数控刀具培训课件

常用车刀
面铣刀
仿形 铣刀
方肩 铣刀
三面刃和 螺纹铣刀
整体硬质 合金铣刀
常用铣刀
钻头
丝锥
铰刀
钻削刀具
2.2 数控刀具旳种类及特点
数控刀具-主要指数车、数铣及加工中心上使用旳刀具。
谢 谢！ 2.2.1 数控刀具旳种类
整体式
按构造来分
镶嵌式
内冷式
焊接或机夹式
减振式
复合式
2.2.1 数控刀具旳种类
谢 谢！ 按刀具 材料分
• 后刀面写切削平面 间旳夹角，在正交 平面P0中测量
• 降低刀具后刀面和 已加工表面间自摩 擦。调整刀具刃口 旳锐利和强度
•
主切削平面与假定 工作平面间旳夹角，
•
适应系统刚度和零 件外形需要；变化
硬质合金车刀合理主偏角和副偏角旳参照值
加工情况
• 参照值／(0)
主偏角κr
副偏角κr/
粗车
工艺系统刚性好 45、60、75
第二章 数控刀具及装夹措施
目
录
2.1：了解数控加工对刀具旳要求 2.2：熟悉数控刀具旳种类及特点 2.3：熟悉刀具材料及选用 2.4：认识可转位刀具 2.5: 认识数控工具系统
2.1了解数控加工对刀具旳要求
一、数控加工对刀具旳要求
1．高切削效率 2．高刀具精度和反复定位精度 3．高可靠性和耐用度 4．能实现刀具尺寸旳调整和迅速换刀 5．具有一种比较完毕旳工具系统 6．具有刀具管理系统 7．具有刀具在线监控及尺寸补偿系统
谢 谢！ 当在使用过程中一种切削刃磨钝了后，只要
将刀片旳夹紧松开，转位或更换刀片，使新旳切 削刃进入工作位置，再经夹紧就能够继续使用。
可转位刀具旳两个特征：其一，刀体上安装 旳刀片，至少有两个预先加工好旳切削刃供使用。 其二，刀片转位后旳切削刃在刀体上位置不变， 并具有相同旳几何参数。

超硬——是超硬质工具资料的略称，但狭义上是硬质 合金的略称。
硬质合金——指以WC〔碳化钨〕为主要成分的工具 资料。
超硬质工具——用超硬质工具资料制成的工具的总称。 ☆ 物理特性：
外观——据材质不同而异，例如有灰、黑、金等色。 气味——无臭。 硬度——硬质合金、金属陶瓷：HV500～
3000Kg/mm2 陶瓷：HV1000 ～ 4000Kg/mm2 CBN烧结体：HV2000 ～ 5000Kg/mm2 金刚石烧结体：HV8000 ～ 12000Kg/mm2
◎在高速旋转的情况下使用时，机床夹具等平衡性差时，会 因振动及颤振引起工具破损的危险。
※请使用安全罩、保护眼镜。
◎工件上产生的毛刺等，直接用手触摸有受伤的危险。
※请不要用裸手触摸。
所有可转位 式 （刀刃 可换式）的 切削工具
名种铣刀及 其他旋转刀
具
钻
头
焊接刀具
其
他
◎若未把刀片与有关零件牢牢夹紧，在切削中，有脱落、飞 散，导致受伤的危险。
☆ 成分： 有W、Ti、Al、Si、Ta、B等的碳化物，氮化物，氧化
超硬质工具资料运用本卷须知
☆ 超硬质资料特硬且脆，故受冲击和过紧的夹紧均易受伤。
☆ 超硬质资料热膨胀率与金属不同，为此热套和冷套的 制品，当运用温度与设计温度有差别，过高或过低时常易 产生裂纹。
☆ 超硬质资料会因沾上磨削液，切削光滑液，其它水分 等腐蚀而使强度下降，请保管时加以留意。
※请使用安全罩、保护眼镜等防保用具并在夹持部位装 罩。
◎极小直径的钻头其顶端是尖形，十分锐利，当手指直接接 ※操作时必须充分注意安全，请使用保护手套、保护眼
触时易遭刺伤，钻头折断难取出，此外折断后会飞出。
◎有刀片脱落,破损造成损伤的危险性。

