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先进制造技术大作业课程名称先进制造技术所属学院智能制造与控制工程学院（工学部）专业名称机械制造专业班级学生姓名学生学号指导教师完成日期2016年5月27日目录一、前言...........................................................................................................................................1二、数控加工常用刀具的分类及特点...........................................................................................22.1数控加工刀具的分类........................................................................................................22.2数控刀具的特点................................................................................................................32.3刀具选择应考虑的主要因素............................................................................................3三、数控加工刀具的选择...............................................................................................................43.1数控加工刀具类型的选择................................................................................................43.2考虑刀具的尺寸以及加工工件表面尺寸........................................................................43.3加工不同形状应按需选刀................................................................................................43.4不同的加工阶段使用不同的刀具....................................................................................53.5数控刀具选刀原则............................................................................................................53.6选择刀具应依照其寿命来进行挑选................................................................................5四、加工过程中切削用量的确定...................................................................................................7五、数控刀具未来的发展...............................................................................................................8六、总结与体会.............................................................................................................................10七、课后习题.................................................................................................................................117.1第三章课后习题..............................................................................................................117.2第四章课后习题..............................................................................................................12八、先进制造技术实验报告.........................................................................................................14九、参考文献.................................................................................................................................181简述刀具的分类及发展前景摘要：主要阐述了在工业4.0背景下，数控加工刀具的分类、特点、选择、切削用量的确定以及未来的发展前景。关键词：数控机床数控加工刀具分类特点切削用量数控机床展览会一、前言“智能制造”作为工业4.0的一大主题在当今制造业领域已经深入人心，不同于以往通过人手工生产模式，智能制造更多的将人解放出来，而通过一些智能化手段代替人的劳动。高精密数控机床就是其中的一个典型代表。数控机床以其加工精度高产品质量稳定等优势更多的应用到生产加工的各个领域中。数控机床是综合应用计算机、自动控制，自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比，其优越性是显而易见的，不仅零件加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在制造业中的地位愈来愈显得重要。数控刀具是指与这些先进高效的数控机床相配套使用的各种刀具的总称。是数控机床不可缺少的关键配套产品，数控刀具以其高效、精密、高速、耐磨、长寿命和良好的综合切削性能取代了传统的刀具。随着科学技术的飞速发展，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快。多品种，中小批量生产的比重明显增加，同时随着航空工业、装备制造业和汽车工业的高速发展复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高，传统的加工设备和加工方法已经难以适应这种多样化，柔性与复杂形状的高效、高质量的加工要求，因此，数控加工技术得到了迅速发展。但是在数控加工过程中影响加工精度的因素有很多，其中数控刀具是数控加工关键技术之一。数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容。它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。2二、数控加工常用刀具的分类及特点数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，目前刀柄已逐渐标准化和系列化。2.1数控加工刀具的分类2.1.1根据刀具结构的不同分类1）整体式；2）镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；3）特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。2.1.2根据制造刀具所用材料的不同分类1)高速钢刀具：有足够的强度和韧性，有较好的工艺性。目前高速钢作为主要的刀具材料已经被较为广泛的的应用于各种铣刀、丝锥、钻头等刀具的加工。2）硬质合金刀具：与高速钢刀具相比硬度高、耐磨性好、耐热性高、允许的切削速度比高速钢高5-10倍。因此常用于高速的切削加工，例如加工中心中的大进给、小切深、无切削液的精加工。3）金刚石刀具：耐磨性好摩擦系数是目前最小的。但由于其硬度较高，不能加工成任意的形状，因此主要用于磨削类刀具．如金刚石砂轮等。同时由于金刚石会与某些材料发生化学反应．在加工中需特别注意。4）其他材料刀具：如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。右图是在第九届中国数控机床展览会上尚亚（上海）国际贸易有限公司推出的BECKRR01金属陶瓷高效率铰刀。5）涂层刀具：通过化学或物理方法在表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物。如TiC涂层、TiN涂层、三氧化二铝涂层、TiN和T复合涂层。2.1.3根据切削工艺的不同分类1）车削刀具，分外圆刀具、内孔刀具、螺纹刀具、切割刀具等；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。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%-40%，金属切除量占总数的80%-90%。3第十五届中国国际机床展览会刀具展览2.2数控刀具的特点数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：1)刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；2)互换性好，便于快速换刀；3）寿命高，切削性能稳定，可靠；4）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；5）刀具能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；6）系列化、标准化，所以应尽量采用新型高效刀具，并使刀具化和通用化，以减少刀具种类、便于刀具管理。2.3刀具选择应考虑的主要因素1）被加工工件的材料、性能：金属、非金属．强度、刚度、塑性、韧性及耐磨性能等。2）加工工艺的类别。车削、钻削、铣削、磨削等。3）加工阶段粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。4）加工的几何形状、加工余量、零件的技术指标。5）刀具能承受的切削用量。4三、数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控机械加工过程中的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。3.1数控加工刀具类型的选择数控加工中，由于铣床、加工中心类机床工艺能力强大。刀具种类繁多，因此铣刀类型的选择非常重要。常用的铣刀种类有平底立铣刀、端铣刀、球头刀、环形刀，鼓形刀和锥形刀等，功能也各不相同。选取铣刀时要求刀具的尺寸与被加工工件的尺寸和形状相适应。在铣刀选择时应注意以下几点：1）毛坯面加工为防止因毛坯表面硬化层和夹沙现象而引起刀具快速磨损，应选用合适的硬质合金刀具进行铣削加工