数控车床常用数控刀具和切削用量的选择

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1、第四节第四节 数控车床常用数控刀具和数控车床常用数控刀具和切削用量的选择切削用量的选择复习上节课内容 1.数控系统的插补原理数控系统的插补原理 2.逐点比较法逐点比较法 3.数控机床的特点数控机床的特点4.数控机床的发展方向数控机床的发展方向教学内容数控刀具的种类和特点数控刀具的种类和特点1可转位刀片的应用及代码可转位刀片的应用及代码2数控加工刀具的选择数控加工刀具的选择3第一章第一章 数控刀具及其选用数控刀具及其选用车削、铣削加工知识车削、铣削加工知识 补补充充教学目的 了解数控加工中数控了解数控加工中数控刀具的种刀具的种类和特点类和特点，理解数控加工的，理解数控加工的工具系工具系统统，了解

2、常用的数控，了解常用的数控刀具材料刀具材料，了，了解可解可转位刀片转位刀片的应用及代码，掌握的应用及代码，掌握数控加工数控加工刀具的选择刀具的选择。补充：补充：一、车削加工知识一、车削加工知识 卧式车床加工的典型表面卧式车床加工的典型表面 （一）车外圆面 1)90车刀车刀 a) 右偏刀右偏刀 b）左偏刀）左偏刀 c）左偏刀外形）左偏刀外形对于前置刀架来说，右偏刀是车刀从车床尾架向主轴箱方向进给的车刀对于前置刀架来说，右偏刀是车刀从车床尾架向主轴箱方向进给的车刀 （一）车外圆面偏刀的使用偏刀的使用a）右偏刀的使用）右偏刀的使用 b) 车台阶车台阶 c）车端面）车端面 （一）车外圆面2)75。车刀

3、：刀头强度好，较耐用，适用于粗车轴车刀：刀头强度好，较耐用，适用于粗车轴类零件及强力切削余量较大的零件。类零件及强力切削余量较大的零件。 75。车刀车外圆。车刀车外圆 （二）车端面和阶台 1.车刀的选择车刀的选择 ：45、90、75 2.车刀的安装车刀的安装:车刀的刀尖要对准工件的中心车刀的刀尖要对准工件的中心 车刀刀尖不对准工件中心的后果车刀刀尖不对准工件中心的后果 中心处留有凸头中心处留有凸头 中心处会使刀尖崩碎中心处会使刀尖崩碎 （三）切断及车槽v在切削加工中，若棒料较长，需在切削加工中，若棒料较长，需按要求切断后再车削，或在车削按要求切断后再车削，或在车削完成后把工件从原材料上切割下完

4、成后把工件从原材料上切割下来，称之为来，称之为切断切断。v车削外圆、内孔及轴肩部分的沟车削外圆、内孔及轴肩部分的沟槽称为槽称为车槽车槽。 （三）切断及车槽 切断刀：切断刀以横向进给为主，前端的切切断刀：切断刀以横向进给为主，前端的切削刃为主切削刃，两侧的切削刃为副切削刃削刃为主切削刃，两侧的切削刃为副切削刃. 高速钢切断刀高速钢切断刀 （三）切断及车槽2.直直沟沟槽槽的的车车削削 a）窄沟槽的车削）窄沟槽的车削 b）宽沟槽的车削）宽沟槽的车削 (四)车孔一次装夹中加工工件一次装夹中加工工件 (五)车螺纹 1.车刀的装夹车刀的装夹 梯形螺绞车刀的安装方法梯形螺绞车刀的安装方法用对刀板对刀用对刀板

5、对刀用万能角尺对刀用万能角尺对刀(五)车螺纹2螺纹的车削方法螺纹的车削方法 (以三角螺纹为例以三角螺纹为例 )车螺纹时的进刀方法车螺纹时的进刀方法 直进式法直进式法 左右切削法左右切削法 斜进法斜进法 补充：补充： 二、铣削加工知识二、铣削加工知识铣削的典型加工方法铣削的典型加工方法铣平面铣平面铣平面铣阶台面铣沟槽铣沟槽切断铣曲面铣削的典型加工方法 铣健糟 铣健糟铣T形糟铣燕尾槽铣v形槽铣成形面铣型腔铣螺旋面（一）铣平面 工件安装在平口钳上工件安装在平口钳上 （二）铣沟槽常见的沟槽形式常见的沟槽形式 （三）切断用夹板增强锯片铣刀的刚性用夹板增强锯片铣刀的刚性 数控刀具的种类和特点2.1.1 数

