加工刀具和切削用量的选择
技师评审论文
专业：数控车工
浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定
姓名：刘胜华
班级：074101
学号：07
指导老师：陈兵
单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002
2010-3-17
浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定【摘要】：在切削加工中不仅要确定刀具的几何参数，还需选择切削用量的参数。本文从加工零件的形状入手简单的讨论了数控加工中刀具的选择，从零件的加工质量和刀具的耐用度入手简单的讨论了切削用量的选择。在切削深度A p和进给量F c初步选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本也有很大的影响。
【关键词】：数控加工；刀具选择；切削用量等。
无论在普通车床加工还是在数控加工中，刀具选择和切削用量的确定不仅影响加工效率，而且直接影响零件加工精度和表面粗糙度。现在我们使用的许多机械设计与制造软件都提供自动编程功能，只要选择好所用的刀具、切削用量等有关的加工参数，就可以自动生成程序并传输至数控机床完成其加工。这与普通车床的加工形成鲜明的对比，也是最大的不同点。因此，本文在数控编程中必须面对的刀具如何选择和切削如何用量确定问题进行了论述。
一、数控加工常用刀具材料的类型及性能
数控加工刀具必须适应数控机床高速旋转、高效率的特点，还需有较好的工艺性、经济性。工具钢还应具有比较好的热处理工艺性。在选择刀具材料时，很难找到各方面都很好的，因为材料硬度与韧性之间、综合性能和刀具价格之间都是相互制约的。
㈠、数控刀具的分类有多种方法具体如下。
1、根据结构可分为：整体式、镶嵌式。
2、根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、陶瓷刀具等。
3、从切削工艺上可分为：车削刀具、钻削刀具、铣削刀具等。
各类常用刀具材料的物理力学能如表1：
表1各类常用刀具材料的物理力学性能
材料种类相对
密度
硬度
H R C
抗弯
能力
冲击
韧度
导热
率
耐热
性
切削速度
大体比值
碳素钢7.6-8
.1
60-6
5
2.16-----41.8
7
200-
250
0.32-0.4
合金7.5-760-6 2.35----41.8300-0.48-0.6
钢.957400
高速钢8.0-8
.8
63-7
1.96-
4.4
0.089
-0.57
15.7
-25
590-
690
2.1-
3.2
钨钴类14.3-
15.3
89-9
1.5
1.08-
2.16
0.02-
0.06
75-8
7.9
800 3.15-4.76
钨钛钴类9.35-
13.2
9-92
.5
0.789
-1.2
0.03-
0.07
20.9
-62
9004-4.8
人造金刚石3.47-
3.56
1000
0.21-
0.48
-----146.
54
700-
800
25
㈡刀具材料还应具备如下的性能：
⑴高硬度刀具材料的硬度应大于工件材料的硬度，常温硬度应在H R C68以上;
⑵足够的韧性承受较大切削力、冲击力；
⑶高耐磨性刀具材料硬度越高，耐磨性越好；
⑷高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧度的能力；
⑸良好的工艺性与经济性
二、数控加工中刀具的选择
实际生产中，应考虑清楚硬质合金适合车削
的材料、高速钢车刀适合车削什么样的材料。在加工中心上铣削平面时，应选择多大直径的面铣刀，以提高效率；平面轮廓的加工，应采用立铣刀；毛坯表面加工或粗加工时，可选取镶硬质合金刀片的铣刀；对一些立体的、复杂外形轮廓的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀等。
在进行曲面及不规则轮廓加工时，应选用球头刀具，并且要求球头刀具半径应小于曲面的最小曲率半径，以免影响加工表面。因此，只要在保证加工精度的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应合理选择车刀或铣刀。
在数控加工中，由于刀具都是人工手动进行调换，占用加工时间中的辅助时间较长，所以要合理安排刀具顺序。一般应该遵循以下原则：
⑴尽量减少刀具数量，以减少换刀时间；
⑵安装一把刀具后应完成其所有能进行加工的地方；
⑶粗精加工分开；
⑷先面后孔；
⑸先进行曲面粗加工，后进行精加工等。
三、数加工中切削用量的确定
合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济型和加工成本。
（一）刀具材料切削用量的选择
1、硬质合金
根据切削速度的公式V=d n/318来计算加工转速一般取600-1500转每分钟，进给率一般取0.25-0.1转每分钟。
2、涂层刀片
根据切削速度的公式V=d n/318来计算
粗加工转速一般取850转每分钟，进给率一般取0.25转每分钟
（二）被吃刀量切削速度进给量
⑴背吃刀量A p在机床、工件和刀具的刚度允许的情况下，应尽可能使背吃刀量等于加工余量，可以减少进给次数，提高生产效率。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，应留少量精加工余量，一般留0.15—0.45m m左右。
⑵切削速度V c随着V c的增大，刀具耐用度下降，所以V c的选择主要取决于刀具的耐
用度。
⑶进给量F如果能够保证工件加工质
量的前提下，可以尽量选择较高的进给速度；如果是切槽、车深孔时，应该选择较低的进给速度。另外，不同刀尖圆弧半径的最大进给量如下表2：表2不同刀尖圆弧半径的最大进给量
0.40.81.21.52.0
刀尖圆弧
半径
0.2-0.30.41-0.720.45-1.20.6-1.21.1-1.6
最大进给
量
注意：粗车时，F一般取0.25-0.7m m/r;精车时F一般取0.15-0.25m m/r。
⑷主轴转速n(r/m i n)主轴转速一般根据切削速度V c来确定选定。切削速度确定后，用
公式n=1000V c/лd来计算主轴转速。
在实际生产加工中应具体问题具体分析。数控机床上的控制面板一般配有主轴转速（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速倍率进行调
整，从而调整机床主轴转速。然后使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应，使之形成最佳切削用量。切削用量的选择可参考表3：表3切削用量的选取（高速钢立铣刀）
工件材料铸铁铝铜
刀具直径刃
数
切削
速度
进给
速度
切削
速度
进给
速度
切削
速度
进给
速度
822811512650025100 102281101294902682 122291051304702684 142291001324402680 16230941334202776例如加工材料为45#钢，M30，导程为 1.5的螺纹，如下图：
