數(shù)控加工刀具課件

1、第3章 數(shù)控加工刀具第3章 數(shù)控加工刀具3.1 數(shù)控刀具的特點及分類3.1.1 數(shù)控刀具的特點（1）高切削速度，硬質(zhì)合金刀具切削速度可達(dá)500600m/min，陶瓷刀具可達(dá)800 1000m/min；（2）高精度和重復(fù)定位精度，一般為35m或者更高；（3）較高的強(qiáng)度、剛度及抗震性；（4）高可靠性和耐磨性，使用壽命長；（5）刀具高度通用化、規(guī)格化、系列化。3.1 數(shù)控刀具的特點及分類3.1.1 數(shù)控刀具的特點（13.1.2 數(shù)控刀具的種類1從結(jié)構(gòu)上可分為：（1）整體式刀具，由整塊材料磨制而成，使用時可根據(jù)不同用途將切削部分修磨成所需形狀。（2）鑲嵌式刀具，有焊接式和機(jī)夾式兩種。（3）特殊型刀具，

2、如減振式刀具。各種刀具均是由工作部分和夾持部分組成。 3.1.2 數(shù)控刀具的種類1從結(jié)構(gòu)上可分為：（1）整體式2從加工工藝上可分為：車刀、銑刀、鏜刀、鉆頭等，分別用于機(jī)加工的車削、銑削、鏜削、鉆削。這是最常用的分類方法。3從刀具材料上可分為：高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金鋼石等。2從加工工藝上可分為：車刀、銑刀、鏜刀、鉆頭等，分別用于3.2 刀具材料刀具材料的性能主要是耐磨性、韌性和熱硬性。耐磨性反映在刀具后刀面的磨損及其它形式的磨損，韌性是指刀具整體的抗彎性和抗橫向斷裂能力，熱硬性是指刀具在高速度下與高溫材料加工時的硬度保持性能。天然金剛石聚晶人造金剛石Al2o3陶瓷CBN刀具金屬陶

3、瓷（TiC類硬質(zhì)合金）涂層刀具WC系硬質(zhì)合金非鐵鑄造合金高速鋼硬度韌性3.2 刀具材料刀具材料的性能主要是耐磨性、韌性和熱硬性。1高速鋼 含較多鎢、鉻、鉬、釩等合金元素的高合金工具鋼，刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，適于各種非標(biāo)準(zhǔn)刀具。2硬質(zhì)合金 是一種由硬的碳化物形成的硬點和金屬粘結(jié)劑組成的粉末燒結(jié)制品。 3超硬刀具 超硬刀具材料是金剛石和立方氮化硼（cubic boron nitride,CBN）的統(tǒng)稱，用于超精加工及硬脆材料加工，切削速度比硬質(zhì)合金刀具提高1020倍。1高速鋼 含較多鎢、鉻、鉬、釩等合金元素的高合金3.3 數(shù)控車削刀具3.3.1車削刀具類型與結(jié)構(gòu)車削刀具用于對回轉(zhuǎn)體工件的加工

4、，大致分為三大類：1圓表面切削刀具，如：外圓車刀、內(nèi)圓車刀、螺紋車刀、切槽車刀；2端面切削刀具，如：端面車刀、切斷車刀；3中心孔加工刀具，如：中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等。 圖3-2車刀的種類3.3 數(shù)控車削刀具3.3.1車削刀具類型與結(jié)構(gòu)車削刀具用3.3.3車削刀具的選用1數(shù)控車削刀具的一般性要求（1）刀體要求制造精度較高。 （2）刀片一般有斷屑槽。（3）刀片有高的耐用度。2工序?qū)Φ毒叩囊螅?）粗車：要求粗車刀具強(qiáng)度高、耐用度好。（2）精車：要求精車刀具的精度高、耐用度好。3.3.3車削刀具的選用1數(shù)控車削刀具的一般性要求（1）3刀片形狀的選擇 加工的零件形狀是選擇刀片形狀的第一依據(jù)。刀具主、

