数控切削刀具培训课件

2.1数控机床刀具的特点

2.2金属切削刀具2.3刀具常用材料2.4数控机床刀具分类2.5常用数控刀具结构2.6数控机床刀具的选择2.7数控加工刀具选择的典型实例数控切削刀具

2.1数控机床刀具的特点标准化数控机床刀具的特点：系列化规格化模块化通用化

具有较高的强度、较好的刚度和抗振性能对数控刀具有如下要求:高精度、高可靠性和较强的适应性能够满足高切削速度和大进给量的要求刀具耐磨性及刀具的使用寿命长，刀具材料和切削参数与被加工件材料之间要适宜刀片与刀柄要通用化、规格化、系列化、标准化，相对主轴要有较高位置精度，转位、拆装时要求重复定位精度高，安装调整方便

2.2刀具常用材料

刀具切削部分的材料应具备如下性能：高的硬度足够的强度和韧性高的耐磨性和耐热性优良的导热性良好的工艺性与经济性

刀具材料

硬质合金高速钢

陶瓷聚晶金刚石(PCD)

立方氮化硼(CBN)

高合金工具钢，具有良好的工艺性，能制成复杂的刀具。包括：W系高速钢和Mo系高速钢。切削速度通常小于30m/min。一、高速钢二、硬质合金比高速钢硬得多。允许的切削速度比高速钢高4~10倍，切削速度可达100m/min以上。材料越硬就越脆，越耐磨，在使用时需要高速平稳，防止冲击和振动。

数控机床上常用高速钢刀具和硬质合金刀具。

国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：K类、P类和M类，类似于国家标准中的YG类、YT类、和YW类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中组号数字越大，其耐磨性越低、韧性越高，因此，组号数字越大，可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。从另一个方面讲，组号数字越小，硬度越高，韧性越差，适用于精加工；反之，组号数字越大，适用于粗加工。

钨钴类

钨钛钴类

钨钛钴钽（铌）类

ISO标准代号是K类，国内代号为YG。适合加工短切屑黑色金属（铸铁），有色金属以及非金属。

ISO标准代号是P类，国内代号为YT。适合加工长切屑黑色金属（塑性好的低碳钢），常用于加工钢材。ISO标准代号是M类，国内代号为YW。综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属，常用于不锈钢。硬质合金的常见类型：陶瓷特耐高温，在2000度条件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬质合金的5倍，但是，韧性很低，不能承受冲击，适用于精加工和高速切削。

三、陶瓷

四、立方氮化硼立方氮化硼刀具适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。

硬度很高，耐磨性好(硬质合金的60～80倍)，有锋利的刀刃。在以车代磨加工淬火钢时，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金属和非金属材料，砂轮修磨时，可用聚晶金刚石刀片。