分析：
加工螺纹就应该选择螺纹车刀，因为零件毛坯为45#钢，使用硬质合金车刀就可以了。转速800r/m i n左右，螺纹为 1.5的螺距深度为0.975，可以分5刀车削。具体编程如下：
%1234（程序名）
N1M3S800T0303（主轴正转，
800r/m i n,3号刀）
N2G00X30X Z2(定位)
N3G92X29.5Z-26F1.5（切削螺纹
的终点坐标）
N4X29
N5X28.5
N6X28.05
N7G00X100（退刀）
N8Z100
N9M30（程序结束）
在数控加工过程中，F也可以通过进给倍率修调进行手动调整。在切削深度和进给量选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本有很大的影响。
下图所示为切削速度、进给量对工序成本的影响。
注：横轴为切削速度V C，纵轴为工序成本图示切削速度与进给量对工序成本的影响（由上到下4条曲线分别有小到大的4种进给
量）
分析图可知：当进给量一定时，切削速度适中时，对应成本最低，该速度即为对应于刀具经济使用寿命的最佳切削速度；增大进给量，工序成本随之降低，且与刀具经济使用寿命对应的最佳切削速度随进给量的增大而降低。
结束语
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机互交状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
参考文献：
[1]陆剑中《金属切削原理与刀具》，机械工业出版社，2008
[2]汤习成《机械制造工艺学》中国劳动社会保障出版社，2004
[3]卞洪元《金属工艺学》，北京理工大学出版社，2006
[4]陈亚岗、范为军《数控机床结构编程与操作》，2007
刀具切削参数
白钢刀 刀具类型 最大加工 深度（mm） 普通长度（mm） 刃长/刀长 普通加长（mm） 刃长/加长 主轴转速 （r/m） 进给速度 （mm/min） 吃刀量 （mm） D32 120 60/125 106/186 300～400 500～1000 0.1～1 D25 120 60/125 90/166 300～400 500～1000 0.1～1 D20 120 50/110 75/141 500～700 500～1000 0.1～1 D16 120 40/95 65/123 500～800 500～1000 0.1～0.8 D12 80 30/80 53/110 500～1000 500～1000 0.1～0.8 D10 80 23/75 45/95 800～1000 500～1000 0.2～0.5 D8 50 20/65 28/82 800～1200 500～1000 0.2～0.5 D6 50 15/60 不存在800～1200 500～1000 0.2～0.4 R8 80 32/92 35/140 800～1000 500～1000 0.2～0.4 R6 80 26/83 26/120 800～1000 500～1000 0.2～0.4 R5 60 20/72 20/110 800～1000 500～1000 0.2～0.4 R3 30 13/57 15/90 1000～1500 500～1000 0.2～0.4 飞刀 刀具类型最大加工深 度（mm） 普通长度 （mm） 普通加长 （mm） 主轴转速 （r/m） 进给速度 （mm/min） 吃刀量 （mm） D63R6 300 150 320 700～1000 2500～4000 0.2～1 D50R5 280 135 300 800～1500 2500～3500 0.1～1 D35R5 150 110 180 1000～1800 2200～3000 0.1～1 D30R5 150 100 165 1500～2200 2000～3000 0.1～0.8 D25R5 130 90 150 1500～2500 2000～3000 0.1～0.8 D20R0.4 110 85 135 1500～2500 2000～2800 0.2～0.5 D17R0.8 105 75 120 1800～2500 1800～2500 0.2～0.5 D13R0.8 90 60 115 1800～2500 1800～2500 0.2～0.4 D12R0.4 90 60 110 1800～2500 1500～2200 0.2～0.4 D16R8 100 80 120 2000～2500 2000～3000 0.1～0.4 D12R6 85 60 105 2000～2800 1800～2500 0.1～0.4 D10R5 78 55 95 2500～3200 1500～2500 0.1～0.4 U G 学习群：1 8 3 9 6 0 8 9 6 欢迎大家的加入！
硬质合金高速切削铝合金时刀具材料和切削用量的选择
中国西部科技
２０１０年０１月（下旬）第０９卷第０３期 总 第２００期
硬质合金高速切削铝合金时刀具材料 和切削用量的选择
刘楚玉 熊建武 周 进
（湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 ４１２００１） 摘 要：硬质合金是切削有色金属的主要刀具材料之一。本文阐述了硬质合金高速切削加工铝合金时硬质合金刀具材 料、切削用量的选择。 关键词：硬质合金；铝合金；高速切削；刀具材料；切削用量 The Choice of Cutting-tool Material of Cemented Carbide and Cutting Dosage When Aluminum Metal Alloy Be High-speed Cutted with Cemented Carbide LIU Chu-yu ，XIONG Jian-wu ，ZHOU Jin (Hunan Railway Professional-Technology College,Hunan 412001,China) Abstract:The cemented carbide is one kind of cutting-tools to cut the color metals.This paper elaborated the characteristic of cemented carbide cutting-tools,the choice of cutting-tool material of cemented carbide and cutting dosage when aluminum metal alloy be high speed cutted with cemented carbide. Key words:Cemented carbide;The aluminum alloy;High speed cutting;Cutting-tool material;Cutting dosage
１
Ｋ类和Ｍ类硬质合金刀具适合于高速切削加工铝合金
