數(shù)控車床常用數(shù)控刀具和切削用量的選擇

1、第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控車床常用數(shù)控刀具和數(shù)控車床常用數(shù)控刀具和切削用量的選擇切削用量的選擇復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容 數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理 逐點(diǎn)比較法逐點(diǎn)比較法 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向教學(xué)內(nèi)容數(shù)控刀具的種類和特點(diǎn)數(shù)控刀具的種類和特點(diǎn)1可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼2數(shù)控加工刀具的選擇數(shù)控加工刀具的選擇3數(shù)控刀具及其選用數(shù)控刀具及其選用車削、銑削加工知識(shí)車削、銑削加工知識(shí) 補(bǔ)補(bǔ)充充教學(xué)目的 了解數(shù)控加工中數(shù)控了解數(shù)控加工中數(shù)控刀具的種刀具的種類和特點(diǎn)類和特點(diǎn)，理解數(shù)控加工的，理解數(shù)控加工的工具系工具系統(tǒng)統(tǒng)，了解常用的數(shù)控，了解常用的數(shù)控刀具

2、材料刀具材料，了，了解可解可轉(zhuǎn)位刀片轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼，掌握的應(yīng)用及代碼，掌握數(shù)控加工數(shù)控加工刀具的選擇刀具的選擇。補(bǔ)充：補(bǔ)充：一、車削加工知識(shí)一、車削加工知識(shí) 臥式車床加工的典型表面臥式車床加工的典型表面 （一）車外圓面 1.外圓車刀及其安裝外圓車刀及其安裝1)90車刀車刀 a) 右偏刀右偏刀 b）左偏刀）左偏刀 c）左偏刀外形）左偏刀外形對(duì)于前置刀架來說，右偏刀是車刀從車床尾架向主軸箱方向進(jìn)給的車刀對(duì)于前置刀架來說，右偏刀是車刀從車床尾架向主軸箱方向進(jìn)給的車刀 （一）車外圓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) 車臺(tái)階車臺(tái)階 c）車端面）車端面 （一）車外圓面2)75

3、。車刀：刀頭強(qiáng)度好，較耐用，適用于粗車軸車刀：刀頭強(qiáng)度好，較耐用，適用于粗車軸類零件及強(qiáng)力切削余量較大的零件。類零件及強(qiáng)力切削余量較大的零件。 75。車刀車外圓。車刀車外圓 （二）車端面和階臺(tái) 車刀的選擇車刀的選擇 ：45、90、75 車刀的安裝車刀的安裝:車刀的刀尖要對(duì)準(zhǔn)工件的中心車刀的刀尖要對(duì)準(zhǔn)工件的中心 車刀刀尖不對(duì)準(zhǔn)工件中心的后果車刀刀尖不對(duì)準(zhǔn)工件中心的后果 中心處留有凸頭中心處留有凸頭 中心處會(huì)使刀尖崩碎中心處會(huì)使刀尖崩碎 （三）切斷及車槽v在切削加工中，若棒料較長(zhǎng)，需在切削加工中，若棒料較長(zhǎng)，需按要求切斷后再車削，或在車削按要求切斷后再車削，或在車削完成后把工件從原材料上切割下完成

4、后把工件從原材料上切割下來，稱之為來，稱之為切斷切斷。v車削外圓、內(nèi)孔及軸肩部分的溝車削外圓、內(nèi)孔及軸肩部分的溝槽稱為槽稱為車槽車槽。 （三）切斷及車槽1.車刀的選擇車刀的選擇 切斷刀：切斷刀以橫向進(jìn)給為主，前端的切切斷刀：切斷刀以橫向進(jìn)給為主，前端的切削刃為主切削刃，兩側(cè)的切削刃為副切削削刃為主切削刃，兩側(cè)的切削刃為副切削刃刃. 高速鋼切斷刀高速鋼切斷刀 （三）切斷及車槽2.直直溝溝槽槽的的車車削削 a）窄溝槽的車削）窄溝槽的車削 b）寬溝槽的車削）寬溝槽的車削 (四)車孔一次裝夾中加工工件一次裝夾中加工工件 (五)車螺紋 1.車刀的裝夾車刀的裝夾 梯形螺絞車刀的安裝方法梯形螺絞車刀的安裝方

