豪克能机床刀具常见磨损类型及改进方法
刀具磨损的主要原因：
刀片失效及其对生产设备的不利影响类似于运动员磨损一双优质的跑鞋。正如鞋子承受运动员的体重一样，刀片反复承受着巨大应力，导致磨损和损耗。如果不进行解决，会磨损刀具，并会降低制造商的加工精度和生产率。在加工过程中由于前后刀面的切削作用才会使切屑分离，所以前、后刀面总是与切屑工件不断接触，在接触区存在强烈的摩擦，同时在这些区域还存在很高的压力和温度，正是由于这些物理和化学的作用就导致了磨损的发生，这就是实际过程中刀具磨损的主要原因。
常见的刀具磨损有以下几种形式：
一、后刀面磨损
任何类型的材料的正常磨损都可能导致刀片失效。正常后刀面磨损是最普遍的磨损形式，因为它是最容易预见的刀具失效类型。后刀面磨损一般很均匀，它随着加工材料磨损切削刃而逐渐显现出来，类似于刀刃变钝。
当工件中坚硬的细微夹杂物或加工硬化的材料切入刀片时，会出现正常后刀面磨损。产生这种磨损的原因包括低速切削时的磨料磨损和高速切削时的化学反应。
另一方面，后刀面快速磨损又是人们不希望见到的，因为这会降低刀具寿命，无法达到15分钟的典型切削时间。在切削耐磨材料，比如球墨铸铁、硅铝合金、高温合金、热处理后的沉淀硬化(PH)不锈钢、铍铜合金及钨硬质合金，以及在切削非金属材料，例如玻璃纤维、环氧树脂、强化塑料和陶瓷时，常会出现快速磨损。
快速后刀面磨损的迹象类似于正常磨损。为了纠正快速后刀面磨损，重要的是选择更耐磨、更坚硬或镀层硬质合金刀片材质等级,并确保使用适当的冷却液。降低切削速度也非常有效，但这不符合生产需要，因为这会对加工周期带来不利影响。
后刀面磨损的原因：
1、过高的切削速度(合金钢和含碳0.3%以上的碳钢)
2、工件中含高硬元素(工具钢、模具钢)
3、有时过低的切削速度会引起后刀面非正常的磨损
解决方法：
1、降低切削速度或进给或适用更耐磨的牌号
2、使用冷却液
3、使用更大前角的刀片
二、月牙洼
月牙洼常见于铁基或钛基合金的高速加工作业中，它属于刀片溶解到工件切屑中的热/化学问题。
扩散磨损与磨料磨损共同作用造成了月牙洼。在加工基和钛基合金时，工件切屑中的热量会使硬质合金的成分溶解并扩散到切屑中，造成刀片顶部产生“月牙洼”。月牙洼最终会增大至足以使后刀面发生微崩、变形甚至可能导致快速的后刀面磨损。
月牙洼形成的原因：
1、过高的切削速度或进给(合金钢和含碳0.3%以上的碳钢)
2、工件材质中含高硬元素(工具钢、模具钢)
解决方法：
1、降低切削速度或进给或适用更耐磨的牌号
2、使用冷却液
3、使用更大前角的刀片
4、降低切削速度或进给或适用更耐磨的牌号
三、积屑瘤
工件的碎片通过热压焊结到切削刃上时，会产生积屑瘤，这是切削区存在化学亲和性、高压及高温所致。积屑瘤最终会脱落，有时随刀片碎片一同脱落，从而导致微崩和快速的后刀面磨损。
这种失效机理常见于粘性材料、低速、高温合金、不锈钢和有色金属材料，以及螺纹加工和钻削。积屑瘤可以通过工件尺寸或表面粗糙度的异常变化以及切削刃顶部或后刀面上出现的闪亮材料来识别。
积屑瘤形成的原因：
1、切削速度过低
2、粘性材料
解决方法：
1、提高切削速度
2、使用更大前角的刀片
3、使用氮化物(TiN)镀层刀片
4、合理使用冷却液(如增加浓度)
5、用韧性更好的牌号
6、选用具有可减少作用力的几何形状和/或平滑表面的刀片
四、微崩
微崩源自机械性能不稳定，通常是由不牢固的装夹、轴承不良或主轴磨损、加工材料有硬质点或断续切削造成。这种现象有时会出现在意想不到的场合，例如加工那些刻意在零件上留下多孔结构的粉末冶金(PM)材料。切削材料表面所含的坚硬夹杂物和断续切削会导致局部应力集中并可能导致微崩。
在这种失效模式下，沿刀片切削刃分布的切屑非常明显。确保机床合理装夹、尽量减少弯曲变形、使用研磨刀片、控制积屑瘤以及采用韧性更好的刀片材质等级和/或更强壮的切削刃几何形状将可阻止微崩的发生。
崩刃的原因：
1、过高的进给
2、断续切削
解决方法：
1、降低进给
2、用韧性更好的牌号
3、用强度更高的刀片型号
4、去掉冷却液或正确使用冷却液
五、热机械失效
剧烈的温度波动与机械冲击可能造成热机械失效。应力裂纹会沿刀片刃口形成，最终造成刀片的硬质合金部分脱落，看起来有点类似于微崩。
热机械失效最有可能出现在铣削作业中，有时会出现在大批量零件的断续车削、端面加工以及采用间歇冷却液的加工作业中。热机械失效的迹象是出现多个垂直于切削刃的裂纹。在微崩开始前识别出该失效模式特别重要。
可通过以下方法来防止热机械失效：正确使用冷却液，或者，如果希望在加工工艺中完全杜绝这种失效，可使用更耐冲击的材质等级以及降低热量产生的槽型并降低进给量。
热机械失效原因：
频繁的热冲击(断续)
解决方法：
1、用韧性更好的牌号
2、用强度更高的刀片型号
3、降低进给
4、正确使用冷却
六、刃口变形
过多的热量和机械负荷是刃口变形的根源。在高速和高进给情况下，或是加工硬钢、加工硬化的表面及高温合金时，往往会产生大量的热。
过多热量会造成刀片中的硬质合金粘接剂或钴发生软化。当刀片与工件之间的应力导致刀片变形或刀尖凹陷时会产生机械负荷，最终会折断刀片或导致快速的后刀面磨损。
刃口变形的迹象包括切削刃变形和加工出来的工件不符合尺寸规格要求。
刃口变形的原因：
过高的切削速度或进给
解决方法：
1、降低切削速度或进给或适用更耐磨的材质
2、合理使用冷却液
3、用强度高的刀片型号液
七、沟槽磨损
当粗糙的工件表面磨蚀和刻划刀具上的切削区深处时，将产生沟槽磨损。铸造表面、氧化表面、加工硬化表面或不规则表面都能造成沟槽磨损。尽管磨料磨损是最常见的罪
魁祸首，但在该区域也可能出现微崩。刀片切削深度线通常处于拉应力下，因此容易受到影响。
刀片切削深度处开始出现沟槽磨损和微崩时，这种失效模式会变得显著。为防止出现沟槽磨损，关键是在多行程加工中改变切深，使用具有较大前角的刀具，在加工高温合金时提高切削速度，降低进给量，小心增加切削深度处的研磨，防止积屑，尤其是加工不锈钢和高温合金时。
沟槽磨损的原因：
1、加工表面有硬皮
2、加工淬硬材料
解决方法：
1、用韧性更好的材质
2、用强度更高的刀片型号
3、增大切入角
4、用韧性更好的牌号
