杨第二章数控机床的刀具.ppt

第二章 数控机床的刀具 第一节 概述 先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。 一、数控刀具发展的动因 1、传统的切削技术发生了改变（硬切削:采用超硬刀具对硬度大于50HRC淬硬钢进行精密切削、干式切削、高速高效加工已成为现代切削技术的重要标志 ） 2、难加工材料的出现 3、数控刀具的基本特征——适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，称为数控工具系统 二、数控加工对刀具的要求 1、满足高速切削要求，具有良好的切削性能（硬度和耐磨性 、强度和韧性 、热硬性 ） 2、具有高制造精度（工艺性 ） 3、很高的可靠性和耐用度 4、能实现刀具尺寸的预调和快速换刀 5、具有一个比较完善的工具系统 6、需要建立刀具管理系统 7、应具有可靠的断屑及排屑措施 8、应有刀具在线监控及补偿系统 第二节 数控刀具的分类 按照刀具结构分： 按照刀具材料分： 第三节 数控刀具的材料及失效形式 一、数控刀具材料的性能要求 1、较高的硬度和耐磨性 2、足够的强度 3、较好的导热性 4、良好的工艺性 三、数控刀具的失效形式（自学） 1、后刀面磨损 2、边界磨损 3、前刀面磨损 4、塑性变形 5、积屑瘤 6、刃口剥落 7、崩刀 8、热裂纹 第四节 数控刀具的选择 一、选择数控刀具应考虑的因素 二、数控可转位刀片与刀具代码（见书） 三、数控可转位刀片的夹紧 四、数控车削刀具（可转位刀片）的选择 1、刀片材料的选择（常用硬质合金和涂层硬质合金刀片） 2、刀片尺寸的选择——(由切削用量决定有效切削刃的长度L，与背吃刀量和主偏角有关） 3、刀片形状的选择 加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数来决定。 刀尖角度与强度和振动的关系 4、刀片的刀尖半径的选择h≈f/8rε （h为残留高度） 5、数控车床刀具的装夹方法 1）利用转塔刀架装夹 2）快换刀夹 模块式车削工具及其装夹 五、数控镗、铣削刀具的选择 1、选用原则 1）刀具材料（保证耐用度和可靠性） 2）刀具直径（粗加工时，铣刀直径应选小些，精加工时，选大些） 3）尽量采用高效刀具（如玉米棒铣刀）及复合刀具 2）TMG工具系统 由主柄、中间接杆和工作头部模块 3、铣刀的选择 1）铣刀类型的选择 2）铣刀参数的选择 面铣刀与立铣刀 可转位面铣刀的直径为16~630mm，粗铣时，直径小些，精铣时，直径大些。前角应较小。 立铣刀的参数见表2-5 刀具的长度=主轴端面到刀尖的距离，尽量减小刀具长度。 4、孔加工刀具 1）钻孔刀具——麻花钻、可转位浅孔钻、喷吸钻等。 3）镗孔刀具（单刃、双刃、多刃） 尽可能选择大的刀杆直径 尽可能选择短的刀杆臂 主偏角接近90度或大于75度，提高刀具寿命 镗深盲孔时，采用压缩空气或切削液来排屑和冷却。 5、对刀仪与对刀块 1）对刀仪—测量数控机床所需刀具的有关几何尺寸，并将这些数据参数随刀具提供给机床操作者。 包括刀柄定位机构与测头部分 2）对刀块——利用对刀块准确地对正刀尖与工件的尺寸位置关系。 2、数控镗铣削工具系统 1）TSG工具系统 它是把工具柄部和装夹刀具的工作部分做成一体，结构简单，整体刚性强，工作可靠。 适用于加工零件不会改变的专用机床或不能使用TMG刀柄的场合 定位精度高、装卸方便、连接刚性好、传递扭矩大 加工曲面类铣刀 加工大平面铣刀 加工台阶面铣刀 加工槽类铣刀 3~50mm 25~100mm 2）扩孔刀具的选择 * * 干式切削 整体式：钻头、立铣刀等 镶嵌式：包括刀片采用焊接和机夹式 特殊形式：复合式等 减振式：长径比大于4 机夹可转位刀具得到广泛应 用，数量上已达到整个数控刀具 的30%~40%，金属切除率占总数的80%~90% 内冷式：具有内通孔 整体式刀具 机夹式扩孔钻 动态减振组件位于 Steadyline 铣刀柄中弯曲最大的位置，即刀柄的前端。减振组件可以抑制由切削刀具传送至刀柄的振动。它可防止振动沿杆刀柄传播，从而减小刀具的弯曲。 钻孔、攻丝复合刀具 高速钢 硬质合金 聚晶金刚石 陶瓷 立方氮化硼 按照切削工艺分： 车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等 铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等 钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等 镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等 外圆车刀 内孔车刀 螺纹车刀 常用车刀 面铣刀 方肩 铣刀 仿形 铣刀 三面刃 整体硬质 合金铣刀 铣削刀具 铰刀 钻头 丝锥 钻削刀具 切削刀具材料的硬度和韧性 1923年发明的硬质合金(WC-Co)，其后因添加了TiC、TaC而改善了耐磨性，1969年开发了CVD技术，使涂层硬质合金快速普及。自1974年起，开发了 TiC-TiN系金属陶瓷 二、刀具材料的种类 高