选择数控刀具的原则

选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下：一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取RD=(0.8一0.9)Rmin。二是零件的加工高度H(1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r，即直径为d=2Re=2(R-r)，编程时取刀具半径为Re=0.95(Rr)。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。目前，数控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为TSG-JT，直柄刀具系统的标准代号为DSG-JZ，此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。数控车削用刀具教案(2010-01-0119:32:38)转载▼标签：教育分类：学科资源一、教学目标：（1）理解数控车刀具的类型及各自特点；（2）掌握可转位车刀该如何合理选用；（3）掌握在使用中刀具角度对加工的影响。二、教学重点、难点：重点：刀具基本角度的作用难点：可转位车刀的选用三、教学过程：(一)数控车常用刀具种类由于工件材料、生产批量、加工精度以及机床类型、工艺方案的不同，车刀的种类也异常繁多。根据刀片与刀体的联接固定方式的不同，车刀主要可分为焊接式与机械夹固式两大类。1、焊接式车刀将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上称为焊接式车刀。这种车刀的优点是结构简单，制造方便，刚性较好。缺点是由于存在焊接应力，使刀具材料的使用性能受到影响，甚至出现裂纹。另外，刀杆不能重复使用，硬质合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪费。根据工件加工表面以及用途不同，焊接式车刀又可分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成形车刀等。2）机夹可转位车刀如图所示，机械夹固式可转位车刀由刀杆l、刀片2、刀垫3以及夹紧元件4组成。刀片每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置便可继续使用。机械可转位车刀的组成刀片是机夹可转位车刀的一个最重要组成元件。按照国标GB2076－87，大致可分为带圆孔、带沉孔以及无孔三大类。形状有：三角形、正方形、五边形、六边形、圆形以及菱形等共17种。（二）、可转位车刀的选用1、刀片的夹紧方式各种夹紧方式是为适用于不同的应用范围设计的。为了帮助您选择具体工序的最佳刀具，按照适合性对它们分类，适合性有1-3个等级，3为最佳选择。2、刀片形状的选择（1）正型（前角）刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。（2）负型（前角）刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。（3）一般外圆车削：常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片。（4）仿形加工：常用55°、35°菱形和圆形刀片。（5）在机床刚性、功率允许的条件下大余量、粗加工：应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。（三）、车刀基本角度的作用1、刀具前角的作用（1）前角的影响：刃口的锋利程度和强度及切削变形和切削力（2）正前角大：切削刃锋利，前角每增加1°，切削功率减少1％，刀刃强度下降。用于切削软质材料，易切削材料，被加工材料及机床刚性差的场合。（3）负前角大：切削力增加，切削硬材料，需切削刃强度大，以适应断续切削、切削含黑皮表面层的加工条件2、主偏角的作用改变主切削刃的受力及导热能力，影响切屑的厚度（1）主偏角的影响：进给量相同时，主偏角大，刀片与切屑接触的长度增加，切削厚度变薄，使切削力分散作用在长的刀刃上，刀具耐用度得以提高；主偏角小，分力a’也随之增加，加工细长轴时，易发生挠曲；主偏角小，切屑处力性能变差；主偏角小，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使切屑难以碎断。（2）大主偏角用于：切削深度小的精加工；切削细而长的工件；机床刚性差的场合。（3）小主偏角用于：工件硬度高，切削温度大时；大直径零件的粗加工；机床刚性高的场合。3、后角的作用：减少车刀与后刀面的摩檫（1）后角的影响：后角大，后刀面磨损小，刀尖强度下降。（2）小后角用于：切削硬材料，需切削刃强度高时。（3）大后角用于：切削软材料，切削易加工硬化的材料。4、副偏角的作用：具有减少已加工表面与刀具摩擦的功能，一般为5°～15°。副偏角的影响：副偏角小，切削刃强度增加，但刀尖易发热；副偏角小，背向力增加，切削时易产生振动；粗加工时副偏角宜小些；而精加工时副偏角则宜大些。5、刃倾角的作用：刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车削时角度为3°～5°。6、刀尖圆弧半径的作用：对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大，一般适宜值选进给量的2～3倍（1）刀尖圆弧半径的影响：刀尖圆弧半径大，表面粗糙度下降，刀刃强度增加，刀具前、后面磨损减小；刀尖圆弧半径过大，切削力增加，易产生振动，切屑处理性能恶化。（2）刀尖圆弧小用于：切深削的精加工，细长轴加工，机床刚性差的场合。（3）刀尖圆弧大用于：需要刀刃强度高的黑皮切削，断续切削，大直径工件的粗加工，机床刚性好的场合。四、小结：本节课的学习要求主要掌握数控车刀具中可转位车刀的选用以及车刀基本角度的作用。