5、使用更大前角的刀片
八、机械破裂
切削刃所承受的作用力超过其固有强度时，刀片将会发生机械破裂。本文所讨论的任何失效模式都有可能导致机械破裂。
除了正常后刀面磨损之外，通过纠正所有其他的失效模式可避免发生机械破裂。使用更耐冲击的材质等级、选择更强壮的刀片槽型、采用更厚的刀片、降低进给量和/或切深、验证装夹刚性以及检查工件是否含有坚硬的夹杂物或难以切入，这些都是有效的纠正措施。
机械破裂的原因：
断续加工，进给过高
解决方法：
1、用韧性更好的牌号
2、用强度更高的刀片型号
3、降低进给
4、去掉冷却液或正确使用冷却液
5、提高切削速度
造成刀具磨损的原因有很多，但是在低速状态下以硬质点磨损和黏结磨损为主;在高速区以扩散磨损和化学磨损为主。
刀具磨损主要分为三个阶段：
1、初期磨损阶段
该阶段磨损较快，是由于新刀面比较粗糙，接触应力大：刀具跟工件接触面之间为峰点接触;新刀表面有脱碳层，氧化层等表面缺陷。
2、正常磨损阶段
该阶段是刀具的有效工作阶段。经过初期磨损后，后刀面被磨出一条狭窄的棱面，压应力减小，所以磨损量增加均匀缓慢。
3、急剧磨损阶段
当磨损带宽度增加到一定极限之后，切削力和切削温度迅速升高，磨损带宽度急剧增加。此时刀具的性能急剧下降，切削力，切削温度持续增长。
通过了解失效模式并培养失效分析技能，能够提高生产率，改善刀具寿命及寿命一致性，改进零件的精度和外观，减少对设备的磨损和损耗，以及降低刀片严重失效的可能性，从而避免生产中断和重要工作受到影响。
刀具在加工过程中的磨损以及应对策略 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。了解刀具磨损的情况和原因，可以帮助刀具制造商以及用户延长数控刀具寿命。现在的数控刀具都会采用涂层技术（包括采用新的合金元素），这进一步有效的延长了刀具的使用寿命，同时可以显著提高生产率。 一、刀具磨损机理介绍 在金属切削加工中，产生的热量和摩擦是能量的表现形式。由很高的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。 切削力的大小往往会上下波动，主要取决于不同的加工条件（如工件材料中存在硬质成份，或进行断续切削）。因此，为了在切削高温下保持其强度，要求刀具具有一些基本特性，包括极好的韧性、耐磨性和高硬度。
尽管刀具/工件界面处的切削温度是决定几乎所有刀具材料磨损率的关键要素，但要确定计算切削温度所需的参数值却十分困难。不过，切削试验的测量结果可以为一些经验性的方法奠定基础。 通常可以假定，在切削中产生的能量被转化为热量，而通常这些热量的80％都被切屑带走（这一比例的变化取决于几个要素——尤其是切削速度）。其余大约20％的热量则传入刀具之中。即使在切削硬度不太高的钢件时，刀具温度也可能会超过550℃，这是高速钢在硬度不降低的前提下能够承受的高温度。用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削淬硬钢时，刀具和切屑的温度通常将超过1000℃。 二、刀具磨损与刀具寿命 刀具磨损通常包括以下几种类型：①后刀面磨损；②刻划磨损；③月牙洼磨损；④切削刃磨钝；⑤切削刃崩刃；⑥切削刃裂纹；⑦灾难性失效。 对于刀具寿命，并没有被普遍接受的统一定义，通常取决于不同的工件和刀具材料，以及不同的切削工艺。定量分析刀具寿命终止点的一种方式是设定一个可以接受的后刀面磨损极限值（用VB或VBmax表示）。刀具寿命可用预期刀具寿命的泰勒公式表示，即VcTn=C，该公式的一种更常用的形式为VcTn×Dxfy=C式中，Vc为切削速度；T为刀具寿命；D为切削深度；f为进给率；x和y由实验确定；n和C是根据实验或已发表的技术资料确定的常数，它们表示刀具材料、工件和进给率的特性。
常见切削刀具材料的磨损现象及原因分析 1引言 从20世纪80年代开始，由于数控机床的主轴、进给系统等功能部件设计制造技术的突破，数控机床的主轴转速和进给速度均大幅度提高，在现代制造技术全面进步的推动下，切削加工技术开始进入高速切削的新阶段。目前，高速切削已在模具、航空、汽车等制造业领域得到了大量应用，产生了显著的经济效益，并正向其它应用领域拓展。高速切削加工对刀具提出了一系列新的要求。研究表明，高速切削时，造成刀具损坏的主要原因是在切削力和切削温度作用下因机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等的引起的磨损和破损。因此，对高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐热性、耐磨性、化学稳定性、抗热震性以及抗涂层破裂性能等。陶瓷、CBN、PCD、金属陶瓷等刀具材料具有良好的耐热性和耐磨性，当其韧性得到改善后，非常适合用于高速切削。先进涂层技术的发展进一步改善了刀具材料的性能。目前，新型涂层材料和涂层工艺的开发方兴未艾，预示着涂层刀具在高速切削领域将有巨大发展潜力和广阔应用前景。 本文对高速切削加工时陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具的磨损机理进行了综合评述，对刀具的磨损形态和磨损寿命进行了分析，这些研究将有益于实际生产加工中对高速切削刀具的合理选用与磨损控制。 2高速切削刀具的磨损形态 高速切削时，刀具的主要磨损形态为后刀面磨损、微崩刃、边界磨损、片状剥落、前刀面月牙洼磨损、塑性变形等。 后刀面磨损是高速切削刀具最经常发生的磨损形式，可看作是刀具的正常磨损。后刀面磨损带宽度的加大会使刀具丧失切削性能，在高速切削时常采用后刀面上均匀磨损区宽度VB值作为刀具的磨损极限。 微崩刃是在刀具切削刃上产生的微小缺口，常发生在断续高速切削时，通过选用韧性好的刀具材料、减小进给量、改变刀具主偏角以增加稳定性等措施，均可减小微崩刃的发生概率。通常只要将刀具微崩刃的大小控制在磨损限度以内，刀具仍可继续切削。