5、副切削刃不得與工件的已加工表面或待加工表面發(fā)生干涉。4刀尖半徑的選擇 （1）選擇盡可能大的刀尖圓弧，以獲得堅固的切削刃； （2）大刀尖半徑時允許使用大的進(jìn)給量； （3）有振動時，宜選擇小的刀尖半徑； （4）從斷屑可靠性考慮，小余量、小進(jìn)給量的車削加工，刀尖圓弧半徑宜小，反之則宜用較大的刀尖圓弧半徑。刀尖圓弧半徑、進(jìn)給速度是影響表面粗糙度的兩個因素。3刀片形狀的選擇3.4 數(shù)控銑削刀具3.4.1 銑刀的類型 按形狀與用途大致可分為以下幾種：1圓柱銑刀 用于臥式銑床上加工平面，主要用高速鋼制造，為側(cè)刃切削刀具，也可鑲焊螺旋形硬質(zhì)合金刀片。2端銑刀（也叫面銑刀） 用于立式銑床上加工平面。端銑刀的圓周

6、表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。端銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料主要采用效硬質(zhì)合金，率較高。3.4 數(shù)控銑削刀具3.4.1 銑刀的類型 按面銑刀 球頭銑刀 三面刃銑刀 仿形銑刀 圖3-7 部分銑刀樣式面銑刀 球頭銑刀 3立銑刀 用于立式銑床加工?？杉庸て矫?、臺階、槽，是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。4球頭銑刀 它的結(jié)構(gòu)特點是球頭上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給，多用于模具加工。3立銑刀 用于立式銑床加工?？杉庸て矫?、臺階、槽5鍵槽銑刀 鍵槽銑刀主要用于加工圓頭

7、平鍵鍵槽，也可用于加工開口槽。鍵槽銑刀適用于銑削對槽寬有相應(yīng)要求的槽類加工，采用僅有兩個刀瓣的螺旋齒結(jié)構(gòu)，既像立銑刀又像鉆頭。 6三面刃銑刀 用于臥式銑床切槽和加工臺階面，其在兩側(cè)端面上都有切削刃。 5鍵槽銑刀3.4.3 銑削刀具的選用1數(shù)控銑削刀具的一般性要求刀具的剛性要好、耐用度要高。 2銑削用刀具的選擇加工較大的平面應(yīng)選擇端面銑刀；加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面多選用球頭銑刀；加工鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工各種直凹槽或圓弧形凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成型銑刀；3.4.3 銑削刀具的選用1數(shù)控銑削刀具的一般性要求刀具3銑刀參數(shù)的選擇（1）主

8、偏角kr 主偏角為切削刃與切削平面的夾角（見圖3-9）。主偏角對徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。銑刀的主偏角越小，其徑向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也隨之減小。銑刀的主偏角有90、88、75、70、60、45等幾種。圖3-9面銑刀的主偏角3銑刀參數(shù)的選擇（1）主偏角kr 主偏角為切削刃與 90主偏角銑刀在銑削帶凸肩的平面時選用，一般不用于單純的平面加工。該類刀具通用性好（既可加工臺階面，又可加工平面），在單件、小批量加工中選用。在加工帶凸肩的平面時，也可選用88主偏角的銑刀。 60和75主偏角銑刀適用于平面銑削的粗加工。75主偏角銑刀為通

9、用型刀具，適用范圍較廣。60主偏角銑刀主要用于鏜銑床、加工中心上的粗銑和半精銑加工。45主偏角銑刀的徑向切削力大幅度減小，具有很好的抗振性，適用于鏜銑床主軸懸伸較長的加工場合。 90主偏角銑刀在銑削帶凸肩的平面時選用，一般不用3.5 孔加工用刀具3.5.1 鉆孔刀具 鉆孔用刀具有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆、噴吸鉆及扁鉆等，最常采用的是普通麻花鉆。1.可轉(zhuǎn)位淺孔鉆：用于鉆削直徑為3060mm、孔的深徑比小于或等于3的中等淺孔，具有切削效率高、加工質(zhì)量好的特點，最適用于箱體零件的鉆孔加工。2.噴吸鉆：對深徑比大于5而小于100的深孔，因其加工中散熱差，排屑困難，鉆桿剛性差，易使刀具損壞和引起孔的軸線

