控机床的刀具主要使用硬质合金刀具。金刀具。3.从切削工艺上分类 （1）车削刀具 有外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、和成形车刀等。（2）钻削刀具 有普通麻花钻、可转位浅孔钻和扩孔钻等。（3）镗削刀具 有单刃镗刀、

4、多刃镗刀和多刃组合镗刀等。（4）铣削刀具 有面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、模具铣刀和成形铣刀等。 第2讲数控刀具与选用车削刀具车削刀具麻花钻麻花钻扩孔钻扩孔钻 第2讲数控刀具与选用 钻削刀具钻削刀具镗刀镗刀 第2讲数控刀具与选用各种铣削刀具各种铣削刀具 第2讲数控刀具与选用2.3 数控刀具的特点和性能要求数控刀具的特点和性能要求1.数控刀具的特点 为了能够实现数控机床上刀具高效、多能、快换和经济的目的，数控机床上所使用的刀具必须具备以下特点： 数控刀具必须有很高的切削效率 数控刀具必须有高的精度和重复定位精度 要求刀具很高的可靠性和耐用度 可实现刀具尺寸的预调和快速换刀 第2讲数控刀具与选用 具有

5、一个比较完善的工具系统 要建立刀具管理系统 有刀具在线监控及尺寸补偿系统2.数控刀具的性能要求 为适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中以及零件装夹次数少的要求，数控机床对所用的刀具还有许多性能上的要求： 刀片、刀具几何参数和切削参数的规范化 刀片或刀具材料以及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则 第2讲数控刀具与选用 刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理化 刀片或刀柄定位基准的优化 刀片与刀柄对机床主轴相对位置的要求 对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求 对刀柄的转位、装拆和重复精度的要求 刀片与刀柄切入位置和方向的要求 刀片与刀柄刚度的通用化、规则化、系列化 第2讲数控刀具

6、与选用2.4 数控刀具材料的类型与选择数控刀具材料的类型与选择1.刀具切削部分的材料必须具备的性能条件（1）较高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）较高的耐热性（4）较好的导热性（5）良好的工艺性 第2讲数控刀具与选用2.刀具材料 目前所采用的刀具材料，主要有高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。（1）高速钢 高速钢是一种加入了钨、钼、铬、钒等合金元素的高速合金工具钢。由于高速钢容易磨出锋利切削刃，能锻造，所以在复杂刀具上广泛使用。 按用途不同，高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。 第2讲数控刀具与选用（2）硬质合金 硬质合金的硬度（89HRA93HRA）、耐磨性都很高，其

7、切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，但硬质合金的抗弯强度为0.9GPa1.5GPa，比高速钢低得多，冲击韧度也较差，故不能像高速钢刀具那样承受大的切削振动和冲击负荷。 硬质合金由于切削性能优良，因此被广泛用作刀具材料。绝大多数的车刀片和端铣刀片都采用硬质合金制造；深孔钻、铰刀等刃具也广泛采用硬质合金；一些复杂刀具如滚齿滚刀也采用硬质合金。 第2讲数控刀具与选用 按照ISO标准以硬质合金的硬度、抗弯强度等指标为依据，将切削用硬质合金分为三类：P类（相当于我国的YT类）、K类（相当于我国的YG类）和M类（相当于我国的YM类）。P类硬质合金常用牌号有YT5、YT、14、YT15及Y

8、T30，主要用于加工黑色金属（钢料）。K类硬质合金常用牌号有YG3X、YG6X、YG6、YG8等，主要用于加工铸铁及有色金属。M类硬质合金常用牌号有YW和YW，主要用于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属。 第2讲数控刀具与选用 （3）陶瓷刀具材料 陶瓷刀具材料是在陶瓷机体中添加各种碳化物、氮化物、硼化物和氧、氮化物等并按照一定生产工艺制成的。 它具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和化学稳定性等独特的优越性，在高速切削范围以及加工某些难加工材料，特别是加热切削方面应用广泛。 陶瓷不仅用于制造各种车刀、镗刀，也开始用于制造成形车刀、铰刀及铣刀等刀具。在数控机床和加工中心加工过程中，正是由于陶瓷刀具

9、所具备的优异切削性能及高的可靠性，使数控机床的高自动化、高生产率的性能得以发挥。 第2讲数控刀具与选用 陶瓷刀具材料的品种牌号很多，按其主要成分大致可分为以下三类：氧化铝系陶瓷 优点是硬度及耐磨性高，缺点是脆性大、抗弯强度低，抗热冲击性能差。多用于铸铁及调质钢的高速加工。 氮化硅系陶瓷复合氮化硅-氧化铝系陶瓷 用于加工淬硬钢、冷硬铸铁、石墨制品及玻璃钢等材料。 第2讲数控刀具与选用2.5 数控刀具的失效形式数控刀具的失效形式 在数控加工过程中，当刀具磨损到一定程度，崩刃、卷刃（塑变）或破损时，刀具即丧失了其加工能力而无法保证零件的加工质量，这种现象称为刀具失效。刀具破损的主要形式及其产生的原因

10、有以下方面。1.后刀面磨损 后刀面磨损是指由机械交变应力引起的出现在刀具后刀面上的摩擦磨损。2.边界磨损 边界磨损主要原因是工件表面硬化及锯齿状切屑造 成的摩擦。解决措施是降低切削速度和进给速度，同时选择耐磨刀具材料，并增大刀具的前角使得切削刃锋利。 第2讲数控刀具与选用3.前刀面磨损 前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触，以及对发热区域的扩散引起。应该采用降低切削速度和进给速度，同时采用涂层硬质合金材料来达到减小前刀面磨损的目的。4.塑性变形 指切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。可以通过降低切削速度和进给速度，选择耐磨性高高和导热性能好的刀具材料等措施来达到减少塑性变形的目的。5.积屑瘤