1、加工中最重要的刀具 都意味着生产出现停顿。但并不意味着每把刀具都具有同样重要的地位。切削加工时间最长的刀具对生产周期的影响更大，任何一把刀具停止工作。因此同等前提下，应当给予这把刀具更多关注。此外，还应该注意加工关键部件及加工公差范围要求最严格的刀具。另外，对切屑控制相对差的刀具，如钻头、切槽刀、螺纹加工刀具也应重点关注。因为切屑控制不佳可引起停机。 2、与机床相匹配 因此选择正确的刀具非常重要。通常，刀具分右手刀及左手刀。右手刀具适合于逆时针旋转(CCW机床(沿主轴方向看);左手刀具适合于顺时针旋转(CW机床。如果你有几台车床，一些夹持左手刀具，其他左右手兼容，那么请选择左手刀具。而对于铣削而言，人们通常倾向于选择通用性更强的刀具。但是尽管此类刀具涵盖的加工范围更大，也令你即刻损失了刀具的刚性，增大了刀具挠曲变形，降低了切削参数，同时更容易引起加工振动。另外，机床更换刀具的机械手对刀具的尺寸及重量也有所限制。若你购买的主轴带内冷却通孔的机床，也请选择带内冷却通孔的刀具。 3、与被加工材料相匹配 因此大多数刀具基于优化碳钢加工设计。刀片牌号需依据被加工材料进行选择。刀具制造商提供一系列的刀体及相配合的刀片用于加工诸如高温合金、钛合金、铝、复合材料、塑料及纯金属等非铁材料。当你需要加工上述材料时，碳钢是机械加工中最常见的被加工材料。请选择相匹配材质的刀具。绝大多数品牌都有各种系列刀具，标明适合加工什么材料。如DaElement3PP系列就主要用来加工铝合金、86P系列专门来加工不锈钢、6P系列专门来加工高硬钢。 4、刀具规格 铣刀规格太大。大规格的车刀刚性更佳;而大规格的铣刀不仅价格更高，常见的错误是所选的车刀规格太小。且空切时间更长。总体而言，大规格的刀具价格高于小规格刀具。 5、选择可换刀片式还是重新修磨式刀具 条件允许下，遵循的原则很简单:尽量避免修磨刀具。除了少数钻头和端面铣刀外。尽量选择可换刀片式或可换刀头式刀具。这会为你节省劳动力开支，同时获得稳定的加工效果。 6、刀具材料及牌号 机床最大速度及进给率密切相关。为被加工材料组选择更通用的刀具牌号，刀具材料及牌号的选择与被加工材料性能。通常会选择涂层合金牌号。参考刀具供应商提供的牌号应用推荐图表”实际应用中，常见的错误是用替换其他刀具厂家类似的材料牌号试图解决刀具寿命问题。如果你现有的刀具不理想，那么改选接近的其他厂家牌号很可能带来类似结果。要
刀具破损的主要形式及其产生的原因有以下几个方面 (1)后刀面磨损后刀面磨损是由机械交变应力引起的出现在刀具后刀面上的摩擦磨损。如果刀具材料较软，刀具的后角偏小，加工过程中的切削速度偏高，进给量太小，都会造成刃具后刀面的磨损过量，并由此使得加工表面的尺寸和精度降低，增大切削中的摩擦阻力。因此应该选择耐磨性较高的刀具材料，同时降低切削速度，加大进给量，增大刀具后角。如此才能避免或减少刀具后刀面磨损现象的产生。(2)边界磨损主切削刃上的边界磨损常发生于与工件的接触面处。 主要原因是工件表面硬化、微信公众号：hcsteel锯齿状切屑造成的摩擦。解决措施是降低切削速度和进给速度，同时选择耐磨刀具材料，并增大刀具的前角，使切削刃锋利， (3)前刀面磨损前刀面磨损是在刀具的前刀面上由摩擦和扩散导致的磨损。 前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触，以及对发热区域的扩散引起。另外刀具材料过软，加工过程中切削速度较高，进给量较大，也是前刀面磨损产生的原因。前刀面磨损会使刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃的强度。应该采用降低切削速度和进速度，同时选择涂层硬质合金材料，来达到减小前刀面磨损的目的。 (4)塑性变形塑性变形是切削刃在高温或高应力作用下F产生的变形。 切削速度和进给速度太高以及工件材料中硬点的作用，刀具具材料太
软和切削刃温度较高等现象，都是产生塑性变形的主要原因。塑性变形的产生会影响切屑的形成质量，并导致刀具崩刃。可以通过采取降低切削速度和进给速度，选择耐磨性高和导热性能好的刀具材料等措施，达到减少塑性变形的目的。 (5)积屑瘤积屑瘤是指工件材料在刀具上的黏附物质 积屑瘤的产生会大大降低工件表面的加工质量，会改变切削刃的形状并最终导致切削刃崩刃。采取的对策是提高切削速度，选择涂层硬质合金或金属陶瓷等刀具材料，并在加工过程中使用冷却液。 (6)刃口剥落刃口剥落是指切削刃口上出现一些很小的缺口，非均匀的磨损。 主要由断续切削、切屑排除不畅等原因造成。应该在加工时降，低进给速度、选择韧性好的刀具材料和切削刃强度高的刀片，来避免刃口剥落现象的产生。 (7)崩刃崩刃将损坏刀具和工件。 主要原因有刀具刃口的过度磨损和较高的加工应力，也可能由于刀具材料过硬、切削刃强度不足以及进给量太大造成。刀具应该选择韧性较好的合金材料，加工时应减小进给量和切削深度，另外还可选择高强度或刀尖圆角较大的刀片。 (8)热裂纹由于断续切削时的温度变化而产生的垂直于切削刃的裂纹。 热裂纹会降低工件表面的加工质量，并导致刃口剥落。刀具应该选择韧性好的合金材料，同时在加工中减小进给量和切削深度，并进行干
数控车床常用刀具及选择 1．数控刀具的结构数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。 数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分，除经济型数控车床 外，目前已广泛使用可转位机夹式车刀。 (1) 数控车床可转位刀具特点 数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如下表所示。 表2-2 可转位车刀特点 (2) 可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、 切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-3。 表2-3 可转位车刀的种类
