第2章數(shù)控刀具及其選用

了解數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)、如何正確選擇和使用數(shù)控加工刀具；學(xué)會(huì)根據(jù)被加工材料來(lái)合理選擇數(shù)控刀具的材料和切削參數(shù)。2.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)

2.1.1數(shù)控刀具的種類數(shù)控刀具-主要指數(shù)車、數(shù)銑及加工中心上使用的刀具。2.1.1數(shù)控刀具的種類2.1.1數(shù)控刀具的種類刀具剛性好，切削效率高要有高的精度和重復(fù)定位精度

要有高的可靠性和耐用度

能實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀具有完善的工具系統(tǒng)具有刀具管理系統(tǒng)

要有在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)

2.1.2數(shù)控刀具的特點(diǎn)

為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡可能采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。夾緊刀片的方式要選擇得比較合理，刀片最好選擇涂層硬質(zhì)合金刀片。目前，數(shù)控車床用得最普遍的是硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具兩種。

數(shù)控車床能兼作粗精車削，因此粗車時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。2.1.2數(shù)控刀具的特點(diǎn)

2.1.3數(shù)控加工的工具系統(tǒng)由于在數(shù)控機(jī)床上要加工多種工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量較多。數(shù)控加工的工具系統(tǒng)：由數(shù)控刀具及實(shí)現(xiàn)刀具快換所必需的定位、夾緊、抓拿及刀具保護(hù)等機(jī)構(gòu)組成，是刀具與機(jī)床的接口。作用：實(shí)現(xiàn)刀具快換及高效切削。數(shù)控加工典型工具系統(tǒng)的種類：車削類工具系統(tǒng)、TSG整體式鏜銑類工具系統(tǒng)、TMG鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)。2.1.3數(shù)控加工的工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)的組成：刀柄、刀桿、刀頭或通用刀具。數(shù)控機(jī)床常用刀柄類型（刀柄錐度為7：24）有：JT類—帶有機(jī)械手夾持槽；ST類—無(wú)機(jī)械手夾持槽；BT類—日本標(biāo)準(zhǔn)（MAS403），帶機(jī)械手夾持槽。車削類工具系統(tǒng)車削類工具系統(tǒng)與數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架配套：a.立式方形刀架+方形刀體或圓柱刀桿；b.臥式多刀位刀架+模塊化車削工具系統(tǒng)。臥式多刀位刀架TSG整體式鏜銑類工具系統(tǒng)：把錐柄和刀桿制成一體；工具系統(tǒng)的柄部形式有直柄和錐柄兩種。TSG整體式鏜銑類工具系統(tǒng)

TMG鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)

模塊式工具系統(tǒng)組成TMG工具系統(tǒng)是把整體式刀具分解成柄部（主柄模塊）、中間連接塊（連接模塊）、工作頭部（工作模塊）三個(gè)主要部分，然后通過(guò)各種連接結(jié)構(gòu)，在保證刀桿連接精度、強(qiáng)度、剛性的前提下，將這三部分連接成整體。TMG21工具系統(tǒng)TMG鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)

刀具系統(tǒng)與加工中心的刀具庫(kù)

可裝20把刀的無(wú)臂式ATC刀具庫(kù)可裝24把刀的有臂式ATC刀具庫(kù)刀具系統(tǒng)與加工中心的刀具庫(kù)

數(shù)控刀具的選擇：根據(jù)零件的材料種類、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知條件來(lái)決定刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角）、進(jìn)給量、切削速度和刀片牌號(hào)。

2.1.4數(shù)控刀具的材料

刀具的材料是指切削部分的材料。刀具材料的性能必需滿足：硬度、強(qiáng)度和韌性、耐磨性、耐熱性等條件。同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性。數(shù)控刀具的材料高速鋼

YG類硬質(zhì)合金（ISO-K類）YT類硬質(zhì)合金（ISO-P類）高性能高速鋼普通高速鋼硬質(zhì)合金YW類硬質(zhì)合金（ISO-M類）金屬陶瓷

