數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文范本講解

1、江蘇省淮安技師學(xué)院數(shù)控技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文畢 業(yè) 論 文題目：數(shù)控車削加工中的刀具選擇姓名：潘洋學(xué)號：026班級：07503數(shù)控指導(dǎo)老師及職稱：丁文娟2011年05月15日中文摘要理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應(yīng)能使數(shù)控機床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機床是一種高效率的自動化設(shè)備， 它的效率高于普通機床的23倍，要充分發(fā)揮數(shù)控機床的這一特點，必須在編 程之前對工件進(jìn)行工藝分析，根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟、合理的工藝方案。數(shù)控 加工工藝考慮不周是影響數(shù)控機床加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及加工成本的重要因素。 本文從生產(chǎn)實踐出發(fā)，探討和總結(jié)一些數(shù)控車削過程中的工藝問題。The id

2、eal process ing procedure should not only guara ntee the mach ining for the workpiece, mean while the patter n should be qualified to make nu merically-c on trolled mach ine tools function get reas on able applicati on and sufficie nt play. Nc machi ne is a kind of efficie nt automati on equipme nt,

3、 it is more efficie nt tha n the conven ti onal mach ine tools of 2 3 times, to give full play to the characteristics of CNC program ming, must be in process an alysis of workpiece before, accord ing to the specific con diti ons, the choice of econo mic and reas on able process scheme. Nc mach ining

4、 process thoughtfu In ess is the effect of nc mach ine tools mach ining quality, producti on efficie ncy and mach ining cost of importa nt factor. This article from the product ion practice, discusses and summarizes some of the nu merical con trol tur ning process process problems.關(guān)鍵詞(Keywords )：工序劃

5、分，刀具選擇，生產(chǎn)實踐第一章前言3第二章數(shù)控機床的組成和工作原理42.1孔加工刀具類42.2數(shù)控銑刀類42.3拉削刀具類52.4其它刀具.5第三章控刀具及選用63.1數(shù)控機床刀具的特點63.2金屬切削刀具的主要角度63.3刀具常用材料63.4數(shù)控機床刀具分類93.5 常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)93.6 數(shù)控機床刀具的選擇103.7 數(shù)控加工刀具選擇的典型實例12第四章 數(shù)控刀具材料新產(chǎn)品科技近況與發(fā)展趨勢 134.1超硬材料領(lǐng)域 134.2 W 8類涂層和細(xì)顆粒（超細(xì)顆粒）硬質(zhì)合金材料領(lǐng)城 144.3含CO類粉末冶金高速鋼材料領(lǐng)城 14第五章結(jié)論1618參考文獻(xiàn)17致謝、八、”刖言畢業(yè)設(shè)計（論文）是學(xué)生

6、在導(dǎo)師指導(dǎo)下，就其某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀察上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解和知識的科學(xué)記錄；或是某種已知原理應(yīng)用于實際中取得新進(jìn)展的科學(xué)總結(jié)。 畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)能表明確已較 好地掌握了本專業(yè)的基礎(chǔ)理論、專門知識和基本技能，并具有從事科學(xué)研究工作 或者擔(dān)負(fù)專門技術(shù)工作的能力?，F(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展及數(shù)控加工設(shè)備的廣泛使用， 極大地推動了切削技術(shù)的 進(jìn)步。隨著生產(chǎn)加工過程數(shù)控化和自動化的需要，對金屬切削刀具提出了高可 靠度、高精度、長壽命、快速轉(zhuǎn)位更換、斷屑良好等更高要求。自80年代以來， 可轉(zhuǎn)位不重磨刀具已被各國廣泛應(yīng)用，但是可轉(zhuǎn)位不重磨刀片及刀具 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，使刀

