第四章 数控刀具的种类及特点.ppt

第四章 数控刀具的种类及特点 之车刀系列 前言 数控机床对刀具的要求 为了保证数控机床的加工精度、提高生产率及降低刀具的消耗，在选用数控机床所用刀具时对刀具提出更高的要求，如可靠的断屑、高的耐用度、快速调整与更换等。 1.适应高速切削要求，具有良好的切削性能 为提高生产效率和加工高硬度材料的要求，数控机床向着高速度、大进给、高刚性和大功率发展。中等规格的加工中心，其主轴最高转速一般为3000～5000r/min，工作进给由0～5m/min提高到0～15m/min。 适应高硬度工件材料（如淬火模具钢）的加工。数控机床所用刀具必须有承受高速切削和较大进给量的性能，而且要求刀具有较高的耐用度。新型刀具材料如涂层硬质合金、陶瓷和超硬材料（如聚晶金刚石和立方氮化硼）的使用，更能发挥数控机床的优势。 2.高的可靠性 数控机床加工的基本前提之一是刀具的可靠性，加工中不会发生意外的损坏。刀具的性能一定要稳定可靠，同一批刀具的切削性能和耐用度不得有较大差异。 3.较高的刀具耐用度 刀具在切削过程中不断地被磨损而造成工件尺寸的变化，从而影响加工精度。刀具在两次调整之间所能加工出合格零件的数量，称为刀具的耐用度。在数控机床加工过程中，提高刀具耐用度非常重要。 4.高精度 为了适应数控机床的高精度加工，刀具及其装夹机构必须具有很高的精度，以保证它在机床上的安装精度（通常在0.005mm以内）和重复定位精度。 5.可靠的断屑及排屑措施 切屑的处理对保证数控机床正常工作有着特别重要的意义。在数控机床加工中，紊乱的带状切屑会给加工过程带来很多危害，在可靠卷屑的基础上，还需要畅通无阻地排屑。对于孔加工刀具尤其如此。 6.精确迅速的调整 数控机床及加工中心所用刀具一般带有调整装置，这样就能够补偿由于刀具磨损而造成的工件尺寸的变化。 7.自动快速的换刀 数控机床一般采用机外预调尺寸的刀具，而且换刀是在加工的自动循环过程中实现的，即自动换刀。这就要求刀具应能与机床快速、准确地接合和脱开，并能适应机械手或机器人的操作。所以联接刀具的刀柄、刀杆、接杆和装夹刀头的刀夹，已发展成各种适应自动化加工要求的结构，而成为包括刀具在内的数控工具系统。 8.刀具标准化、模块化、通用化及复合化 数控机床所用刀具的标准化，可使刀具品种规格减少，成本降低。数控工具系统模块化、通用化，可使刀具适用于不同的数控机床，从而提高生产率，保证加工精度。 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。 4.1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。 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。 4.2数控刀具的要求与特点（一） 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 4.2数控刀具的要求与特点（二） 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）。 工件材料的特性与切削性 切削性与材料特性 1.硬度的影响（过硬过软都不易加工） 2.粘度的影响（不易切开，不易排屑） 3.强度（=不易变形性）的影响（刀刃负荷大） 4.延展性的影响 5.导热系数的影响（系数低，刀刃高温） 6.加工硬化性的影响 7.硬质颗粒的影响 4.3刀具损失的主要原因 后刀面磨损：通常后刀面磨损由摩擦产生，工件材料硬时磨损会加剧 前刀面磨损（月牙洼磨损）：加工易产生高温的高强度材料和粘性材料时 粘结：加工