5、法用對(duì)刀板對(duì)刀用對(duì)刀板對(duì)刀用萬能角尺對(duì)刀用萬能角尺對(duì)刀(五)車螺紋2螺紋的車削方法螺紋的車削方法 (以三角螺紋為例以三角螺紋為例 )車螺紋時(shí)的進(jìn)刀方法車螺紋時(shí)的進(jìn)刀方法 直進(jìn)式法直進(jìn)式法 左右切削法左右切削法 斜進(jìn)法斜進(jìn)法 補(bǔ)充：補(bǔ)充： 二、銑削加工知識(shí)二、銑削加工知識(shí)銑削的典型加工方法銑削的典型加工方法銑平面銑平面銑平面銑階臺(tái)面銑溝槽銑溝槽切斷銑曲面銑削的典型加工方法 銑健糟 銑健糟銑T形糟銑燕尾槽銑v形槽銑成形面銑型腔銑螺旋面（一）銑平面 工件安裝在平口鉗上工件安裝在平口鉗上 （二）銑溝槽常見的溝槽形式常見的溝槽形式 （三）切斷用夾板增強(qiáng)鋸片銑刀的剛性用夾板增強(qiáng)鋸片銑刀的剛性 2.1數(shù)控刀

6、具的種類和特點(diǎn)2.1.1 數(shù)控刀具的種類（按切削工藝分類）1.車削刀具車削刀具（1）外圓車刀）外圓車刀（2 2）割刀）割刀（3）螺紋刀）螺紋刀（4 4）鏜刀）鏜刀2.鉆削刀具鉆削刀具鉆削刀具鉆削刀具3.銑削刀具銑削刀具（1 1）面銑刀）面銑刀（2 2）立銑刀）立銑刀（3 3）球頭刀）球頭刀（4 4）鍵槽刀）鍵槽刀（5 5）燕尾槽銑刀）燕尾槽銑刀（6 6）鋸片銑刀）鋸片銑刀4.4.鏜削刀具鏜削刀具2.1.2數(shù)控加工刀具特點(diǎn) 刀具剛性好，切削效率高刀具剛性好，切削效率高 刀具精度高刀具精度高刀具的可靠性高，抗震及熱變形好刀具的可靠性高，抗震及熱變形好刀具尺寸能夠預(yù)調(diào)刀具尺寸能夠預(yù)調(diào)互換性好，換刀速

7、度快互換性好，換刀速度快具有完善的工具系統(tǒng)具有完善的工具系統(tǒng)具有刀具管理系統(tǒng)具有刀具管理系統(tǒng)2.1.3 數(shù)控加工的工具系統(tǒng)數(shù)控加工的工具系統(tǒng)v工具系統(tǒng)：工具系統(tǒng)：刀具與機(jī)床的接口。除刀具本身刀具與機(jī)床的接口。除刀具本身之外，還包括實(shí)現(xiàn)刀具快換所必需的定位、之外，還包括實(shí)現(xiàn)刀具快換所必需的定位、夾緊、抓拿及刀具保護(hù)等機(jī)構(gòu)。夾緊、抓拿及刀具保護(hù)等機(jī)構(gòu)。 v模塊式工具系統(tǒng)模塊式工具系統(tǒng)將工具的柄部和工作部分分將工具的柄部和工作部分分割開來，制成各種系統(tǒng)化的模塊，然后經(jīng)過割開來，制成各種系統(tǒng)化的模塊，然后經(jīng)過不同規(guī)格的中間模塊，組成一套套不同規(guī)格不同規(guī)格的中間模塊，組成一套套不同規(guī)格的工具。的工具。

8、一、數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的組成刀具系統(tǒng)：刀具系統(tǒng)：由數(shù)控機(jī)床主軸前端錐孔或刀架配由數(shù)控機(jī)床主軸前端錐孔或刀架配套的刀柄、刀桿和刀頭或通用刀具等組成。套的刀柄、刀桿和刀頭或通用刀具等組成。刀具系統(tǒng)的基本形式刀具系統(tǒng)的基本形式 一、數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的組成刀柄形式：刀柄形式： JT（ISO7288）：表示數(shù)控機(jī)床用的錐柄柄部）：表示數(shù)控機(jī)床用的錐柄柄部帶有機(jī)械手夾持槽，后面的數(shù)字為相應(yīng)的帶有機(jī)械手夾持槽，后面的數(shù)字為相應(yīng)的ISO錐度號(hào)。如錐度號(hào)。如JT40代表大端直徑代表大端直徑44mm的的7：24錐度。錐度。ST（ISO0297）：沒有機(jī)械手夾持槽。）：沒有機(jī)械手夾持槽。BT（MAS403）：表示用于

