數(shù)控加工中刀具的選用 畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 （論 文）</p><p>　　題 目： 數(shù)控加工中刀具的選用 </p><p>　　分 院 ： 機電學(xué)院 專業(yè)： 機電一體化</p><p>　　姓 名： XX

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： XX </p><p>　　2012年 3 月 16 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來，快速發(fā)展的數(shù)控機加工工藝技術(shù)促進了數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的研

3、發(fā)。世界各大廠商生產(chǎn)的數(shù)控機床用刀具種類、規(guī)格繁多，數(shù)量龐大，往往令人眼花繚亂，不得要領(lǐng)?，F(xiàn)將有關(guān)數(shù)控刀具科普性知識和近幾年來數(shù)控刀具材料、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等領(lǐng)域就其精要，在此簡要分述，以便利用先進刀具技術(shù)為加工服務(wù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控刀具，種類，特點，選用。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　數(shù)控刀具種類

4、及特點……………………………………4</p><p>　　1.1數(shù)控刀具的概述…………………………………………………4</p><p>　　1.2 數(shù)控刀具的種類……………………………………4</p><p>　　1.2.1從結(jié)構(gòu)上分類…………………………………4</p><p>　　1.2.2從切削工藝上分類……………………………5<

5、/p><p>　　1.2.3從刀具材料上分類……………………………5</p><p>　　1.3數(shù)控刀具的特點…………………………………………………6</p><p>　　數(shù)控刀具選用...................................................6</p><p>　　2.1數(shù)控刀具選用考慮……………………

6、………………………7</p><p>　　2.1.1根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具…………7</p><p>　　2.1.2根據(jù)零件的加工階段選擇刀具………………8</p><p>　　2.1.3根據(jù)加工特點選擇刀具和幾何參數(shù)…………8</p><p>　　2.1.4根據(jù)零件的技術(shù)經(jīng)濟指標選擇刀具…………8</p><p&

7、gt;　　2.2選擇數(shù)控車削刀具原則………………………………………9</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………9</p><p>　　致謝……………………………………………………………………10</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………10</p><p><

8、;b>　　數(shù)控刀具種類及特點</b></p><p>　　1.1數(shù)控刀具的概述 </p><p>　　機械制造業(yè)由于產(chǎn)品更新?lián)Q代和生產(chǎn)形勢發(fā)展的需要,在航空航天、機床工具、電站制造、能源和軌道等行業(yè),數(shù)控機床的占有率已從20世紀的20%～30%提高到目前的50%～65%。一般來說,數(shù)控機床具有高精度、高剛度和高效率的特性(特別適用于高速切削),因而能取得高效加工的效果。為

9、了保證數(shù)控機床的正常運行,只有配置了與數(shù)控機床性能相適應(yīng)的刀具才能使其性能得到充分發(fā)揮,也可說配置刀具的優(yōu)異(合理性、先進性)直接影響到數(shù)控機床功能和作用的發(fā)揮。</p><p>　　1.2數(shù)控刀具的種類</p><p>　　數(shù)控加工刀具可分為：常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點：減少換刀停機時間，提高生產(chǎn)加工時間；加快換刀及安裝時間，提高小批量生產(chǎn)

10、的經(jīng)濟性；提高刀具的標準化和合理化的程度。事實上，由于模塊刀具的發(fā)展，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)。 </p><p>　　1.2.1從結(jié)構(gòu)上可分：（1）整體式 （2）鑲嵌式（其又可分為焊接式和機夾式。機夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位）； （3）減振式（當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具）； （4）內(nèi)冷式（切削液通過

11、刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部）； （5）特殊型式（如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等）。 </p><p>　　1.2.2從制造所采用的材料上可分為 ：(1)高速鋼刀具，高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標準刀具。(2)硬質(zhì)合金刀具，硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在

12、數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標準規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。 硬質(zhì)合金刀片按國際標準分為三大類：P類，M類，K類。 P類——適于加工鋼、長屑可鍛鑄鐵（相當(dāng)于我國的YT類） M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當(dāng)于我國的YW類） M-S類——適于加工耐熱合金和鈦合金 K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當(dāng)于我國的YG類） K-N類——適于加工鋁、非鐵

13、合金 K-H類——適于加工淬硬材料 (3)陶瓷刀具 (4)立方氮化硼刀具 (5)金剛石刀具</p><p>　　1.2.3從切削工藝上可分為：（1）車削刀具：分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。 數(shù)控車床一般使用標準的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。機夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標準，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。 數(shù)控車床機夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具

14、、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。 機夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。 常規(guī)車削刀具為長條形方刀體或圓柱刀桿。 方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機床刀盤之間的聯(lián)接是通過槽形刀架和套筒接桿來聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，也

15、適用于車削中心的自動換刀系統(tǒng)。 數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：1.圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。 （2）鉆削刀具：分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。 鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結(jié)構(gòu)和聯(lián)</p><p>　　1.3 數(shù)控刀具的特點 </p><p>　　數(shù)控刀具的特點是標準化、系列化、規(guī)格化、模塊化和通用化。</p

16、><p>　　為了達到高效、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：</p><p>　?。?）具有較高的強度、較好的剛度和抗振性能；</p><p>　?。?）高精度、高可靠性和較強的適應(yīng)性；</p><p>　　（3）能夠滿足高切削速度和大進給量的要求；</p><p>　　（4）刀具耐磨性及刀具的使用

