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数控刀具的选择方法1、数控刀具的选择数控机床刀具的选择和确定是数控加工中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
它与普通机床相比，对刀具提出了更高的要求，这体现在要求精度高、刚性好、装夹调整方便、切削性能强、寿命长等方面。
数控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、切削用量以及其他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、寿命长和精度高。
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。
选择刀片或刀具时应考虑的因素是多方面的。
随着机床种类、型号的不同，生产经验和习惯的不同以及其他种种因素而得到的效果是不相同的，归纳起来应该考虑到以下几个方面。
（1）刀片形状的选择加工的零件形状是选择刀片形状的第一依据。
刀片安装在刀柄上，刀具主、副切削刃不得与工件的已加工表面或待加工表面发生干涉。
刀具形状与切削区的刀尖角的大小有直接关系，因此刀片形状直接影响刀尖强度，刀尖角越大，刀尖强度越高。
按刀尖角大小顺序排为：R、O、H、P、S、L、M、A、B、W、C、E、T、K、D、V。
另外，刀尖角越大，车削中对工件的径向分力越大，越易引起切削振动，故精加工时宜采用较小的刀尖角型号。
在保证刀具强度、工件精度的前提下，可选用切削刃较多的W型、T型刀片。
此外，某些刀片形状的使用范围有其专用性。
如D型、V型车削刀片一般只在仿形车削时才使用。
R型刀片在仿形、车削盘类零件（车轮）、曲面加工时采用。
（2）刀片主切削刃后角的选择当刀片后角选N型0°时，刀片可正反使用，这样可以降低刀片成本。
此时刀柄上的刀片安装面不是水平的，当刀片与刀体组合后，刀具形成正的后角，只是刃倾角为负。
由于数控机夹刀片一般都有断屑槽，故前角也为正值。
因此N型刀片被较多选用，选用时注意考虑槽形。
另外，由于该型刀具的刃倾角为负，在进行曲面加工时，刀具上切削点位置不同，且不在同一中心高上，故在进行较大的精密曲面加工时会造成误差。
车床加工基本知识图书搜索一、车刀材料在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。
因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。
常用车刀材料主要有高速钢和硬质合金。
1.高速钢高速钢又称锋钢、是以钨、铬、钒、钼为主要合金元素的高合金工具钢。
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.硬质合金硬质合金是用高耐磨性和高耐热性的WC（碳化钨）、TiC（碳化钛）和Co（钴）的粉末经高压成形后再进行高温烧结而制成的，其中Co起粘结作用，硬质合金的硬度为HRA89～9 4（约相当于HRC74～82），有很高的红硬温度。
在800～1000℃的高温下仍能保持切削所需的硬度，硬质合金刀具切削一般钢件的切削速度可达100～300m/min，可用这种刀具进行高速切削，其缺点是韧性较差，较脆，不耐冲击，硬质合金一般制成各种形状的刀片，焊接或夹固在刀体上使用。
常用的硬质合金有钨钴和钨钛钴两大类：（1）钨钴类（YG）由碳化钨和钴组成，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）钨钛钴类（YT）由碳化钨、碳化钛和钴组成，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，如各种钢材。
硬质合金车刀车削工件时进给量参考值硬质合金车刀粗车外圆端面的进给量（参考值）
硬质合金外圆车刀精车的进给量（参考值）mm/r
注：1、加工断续表面及有冲击的工件时，表内进给量应乘系数K＝0.65～0.75；
2、在无外皮加工时，表内进给量应乘第数K＝1.1；
3、加工耐热钢及其合金时，进给量不大于0.6mm/r；
4、加工调质钢时，乘以系数K=0.8；
5、加工淬硬钢时,进给量应减小.当钢的硬度为44～56HRC时,乘系数
K=0.7;当钢的硬度为57～62HRC时,乘系数K=0.5。
6、可转位刀片的允许最大进给量不应超过其刀尖圆弧半径数值的80％。
7、rε=0.5mm，用于12×12以下刀杆，rε＝1mm，用于30×30以下刀杆，rε＝2mm，用于30×45及以上刀杆。
论金属切削加工的切削速度摘要:本文主要论述切削速度对金属切削加工的质量、生产效率、生产成本的影响以及一些常见加工情况的选择。
关键词:切削速度；切削加切削速度是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动方向的速度。
与工件（或刀具）选定点的旋转直径（通常取最大直径）和主轴转速成正比，是切削用量三要素之一，在三要素中对切削加工影响最大的参数。