磨性、抗弯强度和抗崩刃性，而且高温硬度也将提高。超 细晶粒硬质合金比同样成分的普通硬质合金的硬度可提高 ２ＨＲＡ以上，抗弯强度可提高６００～１５００ＭＰａ。超细晶粒硬质 合金含ｗ（Ｃ）为９％～１５％，硬度达到９０～９３ＨＲＡ，抗弯强度 Ｏ 达２０００～３５００ＭＰａ。早期，超细晶粒多用于Ｋ类合金，近年 来Ｍ类和Ｐ类也向晶粒细化方向发展。目前，各国都研制出 了多种牌号的细晶粒和超细晶粒硬质合金。我国生产的细 晶粒硬质合金有ＹＳ２、ＹＭ０５１及ＹＤ０５等牌号。株洲硬质合金 厂等企业对超细晶粒硬质合金也实现了批量生产。 ＩＳＯ（国际标准化组织）将切削用硬质合金分为三类： ①Ｋ类，包括Ｋ１０～Ｋ４０，相当于我国的ＹＧ类（主要成分为 ＷＣ－Ｃ Ｏ）。②Ｐ类，包括Ｐ０１～Ｐ５０，相当于我国的ＹＴ类（主要 成分为ＷＣ－ＴＩＣ－ＣＯ）。③Ｍ类，包括Ｍ１０～Ｍ４０，相当于我国的 ＹＷ类（主要成分为ＷＣ－ＴＩＣ－ＴａＣ（ＮｂＣ）－Ｃ）。 Ｏ １．２ 硬质合金刀具的特性 与其他刀具相比，硬质合金刀具的特性如下：（１）高 硬度：硬质合金刀具是由硬度和熔点很高的碳化物（称硬 质相）和金属粘结剂（称粘接相）经粉末冶金方法而制成 的，其硬度达８９～９３ＨＲＡ，远高于高速钢，在５４００Ｃ时硬度仍 可达８２～８７ＨＲＡ，与高速钢常温时硬度（８３～８６ＨＲＡ）相同。 硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量、粒度和金属粘 接相的含量而变化，一般随粘接金属相含量的增多而降 低。（２）抗弯强度和韧性：常用硬质合金的抗弯强度在 ９００～１５００ＭＰａ范围内。金属粘接相含量越高，则抗弯强度 也就越高。硬质合金是脆性材料，常温下其冲击韧度仅为 高速钢的１／３０～１／８。（３）导热系数：由于ＴｉＣ的导热系数
１．１ 硬质合金刀具的种类 按主要化学成分区分，硬质合金可分为碳化钨基硬质 合金和碳（氮）化钛（ＴｉＣ（Ｎ））基硬质合金。碳化钨基硬 质合金包括钨钴类（ＹＧ）、钨钴钛类（ＹＴ）和添加稀有碳 化物类（ＹＷ）三类，它们各有优缺点，主要成分为碳化钨 （ＷＣ）、碳化钛（ＴｉＣ）、碳化钽（ＴａＣ）、碳化铌（ＮｂＣ） 等 ， 常 用 的 金 属 粘 接 相 是 ＣＯ。 在 ＹＴ类 硬 质 合 金 中 加 入 ＴａＣ（ＮｂＣ）可提高其抗弯强度、疲劳强度、冲击韧度、高温 硬度、高温强度、抗氧化能力和耐磨性。常用牌号有ＹＷ１和 ＹＷ２（ 国 际 上 为 Ｍ类）。ＹＷ类合金兼具ＹＧ、ＹＴ类合金的性 能，综合性能好，它既可用于加工钢料，又可用于加工铸 铁和有色金属，常被称为通用合金。碳（氮）化钛基硬质 合金是以ＴｉＣ为主要成分（有些加入了其他碳化物或氮化 物）的硬质合金，常用的金属粘接相是ＭＯ 和Ｎｉ。 按晶粒大小区分，硬质合金可分为普通硬质合金、细 晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金。硬质合金晶粒细化 后，硬质相尺寸小，增加硬质相晶粒表面积、晶粒间的结 合力，粘接相更均匀地分布在其周围，可以提高硬质合金 的硬度与耐磨性；如果适当提高钻含量，还可以提高抗弯 强度。超细晶粒硬质合金是由晶粒极小的ＷＣ粒子和Ｃ粒子构 Ｏ 成，是一种高硬度、高强度兼备的硬质合金，它具有硬质 合金的高硬度和高速钢的强度。普通硬质合金晶粒度为３～ ５μｍ，一般细晶粒硬质合金的晶粒度为１．５μｍ左右，亚微 细粒合金为０．５～１μｍ，而超细晶粒硬质合金ＷＣ的晶粒度在 ０．５μｍ以下。晶粒细化后，不但可以提高合金的硬度、耐
收稿日期：２００９－１２－１４ 修回日期：２０１０－０１－０５ 基金项目：２００６年湖南省高等学校研究项目（编号０６Ｄ０６２）和湖南铁道职业技术学院课题（编号Ｋ２００６０１６）资助。 作者简介：刘楚玉（１９６５－），男，湖南株洲籍，本科，讲师、高级技师，研究方向为机械设计与制造。 熊建武（１９６４－），男，湖南安化籍，工学硕士，教授、高级工程师，研究方向为机械设计与制造。
14
重型车床刀具及切削用量
重型车床刀具及切削用量的选择 1.引言 重型机械加工行业的特点是被加工件的尺寸很大，重量很重（有的可达上百吨），因此重型加工用卧式车床的回转直径可达到6米，立式车床更可达到10余米。与普通切削加工相比，由于重型切削加工具有切削深度大、切削速度低、进给速度慢等特点，因此其加工工艺与普通的机械切削加工工艺有很大不同，这些工艺问题包括刀具的选择、刀具的安装、切削用量的选择以及工件的装夹等各个方面。本文对重型车床切削加工不同加工阶段的特点分别作如下论述。 2.刀具的选择 机械加工中常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金、立方氮化硼（cbn）、陶瓷等。由于重型切削的特点（切削深度大，余量不均，表面有硬化层），刀具在粗加工阶段的磨损形式主要是磨粒磨损。由于切削温度高，尽管切削速度处于积屑瘤发生区，但高温可以使切屑与前刀面的接触部位处于液态，减小了摩擦力，抑制了积屑瘤的生成，所以刀具材料的选择应要求耐磨损、抗冲击，刀具涂层后硬度可达80hrc，具有高的抗氧化性能和抗粘结性能，因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。硬质合金涂层具有较低的摩擦系数，可降低切削时的切削力及切削温度，可以大大提高刀具耐用度（涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1倍）等优点，但由于涂层刀片的锋利性、韧性、抗剥落和抗崩刃性能均不及未涂层刀片，故不适用高硬度材料和重载切削的粗加工。陶瓷类刀具硬度高，但抗弯强度低，冲击韧性差，不适用于余量不均的重型切削，cbn刀具同样也存在这个问题。综合以上分析，只有硬质合金刀具适合于重型切削的粗加工。硬质合金分为钨钴类（yg）、钨钴钛类（yt）和碳化钨类（yw）。加工钢料时，由于金属塑性变形大，摩擦剧烈，切削温度高，yg类硬质合金虽然强度和韧性较好，但高温硬度和高温韧性较差，因此在重型切削中很少应用。与之相比，yt类硬质合金刀具适于加工钢料，由于yt类合金具有较高的硬度和耐磨性，尤其是具有高的耐热性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力也很好，在加工钢料时刀具磨损较小，刀具耐用度较高，因此yt类硬质合金是重型加工时较常用的刀具材料。然而在低速切削钢料时，由于切削过程不太平稳，yt类合金的韧性较差，容易产生崩刃，而且在加工一些高强度合金材料时，它的耐用度下降很快，无法满足使用要求。如电站用机械产品工作于高温、高压、高转速的环境中，对材料（如26cr2ni4mov、mn18cr18）机械性能的要求非常高；而一些高硬度轧辊，表面硬度在淬火后可达hs90，yt类刀具在加工此类产品时就无法胜任，在这种情况下应选用yw类刀具或细晶粒、超细晶粒合金刀具（如643等）。细晶粒合金的耐磨性好，更适用于加工冷硬铸铁类产品，效率较yw类刀具可提高一倍以上。 精加工阶段同样要求刀具耐磨损，但是精加工阶段的磨损形式是以粘蚀磨损为主，这时的切削速度虽然有了很大提高（可达到40m/r），但由于工件材质等原因，仍然会产生积屑瘤，当积屑瘤增长到一定高度时会从刀具上剥离，将接触部位的刀具材料带走一部分，形成刀具的磨损。同时，剥离的积屑瘤会扎进工件表面，形成硬点，降低加工表面质量。因此，如果精加工时仍然采用普通硬质合金刀具，则刀具磨损非常快，换刀次数增多，不仅影响加工效率，也易在工件表面形成接刀痕迹，影响外观质量。解决这个问题的办法就是改变刀具材料。在实际加工中发现涂层刀具比较适合重型切削的精加工，刀具的涂层减小了切屑与刀面间的摩擦，减少了积屑瘤的发生，降低了刀具的磨损，延长了刀具的寿命。实际加工中，我们采用瓦尔特公司的涂层硬质合金刀片，在加工45cr4nimov支撑辊时，刀具耐用度提高了一倍；但使用陶瓷刀具未达到预期效果，当切削速度达到100m/min时，刀片的磨损显著加快，这是因为陶瓷刀具与金属材料之间由于亲和作用加剧了刀具的磨损。高速钢刀具在精加工阶段得到了广泛的应用，由于高速钢刀具的锋锐性较好，经常用于精加工阶段的光整工序以去除微小余量，目前来看，其它刀具还无法完全取代高速钢刀具的作用。 3.刀具角度的选择