端面车刀900、450、750 普通车床和数控车床 内圆车刀450、600、750、900、910、930、 950、107.50 普通车床和数控车床 切断车刀普通车床和数控车床 螺纹车刀普通车床和数控车床 切槽车刀普通车床和数控车床 (3) 可转位车刀的结构形式 ①杠杆式： 结构见图2-16，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。其特点适合各种正、负前角的刀片，有效的前角范围为-60°～ +180°；切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆；两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。 ②楔块式： 其结构见图2-17，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化范围为-60～+180。两面无槽壁，便于仿形切削 或倒转操作时留有间隙。 ③楔块夹紧式： 其结构见图2-18，由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的压下力将刀片夹紧。其特点同楔块式，但切屑流畅不如楔块式。 此外还有螺栓上压式、压孔式、上压式等形式。 2、刀片材料 刀具材料切削性能的优劣直接影响切削加工的生产率和加工表面的质量。刀具新材料的出现，往往
数控刀具种类_数控刀片型号 数控刀具是指与数控机床(包括加工中心、数控车床、数控镗铣床、数控钻床、自动线以及柔性制造系统)相配套使用的各种刀具的总称,是数控机床不可缺少的关键配套产品。在国外数控刀具发展很快,品种很多,已形成系列。在我国,由于对数控刀具的研究开发起步较晚,数控刀具成了工具行业中最薄弱的一个环节。数控刀具的落后已经成为影响我国国产和进口数控机床充分发挥作用的主要障碍。 数控刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括刀具及连接刀柄:刀柄要连接刀具并装在机床的动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。近年来,快速发展的数控加工技术促进了数控刀具的发展。每当一种新型数控刀具产品的面市,会使数控加工技术跃上一个新台阶,产生巨大的经济和社会效益。 数控刀具的分类方法很多。一般可按下列方法进行分类。 1.按刀具切削部分的材料分 按刀具切削部分的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金 刚石刀具和涂层刀具等。 2.按刀具的结构形式分 按刀具的结构形式可分为整体式、镶嵌式和特殊形式等。 (1)整体式。整体式包括钻头和立铣刀等。
(2)镶嵌式。镶嵌式包括刀片采用焊接和机夹式等。 (3)特殊形式。特殊形式包括复合式和减振式等。 3。按切削加工工艺分 按切削加工工艺可分为车削刀具、铣削刀具、钻削刀具和镗削刀具等。 (1)车削刀具。车削刀具包括外圆车刀、内孔车刀、切槽(断)刀、端面车刀、螺纹车刀等: (2)铣削刀具。铣削刀具包括面铣刀、立铣刀和螺纹铣刀等。 (3)钻削刀具。钻削刀具包括钻头、铰刀和丝锥等。 (4)镗削刀具。镗削刀具包括粗镗刀和精镗刀等。 数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。 模块化刀具是发展方向。发展模块化刀具的主要优点：减少换刀停机时间，提高生产加工时间；加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；提高刀具的标准化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能；有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外预调。事实上，由于模块刀具的发展，数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。 （1）从结构上可分为 ② 体式 ②镶嵌式可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同，分为 可转位和不转位； ③减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振
加工中心的刀具及参数选择 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为： ①整体式； ②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。 根据制造刀具所用的材料可分为： ①高速钢刀具； ②硬质合金刀具； ③金刚石刀具； ④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为： ①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； ③镗削刀具； ④铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因
1．如何选取刀杆的压紧方式呢？ 答：刀具的压紧方式有以下几种：P是用刀片的中心圆柱形销夹紧，而夹紧方式有杠杆式，偏心式等，而且，各刀具商所提供的产品并不一定包括了所有的夹紧方式，因此选用时要查阅产品样本。各夹紧方式适用不同形式的刀片，如无孔刀片常用上压式(C型)，陶瓷、立方氮化硼等刀片常用此夹紧方式。D和M型夹紧可靠，适用于切削力较大的场合，如加工条件恶劣、钢的粗加工、铸铁等短屑的加工等。P型前刀面开放，有利于排屑，一般中、轻切削可选用。S型结构简单紧凑，无阻排屑，是沉孔刀片的夹紧方式，可用正前面刀片，适合于轻切削和小孔加工等。 2。那种压紧方式最合理？ 答：其实没有说那种压紧方式最合理的，这要看加工材质与或场合，而且结合自己的公司的库存的，满足图纸要求和节省刀具成本才是最重要 3。怎样才能很快了解车刀？？ 答：车刀是易学难精的，要了解车刀就是先要了解车床的加工性能（也就是说车主要车圆轴与盘类零件为主的）及其走刀路线（主要有外圆、内孔、外槽、内槽、端面槽、切断和螺纹加工），了解刀具资料对车刀的相关表示方式如：刀杆与刀片的表示方法，刀具的加工路线等。