对保证金属切削加工的顺利进行、保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本都有非常重要的意义。
首先是影响加工质量。
金属切削加工的质量体现在尺寸精度、表面粗糙度和形状位置精度。
切削速度对加工质量的影响主要是影响工件的表面粗糙度。
因为当用中等切削速度（15~20mm/min）切削塑性金属（特别是钢料）时很容易形成积屑瘤，由于积屑瘤是不稳定的，它时长时灭、时大时小，在这一过程中，一部分被切屑带走，另一部分会嵌入工件的已加工表面，使表面产生硬点和毛刺，增大了工件的表面粗糙度。
由于它时长时灭、时大时小，所以也会影响尺寸精度。
其次是影响生产效率。
衡量生产效率高低的指标之一是基本时间。
如车外圆时的基本时间计算公式是tm=πAdl/1000vfap。
由切削功率Pm＝Fzv，机床电机功率PE＝Pm/ηm，Fz＝2000fap，得tm=2πAdl/PEηm。
因此可得当总切削量一定时，切削时间与电机功率成反比，当总切削量、电机功率、切削深度和进给量一定时，切削时间与切削速度成反比且有最大值。
所以如果没有掌握切削速度与切削时间的关系，就会影响生产效率。
三是影响生产成本。
零件的生产成本就切削加工环节而言主要是人工费、电费、厂地机床折旧费、刀具消耗等因素。
其中人工费、电费相对固定。
厂地机床折旧费与生产效率成反比，也就是生产效率越高成本越低（因为切削速度会影响生产效率）。
刀具消耗的多少是受刀具耐用度的影响。
刀具耐用度越高刀具消耗就越少，成本就越低。
而在切削用量中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度。
切削速度对刀具耐用度的影响比较复杂，不是说切削速度越高或越低刀具耐用度就越好，而是要根据工件材料、刀具材料选择合理的切削速度才能提高刀具耐用度，降低生产成本。
切削力与切削功率切削力与切削功率切削力与切削功率计算切削力及其分解、切削功率（1）切削力产生与切削力分解切削加工时，刀具作用下，被切削层金属、切屑和工件已加工表面金属都要产生弹性变形和塑性变形，这些变形所产生抗力分别作用前刀面和后刀面上：同时，切屑沿前刀面流出，刀具与工件之间有相对运动，还有摩擦力作用刀面和后刀面上。
这些作用刀具上合力就是总切削力F，简称切削力。
F受很多因素影响，，其大小和方向都是不固定。
便于分析切削力作用和测量切削力大小，常常将总切削力F分解为如图1-9所示三个互相垂直切削分力：1)切削力F c是总切削力主运动方向上分力。
，它垂直与基面，是切削力中最大一个切削分力。
其所消耗功率占总功率95%~99%。
它是计算机床动力，校核刀具、夹具强度与刚度主要依据之一。
2) 背向力F p是总切削力切削深度方向上分力。
它基面内，与进给运动方向垂直。
图1-9 切削力分解此力作用机床一夹具一工件一刀具系统刚度最弱方向上，容易引起振动与加工误差，它是设计和校验系统刚度和精度基本参数。
3) 进给力F f是总切削力进给运动方向上分力。
它基面内，与进给运动方向一致。
F f作用机床进给机构上，是计算和校验机床进给系统动力、强度及刚度主要依据之一。
由图1-9可知，总切削力F与三个切削分力之间关系为（1-1）（2）切削功率消耗切削过程中功率称为切削功率p m。
切削功率为切削力F c--和进给力F f所消耗功率之和，因背向力F p没有位移，不消耗功率。
切削功率（W）为（1-2）式中：F c—切削力（N）υc—切削速度（m/s）F f—进给力（N）υf—进给速度（mm/s）。
一般情况下，F f所消耗功率（约占p m1%~2%）远小于F c所消耗功率，，式（1-2）可简化为（1-3）按上式求P m后，如要计算机床电动机功率P E，还应将P m除以机床传动效率ηm（一般取ηm=0.75~0.85），即(1-4)2.切削分力经验公式目前，生产中计算切削分力经验公式可分为两类：一类是按单位切削力进行计算。
车削加工参数1切削用量选定原则选择机械加工切削用量就是指具体确定切削工序的切削深度、进给量、切削速度及刀具耐用度。
选择切削用量时，要综合考虑生产率、加工质量和加工成本。
从切削加工生产率考虑：切削深度、进给量、切削速度中任何一个参数增加一倍，都可提高生产率一倍。
从刀具耐用度考虑：应首先采用最大的切削深度，再选用大的进给量，然后根据确定的刀具耐用度选择切削速度。
从加工质量考虑：精加工时，采用较小的切削深度和进给量，采用较高的切削速度。
2车削加工参数2.1车削要素切削速度v：工件旋转的线速度，单位为m/min。
进给量f：工件每旋转一周，工件与刀具相对位移量，单位为mm/r。
切削深度ap：垂直于进给运动方向测量的切削层横截面尺寸，单位为mm。
Ra :以轮廓算术平均偏差评定的表面粗糙度参数，单位为^m。
dw :工件直径，单位为mm。
切削速度与转速关系:jsin nd1000 318_3 m/minlOOOv 3183vH - -- -= ---就』r/minv：切削速度，工件旋转的线速度，单位为m/min。
n：工件的转速，单位为r/min。
d：工件观察点直径，单位为mm。