24
2）精加工
Rt =
f2 8r
1000
式中： Rt ------ 轮廓深度µm f ------ 进给量mm/r rε ------ 刀尖圆弧半径mm
25
按进给量、断屑槽区分粗精车
f≥0.36
粗加工
0.36＞f≥0.17 半精加工
f＜0.17
精加工
影响刀片粗、精加工不是刀片的 材料而是断屑槽。刃口倒角小于
40um为锋利。
26
刀具振动需要同时存在的三个条件
包括刀具在内的工艺系统刚性 不足，导致固有频率低。
切削时产生一个足够大的外激 力。
外激力的频率与工艺系统的固 有频率相同随即产生共振。
27
解决刀具振动的思路
第一是减小切削力至最 小
第二是尽量增强刀具系 统或者夹具与工件的静 态刚性
第三则是在刀杆内部再 制造一个振动去打乱外 激切削力的振频，从而 消除刀具振动。
8
刀具材料和种类 CBN和PCD
立方氮化硼（CBN） 立方氮化硼硬度和导 热性能仅次于金刚石，有很高的热稳定性和 良好的化学稳定性，因此适用于加工淬火钢、 硬铸铁、高温合金和硬质合金。
聚晶金刚体（PCD） 聚晶金刚体作为切削 刀具使用时，烧结在硬质合金基体上，可对 硬质合金、陶瓷、高硅铝合金等耐磨、高硬 度的非金属和非铁合金材料进行精加工。
公差mm 尺寸参数 ±0.025 ±0.025 ±0.025 ±0.025 ±0.025 ±0.013 ±0.025
±0.025
±0.025
±0..025
±0.013
±0.025
±0.013
±0.025
±0.025
±0.05 ±0.13

数控刀具的定义
数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具， 又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具， 还包括模具；同时“数控刀具”除切削用的 刀片外，还包括刀杆和刀柄等附件。
数控刀具的分类
根据刀具结构可分为： （1）整体式：刀具为一体，由一个坯料制造而成，不分体； （2）焊接式：采用焊接方法连接，刀杆； （3）机夹式：机夹式又可分为不转位和可转位两种；通常数控刀具采用机夹式！ （4）特殊型式：如复合式刀具，减震式刀具等。
此外，为减少换刀时间和方便换刀，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 片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最 普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具。我公司用的就是 硬质合金刀具（曾试验过陶瓷刀具、CBN刀具等）。
刀具材料—高速钢
分类 1.熔炼高速钢 2.粉末高速钢
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）陶瓷刀具； （4）超高压烧结体刀具等。
从切削工艺上可分为 （1）车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切断、切槽刀具等多种； （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。
数控刀具的要求与特点（一）
成分
1.钨系（W） 碳（C）、钨（W）、铬（Cr）、钒（V）等
2.钼系（Mo） 碳（C）、钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒 （V）等
制作方法 1.熔炼高速钢：通过熔炼，热处理加工而成 2.粉末高速钢：将高纯度、高压的氮气吹入熔化的高速钢中
形成球状微细粉末，然后将这种粉末填入软钢制的罐中， 通过真空脱气、密封后，在高温高压条件下冲压形成钢块。
特点 添加TiC的硬质合金耐热性优异，不易发生前刀 面磨损，未添加TiC的硬质合金耐冲击性与耐破 损性高。