五、聚晶金刚石六、表面涂层材料涂层材料是在韧性较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，涂覆一层耐磨性较高的难熔金属化合物而制成。涂层刀具具有比基基体高得得多的硬硬度、抗氧化化性能、、抗粘接接性能以以及低的的摩擦系系数。高速钢基基体涂层层刀具耐耐用度可可提高2～10倍，硬质质合金基基体刀具具提高1～3倍。加工工材料硬硬度愈高高，涂层层效果愈愈好。在在刀具寿寿命相同同的前提提下，可提高切切削速度度25%～30%。涂层刀具具经过钝钝化处理理，切削刃刃锋利程程度减小小，不适适合进给给量很小小的精密密切削。2.3数控机床床刀具分分类高速钢刀刀具硬质合金金刀具立方氮化化硼刀具具陶瓷刀具具车削刀具具孔加工刀刀具金刚石刀刀具整体式焊接式内冷式机夹式减振式铣削刀具具刀具材料料刀具结构构切削工艺艺2.4常用数控控刀具结结构一、整体体式刀具具结构整体式刀刀具是指指刀具切切削部分分和夹持持部分为为一体式式结构的的刀具。。制造工艺艺简单，，刀具磨磨损后可可以重新新修磨。。二、机夹夹式刀具具结构机夹式刀刀具分为为机夹可可转位刀刀具和机机夹不可可转位刀刀具。数数控机床床一般使使用标准准的机夹夹可转位位刀具。。依靠螺钉钉旋紧压压靠杠杆杆，由杠杠杆的力力压紧刀刀片达到到夹固的的目的机夹可转转位刀具具一般由由刀片、、刀垫、、刀体和和刀片定定位夹紧紧元件组组成。三、可转转位刀片片的代码码机夹式可可转位刀刀片的代代码由10位字符组组成。四、加工工中心的的工具系系统“数控工具具系统”为刀具系系统(+换刀系统统)常用W(外凸六边边形)，S(正方形)，T(等边三角角形)，R（圆形）），D（55°菱形），，V（35°菱形）。。第7位数值表表示刀尖尖圆弧半半径。链条式转盘式加工中心心的刀库库1.刀柄刀柄是机机床主轴轴和刀具具之间的的连接工工具。能能够安装装各种刀刀具，已已经标准准化和系系列化。。加工中心心上一般般采用7：24圆锥刀柄柄，这类刀刀柄不自自锁，换换刀方便便。实训训时使用用的是BT40。高速加工工时用直刀柄(或叫短刀刀柄HSK)2.工具系统统工具系统统一般由由与机床床主轴连连接的刀柄、延伸部部分的连杆和工作部部分的刀具组成。镗铣类工工具系统统分为整体式结构和模块式结构两类类。整体式结结构将刀柄和和连杆制制造在一一起。我国TSG82属于这类类，缺点点是使用用的锥柄柄型号较较多。模块式结结构由主柄模块块、中间间模块和和工作模模块组成成。如瑞士的的山特维维克公司司的模块块式刀具具系统。。一、选择择刀具时时应考虑虑的因素素（1）被加工工工件的的材料类类别（黑黑色金属属，有色色金属或或合金））（2）工件毛毛坯的成成形方法法（铸造造，锻造造，型材材等）（3）切削加加工工艺艺方法（（车，铣铣，钻，，扩，铰铰，镗，，粗加工工，半精精加工，，精加工工等）（4）工件的的结构与与几何形形状，精精度，加加工余量量以及刀刀具能承承受的切切削用量量等因素素（5）其他因因数包括括生产条条件和生生产类型型2.5数控机床床刀具的的选择选择正确确的、快快速装夹夹的刀杆杆刀柄1.刀具的选选择原则则尽可能选选择标准准化、系系统化刀刀具精加工时时选用无无涂层刀刀片及小小的刀尖尖圆弧半半径选择较大大主偏角角（大于于75°，接近90°）；粗加加工时选选用负刃刃倾角刀刀具，精精加工时时选用正正刃倾角角刀具尽可能选选择大的的刀杆横横截面尺尺寸，较较短的长长度尺寸寸提高刀刀具的强强度和刚刚度，减减小刀具具振动二、刀具具的选择择2.选择车削削刀具的的考虑要要点数控车床床一般使使用标准准的机夹夹可转位位刀具。。机夹可可转位刀刀具的刀刀片和刀刀柄都有有标准。。刀片材料料采用硬硬质合金金、涂层层硬质合合金等。数控车床床机夹可可转位刀刀具类型型有外圆圆刀、端端面车刀刀、外螺螺纹刀、、切断刀刀具、内内圆刀具具、内螺螺纹刀具具、孔加加工刀具具（包括括中心孔孔钻头、、镗刀、、丝锥等等）。刀片的夹夹紧方式式选择。。刀片材料料选择刀片尺寸寸选择刀尖半径径选择高速钢、、硬质合合金、涂涂层硬质质合金、、陶瓷、、立方碳碳化硼或或金刚石石。有效切削削刃长度度、主偏角等粗加工、、工件直直径大、、要求刀刀刃强度度高、机机床刚度度大时选选大的刀尖半径径取大值；；反之之取较小小半径值值可转位刀刀片的选选择：刀片形状状选择依据表面面形状、、切削方方式、刀刀具寿命命等选选择前角、刀片形状状与刀尖尖夹角和断屑槽。3.选择铣削削刀具的的考虑要要点在数控铣铣床上使使用的刀刀具主要要是立铣铣刀、面面铣刀、、球头刀刀、环形形刀、鼓鼓形刀和和锥形刀刀等。