最好是能到工厂里看看，了解车刀的各角度的相应的关系。书中很多资料是用箭头或用粗实线表示的加工路线的。也就是后指的加工工艺了 4。刀具资料获取的途径是什么? 答：我们可以在网上找和借助各家的刀具生产商出的刀具目录，也可以到书店里去买相关的资料书， 5。如果要选取一个合适的车刀，首先应该向客户了解哪些信息？ 答：一、首选要了解用在什么机床厂上，也就是了解其刀方和最高转速还就是机床的稳定性。 二、加工的零件图纸，那些是要加工？是粗还是精加工？有没有特殊要求？精度是多少？加工的是什么材质？ 三、客户能接受到的是什么档次的刀具。 6．加工钛合金需注意哪些呢？ 答；钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施： 刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。较低的切削速度，适中的进给量，较深的切削深度，充分冷却。车外圆时刀尖不能高于工件中心，否则容易扎刀，精车及车削薄壁件时，刀具主偏角要大，一般为75～90°。钛合金应该考虑断削还是考虑刀片的耐磨。
机床常用车刀材料的种类和用途 按材料分：锋钢刀（碳素合金工具钢刀）、合金刀、陶瓷刀、氮化硼刀等。 按结构形式分:锻打刀、焊接刀、机夹刀。 按用途分：外圆刀、内圆刀、螺纹刀、切刀、左右偏刀、圆弧刀等。 1、高速钢 高速钢是指含较多钨、铬、铝等合金元素的高台金工具钢，俗称锋钢或白钢。 机床其特点是：制造简单；有较高的硬度(63～66HRC)，耐磨性和耐热性(约600—660口c)；有足够的强度和韧性；有较好的工艺性；能承受较大的冲击力；可制造形状复杂的刀具，如特种车刀、铣刀、钻头、拉刀和齿轮刀具等；但不能用于高速切削。常用高速钢的牌号与性能。 高速钢淬火后的硬度为HRC63～67，其红硬温度550℃～600℃,允许的切削速度为25～30m/min。 高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性，可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工，有良好的磨削性能，刃磨质量较高，故多用来制造形状复杂的刀具，如钻头、铰刀、铣刀等，亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。 常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2、硬质合金 (1)钨钴类硬质合金它的代号是YG，由co和wc组成。常用牌机床抗弯强脯不怕冲击，但是硬度和耐热. 其特点是：韧性好，抗弯强度高，不怕冲击，但是硬度和耐热性较低。适用于加工铸铁、青铜等脆性材料．常用牌号有YG3、YG6、YG8等，后面的数字表示含钴量的百分比，含钴量愈高，其承受冲击的性能就愈好。因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。 (2)钨钻钛类硬质合金它的代号是YT，由wc(碳化钨)、Tic(碳化钛)、co(钴)组成。常用牌号是YTl5、Y130等． 其特点是：硬度为89～93HRA，耐热温度为800～1000℃；耐磨性、抗氧化性较高；但抗弯强度、冲击韧度较低。适用于加工碳钢、台金钢等到塑性材料。 加入碳化钛可以增加合金的耐磨性，可以提高合金与塑性材料的粘结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度；但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料。 常用牌号有YT5、YT15、YT30等，后面数字是碳化钛含量的百分数，碳化钛的含量愈高，红硬性愈好；但钴的含量相应愈低，韧性愈差，愈不耐冲击，所以YT5常用于粗加工，YT15和YT30常用于半精加工和精加工。 (3)钨钽(铌)钴类硬质合金它的代号是YA，由wc、Tac(Nb C)和co组成。
数控铣床常用刀具的合理选用 数控铣床常用刀具的合理选用 一、前言 数控加工中刀具的选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成，要求编程人员必须掌握刀具选 择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工特点，正确选择刀刃具及切削用量。数控加工技术涉及的范围很广，就应用方面而言，其加工技术的特点 和难点仍在于如何高速、高效率地正确选用数控机床刀具编制出符合产品技术要求的数控加工工艺及程序。数控加工可以大幅度缩短产品的制造周期，有效的解决机 械产品中复杂、精密、单件小批量、形状多变的零件加工。 二、数控铣床刀具选择 1.刀具的特点及种类 数控铣床加工刀具种类很多，为了适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，所用刀具正朝着标准化、通用化和模块化的方向发展，主要分为铣削刀具和孔加工刀具两大类。为了满足高效和特殊的铣削要求，
又发展了各种特殊用途的专用刀具。 1)刀柄结构形式 数控铣床刀具刀柄的结构形式分为模块式与整体式两种。模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统，其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成。针对不同的加工零件和机床，采取不同的组装方案，可获得多种刀柄系列，从而提高刀柄的适应能力和利用率。 整体式刀柄装夹刀具的工作部分与机床上安装定位用的柄部是一体的。这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差。为适应零件与机床的变换，用户必须储备各种规格的刀柄，因此刀柄的利用率较低。 数控铣床刀柄与主轴孔的配合锥面采用7：24圆锥柄，并采用相应型式的拉钉，与机床主轴相结合。锥柄具有不自锁，换刀方便等特点。刀柄常用的规格有40号、45号和50号。目前在我国应用较为广泛的有IS07388—1983.MAS403—1982.ANSI/ASME 135.50—1985等，选择时应考虑刀柄规格与机床主轴、机械手相适应。JT：表示采用国际标准IS07388号加工中心机床用锥柄柄部(带机械手夹持槽);其后数字为相应的ISO锥度号。BT：表示采用日本标准MAS403号加工中心机床用锥柄柄部(带机械手夹持槽);其后数字为相应的ISO锥度号。对于高速切削一般采用HSK系列刀柄。 为提高加工效率，应尽可能选用高效率的刀具和刀柄。选用强力铣夹头刀柄，夹持精度高，可以用来夹持直柄刀具，因卡簧自身夹紧变形小自锁性好，夹紧力大，可以用于强力铣削加工;还可以用于高精度铣铰孔加工，也可通过接杆夹持带孔类刀具。 选用弹簧卡头刀柄，卡簧弹性变形量为1mm，主要夹持小规格铣刀，