金刚石刀具切削铝合金时刀具材料和切削用量的选择
熊建武周进陈湘舜 （湖南铁道职业技术学院机电工程系，湖南株洲 412001） 摘要：金刚石是切削有色金属的优选刀具材料。本文阐述了金刚石刀具材料的特性，切削加工铝合金时PCD刀具材料粒度和复合片厚度、几何角度、切削用量的选择。 关键词：金刚石；刀具材料；粒度；切削用量；选择 The Choice of the Material and the Cutting Parameter when Aluminum Alloy Cutted by Diamond Cutting-tools XIONG Jian-wu,ZHOU Jin,CHEN Xiang-shun (Department of Machine and Electricity Enginerring,Hunan Railway Professional-Technology College,Zhuzhou 412001 China) Abstract：Diamond is the best material of cutting-tools to cut nonferrous metals.This paper discussed the specific property of diamond cutting-tools,the choice of the size and thickness of PCD cutting-tools,the choice of degree of cutting-tools and cutting parameter,when the aluminum alloy cutted by diamond cutting-tools. Key words：diamond;material of cutting-tools;size;cutting parameter;choice 1 金刚石刀具材料的特性适合于切削加工铝合金 金刚石的热稳定性比较差，切削温度达到8000C时，其硬度就会大大降低。金刚石刀具不适合于加工钢铁类材料，因为，金刚石与铁有很强的化学亲合力，在高温下铁原子容易与碳原子相互作用使其转化为石墨结构，刀具极容易损坏。金刚石刀具主要适合于加工非金属材料、有色金属及其合金。采用单晶金刚石刀具，在超精密车床上可实现镜面加工。 单晶金刚石刀具是目前超精密切削加工领域中最主要的刀具，其刃口可磨得非常锋利，刃口钝圆半径可达20～30nm，加工工件表面粗糙度极小，可达Ra为0.01μm的镜面水平，且刀具寿命很高，刃磨一次可以使用几百个小时。目前，单晶金刚石刀具广泛应用于加工计算机磁盘基片、录像机磁鼓、激光反射镜、各种天文望远镜、显微镜、光学仪器。 聚晶金刚石（PCD）刀具主要用于加工耐磨有色金属及其合金和非金属材料，与硬质合金刀具相比，能在很长的切削过程中保持锋利刃口和切削效率，使用寿命远远高于硬质合金刀具。PCD刀具应用领域分布为：车削占37.6％、镗削占27.1％、面铣占20％、铰削占14.1％、钻削占1.2％。目前，PCD刀具已经广泛应用于汽车、摩托车、航空航天工业、国防工业中一些难加工的有色金属及其合金零部件的高速精密加工。据统计，在PCD刀具的使用领域中，汽车、摩托车占53%，飞机占10%，木材及塑料加工占26%，其他占11％。
[2017年整理]金属切削原理及刀具参考答案
金属基本原理及刀具习题 一. 填空题 1.普通外圆车刀的刀头是由（ 3 ）个面（2 ）个刃（1 ）个尖组成的。 2.正交平面参考系由3各平面组成，分别是（切削平面）、（基面）、（正交平面）。 3.标注刀具角度时，静止状态所指的三个假设条件分别是：1.（进给速度为零）2.（刀尖 与工件中心线等高）3.（刀杆安装成与工件中心线平行或垂直）。 4.静止状态下定义的刀具角度称为刀具的（标注）角度，它是刀具设计、制造、测量的 依据。 5.组成普通外圆车刀的三个平面应标注的6个独立角度分别是：（γo、αo、κr、λs 、 αoˊ、κrˊ）。 6.在车刀的6各独立角度中，（γo、λs）确定前刀面的方位；（αo、κr）确定后刀面 的方位；确定副后刀面方位的角度是（αoˊ、κrˊ）。 7.在车削多头螺纹或大螺距螺纹时，因（纵向进给量）值较大，则必须考虑由此引起的角 度变化对加工过程的影响。 8.在车床上用切断刀切断时，越到工件中心，刀具的前角越大，后角越（小）。 9.在车床上车外圆时，刀尖相对于工件中心线安装的越高，车削半径越小，车刀的工作后 角就越（小）。 10.按整体结构，车刀可以分为四种：（整体式）、（焊接式）、（机夹式）、（可转位式）。 11.在机床上加工零件时，最常用的刀具材料是（高速钢）、（硬质合金）。 12.积屑瘤是在（中等偏低）切削速度加工（塑性）材料条件下的一个重要物理现象。 13.由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推倒的计算切削力的理论公式与 实际差距较大，故在实际生产中常用（经验公式）计算切削力的大小。 14.在切削塑性材料时，切削区温度最高点在前刀面上（距离刀尖有一定距离）处。 15.刀具的磨损形态包括（前刀面磨损或月牙洼磨损）、（后刀面磨损）、（边界磨损）。 16.切削用量三要素为（切削速度υC）、（进给量f）、（背吃刀量ap）。 17.切削运动一般由（主运动）和（进给运动）组成。 18.切削层参数包括：（切削厚度）、（切削宽度）、（切削面积）。 二.选择题 单选 1.在正交平面内测量的基面与前刀面的夹角为（A）。 A前角；B后角；C主偏角；D刃倾角； 2.刃倾角是主切削刃与（B ）之间的夹角。 A切削平面；B基面；C主运动方向；D进给方向； 3.背吃刀量是指主刀刃与工件切削表面接触长度（D ）。 A在切削平面的法线方向上测量的值；B在正交平面的法线方向上测量的值； C在基面上的投影值；D在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值； 4.切削塑性材料时，切削区温度最高点在（B ）。 A刀尖处；B前刀面上靠近刀刃处；C后刀面上靠近刀尖处；D主刀刃处； 5.车削加工时，车刀的工作前角（D）车刀标注前角。 A大于；B等于；C小于；D有时大于，有时小于； 6.在背吃刀量ap和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（C ）。