铣刀类类型的的选择择加工较较大平平面选选择面面铣刀刀加工凸凸台、、凹槽槽、平平面轮轮廓选选择立立铣刀刀加工曲曲面较较平坦坦的部部位常常采用用环形形（牛牛鼻刀刀）铣铣刀曲面加加工选选择球球头铣铣刀加工空空间曲曲面模模具型型腔与与凸模模表面面选择择模具具铣刀刀加工封封闭键键槽选选键槽槽铣刀刀面铣刀刀主要要参数数选择择：直径、几何参参数，圆形刀刀片铣铣刀球头刀刀主要要参数数选择择立铣刀刀主要要参数数选择择铣刀参参数的的选择择各种孔孔加工工刀具具2.7数控加加工刀刀具选选择的的典型型实例例实训目目的（1）了解解数控控加工工对刀刀具的的要求求、刀刀具材材料、、刀具具应用用范围围。（2）熟悉悉可转转位刀刀片的的代码码含义义、标标注方方法以以及选选用。。（3）了解解数控控机床床工具具系统统。（4）学会会数控控机床床刀具具的选选用方方法。。实训难难点与与重点点（1）可转转位刀刀片。。（2）数控控加工工工具具系统统。加工如如图所所示零零件。。零件件材料料：45＃钢毛坯尺尺寸：：Φ36×100mm。为该该加工工选择择刀具具一、数数控车车削刀刀具的的选择择数控铣铣床上上加工工如图图所示示零件件。零件材材料：：HT200毛坯尺尺寸：：170mm×110mm×50mm。二、数数控铣铣削刀刀具的的选择择选择加加工该该零件件的加加工刀刀具。。零件上上表面面加工工采用用面铣铣刀，，一次次完成成切削削，刀刀径比比面宽宽20%可选φ125；加工零零件的的φ60外圆柱柱面及及其台台阶面面采用用立铣铣刀，，一次次完成成切削削，可可选φ63；铣削外外轮廓廓时，，立铣铣刀直直径的的大小小不受受加工工表面面形状状的限限制，，通常常不要要选得得太大大或太太小即即可，，可选选φ25；选择加加工孔孔的刀刀具时时，刀刀具的的直径径要与与所加加工孔孔的尺尺寸相相适应应。如下表表所示示刀具材材料具具备的的性能能（5）良好好的工工艺性性与经经济性性刀具不不但要要有良良好的的切削削性能能，本本身还还应该该易于于制造造，这这要求求刀具具材料料有较较好的的工艺艺性，，如锻锻造、、热处处理、、焊接接、磨磨削、、高温温塑性性变形形等功功能。。经济性性也是是刀具具材料料的重重要指指标之之一，，选择择刀具具时，，要考考虑经经济效效果，，以降降低生生产成成本。。硬质合合金代代号数数组规规律刀具材材料涂层材材料刀具分分类第2章数数控控刀具具及选选用整体式式刀具具刀具分分类焓接式式刀具具刀具分分类机夹式式刀具具刀具分分类内冷式式刀具具中心冷冷却刀具分分类减振刀刀具刀具分分类铣削刀刀具刀具分分类车削刀刀具外圆车车刀内孔车车刀螺纹车车刀刀具分分类孔加工工刀具具车刀常常见夹夹装方方式车刀常常见刀刀片形形状D型55°°R型T型60°°V型35°°W型80°°外圆车车刀内孔车车刀可转位位车刀刀柄的的选择择刀片的的夹紧紧方式式各种夹夹紧方方式是是为适适用于于不同同的应应用范范围设设计的的。为为了帮帮助您您选择择具体体工序序的最最佳刀刀具，，按照适合合性对对它们们分类类，适适合性性有1-3个等级级，3为最佳佳选择择。常见数数控车车刀车刀片片形状状的选选择正型（（前角角）刀刀片：：对于于内轮轮廓加加工，，小型型机床床加工工，工工艺系系统刚性性较差差和工工件结结构形形状较较复杂杂应优优先选选择正正型刀刀片。。负型（（前角角）刀刀片：：对于于外圆圆加工工，金金属切切除率率高和和加工工条件件较差差时应应优先先选择择负型型刀片片。刀片形形状的的选择择车刀片片形状状的选选择一般外外圆车车削常常用80°°凸三角角形、、四方方形和和80°°菱形刀刀片；；仿形形加工工常用用55°°、35°°菱形和和圆形形刀片片；在在机床床刚性性、功功率允允许的的条件件下，，大余余量、、粗加加工应应选择择刀尖尖角较较大的的刀片片，反反之选选择刀刀尖角角较小小的刀刀片。。刀尖圆圆弧半半径的的作用用第2章数数控控刀具具及选选用刀尖圆圆弧半半径对刀尖尖的强强度及加工工表面面粗糙度影影响很很大，，一一般适适宜值值选进给量量的2～3倍刀尖圆弧半径的影响刀尖圆弧半径大，表面粗糙度下降刀尖圆弧半径大，刀刃强度增加刀尖圆弧半径过大，切削力增加，易产生振动刀尖圆弧半径大，刀具前、后面磨损减小刀尖圆弧半径过大，切屑处理性能恶化刀尖圆弧小用于切深削的精加工细长轴加工机床刚性差时刀尖圆弧大用于需要刀刃强度高的黑皮切削，断续切削大直径工件的粗加工机床刚性好时断屑槽槽的作作用断屑槽槽的参数数直接影响响到切切削的的卷曲和和折断断，目目前刀片片的断断屑槽槽形式较较多，，各种种断屑槽槽刀片片的使使用情况况不尽尽相同同，选用时时一般般参照照具体的的产品品样本本MITSUBISHI推荐的的适用用于加加工钢钢材的的断屑屑槽形形切削范围代号断屑槽形状特点精加工切削FH