17、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；</p><p>　?。?）刀片與刀柄要通用化、規(guī)格化、系列化、標準化，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。</p><p><b>　　數(shù)控刀具選用</b></p><p>　　刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響

18、零件的加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的，應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。</p><p>　　2.1數(shù)控刀具選用考慮</p><p>　　由于數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠遠高于普通機床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高，而且要求

19、尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標準化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面：</p><p>　　2.1.1根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具</p><p>　　綜合考慮金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性

20、較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。</p><p>　　2.1.2根據(jù)零件的加工階段選擇刀具</p><p>　　即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加

21、工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。</p><p>　　2.1.3根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)</p><p>　　在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。</p><p>　　2.1.4根據(jù)工件的幾何形狀、加工余量

22、、零件的技術(shù)經(jīng)濟指標選擇刀具</p><p>　　正前角刀片：對于內(nèi)輪廓加工，小型機床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負前角刀片：對于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時應(yīng)優(yōu)先選擇負型刀片。一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片；仿形加工常用55 °、35 °菱形和圓形刀片；在考慮到刀具能承受的切削用量前提下綜合機床剛性、功

23、率等條件，加工大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。</p><p>　　2.2 數(shù)控刀具的選擇原則</p><p>　　2.2.1數(shù)控刀具的選擇</p><p>　?。?）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；</p><p>　　（2）選擇較大主偏角（大于75°

24、，接近90°）；粗加工時選用負刃傾角刀具，精加工時選用正刃傾角刀具；</p><p>　?。?）精加工時選用無涂層刀片及小的刀尖圓弧半徑；</p><p>　?。?）盡可能選擇標準化、系統(tǒng)化刀具；</p><p>　　（5）選擇正確的、快速裝夾的刀桿刀柄。</p><p>　　2.2.2選擇車削刀具的原則</p>&l

25、t;p>　　數(shù)控車床一般使用標準的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。機夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標準，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金等。</p><p>　　數(shù)控車床機夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀、端面車刀、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）。</p><p>　　圖一 工件輪廓形狀和走刀方向來選擇刀片形</p><p>　　

26、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</p><p>　　狀(如圖所示)。主要考慮主偏角，副偏角(刀尖角)和刀尖半徑值。</p><p><b>　　可轉(zhuǎn)位刀片的選擇：</b></p><p>　　(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。</p><p&g

27、t;　　(2)刀片尺寸選擇：有效切削刃長度、主偏角等。</p><p>　　(3)刀片形狀選擇：依據(jù)表面形狀、切削方式、刀具壽命等。</p><p>　　(4)刀片的刀尖半徑選擇</p><p>　　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。</p><p>　　2)精加工、切深小、細長軸加工、機床剛度小選小刀尖半徑

28、值。</p><p>　　合理科學(xué)的選擇數(shù)控刀具對數(shù)控加工生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和加工成本影響極大，因此應(yīng)高度重視數(shù)控刀具的正確選擇和合理使用，讓其更好的為數(shù)控加工服務(wù)，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)點。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　我們稱謂的“數(shù)控刀具”，特指與加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控鉆等先進高效的CNC制造系

29、統(tǒng)相配套使用的刀具和工具輔具系統(tǒng)。它包括整體合金刀具、超硬刀具、可轉(zhuǎn)位刀片、工具輔助系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)位刀具、超硬材料及涂層技術(shù)等。這些應(yīng)屬于現(xiàn)代金屬切削刀具范疇，其技術(shù)水平、性能和質(zhì)量直接影響到國內(nèi)數(shù)百萬臺昂貴的CNC制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和加工產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接影響到整個國家機械制造工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益。 提高刀具的使用壽命的目標---是提高勞動力、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低次品率、下降生產(chǎn)成本。</p><p&g

30、t;　　機械制造業(yè)的生產(chǎn)過程涉及大量的機械加工，特別是金屬切削加工所加工產(chǎn)品的尺寸、形狀、位置精度、表面形貌等都與刀具有關(guān)，刀具的性能、質(zhì)量及其管理直接影響到能否順利加工出所需要的合格產(chǎn)品，影響到加工節(jié)拍和生產(chǎn)效率，影響制造成本的控制和降低，關(guān)系到制造型企業(yè)的核心競爭力，這在自動化機械加工中表現(xiàn)得更為突出。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　

31、　本論文是在我的導(dǎo)師xx老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴肅，嚴謹，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，xx老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹向xx老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</p><p>　　在此，我還要感謝在一起愉快的度過大專生活的機電xx班各位同門，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。</p>

32、<p>　　在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完</p><p>　　成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的</p><p>　　謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>

33、;　　1耿國卿,劉永海. 數(shù)控車床編程與應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社.2008. 1</p><p>　　2張君.數(shù)控機床編程與操作.北京理工大學(xué)出版社.2007.8</p><p>　　3陳云卿，楊順田.數(shù)控銑鏜床編程與技能訓(xùn)練.化學(xué)工業(yè)出版社.2008.10</p><p>　　4汪榮青，邱建忠.數(shù)控編程與操作.化學(xué)工業(yè)出版社.2008.3</p><