加工刀具和切削用量的选择
技师评审论文 专业：数控车工 浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定 姓名：刘胜华 班级：074101 学号：07 指导老师：陈兵 单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002 2010-3-17
浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定【摘要】：在切削加工中不仅要确定刀具的几何参数，还需选择切削用量的参数。本文从加工零件的形状入手简单的讨论了数控加工中刀具的选择，从零件的加工质量和刀具的耐用度入手简单的讨论了切削用量的选择。在切削深度A p和进给量F c初步选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本也有很大的影响。 【关键词】：数控加工；刀具选择；切削用量等。 无论在普通车床加工还是在数控加工中，刀具选择和切削用量的确定不仅影响加工效率，而且直接影响零件加工精度和表面粗糙度。现在我们使用的许多机械设计与制造软件都提供自动编程功能，只要选择好所用的刀具、切削用量等有关的加工参数，就可以自动生成程序并传输至数控机床完成其加工。这与普通车床的加工形成鲜明的对比，也是最大的不同点。因此，本文在数控编程中必须面对的刀具如何选择和切削如何用量确定问题进行了论述。 一、数控加工常用刀具材料的类型及性能
数控加工刀具必须适应数控机床高速旋转、高效率的特点，还需有较好的工艺性、经济性。工具钢还应具有比较好的热处理工艺性。在选择刀具材料时，很难找到各方面都很好的，因为材料硬度与韧性之间、综合性能和刀具价格之间都是相互制约的。 ㈠、数控刀具的分类有多种方法具体如下。 1、根据结构可分为：整体式、镶嵌式。 2、根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、陶瓷刀具等。 3、从切削工艺上可分为：车削刀具、钻削刀具、铣削刀具等。 各类常用刀具材料的物理力学能如表1： 表1各类常用刀具材料的物理力学性能 材料种类相对 密度 硬度 H R C 抗弯 能力 冲击 韧度 导热 率 耐热 性 切削速度 大体比值 碳素钢7.6-8 .1 60-6 5 2.16-----41.8 7 200- 250 0.32-0.4 合金7.5-760-6 2.35----41.8300-0.48-0.6
切削用量及刀具合理的选用
合理的选用数控车床的切削用量及刀具 摘要：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，它不仅影响数控加工的效率，而且直接影响加工质量。本文从数控加工中刀具的分类与特点入手，分类说明在数控自动编程中，刀具合理选用的重要意义。 关键词：刀具；编程；数控加工；合理选用 当今，几乎所有的CAD/CAM软件包都提供自动编程的功能，这些软件一般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，编程人员只需设置有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床加工完成。显然，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技术加工的特点，正确选择刀具及切削用量。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 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，因此已逐渐标准化和系列化。 1.数控刀具的分类方法 根据刀具结构可分为整体式、镶嵌式、特殊型式（如复合式刀具、减震式刀具等）；若采用焊接或机夹式联结，机夹式又可分为不转位和可转位两种；根据刀具的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按切削工艺上可分为车削刀具（分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等）、钻削刀具（包括钻头、绞刀、丝锥等）、镗削刀具、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%。 刀具按工件加工表面的形式可分为五类： 刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
刀具习题及答案讲解
《金属切削原理与刀具》试题（1） 一、填空题（每题2分，共20分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有 、 、 ；非金属材料有 、 等。 2．刀具的几何角度中，常用的角度有 、 、 、 、 和 六个。 3．切削用量要素包括 、 、 三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切削类型有 、 、 和 四种。 5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有 、 和 三种。 6．工具钢刀具切削温度超过 时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失去切削能力而使刀 具磨损称为 。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在 附近，宜取 和 。 8．刀具切削部分材料的性能，必须具有 、 、 和 。 9．防止积削瘤形成，切削速度可采用 或 。 10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢 、 、 ；合金工具钢 、 ；高速 工具钢 、 。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题1分，共20分） √1．钨钴类硬质合金（YG ）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属 及非金属。 √2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 √3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 ×4．刀具磨钝标准VB 表中，高速钢刀具的VB 值均大于硬质合金刀具的VB 值，所以高速钢刀具 是耐磨损的。 √5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。 √6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。 √7．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成45°夹角滑移 的过程。 ×8．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。 ×9．切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。 √10．一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往在刀具的 主后刀面上。 √11．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提 高生产效率。 √12．进给力f F 是纵向进给方向的力，又称轴向力。 √13．刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦，失去正 常切削能力的现象。 √14．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加 工塑性金属材料时引起的。 √15．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。 √16．粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的。 √17．切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称 为崩碎切屑。 √18．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬 火等硬度较高的材料。
《金属切削原理》作业(一)答案
《金属切削原理》作业（一） 一、填空题： 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金；非金属材料有陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 2．刀具的几何角度中，常用的角度有前角、后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角六个。 3．切削用量要素包括切削速度、进给量、背吃刀量三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切屑类型有带状切屑、挤裂切屑、 单元切屑和崩碎切屑四种。 5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有前刀面磨损、后刀面磨损 和边界磨损三种。 6．一般在精加工时，对加工表面质量要求高时，刀尖圆弧半径宜取较小。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小前角和较小后角。8．刀具切削部分材料的性能，必须具有高的硬度、良好的强度和韧性、良好的耐磨性和 良好的工艺性及经济性。 9．防止积屑瘤形成，切削速度可采用高速或低速。 10．常用的切削液有水溶液、乳化液和切削油三大类。采用硬质合金 刀具时，由于刀具红硬性，故一般不使用切削液。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错） 1．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料， 有色金属及非金属。（√） 2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。（√）3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。（√） 4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB值，所以高 速钢刀具是耐磨损的。（×） 5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。（√）
数控刀具选择与切削用量
一、科学选择数控刀具 、选择数控刀具地原则 刀具寿命与切削用量有密切关系.在制定切削用量时，应首先选择合理地刀具寿命，而合理地刀具寿命则应根据优化地目标而定.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地目标确定，后者根据工序成本最低地目标确定.文档来自于网络搜索 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.复杂和精度高地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.对于装刀、换刀和调刀比较复杂地多刀机床、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.车间内某一工序地生产率限制了整个车间地生产率地提高时，该工序地刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到地全厂开支较大时，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地要求，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地要求.数控机床上所选用地刀具常采用适应高速切削地刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片.文档来自于网络搜索 、选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用地一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类.成型车刀也称样板车刀，其加工零件地轮廓形状完全由车刀刀刃地形伏和尺寸决定.数控车削加工中，常见地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地车刀.这类车刀地刀尖由直线形地主副切削刃构成，如内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小地各种外圆和内孔车刀.尖形车刀几何参数(主要是几何角度)地选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工地特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面地考虑，并应兼顾刀尖本身地强度.文档来自于网络搜索 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地圆弧形切削刃为特征地车刀.该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀地刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧地圆心上.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)地成型面.