刀具磨损的研究现状及发展 简要：刀具磨损是切削加工中最基本的命题之一。定义和了解刀具磨损，可以帮助刀具制造商和用户延长刀具寿命。此外，当今的刀具涂层技术(包括采用新的合金元素)提供了进一步延长刀具寿命的有效手段，同时可以显著提高生产率。 关键字：刀具磨损研究发展 刀具磨损机理： 在金属切削加工中，产生的热量和摩擦是能量的表现形式。由很高的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。 切削力的大小往往会上下波动，主要取决于不同的加工条件(如工件材料中存在硬质成份，或进行断续切削)。因此，为了在切削高温下保持其强度，要求刀具具有一些基本特性，包括极好的韧性、耐磨性和高硬度。 尽管刀具/工件界面处的切削温度是决定几乎所有刀具材料磨损率的关键要素，但要确定计算切削温度所需的参数值却十分困难。不过，切削试验的测量结果可以为一些经验性的方法奠定基础。 通常可以假定，在切削中产生的能量被转化为热量，而通常这些热量的80%都被切屑带走(这一比例的变化取决于几个要素——尤其是切削速度)。其余大约20%的热量则传入刀具之中。即使在切削硬度不太高的钢件时，刀具温度也可能会超过550℃，这是高速钢在硬度不降低的前提下能够承受的最高温度。用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具切削淬硬钢时，刀具和切屑的温度通常将超过1000℃。 刀具磨损与刀具寿命： 刀具磨损通常包括以下几种类型：①后刀面磨损;②刻划磨损;③月牙洼磨损;④切削刃磨钝;⑤切削刃崩刃;⑥切削刃裂纹;⑦灾难性失效。 对于刀具寿命，并没有被普遍接受的统一定义，通常取决于不同的工件和刀具材料，以及不同的切削工艺。定量分析刀具寿命终止点的一种方式是设定一个可以接受的最大后刀面磨损极限值(用VB或VBmax表示)。 不断发展的最佳刀具基体、涂层和切削刃制备技术对于限制刀具磨损和抵抗切削高温至关重要。这些要素，加上在可转位刀片上采用的断屑槽和转角圆弧半径，决定了每种刀具对于不同的工件和切削加工的适用性。所有这些要素的最佳组合能够延长刀具寿命，使切削加工更经济、更可靠。 改变刀具基体：
数控机床刀具的选择 数控机床刀具的选择 由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了 更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求 尺寸稳定，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标 准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选 用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具 的刚性。 数控机床选择刀具应考虑以下方面： (1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛 合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。 (2)根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以 保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高 的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具 的'精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用 精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃 部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量， 但对粗加工的影响较小。 (3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许 的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件 的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切 削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超过4齿。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应
选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切的前提下，粗加工和半精加工曲面时，尽量选择端铣刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，所有刀具全都预先装在刀库里，通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容，以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理安排刀具的排列顺序。