純氧化鋁類（白色陶瓷）

TiC添加類（黑色陶瓷）

聚晶立方碳化硼（PCBN）

聚晶金剛石（PCD）

常用數(shù)控刀具的材料

2.2可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼

可轉(zhuǎn)位刀具是將預(yù)先加工好并帶有若干個(gè)切削刃的多邊形刀片，用機(jī)械夾固的方法夾緊在刀體上的一種刀具。由刀片和刀體組成。當(dāng)在使用過(guò)程中一個(gè)切削刃磨鈍了后，只要將刀片的夾緊松開(kāi)，轉(zhuǎn)位或更換刀片，使新的切削刃進(jìn)入工作位置，再經(jīng)夾緊就可以繼續(xù)使用。

可轉(zhuǎn)位刀具的兩個(gè)特征：其一，刀體上安裝的刀片，至少有兩個(gè)預(yù)先加工好的切削刃供使用。其二，刀片轉(zhuǎn)位后的切削刃在刀體上位置不變，并具有相同的幾何參數(shù)。2.2.1可轉(zhuǎn)位刀具的基本結(jié)構(gòu)1、可轉(zhuǎn)位刀具的組成可轉(zhuǎn)位刀具一般由刀片、刀墊、夾緊元件和刀體組成。各部分的作用為：刀片：承擔(dān)切削，形成被加工表面。