2.2车削参数45钢热轧状态（硬度：187HB）外圆车削钢调质状态（硬度：28〜32HRC）外圆车削4540Cr钢热轧状态（硬度：212HB）外圆车削28〜32HRC）外圆车削40Cr钢调质状态（硬度：28〜32HRC）内圆车削TC4固溶处理并时效状态（硬度：320〜380HB）外圆车削TC4固溶处理并时效状态（硬度：320〜380HB）内圆车削。
定额工时参照表
硬质合金车刀粗车外圆端面的进给量（参考值）
硬质合金外圆车刀精车的进给量（参考值） mm/r
注：1、加
工断续表面
及有冲击的
工件时，表
内进给量应
乘系数K＝
0.65～
0.75；
2、在
无外皮加工
时，表内进
给量应乘第
数K＝1.1；
3、加工耐热钢及其合金时，进给量不大于
0.6mm/r； 4、加工调质钢时，乘以系数K=0.8；
6、可转位刀片的允许最大进给量不应超过其刀尖圆弧半径数值的80％。
工件材 2、表中较小 3、 5、加工淬硬钢时,进给量应减小.当钢的硬度为44～56HRC时,乘系数K=0.7;当钢的硬度为57～62HRC时,乘系数K=0.5。
7、rε=0.5mm，用于12×12以下刀杆，rε＝1mm，用于30×30以下刀杆，rε＝2mm，用于30×45及以上刀杆。
车不锈钢的常用切削用量
铣刀每齿进给量fz的推荐值
或手动
和三面刃削速度及进给量均应适当减
小。
金属切削原理与刀具试题与答案《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，“某”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。
2-1、什么叫主运动？什么叫进给运动？试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。
答：主运动是由机床提供的刀具和工件之间最主要的相对运动，主运动是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。
切削加工通常只有一个主运动。
进给运动是使主运动能够依次地或连续地切除工件上多余的金属，以便形成全部已加工表面的运动。
进给运动可以只有一个（如车削、钻削），也可以有几个（如滚齿、磨削）。
进给运动速度一般很低，消耗的功率也较少。
2-2、根据表2-2和表2-3，分析下列机床型号所代表的意义：MM7132、CG6125B、X62W、M2110、Z5125、T68。
答：MM7132：M--类别代号：磨床类；M--通用特性：精密；7--组别代号：平面磨床组；1--系别代号：卧轴矩台平面磨床系；32--主参数：最大磨削直径320mm。
CG6125B：C--类别代号：车床类；G—通用特性：高精度；6—组别代号：落地及卧式车床组；1—系别代号：卧式车床系；25—主参数：床身上最大回转直径250mm；B—重大改进顺序号。
X62W(X6132A)：X—类别代号：铣床类；6—组别代号：升降台铣床组；1—系别代号：万能升降台铣床系；32—主参数：工作台面宽度320mm；A—重大改进顺序号。
M2110：M--类别代号：磨床类；2—组别代号：内圆磨床组；1—系别代号：内圆磨床系；10—主参数：最大磨削孔径100mm。
Z5125：Z—类别代号：钻床类；5—组别代号：立式钻床组；1—系别代号：方柱立式钻床系；25—主参数：最大钻孔直径25mm。
T68：T—类别代号：镗床类；6—组别代号：卧式铣镗床组；8—主参数：镗轴直径80mm。
2-3、画出0γ=10°、λs =6°、α0=6°、0α'=60°、K r =60°、r K '=15°的外圆车刀切削部分投影图。
数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p 和进给量f ，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。
1. 数控车床切削用量 1）切削深度a p在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。
当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm 。
切削深度ap计算公式：a p =式中： d w —待加工表面外圆直径，单位mm d m —已加工表面外圆直径，单位mm. 2）切削速度Vc① 车削光轴切削速度V c 光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。
切削速度Vc 计算公式： Vc=式中： d —工件或刀尖的回转直径，单位mm n —工件或刀具的转速，单位r/min表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表2mw d d注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。
②车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。