9、日本標(biāo)準(zhǔn)）：表示用于日本標(biāo)準(zhǔn)MAS403的帶有機(jī)械手夾持槽的連接。的帶有機(jī)械手夾持槽的連接。 二、二、 典型工具系統(tǒng)典型工具系統(tǒng)1.車削類工具系統(tǒng)（1）回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)式刀架回轉(zhuǎn)式刀架 四方刀架方形刀體（方形刀體（機(jī)夾式機(jī)夾式）（3）活動(dòng)頂尖及尾架2、TSG整體式鏜銑類工具系統(tǒng)整體式鏜銑類工具系統(tǒng) 把錐柄和連桿制成一體，不同工作部分都具把錐柄和連桿制成一體，不同工作部分都具有相同結(jié)構(gòu)的刀柄。有相同結(jié)構(gòu)的刀柄。TSG 工具系統(tǒng)中的刀柄由四部分組成：工具系統(tǒng)中的刀柄由四部分組成：JT：表示工具柄部形式，見表：表示工具柄部形式，見表2-150：對(duì)圓錐表示錐度規(guī)格，圓柱表示直徑：對(duì)圓錐表示錐度規(guī)格，圓柱表

10、示直徑Q ：表示工具的用途，見表：表示工具的用途，見表2-232：表示工具的規(guī)格：表示工具的規(guī)格100：表示刀柄的工作長(zhǎng)度：表示刀柄的工作長(zhǎng)度 JT 50：表示自動(dòng)換刀機(jī)床用：表示自動(dòng)換刀機(jī)床用7：24圓錐工具柄，圓錐工具柄，錐柄為錐柄為50#Q ：表示前部為彈簧夾頭：表示前部為彈簧夾頭32：表示最大夾持直徑：表示最大夾持直徑32mm100：表示刀柄的工作長(zhǎng)度（錐柄大端直徑處：表示刀柄的工作長(zhǎng)度（錐柄大端直徑處到彈簧夾頭前端面距離）為到彈簧夾頭前端面距離）為100mm適用于：長(zhǎng)期反復(fù)使用、不需拼裝的簡(jiǎn)單刀具適用于：長(zhǎng)期反復(fù)使用、不需拼裝的簡(jiǎn)單刀具 （1）銑刀工具系統(tǒng) a 刀柄及拉釘 b.彈簧夾

11、頭2.1.4典型刀具材料及工藝范圍 v數(shù)控加工刀具對(duì)刀具材料的基本要求數(shù)控加工刀具對(duì)刀具材料的基本要求有足夠的硬度，刀具材料高于工件材料硬有足夠的硬度，刀具材料高于工件材料硬度度有足夠的強(qiáng)度和韌性有足夠的強(qiáng)度和韌性有足夠的耐磨性有足夠的耐磨性有足夠的耐熱性有足夠的耐熱性常用的數(shù)控刀具材料高速鋼高速鋼（國(guó)內(nèi)使用最為普遍）（國(guó)內(nèi)使用最為普遍）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金陶瓷和金屬陶瓷合金刀具陶瓷和金屬陶瓷合金刀具聚晶金剛石（聚晶金剛石（PCB）聚晶立方氮化硼（聚晶立方氮化硼（PCBN 2.2可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼 可轉(zhuǎn)位刀具：可轉(zhuǎn)位刀具： 將預(yù)先加工好的多邊形刀片，用機(jī)械夾固將預(yù)先加工好的多邊形刀片，用機(jī)械夾

12、固的方法夾緊在刀體上的一種刀具。的方法夾緊在刀體上的一種刀具。 可轉(zhuǎn)位車刀的組成可轉(zhuǎn)位車刀的組成 可轉(zhuǎn)位車刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)位車刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)刀桿 刀墊可轉(zhuǎn)位刀片夾固元件刀片刀墊卡簧杠桿彈簧螺釘?shù)侗?.2.2可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示規(guī)則可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示規(guī)則我國(guó)可轉(zhuǎn)位刀片的型號(hào)共用我國(guó)可轉(zhuǎn)位刀片的型號(hào)共用10個(gè)號(hào)位的內(nèi)容來表示主要參數(shù)的特征個(gè)號(hào)位的內(nèi)容來表示主要參數(shù)的特征 刀片的形狀及其夾角。刀片的形狀及其夾角。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刀片內(nèi)接圓刀片內(nèi)接圓d與厚度與厚度S的精度級(jí)別。的精度級(jí)別。個(gè)個(gè)刀結(jié)構(gòu)型式、緊固方法或斷屑槽。刀結(jié)構(gòu)型式、緊固方法或斷屑槽。5刀邊長(zhǎng)，切