7、具結(jié)構(gòu)設(shè)計及切削部分的形狀種類變得十分繁多，給 機械加工和刀具設(shè)計人員合理選擇刀具帶來一定困難。同時，刀片型號的增加 也給刀片采購和銷售帶來不便，為用戶快速、高效及正確選擇刀具增加困難。 為使企業(yè)對市場需求迅速做出響應(yīng)，在切削加工中，快速高效選擇刀具成為切 削加工系統(tǒng)的客觀需求。根據(jù)不同加工特征，自動選擇所需刀具對實現(xiàn)高度自 動化切削加工或無人加工具有十分重要的意義。第二章常見幾類數(shù)控刀具2.1孔加工刀具類：在刀具門類中，孔加工刀具是一大家族，其小改小革層出不窮，在此就其主 要突出的新結(jié)構(gòu)、新品種簡要分述如下：2.1.1數(shù)控鉆頭：2.1.1.1整體式鉆頭：鉆尖切削刃由對稱直線型改進(jìn)為對稱圓弧型

8、（r = 1/2D），以增長切削刃、提高鉆尖壽命；鉆芯加厚，提高其鉆體剛度，用S型橫刃（或螺旋中心刃）替代傳統(tǒng)橫刃，減小軸向鉆削阻力，提高橫刃壽命；采用不同頂 角階梯鉆尖及負(fù)倒刃，提高分屑、斷屑、鉆孔性能和孔的加工精度；鑲嵌模塊式 硬質(zhì)（超硬）材料齒冠；油孔內(nèi)冷卻及大螺旋升角（ 40。）結(jié)構(gòu)等。最近研制出 整體式細(xì)顆粒陶瓷（Si3N4）、Ti基類金屬陶瓷材料鉆頭。2.1.1.2 機夾式鉆頭：鉆尖采用長方異形專用對稱切削刃、 鉆削力徑向自成 平衡的可轉(zhuǎn)位刀片替代其它幾何形狀、鉆削力徑向總體合成平衡的可轉(zhuǎn)位刀片， 以減小鉆削振動，提高鉆尖自定心性能、壽命和孔的加工精度。2.1.2復(fù)合（組合）孔加工

9、數(shù)控刀具：集合了鉆頭、鉸刀、擴（锪）孔刀及擠壓刀具的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，整體式、機 夾式、專用復(fù)合（組合）孔加工數(shù)控刀具研發(fā)速度很快?？傮w而言：采用鑲嵌模塊 式硬質(zhì)（超硬）材料切削刃（含齒冠）及油孔內(nèi)冷卻、大螺旋槽等結(jié)構(gòu)是其目前發(fā)展 趨勢。2.1.3數(shù)控鉸刀：大螺旋升角（ 45）切削刃、無刃擠壓鉸削及油孔內(nèi)冷卻的結(jié)構(gòu)是其總體 發(fā)展方向，最大鉸削孔徑己達(dá) w 400mm2.1.4鏜刀：單刃微調(diào)精密鏜刀正被多刃擴（锪）孔刀、鉸刀及復(fù)合（組合）孔加工專用數(shù)控 刀具替代。國外研制出采用工具系統(tǒng)內(nèi)部推拉桿軸向運動或高速離心力帶平衡滑 塊移動，一次走刀完成鏜削球面（曲面）、斜面及反向走刀切削加工零件背面的數(shù)

10、控智能精密鏜刀，代表了鏜刀發(fā)展方向。2.1.5絲錐:研發(fā)出大螺旋升角（ 45）絲錐，其切削錐視被加工零件材料軟、 硬狀況, 設(shè)計專用刃傾角、前角等。2.1.6擴（锪）孔刀：多刃、配置各種數(shù)控工具柄及模塊式可調(diào)微型刀夾的結(jié)構(gòu)形式是目前擴 （锪） 孔刀具發(fā)展方向。2.2數(shù)控銑刀類:2.2.1 整體式立銑刀硬質(zhì)合金立銑刀側(cè)刃采用大螺旋升角（62 ）結(jié)構(gòu)，立銑刀頭部的過中心 端刃往往呈弧線（或螺旋中心刃）形、負(fù)刃傾角，增加切削刃長度，提高了切削平 穩(wěn)性、工件表精度及刀具壽命。適應(yīng)數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間銑削加工技術(shù)的要 求。2.2.2 機夾式立銑刀由各類機夾立銑刀的由可轉(zhuǎn)位刀片（往往設(shè)有三維斷屑槽形）組