钻头，镗刀和内螺纹刀。
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
5.车刀刀尖的高低应对准工件的中心。车刀安装得过 高或过低都会引起车刀角度的变化而影响切削。根 据经验，粗车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍 高一些；精车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍 低一些，这要根据工件直径的大小来决定，无论装 高或装低，一般不能超过工件直径的 1％。
高速钢切断刀
（三）切断及车槽
2. 直 沟 槽 的 车 削
a）窄沟槽的车削 b）宽沟槽的车削
(四)车孔
一次装夹中加工工件
数控加工刀具特点
1. 刀具刚性好，切削效率高 2. 刀具精度高 3. 刀具的可靠性高，抗震及热变形好 4. 刀具尺寸能够预调 5. 互换性好，换刀速度快 6. 具有完善的工具系统 7. 具有刀具管理系统
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
二、用三爪自定心卡盘装夹
三爪卡盘特点： 三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需
要找正。 卡爪：正爪
反爪——装夹直径较大的零件。 装夹特点：方便、省时、自动定心好，但夹紧力
小 适用范围：装夹外型规则的中、小型工件。
一、刀具安装注意事项
需要注意的是： 1.刀尖伸出长度要适中。不能过长也不能过短。过长
会降低刀杆的强度，过短可能会出现干涉。 2.安装刀具要稳固，也不易太紧，长期过紧安装可能
会损坏刀架上的丝扣。 3.安装刀具时选择刀位要结合加工工艺，根据工序来
合理安排刀具的顺序，减少换刀耗费的时间。 4.要逐一排除各刀位之间相互干涉的情况，特别注意

10
讲座--《数控刀具》
可转位刀具的优点 避免了硬质合金钎焊时容易产生裂纹的缺点 可转位刀片适合用气相沉积法在硬质合金刀片
表面沉积薄层更硬的材料(碳化钛氮化钛和氧化铝), 以提高切削性能。
换刀时间较短 由于可转位刀片是标准化和集中生产的,刀片几 何参数易于一致,切屑控制稳定。
11
讲座--《数控刀具》
可转位槽铣刀：主要有三面刃铣刀、两面刃铣刀、精切槽铣刀
可转位专用铣刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取决 于所用机床和零件的加工要求
15
讲座--《数控刀具》
可转位铣刀齿数（齿距）的选择
粗齿铣刀：大余量粗加工、软材料、切削 宽度较大、机床功率较小
可转位铣 刀的齿数
中齿铣刀：通用系列，使用范围广泛，具 有较高的金属切除率和切削稳定性
加工较硬的工件材料需要较大 的后角，以减小磨擦和便于冷却 液到达切削刃，加工软材料时， 太大的后角会导致螺孔扩大；
螺旋槽丝锥主要用于盲孔的螺 纹加工。加工硬度、强度高的工 件材料，所用的螺旋槽丝锥螺旋 角较小，这可改善其结构强度
38
讲座--《数控刀具》
五、认识数控工具系统 概述
由于数控设备特别是加工中心加工内容的 多样性，使其配备的刀具和装夹工具的种类也 很多，并且要求刀具更换迅速。因此，刀、辅 具的标准化和系列化十分重要。把通用性较强 的刀具和配套装夹工具系列化、标准化，就成 为通常所说的工具系统。
14
讲座--《数控刀具》
可转位铣刀类型的选择
可转位面铣刀：主要用于加工较大平面选择，主要有平面粗 铣刀、平面精铣刀、平面粗精复合铣刀三种
可转位铣 刀的类型
可转位立铣刀：主要用于加工凸台、凹槽、小平面、曲面等。 主要有立铣刀、孔槽铣刀、球头立铣刀、R立铣刀、T型槽铣 刀、倒角铣刀、螺旋立铣刀、套式螺旋立铣刀等