13、削刃長(zhǎng)刀邊長(zhǎng)，切削刃長(zhǎng).6刀厚度。刀厚度。7刀尖因角半徑或主偏角或修光刃后角。刀尖因角半徑或主偏角或修光刃后角。8切削刃狀態(tài)，刀尖切削刃或倒棱切削刃。切削刃狀態(tài)，刀尖切削刃或倒棱切削刃。9-進(jìn)刀方向或倒刃寬度進(jìn)刀方向或倒刃寬度10-廠商的補(bǔ)充符號(hào)或倒刃角度廠商的補(bǔ)充符號(hào)或倒刃角度.2.3數(shù)控加工刀具的選擇 2.3.1數(shù)控機(jī)床刀具的數(shù)控機(jī)床刀具的選用原則選用原則刀具的選用應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料刀具的選用應(yīng)根據(jù)機(jī)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、以及其他相關(guān)因素正確選用刀具和刀柄。關(guān)因素正確選用刀具和刀柄。刀具選擇的刀具選擇的基本原則基

14、本原則是：所選刀具應(yīng)與被加工是：所選刀具應(yīng)與被加工材料相適應(yīng)、安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用材料相適應(yīng)、安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。度和精度高。 2.3.2加工過程中切削用量的確定 v切削用量包括切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速S（切削速度（切削速度v）、背背吃刀量吃刀量aP 、進(jìn)給量進(jìn)給量F。 v合理選擇切削用量的原則是：合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)粗加工時(shí)， 選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量，采用選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量，采用較低的切削速度；較低的切削速度；半精加工和精加工時(shí)半精加工和精加工時(shí)， 通常選擇較小的背吃刀量通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量，和進(jìn)給量， 盡可能提高切削速度。盡可

15、能提高切削速度。 一、背吃刀量一、背吃刀量aP 定義：定義：工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，單位為（離，單位為（mm）,亦稱亦稱切削深度切削深度。 v車削外圓車削外圓時(shí)的背吃刀量：時(shí)的背吃刀量： 計(jì)算公式為：計(jì)算公式為：aP=（dw-dm）/2 dw 待加工表面直徑待加工表面直徑(mm)： dm-已加工表面直徑已加工表面直徑(mm)。v切斷、車槽切斷、車槽時(shí)背吃刀量等于車刀主切削刀的寬度。時(shí)背吃刀量等于車刀主切削刀的寬度。 進(jìn)給量和背吃刀量進(jìn)給量和背吃刀量 車外圓車外圓 車端面車端面 切斷切斷 背吃刀量背吃刀量aP 背吃刀量主要根據(jù)機(jī)床、夾具

16、、背吃刀量主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。刀具和工件的剛度來決定。 在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，最好一的進(jìn)給次數(shù)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機(jī)床，一可小于普通機(jī)床，一般取般取（0.10.5）mm。 二、進(jìn)給量（進(jìn)給速度）二、進(jìn)給量（進(jìn)給速度）F（mm/min或 mm/r） v定義：進(jìn)給量是工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件定義：進(jìn)給量是工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件與刀具在進(jìn)結(jié)方向上的相對(duì)位移。與刀具在進(jìn)結(jié)方向上的相對(duì)位移。 車削時(shí)車削時(shí)，進(jìn)給量，進(jìn)給量f為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀沿進(jìn)

17、給方向移動(dòng)的距離，其單位為沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，其單位為mm/r。 車削時(shí)車削時(shí)的進(jìn)給速度的進(jìn)給速度V f (mm/s)為：為： V f =n f n-工件轉(zhuǎn)速（工件轉(zhuǎn)速（r/min） 三、切削速度 c（m/min或m/s） 定義：定義：它是指切削刀刃上的選定點(diǎn)相對(duì)于工件它是指切削刀刃上的選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，是衡量主運(yùn)動(dòng)大小的參主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，是衡量主運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)，單位為小數(shù)，單位為小m/s或或m/min。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)(如車削加工如車削加工)。切削速度的計(jì)算公式為：切削速度的計(jì)算公式為： c =dn/1000式中：式中： n工件轉(zhuǎn)速工件轉(zhuǎn)速(r/min)； d工件待加工表面直徑工件待加工表面直徑(mm)。 課堂小結(jié)數(shù)控刀具的種類數(shù)控刀具的