11、合而成的側(cè) 齒、端齒與過中心刃端齒（均為短切削刃），可滿足數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間銑削 加工技術(shù)要求。數(shù)控銑刀均已采計算機輔助設(shè)計、切削摸擬仿真及數(shù)控加工技術(shù)成形制造。2.2.3機夾式數(shù)控面銑刀刀體趨向于用輕質(zhì)高強度鋁、鎂合金制造，切削刃采用大前角、負(fù)刃傾角，可轉(zhuǎn) 位刀片（幾何形狀多種）帶有三維斷屑槽形。數(shù)控銑刀、專用復(fù)合孔加工刀具均應(yīng)用了高速迴轉(zhuǎn)體動平衡及安全夾固技術(shù)，一些高速迴轉(zhuǎn)刀體上還應(yīng)用空氣動力學(xué)原理，利用旋風(fēng)冷切削刃，在干式切削加工時降低切削刃的溫度，提高刀具壽命。2.3拉削刀具類:在現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的支持下，研發(fā)出各種專用外輪廓精密成形、組合拉刀 及車-拉組合成形拉削刀具，配以專用數(shù)

12、控機床。使汽車部分工件批產(chǎn)效率成幾 十倍提高，而且產(chǎn)品質(zhì)量、精度十分穩(wěn)定。2.4其它刀具:汽車、摩托車專用的小模數(shù)漸開線外齒輪、花鍵軸零部件批產(chǎn)工藝采用 滾壓、搓擠無屑加工工藝技術(shù)，研發(fā)出專用刀具及特種數(shù)控機床， 使特定的工件 批產(chǎn)效率提高幾十倍，而且質(zhì)量、精度十分穩(wěn)定。第三章數(shù)控刀具及選用3.1 數(shù)控機床刀具的特點數(shù)控機床刀具的特點是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化、模塊化和通用化。為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟的目的，對數(shù)控機床使用的刀具有如下要 求：（1）具有較高的強度、較好的剛度和抗振性能；（2）高精度、高可靠性和較強的適應(yīng)性；（3）能夠滿足高切削速度和大進(jìn)給量的要求；（4）刀具耐磨性及刀具的使

13、用壽命長，刀具材料和切削參數(shù)與被加工件材 料之間要適宜；（5）刀片與刀柄要通用化、規(guī)格化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，相對主軸要有較高 位置精度，轉(zhuǎn)位、拆裝時要求重復(fù)定位精度高，安裝調(diào)整方便。3.2 金屬切削刀具的主要角度從屬切削刀具的種類繁多，但它們的切削部分都可以近似地用外圓車刀的切 削部分來描述。確定刀具角度的正交平面參考系和車削刀具幾何角度如圖所示。圖正交平面參考系圖車削刀具幾何角度車刀的五個基本角度：（1）前角丫。：是前刀面切削平面之間的夾角，表示前刀面的傾斜程度。(2) 后角a :是主后刀面與切削平面之間的夾角，表示主后刀面傾斜的程 度。(3) 主偏角Kt：是主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向之

14、間的夾角；(4) 副偏角K：是副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運動方向之間的夾角；(5) 刃傾角入0：是主切削刃與基面之間的夾角。刀具主要角度的選擇原則：前角。增大前角，切屑易流出，可使切削力減少，切削很輕快。但前角過大， 刀刃強度降低。后角。增大后角可減少刀具后刀面與工件之間的摩擦。但后角過大，刀刃強 度降低。主偏角。在切削深度和進(jìn)給量不變的情況下，增大主偏角，可使切削力沿工 件軸向力加大，徑向力減小，有利于加工細(xì)長軸并減小振動。刃傾角。增大刃傾角有利于承受沖擊。刃傾角為正值時，切屑向待加工方向 流動；刃傾角為負(fù)值時，切屑向已加工面方向流動。通常，精車時取04;粗加工時取105。3.3 刀具常用