刀墊：保護(hù)刀體，確定刀片(切削刃)位置。

夾緊元件：夾緊刀片和刀墊。

刀體：刀片及刀墊的載體，承擔(dān)和傳遞切削力及切削扭距，完成刀片與機(jī)床的聯(lián)接。2.2.1可轉(zhuǎn)位刀具的基本結(jié)構(gòu)2、可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示規(guī)則可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)通過(guò)上面10個(gè)字符來(lái)表示：123456789101表示刀片形狀及夾角；2表示主切削刃后角；3表示刀片尺寸（d、s）公差；4表示刀片斷屑及夾固形式；5表示切削刃長(zhǎng)度；6表示刀片厚度；7表示修光刃的代碼；8表示特殊需要的代碼；9表示進(jìn)刀方向、倒刃角度；10為廠商補(bǔ)充代號(hào)等。2.2維.1可轉(zhuǎn)位釘?shù)毒叩娜峄窘Y(jié)踏構(gòu)3、常用滑機(jī)夾可雞轉(zhuǎn)位刀杏片的選冷用（1）車外圓纏的刀片：扮一般要選醫(yī)通用性較筆高的及在悉同一刀片偽上切削刃箏數(shù)較多刀東片。粗車介時(shí)選較大依尺寸，精班車、半精扁車時(shí)選較漲小尺寸。常用刀片茄形狀：S形、T形、C形、R形、W形、D形、V形。（2）切斷刀援片：使用肉直接壓制湯出斷屑槽拜形的切斷念刀片。（3）切槽理刀片：切深槽丑用切斷那刀片，顧切淺槽掘用成型煎刀片。（4）螺紋刀悄片：常用飾的是L形，又傭分內(nèi)、惕外螺紋怎刀片殖。（5）切削部刃長(zhǎng)度易的選擇逼：根據(jù)濟(jì)背吃刀謊量進(jìn)行偽選擇孫。（6）刀尖圓浮弧的選擇渴：粗車時(shí)跌盡可能采她用較大刀址尖圓弧半描徑，精車淋時(shí)一般用奸較小圓弧坦半徑。2.2鮮.1可轉(zhuǎn)位刀逐具的基本他結(jié)構(gòu)3、常用機(jī)為夾可轉(zhuǎn)位蔽刀片的選還用（8）刀片后車角的選擇蹤蝶：0°后角一般瓣用于粗、漲半精車；5°、7°、11°后角一喜般用于扁半精、上精車、塌仿形及奧加工內(nèi)減孔。（7）刀片雞厚度的慘選擇：慈通常是瓜根據(jù)背足吃刀量夢(mèng)與進(jìn)給劣量來(lái)選捷用。（9）刀片閑精度的脹選擇：龜可轉(zhuǎn)位夜刀片家役規(guī)定16種精度葡，其中6種適合趨于車刀紹，代號(hào)耍為H、E、G、M、N、U，H最高，U最低，古普通車技床粗、蹦半精加防工用U級(jí)，對(duì)刀某尖位置要團(tuán)求較高的握或數(shù)控車假床用M，更高級(jí)猜的用G。刀具的僻選擇是贏數(shù)控加喇工工藝水中重要鏟內(nèi)容之拳一。選柜擇刀具才通常要蔬考慮機(jī)盛床的加賊工能力產(chǎn)、工序遲內(nèi)容、脈工件材鄉(xiāng)豐料等因蹦素，要領(lǐng)使刀具孝的尺寸押與被加黨工工件潤(rùn)的尺寸撥和形狀滋相適應(yīng)奸。2.3數(shù)控加工后刀具的選驚擇刀具選折擇的基單本原則毯：安裝同調(diào)整方宿便、剛妨性好、仙耐用度折和精度般高；在控滿足加盾工要求巧的前提混下，盡夜量選擇榴較短的斃刀柄，挨以提高壺刀具加科工的剛熟性。具體應(yīng)遵用見(jiàn)P62-臘63數(shù)控車國(guó)削、數(shù)場(chǎng)控銑削買刀具的宰選擇。2.3.前1數(shù)控加貍工刀具飽的選用巨原則刀具選擇左應(yīng)考慮的摔主要因素遍有：如操作間感斷時(shí)間、線振動(dòng)、電斑力波動(dòng)或吊突然中斷難等。數(shù)控刀具湯的選擇被加工壺工件的蒼材料、殼性能如金屬鄉(xiāng)豐、非金襯屬，其魂硬度、團(tuán)剛度、爛塑性、改韌性及騙耐磨性捏等。加工工畢藝類別車削、鉆抵削、銑削鎮(zhèn)、鏜削或懼粗加工、史半精加工勇、精加工毯和超精加委工等。加工工壇件信息工件的幾繩何形狀、欠加工余量吧、零件的融技術(shù)經(jīng)濟(jì)誘指標(biāo)。刀具能杠承受的裹切削用泡量輔助因數(shù)切削用量設(shè)三要素，容包括主軸部轉(zhuǎn)速、切秋削速度與矮切削深度穴。1）銑較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀，如圖所示。數(shù)控刀具青的選擇2）曲面類零愉件加工曲面類零件時(shí)，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭銑刀。粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀,如圖所示。數(shù)控刀具遞的選擇數(shù)控刀舌具的選另?yè)?）銑小平面包或臺(tái)階酒面銑小平面或臺(tái)階面一般采用通用銑刀，如圖所示。數(shù)控刀好具的選河擇4）鍵槽銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀，如圖所示。數(shù)控刀具圖的選擇5）孔加母工孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具，如圖所示。合理選擇殿切削用量村的原則是掛：粗加工備時(shí)，一般螞以提高生躍產(chǎn)率為主聰，但也應(yīng)苗考慮經(jīng)濟(jì)部性和加工急成本；半坦精加工和至精加工時(shí)攻，應(yīng)在保涉證加工質(zhì)游量的前提蠶下，兼顧多切削效率良、經(jīng)濟(jì)性憐和加工成儀本。切削用支量具體全數(shù)值應(yīng)聾根據(jù)機(jī)西床說(shuō)明名書、切燥削用量臥手冊(cè)，尺并結(jié)合吐經(jīng)驗(yàn)而膨定。2.3罩.2加工過(guò)程瞞中切削用駛量的確定合理選前擇切削吩用量，介具體要蒼考慮以寺下幾個(gè)縮慧因素：①切削深蜘度t。為了咐保證零獅件的加街工精度圖和表面盆粗糙備度，留一般應(yīng)珍留一定非的余量靜進(jìn)行精級(jí)加工。阿數(shù)控機(jī)獻(xiàn)床的精飄加工余礎(chǔ)量可略勒小于普越通機(jī)床可。②切削寬塑度b。一般b與刀具統(tǒng)直徑d成正比叨，與切隨削深度規(guī)成反比啞。經(jīng)濟(jì)篇型數(shù)控皇機(jī)床的蠻加工過(guò)捎程中，壁一般b的取值濾范圍為錯(cuò)：b=（0.6～0.9）d。③切削征速度v。v的選擇主物要取決于幕刀具耐用枕度。另外誦，切削速另度與加工震材料也有浪很大關(guān)系隱。④主軸侵轉(zhuǎn)速n(r/稀min)。主軸荷轉(zhuǎn)速一隱般根據(jù)披切削速盼度v來(lái)選定?；谟?jì)算公式弊為：n=10逼00v/戰(zhàn)dπ。⑤進(jìn)給速液度F。F應(yīng)根據(jù)零弦件的加工輩精度和表憐面粗糙度激要求以及脹刀具和工博件材料來(lái)剪選擇。計(jì)束算公式：車削--F=n錯(cuò)f