选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃地圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上地最小曲率半径，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.文档来自于网络搜索 、选择数控铣削用刀具 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，该刀具有关参数地经验数据如下:一是铣刀半径应小于零件内轮廓面地最小曲率半径，一般取(一).二是零件地加工高度< (),以保证刀具有足够地刚度.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，而刀具底刃起作用地半径,，即直径为()，编程时取刀具半径为().对于一些立体型面和变斜角轮廓外形地加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀.文档来自于网络搜索 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、端面车刀等地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地机床，刀具地刀柄都已有系列化和标准化地规定，如锥柄刀具系统地标准代号为，直柄刀具系统地标准代号为,此外，对所选择地刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格地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，从而加工出合格地工件.
合金刀具切削用量_切削用量三要素
切削用量切削用量三要素 切削用量是指切削速度v c 、进给量 f （或进给速度v f ）、背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。它们的定义如下： （一）切削速度v c 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下 v c=( π d w n )/1000 (1-1) 式中v c ——切削速度(m/s) ； dw ——工件待加工表面直径（mm ）； n ——工件转速（r/s ）。 在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具 磨损最快。 （二）进给量 f 工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。 进给速度v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。 v f=fn （1-2 ） 式中v f ——进给速度（mm/s ）； n ——主轴转速（r/s ）； f ——进给量（mm ）。 （三）背吃刀量a p 通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。根据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可 按下式计算： a p = （d w — d m ）/2 （1-3 ） 式中 d w ——工件待加工表面直径（mm ）； dm ——工件已加工表面直径（mm ）。 涂层刀片 为了提高刀具（刀片）表面的硬度和改善其耐磨性、润滑性，通过化学气相沉积和真空溅射等方法，在硬质合金刀片表面喷涂一层厚度5～12μ m以下的TiC、TiN或Al 2O 3等化合物材料。 TiC 涂层刀片，硬度可达3200HV，呈银灰色，耐磨性好，容易扩散到基体内与基体粘结牢固，在低速切削温度下有较高的耐磨性。 TiN 涂层刀片TiN硬度为2000HV，呈金黄色，色泽美观，润滑性能好，有较高的抗月牙洼型的磨损能力，与基体粘结牢固程度较差。 Al 2O 3 涂层刀片硬度可达3000HV，有较高的高温硬度的化学稳定性，适用于高速切削。 除上述单层涂覆外，还可TiC-TiN, TiC+TiN+Al 2O 3等二层、三层的复合涂层，其性能优于单层。 硬质合金分类 常用的硬质合金以WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类： （1）钨钴类（WC+Co）硬质合金（YG） 它由WC和Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的YG类硬质合金（如YG3X、YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比YG3、YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。 （2）钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金（YT） 由于TiC的硬度和熔点均比WC高，所以和YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成TiO 2,可减少粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。 (3) 钨钽钴类（WC+TaC+Co）硬质合金（YA） 在YG类硬质合金的基础上添加TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于
数控刀具和切削用量的使用
数控刀具和切削用量的使用 专业：机械制造及自动化 班级： 姓名：
关键词刀具 ; 加工； 刀具及切削用量的确定在数控加工中的合理选用 摘要：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，它不仅影响数控加工的效率，而且直接影响加工质量。本文从数控加工中刀具的分类与特点入手，分类说明在数控自动编程中，刀具合理选用的重要意义。 关键词：刀具；编程；数控加工；合理选用 当今，几乎所有的CAD/CAM软件包都提供自动编程的功能，这些软件一般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，编程人员只需设置有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床加工完成。显然，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技术加工的特点，正确选择刀具及切削用量。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控加工的高速、高效和自动化程度高的特点。包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄（刀柄要联结刀具并安装在机床动刀头上）。 1.数控刀具的分类方法 根据刀具结构可分为整体式、镶嵌式、特殊型式（如复合式刀具、减震式刀具等）；若采用焊接或机夹式联结，机夹式又可分为不转位和可转位两种；根据刀具的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按切削工艺上可分为车削刀具（分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等）、钻削刀具（包括钻头、绞刀、丝锥等）、镗削刀具、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%。