15、材料刀具切削部分的材料應(yīng)具備如下性能： 高的硬度，足夠的強度和韌性，高的 耐磨性，高的耐熱性，良好的加工工藝性。刀具材料：高速鋼(俗稱白鋼刀條)，硬質(zhì)合金，陶瓷，立方氮化硼(CBN)， 聚晶金剛石(PCD)。數(shù)控機床上常用高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具。材料越硬就越脆，越耐磨，在使用時需要高速平穩(wěn)，防止沖擊和振動。碳素工具鋼和合金工具鋼的紅硬性較差，已很少使用。3.3.1高速鋼高合金工具鋼，具有良好的工藝性，能制成復(fù)雜的刀具。高速鋼刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，適合于特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀 具。3.3.2硬質(zhì)合金比高速鋼硬得多。允許的切削速度比高速鋼高410倍，切削速度可達(dá)100m/min 以上。

16、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，切削加工用硬質(zhì)合金按其排屑類型和被加工材料分為 三大類：K類、P類、和M類，類似于國家標(biāo)準(zhǔn)中的 YG類、YT類、和YW類。根 據(jù)被加工材料及適用的加工條件，每大類中又分為若干組，用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表 示，每類中組號數(shù)字越大，其耐磨性越低、韌性越高，因此，組號數(shù)字越大，可 選用越大的進(jìn)給量和切削深度，而切削速度則應(yīng)越小。從另一個方面講，組號數(shù) 字越小，硬度越高，韌性越差，適用于精加工；反之，組號數(shù)字越大，適用于粗 加工。硬質(zhì)合金的常見類型：1. 鎢鉆類鎢鉆類(WC+Qo硬質(zhì)合金由碳化鎢和鉆組成。ISO標(biāo)準(zhǔn)代號是K類，常用牌號有國內(nèi)代號為 YG常用牌號有YG3 YG6 YG8等。

17、適合加工短切屑黑色金屬（鑄鐵），有色金屬以及非金屬。2. 鎢鈦鉆類鎢鈦鉆類（WC+TiC+Qo硬質(zhì)合金由碳化鎢、碳化鈦和鉆組成。ISO標(biāo)準(zhǔn)代號是P類，國內(nèi)代號為 YT。常用牌號有 YT5 YT14 YT15 YT30 等。適合加工長切屑黑色金屬（塑性好的材料低碳鋼），常用于加工鋼材。我們經(jīng)常使用YT153. 鎢鈦鉆鉭（鈮）類鎢鈦鉆鉭（鈮）類（WC+TiC+TaQNb） +Cc）硬質(zhì)合金由碳化鎢、碳化鈦、 碳化鉭（碳化鈮）和鉆組成。ISO標(biāo)準(zhǔn)代號是M類，國內(nèi)代號為YW常用牌號有YW1 YW2等。 綜合性能好，既可加工鑄鐵又可加工鋼材及有色金屬，常用于不銹鋼K、P、M類合金切削用量的選擇規(guī)律K類K

18、01K10K20K30K40P類P01P05P10P15P20P25P30P40P50M類M10M20M30M40進(jìn)給量背吃刀量切削速度A3.3.3 陶瓷陶瓷特耐高溫，在2000度條件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是 硬質(zhì)合金的5倍，但是，韌性很低，不能承受沖擊，適用于精加工和高速切削。3.3.4立方氮化硼有極好的耐磨性，極高的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。是在高溫、高壓條件下人工合成的新型刀具材料，其性能與金剛石相似，能 高速切削淬火鋼和耐熱鋼，是高速切削的首選刀具材料。立方氮化硼刀具適用于加工高硬度淬火鋼、冷硬鑄鐵和高溫合金材料。它不 宜加工塑性大的鋼件和鎳基合金，也不適合加工鋁合金和

19、銅合金，通常采用負(fù)前 角的高速切削。3.3.5聚晶金剛石即人工合成的金剛石，是在高溫、高壓下合成的新型刀具材料。硬度很高，耐磨性好（硬質(zhì)合金的6080倍），有鋒利的刀刃。缺點是耐熱性差，強度低，脆性大，對振動很敏感。它與鐵系材料有很強的親和力，易使碳元素擴散而磨損，只適用于加工有色 金屬、非金屬如陶瓷等極硬的材料。因此，金剛石刀具主要用于高速條件下精細(xì) 加工有色金屬及其合金和非金屬材料，能實現(xiàn)超精密微量加工和鏡面加工。在以車代磨加工淬火鋼時，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金屬和非 金屬材料，砂輪修磨時，可用聚晶金剛石刀片。3.3.6 表面涂層材料涂層材料是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼

20、基體上，涂覆一層耐磨性 較高的難熔金屬化合物而制成。高速鋼基體涂層刀具耐用度可提高 210倍，硬質(zhì)合金基體刀具提高13倍。加工材料硬度愈高，涂層效果愈好。在刀具壽命相同的前提下，可提高切削 速度 25%- 30%涂層刀具經(jīng)過鈍化處理，切削刃鋒利程度減小，不適合進(jìn)給量很小的精密切 削。3.4 數(shù)控機床刀具分類按照刀具材料可分為：高速鋼刀具，硬質(zhì)合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼 刀具和金剛石刀具。按照刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式，焊接式，機夾式（可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位），內(nèi)冷式 和減振式。按照切削工藝分為：車削刀具，孔加工刀具（如鉆頭，絲錐和鏜刀等），銑削刀具等。按照數(shù)控工具系統(tǒng)的發(fā)展可分為：由整體式工具系統(tǒng)向模

21、塊式工具系統(tǒng)發(fā) 展。有利于提高勞動生產(chǎn)率，提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑 刀具系統(tǒng)。3.5 常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)3.5.1整體式刀具結(jié)構(gòu)整體式刀具是指刀具切削部分和夾持部分為一體式結(jié)構(gòu)的刀具 制造工藝簡單，刀具磨損后可以重新修磨。3.5.2機夾式刀具結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。機夾式刀具是指刀片在刀體上的定位 形式。機夾式刀具分為機夾可轉(zhuǎn)位刀具和機 夾不可轉(zhuǎn)位刀具。數(shù)控機床一般使用標(biāo)準(zhǔn) 的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。機夾可轉(zhuǎn)位刀具一般由刀片、刀墊、 刀體和刀片定位夾緊元件組成。如圖所示C可轉(zhuǎn)位刀片的夾緊方式：楔塊上壓式、 杠桿式（如圖）、螺釘上壓式。

22、要求：夾緊可靠、定位準(zhǔn)確、排屑流暢、3.5.3可轉(zhuǎn)位刀片的代碼機夾式可轉(zhuǎn)位刀片的代碼由10位字符組成各字符的含義不要求。常用W不等角六邊形），S（正方形），T（等邊三角形）3.5.4加工中心的工具系統(tǒng)加工中心要實現(xiàn)自動換刀，數(shù)控機床和刀具的相應(yīng)部分應(yīng)有相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)和 裝置。如圖所示，刀具夾裝部分一定具有相同的大小和形狀。因此，“數(shù)控刀具”的含義應(yīng)該理解為“數(shù)控工具系統(tǒng)”。刀具系統(tǒng)（+刀具）刀庫結(jié)構(gòu)：鏈輪式和轉(zhuǎn)盤式。1. 刀柄刀柄是機床主軸和刀具之間的連接工具。能夠安裝各種刀具，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和 系列化。加工中心上一般采用7： 24圓錐刀柄，這類刀柄不自鎖，換刀方便。高速加工時用直刀柄（HSK）2.

23、 工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)一般由與機床主軸連接的錐柄、延伸部分的連桿和工作部分的刀具 組成。鏜銑類工具系統(tǒng)分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。（1）整體式結(jié)構(gòu)將錐柄和連桿制造在一起。我國TSG82屬于這類，缺點是使用的錐柄型號較多。（2）模塊式結(jié)構(gòu)由主柄模塊、中間模塊和工作模塊組成。如瑞士的山特維克公司的模塊式刀具系統(tǒng)。3.6 數(shù)控機床刀具的選擇3.6.1選擇刀具時應(yīng)考慮的因素（1） 被加工工件的材料類別（黑色金屬，有色金屬或合金）；（2）工件毛坯的成形方法（鑄造，鍛造，型材等）；（3）切削加工工藝方法（車，銑，鉆，擴，鉸，鏜，粗加工，半精加工， 精加工等）；（4）工件的結(jié)構(gòu)與幾何形狀，精度，加工余量以及