6、控刀具的种类（按切削工艺分类）（1）外圆车刀）外圆车刀（2 2）割刀）割刀（3）螺纹刀）螺纹刀（4 4）镗刀）镗刀钻削刀具钻削刀具（1 1）面铣刀）面铣刀（2 2）立铣刀）立铣刀（3 3）球头刀）球头刀（4 4）键槽刀）键槽刀（5 5）燕尾槽铣刀）燕尾槽铣刀（6 6）锯片铣刀）锯片铣刀数控加工刀具特点 1.刀具刚性好，切削效率高刀具刚性好，切削效率高 2.刀具精度高刀具精度高3.刀具的可靠性高，抗震及热变形好刀具的可靠性高，抗震及热变形好4.刀具尺寸能够预调刀具尺寸能够预调5.互换性好，换刀速度快互换性好，换刀速度快6.具有完善的工具系统具有完善的工具系统7.具有刀具管理系统具有刀具管理系统2

7、.1.3 数控加工的工具系统数控加工的工具系统v工具系统：工具系统：刀具与机床的接口。除刀具本身刀具与机床的接口。除刀具本身之外，还包括实现刀具快换所必需的定位、之外，还包括实现刀具快换所必需的定位、夹紧、抓拿及刀具保护等机构。夹紧、抓拿及刀具保护等机构。 v模块式工具系统模块式工具系统将工具的柄部和工作部分分将工具的柄部和工作部分分割开来，制成各种系统化的模块，然后经过割开来，制成各种系统化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成一套套不同规格不同规格的中间模块，组成一套套不同规格的工具。的工具。 一、数控机床工具系统的组成刀具系统：刀具系统：由数控机床主轴前端锥孔或刀架配由数控机床主轴前端

8、锥孔或刀架配套的刀柄、刀杆和刀头或通用刀具等组成。套的刀柄、刀杆和刀头或通用刀具等组成。刀具系统的基本形式刀具系统的基本形式 一、数控机床工具系统的组成刀柄形式：刀柄形式： JT（ISO7288）：表示数控机床用的锥柄柄部）：表示数控机床用的锥柄柄部带有机械手夹持槽，后面的数字为相应的带有机械手夹持槽，后面的数字为相应的ISO锥度号。如锥度号。如JT40代表大端直径代表大端直径44mm的的7：24锥度。锥度。ST（ISO0297）：没有机械手夹持槽。）：没有机械手夹持槽。BT（MAS403）：表示用于日本标准）：表示用于日本标准MAS403的带有机械手夹持槽的连接。的带有机械手夹持槽的连接。

9、二、二、 典型工具系统典型工具系统1.车削类工具系统（1）回转刀架回转式刀架回转式刀架 四方刀架方形刀体（方形刀体（机夹式机夹式）（3）活动顶尖及尾架2、TSG整体式镗铣类工具系统整体式镗铣类工具系统 把锥柄和连杆制成一体，不同工作部分都具把锥柄和连杆制成一体，不同工作部分都具有相同结构的刀柄。有相同结构的刀柄。TSG 工具系统中的刀柄由四部分组成：工具系统中的刀柄由四部分组成：JT：表示工具柄部形式，见表：表示工具柄部形式，见表2-150：对圆锥表示锥度规格，圆柱表示直径：对圆锥表示锥度规格，圆柱表示直径Q ：表示工具的用途，见表：表示工具的用途，见表2-232：表示工具的规格：表示工具的规

10、格100：表示刀柄的工作长度：表示刀柄的工作长度 JT 50：表示自动换刀机床用：表示自动换刀机床用7：24圆锥工具柄，圆锥工具柄，锥柄为锥柄为50#Q ：表示前部为弹簧夹头：表示前部为弹簧夹头32：表示最大夹持直径：表示最大夹持直径32mm100：表示刀柄的工作长度（锥柄大端直径处：表示刀柄的工作长度（锥柄大端直径处到弹簧夹头前端面距离）为到弹簧夹头前端面距离）为100mm适用于：长期反复使用、不需拼装的简单刀具适用于：长期反复使用、不需拼装的简单刀具 （1）铣刀工具系统 a 刀柄及拉钉典型刀具材料及工艺范围 v数控加工刀具对刀具材料的基本要求数控加工刀具对刀具材料的基本要求1.有足够的硬度

11、，刀具材料高于工件材料硬度有足够的硬度，刀具材料高于工件材料硬度2.有足够的强度和韧性有足够的强度和韧性3.有足够的耐磨性有足够的耐磨性4.有足够的耐热性有足够的耐热性常用的数控刀具材料1.高速钢高速钢（国内使用最为普遍）（国内使用最为普遍）2.硬质合金硬质合金3.陶瓷和金属陶瓷合金刀具陶瓷和金属陶瓷合金刀具4.聚晶金刚石（聚晶金刚石（PCB）5.聚晶立方氮化硼（聚晶立方氮化硼（PCBN 可转位刀片的应用及代码 可转位刀具：可转位刀具： 将预先加工好的多边形刀片，用机械夹固将预先加工好的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。的方法夹紧在刀体上的一种刀具。 可转位车刀的组成可转位车

