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1、数控加工工艺 台州职业技术学院台州职业技术学院 数控教研室数控教研室 1 第二单元第二单元 数控刀具数控刀具 了解数控刀具的种类、要求与特点，明了解数控刀具的种类、要求与特点，明 确数控刀具材料对加工的影响，掌握刀具的失确数控刀具材料对加工的影响，掌握刀具的失 效形式和可靠度分析，以及依据加工环境正确效形式和可靠度分析，以及依据加工环境正确 选择和使用加工刀具的方法。选择和使用加工刀具的方法。 教学目的：教学目的： 2 内容知识点学习要求建议学时 数控刀具的类型与特点 数控刀具的分类 了解 2 数控刀具的要求与特点 掌握 数控刀具的材料 数控刀具的材料 了解 数控刀具的失效形式及可靠性 数控刀
2、具的失效形式、影响与对策 掌握 数控刀具的可靠度 了解 数控刀具的选择 选择数控刀具时应考虑的因素 掌握 2 车削类工具系统 铣镗类工具系统 常见的刀具库 了解 学习内容与知识点： 第二单元第二单元 数控刀具数控刀具 3 数控刀具的种类 按结构来分 整体式 镶嵌式 内冷式 减振式 机夹可转位式 4 按加工 工艺来分 车刀 钻刀 （钻头） 镗刀 铣刀 数控刀具的种类 5 刀具，尤其是刀片的选择是保证刀具，尤其是刀片的选择是保证 加工质量提高加工效率的重要环节。加工质量提高加工效率的重要环节。 数控刀具的要求与特点 6 要有高的切削效率要有高的切削效率 要有高的精度和重复定位精度要有高的精度和重复
3、定位精度 要有高的可靠性和耐用度要有高的可靠性和耐用度 实现刀具尺寸的预调和快速换刀实现刀具尺寸的预调和快速换刀 具有完善的模块式工具系统具有完善的模块式工具系统 建立完备的刀具管理系统建立完备的刀具管理系统 要有在线监控及尺寸补偿系统要有在线监控及尺寸补偿系统 数控刀具的要求与特点 7 此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹 刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀 片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最 普遍的是硬质合金
4、刀具和高速钢刀具两种。普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具两种。 数控刀具的要求与特点 数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要迁强度高数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要迁强度高 、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大 进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀 具，以保证加工精度的要求。具，以保证加工精度的要求。 8 刀具的选择是根据零件的刀具的选择是根据零件的材料种类材料种类、硬度、硬度 、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知条、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知条 件来决定刀片的几
5、何结构（如刀尖圆角）、进合件来决定刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进合 量、切削速度和刀片牌号。量、切削速度和刀片牌号。 数控刀具的材料 9 数 控 刀 具 的 材 料 高速钢高速钢 钨钴类钨钴类 钨钛钴类钨钛钴类 MoMo系高速钢系高速钢 WW系高速钢系高速钢 硬质合金硬质合金 钨钛钽（铌）钴类钨钛钽（铌）钴类 陶瓷陶瓷 纯氧化铝类（白色陶瓷纯氧化铝类（白色陶瓷 ） TiCTiC添加类（黑色陶瓷添加类（黑色陶瓷 ） 立方碳化硼立方碳化硼 聚晶金刚石聚晶金刚石 数控刀具的材料数控刀具的材料 10 数控刀具的失效形式及可靠性数控刀具的失效形式及可靠性 刀具失效刀具失效 在切削过程中，刀具磨损刀一定
6、程度在切削过程中，刀具磨损刀一定程度 ，刀刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变，刀刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变 ）时，刀具丧失其切削能力或无法保）时，刀具丧失其切削能力或无法保 证加工质量。证加工质量。 11 刀具可靠性分析 刀具可靠性刀具可靠性 刀具耐用度刀具耐用度 可靠耐用度可靠耐用度 在规定的切削条件和时间内完成额定工作的能力在规定的切削条件和时间内完成额定工作的能力 （具有统计特征和随机特征）（具有统计特征和随机特征） 在规定的条件和时间内完成额定工作的概率在规定的条件和时间内完成额定工作的概率 R R（t t）+F(t)=1+F(t)=1 指刀具能达到规定的可靠度指刀具能达到规定的可靠度r
7、r时的耐用度，即时的耐用度，即 R(tr)=r R(tr)=r 则则tr=R(t)tr=R(t) 12 刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之 一。选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工一。选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工 序内容、工件材料等因素。选取刀具时，要使序内容、工件材料等因素。选取刀具时，要使 刀具的尺寸和形状相适应。刀具的尺寸和形状相适应。 数控刀具的选择 13 刀具选择应考虑的主要因素有： 如操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。如操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。 数控刀具的选择数控刀具的选择 被加工工件的被加工工件的 材料、性能
8、材料、性能 如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐 磨性等。磨性等。 加工工艺类别加工工艺类别 车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、 精加工和超精加工等。精加工和超精加工等。 加工工件信息加工工件信息 工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标 。 刀具能承受的刀具能承受的 切削用量切削用量 辅助因数辅助因数 切削用量三要素，包括主轴转速、切削速度与切削切削用量三要素，包括主轴转速、切削速度与切削 深度。深度。 14 工具系统工具系统 由于在数控机床上
9、要加工多种工件，并完由于在数控机床上要加工多种工件，并完 成工件上多道工序的加工，因此需要使用成工件上多道工序的加工，因此需要使用 的刀具品种、规格和数量较多。的刀具品种、规格和数量较多。 为减少刀具的品种规格，有必要发展柔为减少刀具的品种规格，有必要发展柔 性制造系统和加工中心使用的工具系统性制造系统和加工中心使用的工具系统 。 15 车削类工具系统（整体式 ） 整体式工具系统组成整体式工具系统组成 16 目前我国的加工中心采用TSG整体式工具系 统，其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四 种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄 。 车削类工具系统（整体式车削类工具系统（整体式 ） 17 铣镗类工具系统（模块式）铣镗类工具系统（模块式） 模块式工具系统组成模块式工具系统组成 18 TMG21TMG21工具系统工具系统 铣镗类工具系统（模块式）铣镗类工具系统（模块式） 19 常见的刀具库常见的刀具库 可装可装2020把刀的无臂式把刀的无臂式ATCATC刀具库刀具库 ATC刀具库自动换刀系统 （单击观看录像） 20 常见的刀具库常见的刀具库 可装可装2424把刀的有臂式把刀的有臂式ATCATC刀具库刀具库 21 常见的刀具库常见的刀具库 可装可装3232把刀的有臂式刀具库把刀的有臂式刀具库 22 常见的刀具库常见的刀具库 可装可装6060把刀的刀具库把刀的刀具库 23