24、刀具能承受的切削用量 等因素；（5）其他因數(shù)包括生產(chǎn)條件和生產(chǎn)類型。3.6.2刀具的選擇1. 刀具的選擇原則（1）盡可能選擇大的刀桿橫截面尺寸，較短的長度尺寸提高刀具的強度和 剛度，減小刀具振動；（2）選擇較大主偏角（大于 75，接近90）；粗加工時選用負(fù)刃傾角刀 具，精加工時選用正刃傾角刀具；（3）精加工時選用無涂層刀片及小的刀尖圓弧半徑；（4）盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化刀具；（5）選擇正確的、快速裝夾的刀桿刀柄。2. 選擇車削刀具的考慮要點數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。機夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都 有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金等。數(shù)控車床機夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀、端面

25、車刀、外螺紋刀、切斷刀具、 內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。江蘇省淮安技師學(xué)院首先根據(jù)加工內(nèi)容確定刀具類型，根據(jù)工件輪廓形狀和走刀方向來選擇刀片形（1）刀片材料選擇：高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方碳化硼 或金剛石。（2）刀片尺寸選擇：有效切削刃長度、主偏角等。（3）刀片形狀選擇：依據(jù)表面形狀、切削方式、刀具壽命等。（4）刀片的刀尖半徑選擇1）粗加工、工件直徑大、要求刀刃強度高、機床剛度大時選大刀尖半徑值。2）精加工、切深小、細(xì)長軸加工、機床剛度小選小刀尖半徑值。3. 選擇銑削刀具的考慮要點在數(shù)控銑床上使用的刀具主要立銑刀、面銑刀、球頭刀、環(huán)形刀、鼓

26、形 刀和錐形刀等。如圖所示。常用到面銑刀、立銑刀、球頭銑刀和環(huán)形銑刀。除 此以外還有各種孔加工刀具，如鉆頭（锪鉆、鉸刀、絲錐等）鏜刀等。面銑刀（也叫端銑刀）如圖所示，面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃。 面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合 金，刀體為40Cr。立銑刀如圖所示，立銑刀是數(shù)控機床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱 表面和端面上都有切削刃，它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整 體式和機夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。模具銑刀如圖所示，模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可 分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑 刀三種

27、，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié) 構(gòu)特點是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧 連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或 硬質(zhì)合金制造。首先根據(jù)加工內(nèi)容和工件輪廓形狀確定刀具類型，再 根據(jù)加工部分大小選擇刀具大小。（1）銑刀類型的選擇：1）加工較大平面選擇面銑刀，2）加工凸臺、凹槽、平面輪廓選擇立銑刀，3）加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形 （牛鼻刀）銑刀，4）曲面加工選擇球頭銑刀，5）加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀，6) 加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀，等等(2)銑刀參數(shù)的選擇面銑刀主要參數(shù)選擇a) 標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑在 16630):粗 銑時直徑選小的，精銑時

28、銑刀直徑選大些，最好能包容待加工表面的整個寬度(多 20%。b) 依據(jù)工件材料和刀具材料以及加工性質(zhì)確 定其幾何參數(shù)：銑削加工通常選前角小的銑刀，強度硬度高的 材料選負(fù)前角，工件材料硬度不大選大后角、硬 的選小后角，粗齒銑刀選小后角，細(xì)齒銑刀取大 后角，銑刀的刃傾角通常在-5- 15度，主偏 角在4 5 9 0度1B刀悽_ 1切入?yún)^(qū)立銑刀主要參數(shù)選擇a) 、刀具半徑r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓最小曲率半徑pb) 、零件的加工高度H( 1/4 1/6 ) rc) 、不通孔或深槽選取l=H+(510)mmd) 、加工外形及通槽時選取 匸H+r +(510)mme) 、加工肋時刀具直徑為D=(510)bf)