12、刀的组成 可转位车刀的内部结构可转位车刀的内部结构刀杆 刀垫可转位刀片夹固元件刀片刀垫卡簧杠杆弹簧螺钉刀柄可转位刀片型号表示规则可转位刀片型号表示规则我国可转位刀片的型号共用我国可转位刀片的型号共用10个号位的内容来表示主要参数的特征个号位的内容来表示主要参数的特征 刀片的形状及其夹角。刀片的形状及其夹角。2刀片的主切削刃后角刀片的主切削刃后角(法后角法后角)：3刀片内接圆刀片内接圆d与厚度与厚度S的精度级别。的精度级别。个个刀结构型式、紧固方法或断屑槽。刀结构型式、紧固方法或断屑槽。5刀边长，切削刃长刀边长，切削刃长.6刀厚度。刀厚度。7刀尖因角半径或主偏角或修光刃后角。刀尖因角半径或主偏角

13、或修光刃后角。8切削刃状态，刀尖切削刃或倒棱切削刃。切削刃状态，刀尖切削刃或倒棱切削刃。9-进刀方向或倒刃宽度进刀方向或倒刃宽度10-厂商的补充符号或倒刃角度厂商的补充符号或倒刃角度.数控加工刀具的选择 数控机床刀具的数控机床刀具的选用原则选用原则刀具的选用应根据机床的加工能力、工件材料刀具的选用应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量、以及其他相的性能、加工工序、切削用量、以及其他相关因素正确选用刀具和刀柄。关因素正确选用刀具和刀柄。刀具选择的刀具选择的基本原则基本原则是：所选刀具应与被加工是：所选刀具应与被加工材料相适应、安装调整方便、刚性好、耐用材料相适应、安装调整方便、

14、刚性好、耐用度和精度高。度和精度高。 加工过程中切削用量的确定 v切削用量包括切削用量包括主轴转速主轴转速S（切削速度（切削速度v）、背背吃刀量吃刀量aP 、进给量进给量F。 v合理选择切削用量的原则是：合理选择切削用量的原则是：粗加工时粗加工时， 选择较大的背吃刀量和进给量，采用选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；较低的切削速度；半精加工和精加工时半精加工和精加工时， 通常选择较小的背吃刀量通常选择较小的背吃刀量和进给量，和进给量， 尽可能提高切削速度。尽可能提高切削速度。 一、背吃刀量一、背吃刀量aP 定义：定义：工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距工件上已加工表面和待加工

15、表面之间的垂直距离，单位为（离，单位为（mm）,亦称亦称切削深度切削深度。 v车削外圆车削外圆时的背吃刀量：时的背吃刀量： 计算公式为：计算公式为：aP=（dw-dm）/2 dw 待加工表面直径待加工表面直径(mm)： dm-已加工表面直径已加工表面直径(mm)。v切断、车槽切断、车槽时背吃刀量等于车刀主切削刀的宽度。时背吃刀量等于车刀主切削刀的宽度。 进给量和背吃刀量进给量和背吃刀量 车外圆车外圆 车端面车端面 切断切断 背吃刀量背吃刀量aP 背吃刀量主要根据机床、夹具、背吃刀量主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。刀具和工件的刚度来决定。 在刚度允许的情况下，应以最少在刚度允许的情况

16、下，应以最少的进给次数切除加工余量，最好一的进给次数切除加工余量，最好一次切除余量次切除余量 。 精加工余量精加工余量可小于普通机床，一可小于普通机床，一般取般取（）mm。 二、进给量（进给速度）二、进给量（进给速度）F（mm/min或 mm/r） v定义：进给量是工件或刀具每转一转，工件定义：进给量是工件或刀具每转一转，工件与刀具在进结方向上的相对位移。与刀具在进结方向上的相对位移。车削时车削时，进给量，进给量f为工件每转一转，车刀为工件每转一转，车刀沿进给方向移动的距离，其单位为沿进给方向移动的距离，其单位为mm/r。 车削时车削时的进给速度的进给速度V f (mm/s)为：为： V f =n f n-工件转速工件转速（r/min） 三、切削速度 c（m/min或m/s） 定义：定义：它是指切削刀刃上的选定点相对于工件它是指切削刀刃上的选定点相对于工件主运动的瞬时速度，是衡量主运动大小的参主运动的瞬时速度，是衡量主运动大小的参数，单位为小数，单位为小m/s或或m/min。当主运动为旋转运动时当主运动为旋转运动时(如车削加工如车削加工)。切削速度的计算公式为：切削速度的计算公式为：