第二单元数控刀具及其选用

第二单元数控刀具及其选用 • 教学目的：了解数控刀具的种类、要求与特点，明确数控刀具材料对加工的影响，掌握刀具的失效形式和可靠度分析，以及依据加工环境正确选择和使用加工刀具的方法。

数控刀具的种类

数控刀具的要求与特点 刀具，尤其是刀片的选择是保证加工质量提高加工效率的重要环节。

数控刀具的要求与特点 要有高的切削效率要有高的精度和重复定位精度要有高的可靠性和耐用度实现刀具尺寸的预调和快速换刀具有完善的模块式工具系统建立完备的刀具管理系统要有在线监控及尺寸补偿系统

数控刀具的要求与特点 数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。此外，为减少换刀时间和方便对刀，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两种。

数控刀具的材料 刀具的选择是根据零件的材料种类、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知条件来决定刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进合量、切削速度和刀片牌号。

数控刀具的材料 数控刀具的材料 W系高速钢高速钢 Mo系高速钢钨钴类钨钛钴类硬质合金钨钛钽（铌）钴类纯氧化铝类（白色陶瓷）陶瓷 TiC添加类（黑色陶瓷）立方碳化硼聚晶金刚石

对上面五材料分别介绍： • ①根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一般原则是尽可能选用刀具。 • ② 刀具不仅用于加工各种铸铁和不同钢料，也适用于加工有色金属和非金属材料。 • ③ 和都属于超硬刀具材料，它们可用于加工任何硬度的工件材料，具有很高的切削性能，加工精度高，表面粗糙度值小 • 一般仅用于加工有色金属和非金属材料硬质合金陶瓷金刚石聚晶金刚石金刚石

聚晶金刚石 • 一般适用加工硬度＞450HBS的冷硬铸铁、合金结构钢、工具钢、高速钢、轴承钢以及硬度≥350HBS的镍基合金、钴基合金和高钴粉末冶金零件。 • ④从刀具的结构应用方面，数控加工应尽可能采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间。 • ⑤选用涂层刀具以提高耐磨性和耐用度。

数控刀具的选择 刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一。选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。选取刀具时，要使刀具的尺寸和形状相适应。刀具选择总的原则是：既要求精度高、强度大、刚性好、耐用度高，又要求尺寸稳定，安装调整方便。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄

数控刀具的选择 刀具选择应考虑的主要因素有：如操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。被加工工件的材料、性能如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。加工工艺类别工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。加工工件信息切削用量三要素，包括主轴转速、切削速度与切削深度。刀具能承受的切削用量辅助因数

数控车刀

数控可转位刀片

数控刀片

PVD涂层高速钢齿轮滚刀、铣刀、钻头

数控刀具材料 • PCVD涂层刀片

MT-CVD

工具系统 由于在数控机床上要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量较多。为减少刀具的品种规格，有必要发展柔性制造系统和加工中心使用的工具系统。

车削类工具系统（整体式） 整体式工具系统组成

车削类工具系统（整体式） 目前我国的加工中心采用TSG整体式工具系统，其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。

铣镗类工具系统（模块式） 模块式工具系统组成

铣镗类工具系统（模块式） TMG21工具系统

常见的刀具库 可装20把刀的无臂式ATC刀具库

常见的刀具库 可装24把刀的有臂式ATC刀具库

常见的刀具库 可装32把刀的有臂式刀具库

常见的刀具库 可装60把刀的刀具库

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