29、、粗加工內(nèi)輪廓面時，銑刀最大直徑DD=d+2S sin( /2)- S 1/1-sin( /2)球頭刀主要參數(shù)選擇曲面精加工時采用球頭銑刀。球頭銑刀的球半徑應(yīng)盡可能選得大一些，以增 加刀具剛度，提高散熱性，降低表面粗糙度值。加工凹圓弧時的銑刀球頭半徑必 須小于被加工曲面的最小曲率半徑。(3) 孔加工刀具類型的選擇鉆孔前先鉆中心孔。加工盲孔時，刀刃長度比也深多 510mm3.7數(shù)控加工刀具選擇的典型實例數(shù)控銑床上加工如圖所示零件。零件材料：HT200毛坯尺寸：170mM 110mM 50mm選擇加工該零件的加工刀具。零件上表面加工采用面銑刀，一次完 成切削，刀徑比面寬20刑選 125;加工零件的

30、 60外圓柱面及其臺階面采用立銑刀，一次完成切削，可選 63;銑削外輪廓時，立銑刀直徑的大小不 受加工表面形狀的限制，通常不要選得太 大或太小即可，可選 25;選擇加工孔的刀具時，刀具的直徑要 與所加工孔的尺寸相適應(yīng)。如表所示。序 號刀具 編號刀具規(guī)格名 稱加工表面主軸轉(zhuǎn)速S r/mi n進(jìn)給量f mm/min背吃刀 量 ap mm備 注1T01125硬質(zhì)合金端面銑刀銑削上、下表面502052T0263硬質(zhì)合 金立銑刀銑削60外 圓及其臺階 面10030按余量3T0338鉆頭鉆40孔20040194T0440鏜孔刀粗、精鏜40內(nèi)孔表面650/100040/300.8/0.25T0513鉆頭鉆2

31、X13孔500306.56T0622 X 14锪鉆2X22锪鉆350254.57T0725硬質(zhì)合 金立銑刀銑削外輪廓260405第四章 數(shù)控刀具材料新產(chǎn)品科技近況與發(fā)展趨勢4.1超硬材料領(lǐng)域：金剛石（釬焊聚晶、單晶）各類刀具已迅速應(yīng)用于高硬度、 高強度、難加工有 色金（合金）及有色金屬-非金屬復(fù)合材料零部件的高速、高效、干（濕）式機械切 削加工行業(yè)中。其概況分述如下：汽車、摩托車行業(yè)：聚晶、人造單晶金剛石面銑刀、鏜刀、車刀、鉸刀、復(fù) 合（組合）孔加工等數(shù)控刀具等正大量應(yīng)用于高強度、高硬度 Si-AI合金零部件 自動生產(chǎn)線上；竹木地板、傢具行業(yè)：聚晶、CVD厚膜沉積金剛石（復(fù)合片）立銑刀、三面刃

32、 成形銑刀、面銑刀等類刀具正大量應(yīng)用于高硬度復(fù)合竹木地板、 傢具及門窗等 零部件自動生產(chǎn)線上；航空、航天、汽車及電子信息技術(shù)行業(yè)：金剛石 CVD薄膜涂層數(shù)控刀具（以 整體WCO類硬質(zhì)合金刀具為主）多應(yīng)用于銑削、車削、鉆削、鉸削及锪削加工高 強度鋁合金（鑄、鍛）、纖維-金屬層板、碳纖維熱塑性復(fù)合材料、鎂合金、石墨、 陶瓷等零部件，滿足高速、高壽命、干式機加工技術(shù)要求。各廠商正不斷地改 進(jìn)金剛石涂層工藝技術(shù)，提高金剛石薄膜與刀具基體的結(jié)合牢度和致密度；精細(xì)（超精）機加工技術(shù)領(lǐng)域：單晶天然、人造金剛石刀具應(yīng)用于各種精密儀 器透鏡、反射鏡、計算機磁盤、復(fù)印機（錄像機）磁鼓等工件的精細(xì)（超精、納 米級）