10、偏斜，多用噴吸鉆。3.硬質(zhì)合金扁鉆：剛性較好，適用于鉆削大直徑孔。3.5 孔加工用刀具3.5.1 鉆孔刀具 鉆孔用刀具 可轉(zhuǎn)位淺孔鉆 噴吸鉆 硬質(zhì)合金扁鉆 圖3-11 數(shù)控鉆孔刀具 可轉(zhuǎn)位淺孔鉆 噴吸鉆 硬3.5.2 擴(kuò)孔刀具標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)孔鉆一般有34條主切削刃。 擴(kuò)孔鉆加工時要求的余量較小，主切削刃較短，因而容屑槽淺，刀體的強(qiáng)度和剛度較好。另外，擴(kuò)孔鉆的刀齒多，導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)，加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率都比較高?？赊D(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆 鏜刀 鉸刀 圖3-12 擴(kuò)孔、鏜孔與鉸孔刀具3.5.2 擴(kuò)孔刀具標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)孔鉆一般有34條主切削刃。 3.5.3 鏜孔刀具按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。 單刃鏜刀剛性差，

11、切削時易引起振動，所以鏜刀的主偏角選得較大；鏜孔徑的大小要靠調(diào)整刀具的懸伸長度來保證，調(diào)整麻煩，效率低，只能用于單件小批生產(chǎn)。但單刃鏜刀結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性較廣，粗、精加工都適用。 鏜削大直徑的孔時，可選用雙刃鏜刀。3.5.3 鏜孔刀具按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。3.5.4 鉸孔刀具 加工精度為IT7IT10級，表面粗糙度Ra為0.81.6m的孔時，多選用通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。 鉸刀工作部分包括切削部分與校準(zhǔn)部分。切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削工作。校準(zhǔn)部分的作用是校正孔徑、修光孔壁和導(dǎo)向。校準(zhǔn)部分包括圓柱部分和倒錐部分，圓柱部分保證鉸刀直徑和便于測量，倒錐部分可減少鉸刀與孔壁的摩擦，減小孔徑擴(kuò)大

12、量。3.5.4 鉸孔刀具 加工精度為IT7IT10級，表3.6數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)3.6.1工具系統(tǒng)簡介數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)主要由兩部分組成：一是刀具部分，二是工具柄部(刀柄)、接桿(接柄)和夾頭等裝夾工具部分。1整體式工具系統(tǒng) 整體式工具系統(tǒng)（TSG）組成如圖3-13所示，它把工具柄部和裝夾刀具的工作部分做成一體，要求不同工作部分都具有同樣結(jié)構(gòu)的刀柄，以便與機(jī)床的主軸相連，所以具有可靠性強(qiáng)、使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)換迅速及刀柄的種類較多等特點。3.6數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)3.6.1工具系統(tǒng)簡介數(shù)控機(jī)床工具圖3-13整體式刀具系統(tǒng) 圖3-14模塊式刀具系統(tǒng)圖3-13整體式刀具系統(tǒng) 圖3-14模2模塊式數(shù)控刀具

13、系統(tǒng) 所謂“模塊式”（圖3-14），是指將整體式刀桿分解成柄部(主柄模塊)、中間連接塊(中間連接模塊)、工作頭部(工作模塊)三個主要部分，使用者可根據(jù)加工要求，將這三部分模塊，任意組合成鉆、銑、鏜、鉸及攻螺紋的各種工具，以進(jìn)行切削加工。2模塊式數(shù)控刀具系統(tǒng) 所謂“模塊式”（圖3-14）， 模塊式工具系統(tǒng)可分為鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)（適合在數(shù)控鏜銑床、加工中心上使用）和車削模塊式工具系統(tǒng)（適合在數(shù)控車床、車削中心上使用）。 模塊式工具克服了整體式工具功能單一、加工尺寸不易變動的不足，顯示出其經(jīng)濟(jì)、靈活、快速、可靠的特點。目前世界上模塊式工具系統(tǒng)有幾十種結(jié)構(gòu)，其區(qū)別主要在于模塊之間的定位方式和鎖緊方式不同。 模塊式工具系統(tǒng)可分為鏜銑類模塊式工具系