ISO 7388及DIN 69871 的A型拉钉
拉钉的种类及选择
ISO 7388及DIN 69871 的B型拉钉
MAS BT的拉钉
注意：
如果拉钉选择不当，装在刀 柄上使用可能会造成事故。
拉钉是带螺纹的零件，常固定在各
种工具柄的尾端。机床主轴内的拉 紧机构借助它把刀柄拉紧在主轴中。 数控机床刀柄有不同的标准，机床 刀柄拉紧机构也不统一，故拉钉有 多种型号和规格
主要受到刀片尺寸和机床功率 限制。 粗加工工序的另一个关键因素 是扭矩，在精加工工序中为振 动。
切削宽度 – ae (mm) 刀具吃刀时的径向宽度 (ae)。
在插铣步距宽度中特别关键， 并且对于圆角铣削中的振动，
最大ae 特别关键。
径向切深 – ae / Dc 径向切深 (ae / Dc)是相对
刀具直径的切削宽度。
高ae 和长悬伸特别有用。
齿距主要影响：生产效率 稳定性 功率消耗 适当的工件材料。 然而，增加切削刃数量会改变刀具设计。刀具切削刃之间的距 离越短意味着留给排屑的空间越少，在大多数情况中，刀具都必须具 有均匀齿距。 对于切削刃参与切削的可能数量，功率要求是个限制因素。 刀具提供三种齿距，以优化特殊应用： 疏齿–L 密齿–M 超密齿–H
IS0 7388/1型的刀柄是最好的。
常用刀柄
面铣刀刀柄
整体钻夹头刀柄
常用刀柄 镗刀柄
常用刀柄
莫式锥度刀柄
钻夹头刀柄
快换式丝锥刀柄
侧压式立铣刀柄
拉钉有三个关键参数：θ角、长度l以及螺纹G
关于刀柄拉钉的θ角有如下几种情况： 1、MAS BT（日本标准）刀柄拉钉θ角有45°、60°和90°之分，常用的 是45°和60°的 ； 2、DIN 69871刀柄拉钉（通常称为DIN 69872－40/50） θ角只有 75°一种； 3、 IS0 7388/1刀柄拉钉（通常称为IS0 7388/2－40/50） θ角有45° 和75°之分； 4、 ANSI/ASME（美国标准）刀柄拉钉θ角有45°、60°和90°之分。 关于刀柄拉钉的螺纹G，除ANSI/ASME（美国标准）刀柄拉钉 存在有英制螺纹标准外，其它三种均使用公制螺纹，40#刀柄拉 钉通常使用M16螺纹， 50#刀柄拉钉通常使用M24螺纹。

14
数控刀具的材料 •按用途可分为：通用高速钢和高性能高速钢。 •按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末冶金高速钢和
表面涂层高速钢。
•按基本化学成份可分为: 钨系和钼系。
15
数控刀具的材料
•通用型高速钢
W18Cr4V(18-4-1)由于钨价高，热塑性差，碳化物分布 不均匀等原因，目前国内外已很少采用。
它既适用于加工脆性材料，又适用于加工塑性材料。
数字越小，硬度越高但韧性越低
19
数控刀具的材料---硬质合金切削材料
❖ 硬质合金是一种主要由不同 的碳化物和粘结相组成的粉 末冶金产品。
❖ 硬质合金很硬。其主要碳化 物有：
❖
- 碳化钨
❖
- 碳化钛
❖
- 碳化钽
❖
- 碳化铌
(WC) (TiC) (TaC) (NbC)
12
数控刀具的材料
高速钢刀具
高速钢(HSS)刀具过去曾经是切削工具的主流，随 着数控机床等现代制造设备的广泛应用，大力开发了 各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高速钢刀具， 高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工艺性等方面 优良的综合性能，在切削某些难加工材料以及在复杂 刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造中仍有较大 的比重。但经过市场探索一些高端产品逐步已被硬质 合金工具代替。
6
数控刀具的分类
按照切削工艺分：
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等 车削刀具图片
铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等
铣削刀具图片
钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等 镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等
钻削刀具图片 镗削刀具图片
7
数控刀具的分类
外圆车刀
内孔车刀
螺纹车刀
常用车刀