下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：n≤–k式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。
k—保险系数，一般为80。
3）进给速度进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。
⑴确定进给速度的原则①当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。
②切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。
③刀具空行程尽量选用高的进给速度。
④进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。
⑵进给速度V f的计算 V f = n f式中：n—车床主轴的转速，单位r/min。
切削用量的选择原则数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p和进给量f，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。
1. 数控车床切削用量1）切削深度a p在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。
当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm。
切削深度ap计算公式：a p=2mw dd式中：d w—待加工表面外圆直径，单位mmd m—已加工表面外圆直径，单位mm.2）切削速度Vc①车削光轴切削速度V c光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。
切削速度Vc计算公式：Vc=式中：d—工件或刀尖的回转直径，单位mmn—工件或刀具的转速，单位r/min表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表工件材料热处理状态a p=0.3~2mm a p=2~6mm a p=6~10mmf=0.08~0.3mm/r f=0.3~0.6mm/r f=0.6~1mm/rVc/m·min-1Vc/m·min-1Vc/m·min-1低碳钢易切热轧140~180100~12070~90钢热轧130~16090~11060~80中碳钢调质100~13070~9050~70热轧100~13070~9050~70合金工具钢调质80~11050~7040~60工具钢退火90~12060~8050~70HBS<19090~12060~8050~70灰铸铁HBS=190~22580~11050~7040~60高锰钢10~20铜及铜合金200~250120~18090~120铝及铝合金300~600200~400150~200铸铝合金100~18080~15060~100注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。
金属切削原理与刀具试卷和答案文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《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，常用的金属材料有工具钢、高速钢、硬质合金钢；非金属材料有金刚石、立方氮化硼等。
2．刀具的几何角度中，常用的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角和副后角六个。
3．切削用量要素包括切削深度、进给量、进给速度三个。
4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切屑类型有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四种。
5．刀具的磨损有正常磨损和非正常磨损两种。
其中正常磨损有前面磨损、后面磨损和前面和后面同时磨损三种。
6．工具钢刀具切削温度超过200度时，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相变磨损。
7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小的前角和较小的后角。
8．刀具切削部分材料的性能，必须具有高的硬度、良好的强度和韧性、良好的耐磨性和良好的工艺性及经济性。
9．防止积削瘤形成，切削速度可采用低速或高速。
10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢T8A、T10A、T12A；合金工具钢9SiCr、CrWMn；高速工具钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。
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。