精加工专用断屑槽轻切削SH

适合用于小切深,大进给大的前角刃口锋利中切削MV

适用于仿形向上切削加工正角刀棱锋利准重切削GH

大进给粗加工断续、黑皮切削两面均有断屑槽重切削HX

不等棱边刀刃不仅刀刃锋利且强度也好连续或继续加工均适合常见数数控铣铣刀面铣刀刀主要要参数数选择择铣刀直直径在在Φ16－Φ630）：粗粗铣时时直径径选小小的，，精铣铣时最最好能能包容容待加加工表表面的的整个个宽度度。45°°面铣刀刀为一一般加加工首首选，，背向向力大大，约约等于于进给给力。。加工工薄壁壁零件件时，，工件件会发发生挠挠曲，，导致致加工工精度度下降降。切切削铸铸铁时时，有有利于于防止止工件件边缘缘产生生崩落落。90°°面铣刀刀适用用于薄薄壁零零件、、装夹夹较差差的零零件和和要求求准确确90°°成形场场合，，进给给力等等于切切削，，进给给抗力力大，，易振振动，，要求求机床床具有有较大大功率率和刚刚性。。面铣刀刀主要要参数数选择择依据工工件材材料和和刀具具材料料以及及加工工性质质确定定其几几何参参数：：铣削削加工工通常常选前前角小小的铣铣刀，，强度度硬度度高的的材料料选负负前角角，工工件材材料硬硬度不不大选选大后后角、、硬的的选小小后角角，粗粗齿铣铣刀选选小后后角，，细齿齿铣刀刀取大大后角角，铣铣刀的的刃倾倾角通通常在在-５－-１５度度，主主偏角角在４４５－－９００度圆形刀刀片铣铣刀刀片可可多次次转位位，切切削刃刃强度度高，，切削削刃强强度高高；随随切深不同同，其其主偏偏角和和切屑屑负载载均会会变化化，切切屑很很薄，，最适合加加工耐耐热合合。立铣刀刀主要要参数数选择择a)、刀具具半径径r应小于于零件件内轮轮廓最最