数控编程刀具材料选择
第1章 数控编程加工概述
数控加工工艺分析和规划
数控编程刀具材料和选择原则
如何合理区分加工区域的粗精加工
前后模数控编程注意事项
铜公拆分要点和经验总结
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1.1 数控加工工艺
合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。数控加工工艺问题的处理与普通加工工艺基本相同，在设计零件的数控加工工艺时，首先要遵循普通加工工艺的基本原则和方法，同时还必须考虑数控加工本身的特点和零件编程要求。
1.1.1 加工工艺过程和特殊要求
1．加工工艺过程
数控加工工艺过程是利用切削刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。
2．加工工艺的特殊要求
（1）由于数控机床较普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因而在同等情况下，所采用的切削用量通常比普通机床大，加工效率也较高。因此，选择切削用量时要充分考虑这些特点。
（2）由于数控机床复合化程度越来越高，因此，工序相对集中是现代数控加工工艺的特点，明显表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。
（3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。
1.1.2 加工工艺分析和规划
加工工艺分析和规划主要从加工对象及加工区域规划、加工路线规划和加工方式规划3方面考虑。
1．加工区域规划
加工区域规划是将加工对象分成不同的加工区域，分别采用不同的加工工艺和加工方式进行加工，目的是提高加工效率和质量。常见的需要进行分区域加工的情况有以下几种。
?加工表面形状差异较大，需要分区加工。如加工表面由水平面和自由曲面组成。显然，对于这两种类型可采用不同的加工方式以提高加工效率和质量，即对水平面部分采用
平底刀加工，刀轨的行间距可超过刀具半径，一般为刀具直径的60%～75%，以提高
加工效率。而对曲面部分应使用球刀加工，行间距一般为0.08～0.2mm，以保证表面
光洁度。
?加工表面不同区域尺寸差异较大，需要分区加工。如对较为宽阔的型腔可采用较大的刀具进行加工，以提高加工效率，而对于较小的型腔或转角区域使用大尺寸刀具不能
进行彻底加工，应采用较小刀具以确保加工到位。
?加工表面要求精度和表面粗糙度差异较大时，需要分区加工。如对于同一表面的配合
第1章数控编程加工概述·3·
部位要求精度较高，需要以较小的步距进行加工，而对于其他精度和光洁度要求较低的表面可以以较大的步距加工以提高效率。
?为有效控制加工残余高度，针对曲面的变化采用不同的刀轨形式和行间距进行分区加工。
2．加工路线规划
在数控工艺路线设计时，首先要考虑加工顺序的安排，加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑，重点是保证定位夹紧时工件的刚性和利于保证加工精度。加工顺序安排一般应按下列原则进行。
?上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，要综合考虑。
?加工工序应由粗加工到精加工逐步进行，加工余量由大到小。
?先进行内腔加工工序，后进行外形加工工序。
?尽可能采用相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序连接进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。
?在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
另外，数控加工的工艺路线设计还要考虑数控加工工序与普通工序的衔接，数控加工的工艺路线设计常常仅是几道数控加工工艺过程，而不是指毛坯到成品的整个工艺过程。由于数控加工工序常常穿插于零件加工工艺过程中，因此在工艺路线设计中一定要全面，瞻前顾后，使之与整个工艺过程协调吻合。如果衔接得不好就容易产生矛盾，最好的解决办法是建立下一个工序向上一工序提出工艺要求的机制，如要不要留加工余量，留多少，定位面与定位孔的精度要求及形位公差，对校形工序的技术要求，对毛坯的热处理状态要求等。目的是达到相互能满足加工需要，且质量及技术要求明确，交接验收有依据。
3．加工方式规划
加工方式规划是实施加工工艺路线的细节设计。主要内容如下。
?刀具选择：为不同的加工区域、加工工序选择合适的刀具，刀具的正确选择对加工质量和效率有较大的影响。
?刀轨形式选择：针对不同的加工区域、加工类型、加工工序选择合理的刀轨形式，以确保加工的质量和效率。
?误差控制：确定与编程有关的误差环节和误差控制参数，保证数控编程精度和实际加工精度。
?残余高度的控制：根据刀具参数、加工表面质量确定合理的刀轨行间距，在保证加工表面质量的前提下，可以提高加工效率。