33、車削加工；單晶金剛石刀具還被應(yīng)用于眼科角膜手術(shù)精細(xì)切割和印刷制板精細(xì)雕刻 等行業(yè)。各廠商正在不斷改進(jìn)金剛石各類刀具的刃磨工藝技術(shù)、刃磨精度及刃磨效 率。表面改性涂層材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、ALTiN、AI2O3、CrN、ZrC、 MoS2 WS2等，采用計算機控制PVD PCVDCVD涂層工藝技術(shù)，將上述涂層材 料用于對立銑刀、鉸刀、鉆頭、復(fù)合（組合）孔加工刀具、齒輪滾刀、插齒刀、剃 齒刀、成形拉（推）刀及各種機夾可轉(zhuǎn)位刀片的表面改性涂層處理 （基體為高速鋼、 WC（類硬質(zhì)合金、Ti基類金屬陶瓷），滿足高速、高壽命切削加工高強度、高硬 度鑄鐵（鋼）、鍛鋼、不銹鋼、鈦合金、鎳合

34、金、鎂合金、鋁合金、粉末冶金、竹 木等材質(zhì)工件的生產(chǎn)技術(shù)不同要求。刀具表面改性涂層工藝技術(shù)對于大幅度提 高數(shù)控刀具的切削性能，具有成本低、見效快的特點，該工藝技術(shù)可根據(jù)各種切 削加工技術(shù)要求，機動靈活地變換涂層材料，工藝技術(shù)較優(yōu)。各廠商正在不斷提 高涂層工藝技術(shù)、改進(jìn)涂層材料及開發(fā)納米級多功能涂層材料，旨在不斷提高涂 層結(jié)合牢度、耐磨性、抗沖擊韌性等，盡力擴大應(yīng)用范圍。 Ti基類金屬陶瓷（TiCN系）各種機夾可轉(zhuǎn)位車刀、鏜刀、鉸刀、銑刀、復(fù) 合（組合）孔加工數(shù)控刀具及整體式立（球頭）銑刀、鉸刀等數(shù)控刀具正在應(yīng)用于高 強度、高硬度鑄鐵（鋼）合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、耐熱合金、粉末冶金零部 件自

35、動生產(chǎn)線上，以滿足高速、高效、硬質(zhì)、干（濕）式精細(xì)機加工技術(shù)要求。各 廠商正采用添加不同的微量元素及燒結(jié)工藝技術(shù)，研發(fā)新型金屬陶瓷材料產(chǎn)品， 旨在不斷提高其抗彎強度、抗沖擊韌性、耐磨性。日本的金屬陶瓷刀具已經(jīng)占硬 質(zhì)合金刀具總量的30%-40%世界上，該類刀具應(yīng)用面也呈迅速擴大的趨勢。立方氮化硼聚晶復(fù)合片銑刀（面銑刀、玉米齒立銑刀、球頭立銑刀）、鏜刀、 車刀、鉸刀、復(fù)合（組合）孔加工等數(shù)控刀具（釬焊、機夾可轉(zhuǎn)位兩種結(jié)構(gòu)形式） 大量應(yīng)用于高強度、高硬度鑄鐵（鋼）合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、粉末冶金等 零部件自動生產(chǎn)線上，滿足高速、高效、硬質(zhì)、精細(xì)機加工技術(shù)要求。 AI2O3、Si3N4基類陶瓷（晶須增韌類）各種機夾可轉(zhuǎn)位車刀、銑刀等數(shù)控 刀具應(yīng)用于高強度、高硬度、耐磨鑄鐵（鋼）、鍛鋼、高錳鋼、淬火鋼、粉末冶金、工程塑料、耐磨復(fù)合材料等零部件生產(chǎn)線上，滿足高速、高效、硬質(zhì)、干式機加 工技術(shù)要求。目前，各廠商通過對 AI2O3、Si3N4基類陶瓷材料添加不同微量元 素及創(chuàng)新生產(chǎn)工藝技術(shù)，研發(fā)新型中、細(xì)顆粒陶瓷材料和功能梯度（多相）陶瓷材 料產(chǎn)品，旨在不斷提高其抗彎強度、抗沖擊韌性。4.2 W、Co類涂層和細(xì)顆粒（超細(xì)顆粒）硬質(zhì)合金材料領(lǐng)城:W Co類細(xì)（中）顆粒硬質(zhì)合金基體材料為適應(yīng)各種表