数控刀具选用习题与答案
数控刀具与选用习题 一判断题 1.一般车削工件，欲得良好的精加工面，可选用正前角刀具。（） 2．刀具前角越大，切屑越不易流出，切削力越大，但刀具的强度越高。（） 3.粗车削应选用刀尖半径较小的车刀片。（） 4.主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（） 5.判断刀具磨损，可借助观察加工表面之粗糙度及切削的形状、颜色而定。（） 6.精车削应选用刀尖半径较大的车刀片。( ) 7.高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。( ) 8.硬质合金是一种耐磨性好，耐热性高，抗弯强度和冲击韧性多较高的一种刀具 材料。（） 9.在工具磨床上刃磨刀尖能保证切削部分具有正确的几何角度和尺寸精度及较小的表面粗糙度。( ) 类硬质合金中含钴量愈多，刀片硬度愈高，耐热性越好，但脆性越大。( ) 11.在切削过程中，刀具切削部分在高温时仍需保持其硬度，并能继续进行切削。这种具有高温硬度的性质称为红硬性。 ( ) 12.刀具的材料中，它们的耐热性由低到高次排列是碳素工具钢、合金工具钢，高速钢和硬质合金。（） 13.数控机床对刀具材料的基本要求是高的硬度、高的耐磨性、高的红硬性和足够的强度和韧性。（） 14.刀具规格化的优点之一为选用方便。（） 二填空题 1.常用的刀具材料有高速钢、、陶瓷材料和超硬材料四类。 2.加工的圆弧半径较小时，刀具半径应选。 3.铣刀按切削部分材料分类，可分为铣刀和刀。 4.当金属切削刀具的刃倾角为负值时，刃尖位于主刀刃的最高点，切屑排出时流向工件表面。 5.工件材料的强度和硬度较低时，前角可以选得些；强度和硬度较高时，前角选得些。刀具切削部分的材料应具备如下性能；高的硬度、、、。 6.常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、、四种。 7.影响刀具寿命的主要因素有；工件材料. 、、。 8.刀具磨钝标准有和两种料。 9.刀具磨损到一定程度后需要刃磨换新刀，需要规定一个合理的磨损限度，即 为。 10.数控系统按一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫，实现这一运算的装置
刀具试题及答案
刀具试题及答案 一、填空题 1.刀具材料的种类很多，常用的金属材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、非金属材料有陶瓷、金刚石等。 2.刀具的几何角度中，常用角度有前角r。、主后角a。、楔角β。、主偏角Kr、副偏角Kr'、刀尖角εr和刃倾角λs七个。 3.切削用量要素包括Vc（切削速度）、f（进给量）、a sp（背吃刀量）三个。 4.由于工件材料和切削条件不同，所有切削屑类型有带状切屑、节状切屑、粒 状切屑、崩碎切屑四种。 5.刀具的磨损有正常磨损和非正常磨损两种，其中正常磨损有前面磨损、后面 磨损、前后面同时磨损和便捷磨损。 6.高速钢刀具切削温度超过620℃时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失 去切削能力而使刀具磨损称为相变磨损。 7.加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小后角和较小前角。 8.刀具切削部分材料的性能必须具有高硬度、高耐磨性、高耐热性和大的导热 系数。 9.楔角是前面与主后面的夹角。 10.防止切屑瘤产生，切削速度可采用高速。 11.YT类硬质合金的主要化学成分是Co、WC、TiC，其中TiC含量越多，硬质合金硬度越高，耐热性越好，但脆性越大。 12.在金属切削过程中在中低速加工塑料材料时易形成积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响，故在精加工时应尽量避免。 13.外圆车削时，在刀具6个标准角度中，对切削温度影响较大的角度是前角r。和主偏角Kr。 14.在工艺系统刚性好的情况下，刀具的磨钝标准应规定得较大，精加工时应规定较小的磨钝标准。 15.常用的切削液有水溶液、油性切削液和固体润滑剂三大类。采用硬质合金刀具时，由于热硬性较好，故一般不使用切削液。 16.标准角度参考系中三个坐标平面是指几面Pr、正焦平面Po和切削平面Ps，它们之间的关系为互相垂直。 17.一般在精加工时，对加工表面要求高时，刀尖圆弧半径宜取较小。
CNC刀具的选择与切削用量的确定
CNC刀具的选择与切削用量的确定 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： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程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。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加
工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量； ②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。 三、数控加工切削用量的确定 合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 ⑴切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。 ⑵切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。 乔邢魉俣葀。提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoV A时，v可采用8m/min 左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。 ⑷主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为： 式中，d为刀具或工件直径（mm）。 数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。『::好就好::模具网』 ⑸进给速度vF。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平