2.什么是切削用量的三要素，举例说明它们与切削层厚度hd和切削层宽度bd各有什么关系？答：三要素：切削速度，进给量，背吃刀量 Hd==f*sinkr (kr表示刀具的主偏角) Bk=ap/sinkr 3.刀具正交平面参考系由哪些平面组成？它们是如何定义的？答：正交平面参考系由基面、切削平面、正交平面组成。 基面：通过主切削刃上的选定点，垂直于该点切削速度方向的平面； 切削平面：通过主切削刃上的选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平面；正交平面：通过切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。 4.刀具的基本角度有哪些，它们是如何定义的？ 答：前角：在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角；后角：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角； 主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与假定进给运动方向的夹角；副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与假定进给运动反方向的夹角；刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。 5.刀具的工作角度和标注角度有什么区别？影响刀具工作角度的主要因素有哪些？ 答：刀具的标注角度：制造和刃磨所需要的，并在刀具设计图上予以标注的角度。 刀具的工作角度：由于刀具的安装位置和进给运动的影响，车刀的标注角度会发生一定的变化，基本原因是基面、切削平面和正交平面位置发生变化，这种发生变化后的切削过程中实际的基面、切削平面和正交平面作为参考系所确定的刀具角度称为刀具的工作角度。影响刀具工作角度的因素： 1.横向进给运动，如切端面； 2.轴向进给运动，如大螺距螺纹或螺杆； 3.刀具安装高低； 4.刀杆中心线偏斜。 6.与其它刀具材料相比，高速钢有什么特点？常用的牌号有哪些？主要用来制造哪些刀具？答：高速钢具有较高的硬度和耐热性，与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢能提高切削速度1-3倍，提高刀具耐用度10-40倍，甚至更多。它可以加工包括有色金属、高温合金在内的范围广泛的材料。常用的牌号是W18Cr4V用来制造螺纹车刀、成型刀、拉刀等，W6MN5CR4V2用来制造加工轻合金、碳素钢、合金钢的热成型刀具及承受冲击，结构薄弱的刀具。 7.什么是硬质合金？常用的硬质合金有那几大类？一般如何选用？答：硬质合金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物与金属粘接剂在高温下烧结而成的粉末冶金制品。 类型：钨钴类硬质合金（YG类）：耐热性和耐磨性较差，因此一般不用于普通钢材的切削加工，韧性好，导热系数大，可用来加工不锈钢和高温合金钢等难加工材料；钨钛钴类硬质合金（YT类）：抗弯强度和冲击韧性较差，故主要用于切削一般呈带状的普通碳素钢和合金钢等塑性材料； 钨钛钴类硬质合金（YW类）：主要用于不锈钢，耐热钢、高速钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工 8.刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用？如何选用合理的刀具切削角度？答：1）.前角：前角越大，切削越有利。粗加工选择较小前角，精加工选择较大前角，脆性材料选择较小前角，塑性材料选择较大前角； 2）.后角：一般选正值，影响切削力和耐用度。切削层厚度越大，后角越小；工件材料越软，塑性较大，后角越大；工艺系统刚性较差，后角较小；尺寸精度高选择较小后角。 3）.主偏角和副偏角：影响刀具的耐用度，表面粗糙度，以及切削分力的大小和比例。工艺系统刚性较好时，主偏角易取较小值，较差时选择较大值，细长轴主偏角在90-93之间，以减少径向分力f。粗加工时副偏角选择较大值，精加工时副偏角选择较小值。 4）.刃倾角：影响刀头强度和切屑流动方向。大于零时切屑流向待加工表面，精加工必须选正，刀具强度好，刃倾角小于零时流向已加工表面，粗加工可选择负值，刀具强度好。
《金属切削原理与刀具》试题（1） 一、填空题（每题2分，共20分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有、、；非金属材料有、等。 2．刀具的几何角度中，常用的角度有、、、、和六个。 3．切削用量要素包括、、三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切削类型有、、和四种。 5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有、和三种。 6．工具钢刀具切削温度超过时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失去切削能力而使刀具磨损称为。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在附近，宜取和。 8．刀具切削部分材料的性能，必须具有、、和。 9．防止积削瘤形成，切削速度可采用或。 10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢、、；合金工具钢、；高速工具钢、。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题1分，共20分） √1．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。 √2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 √3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 ×4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB值，所以高速钢刀具是耐磨损的。 √5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。 √6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。 √7．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成45°夹角滑移的过程。 ×8．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。 ×9．切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。 √10．一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往在刀具的主后刀面上。 √11．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提高生产效率。 √12．进给力是纵向进给方向的力，又称轴向力。 √13．刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦，失去正常切削能力的现象。 √14．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加工塑性金属材料时引起的。 √15．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。 √16．粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的。 √17．切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。 √18．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料。 √19．加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性，在某些零件中可改善使用性能。
刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专
用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。
数控机床刀具选择和合理使用 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为：①整体式;②镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种;③特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削刀具;④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：①刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小;②互换性好，便于快速换刀;③寿命高，切削性能稳定、可靠;④刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间;⑤刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除;⑥系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
单元二数控刀具与选用习题 一判断题 1.一般车削工件，欲得良好的精加工面，可选用正前角刀具。（） 2．刀具前角越大，切屑越不易流出，切削力越大，但刀具的强度越高。（） 3.粗车削应选用刀尖半径较小的车刀片。（） 4.主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（） 5.判断刀具磨损，可借助观察加工表面之粗糙度及切削的形状、颜色而定。（） 6.精车削应选用刀尖半径较大的车刀片。( ) 7.高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。( ) 8.硬质合金是一种耐磨性好，耐热性高，抗弯强度和冲击韧性多较高的一种刀具材料。（） 9.在工具磨床上刃磨刀尖能保证切削部分具有正确的几何角度和尺寸精度及较小的表面粗糙度。( ) 10.YT类硬质合金中含钴量愈多，刀片硬度愈高，耐热性越好，但脆性越大。( ) 11.在切削过程中，刀具切削部分在高温时仍需保持其硬度，并能继续进行切削。这种具有高温硬度的性质称为红硬性。 ( ) 12.刀具的材料中，它们的耐热性由低到高次排列是碳素工具钢、合金工具钢，高速钢和硬质合金。（） 13.数控机床对刀具材料的基本要求是高的硬度、高的耐磨性、高的红硬性和足够的强度和韧性。（） 14.刀具规格化的优点之一为选用方便。（） 二填空题 1.常用的刀具材料有高速钢、、陶瓷材料和超硬材料四类。 2.加工的圆弧半径较小时，刀具半径应选。 3.铣刀按切削部分材料分类，可分为铣刀和刀。 4.当金属切削刀具的刃倾角为负值时，刃尖位于主刀刃的最高点，切屑排出时流向工件表面。 5.工件材料的强度和硬度较低时，前角可以选得些；强度和硬度较高时，前角选得些。刀具切削部分的材料应具备如下性能；高的硬度、、、。 6.常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、、四种。 7.影响刀具寿命的主要因素有；工件材料. 、、。 8.刀具磨钝标准有和两种料。
加工中心刀具選擇技巧 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择