?切削工艺控制：切削工艺包括了切削用量控制（包括切削深度、刀具进给速度、主轴旋转方向和转速控制等）、加工余量控制、进退刀控制、冷却控制等诸多内容，是影响加工精度、表面质量和加工损耗的重要因素。
?安全控制：包括安全高度、避让区域等涉及加工安全的控制因素。
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工艺分析规划是数控编程中较为灵活的部分，受到机床、刀具、加工对象（几何特征、材料等）等多种因素的影响。从某种程度上可以认为工艺分析规划基本上是加工经验的体现，因此要求编程人员在工作中不断总结和积累经验，使工艺分析和规划更符合其实际工件的需要。
4．工件装夹注意事项
在确定定位基准与夹紧方案时应注意下列3点。
?力求设计、工艺与编程计算的基准统一。
?尽量减少装夹次数，尽可能做到一次定位后就能加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整方案。
?夹具要开畅，其定位、夹紧机构不能影响加工中的走刀（如产生碰撞），碰到此类情况时，可采用用虎钳或加底板抽螺丝的方式装夹。
5．对刀点的确定
对刀点可以设在被加工零件上，但注意对刀点必须是基准位或已精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被加工毁坏，会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据它们之间的相对位置关系找回原对刀点。这个相对对刀位置通常设在机床工作台或夹具上。选择原则如下。
?找正容易。
?编程方便。
?对刀误差小。
?加工时检查方便、可靠。
1.2 数控编程刀具
数控刀具选择和切削用量确定是数控加工工艺中的重要一环，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。数控加工的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成，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特点，能够正确选择刀具及切削用量。
1.2.1 数控刀具形状
（1）平底刀：也叫平刀或端铣刀，如图1-1（a）所示，主要用于开粗、平面光刀、外形光刀和清角。
（2）圆鼻刀：也叫牛鼻刀，如图1-1（b）所示，主要用于开粗、平面光刀和外形光刀，常加工硬度较高的材料，如718、738和S136等。常用圆鼻刀的刀角半径为R0.2～R1。
（3）球头刀：也叫球刀或R刀，如图1-1（c）所示，主要用于曲面光刀或流道加工，不对平面开粗或光刀。
（4）飞刀：如图1-1（d）所示，主要用于大面积的开粗、平面光刀和陡峭面光刀等。常
第1章数控编程加工概述·5·用飞刀有φ30R5、φ20R4、φ16R0.8/R0.4和φ12R0.4。
平底刀（a）圆鼻刀
（b）
球头刀
（c）
飞刀
（d）图1-1 刀具形状
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1.2.2 数控刀具直径和长度选择
（1）大工件尽量使用大直径的刀具，以提高刀具的加工效率和刚性。曲面光刀和清角时，根据参考曲面凹陷和拐角处的最小半径值选择刀具。开粗先采用大直径刀具，以提高效率，再采用小直径刀具进行二次开粗，二次开粗的目的是清除上一步开粗的残余料。
（2）在保证刀具刚性的前提下，刀具装夹长度依曲面形状和深度来确定，一般比加工范围高出2mm，防止出现刀具与工件相互干涉。
（3）选择小直径刀具要注意切削刃（刃长）长度。直径小于φ6时，刀具切削刃的直径与刀柄直径不一致，一般刀柄直径为φ6，切削刃与刀柄之间形成锥形过渡，加工区域狭窄、深度较大时，可能出现刀柄与工件干涉。
1.2.3 数控刀具要求
数控铣床能兼作粗精铣削，因此粗铣时，要选强度高、耐用度好的刀具，以满足粗铣时大吃刀量、大进给量的要求。精铣时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。
以下几点罗列了对选择数控刀具的要求。
（1）要有较高的切削效率。
（2）要有较高的精度和重复定位精度。
（3）要有较高的可靠性和耐用度。
（4）实现刀具尺寸的预调和快速换刀。
（5）具有完善的模块式工具系统。
（6）建立完备的刀具管理系统。
（7）要有在线监控及尺寸补偿系统。
1.2.4 数控刀具特点
（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）刀具尺寸便于调整以减少换刀时间。
（5）能断屑和卷屑，利于切屑排除。
（6）系列化、标准化，有利于编程和刀具管理。
1.2.5 数控刀具材料
刀具的选择是根据零件材料种类、硬度，以及加工表面粗糙度要求和加工余量等已知条件来决定刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进给量、切削速度和刀片牌号等。
数控刀具材料有高速钢（分为W系列高速钢和Mo系列高速钢）、硬质合金（分为钨钴类、
第1章数控编程加工概述·7·
钨钛钴类和钨钛钽（铌）钴类）、陶瓷（纯氧化铝类（白色陶瓷）和TiC添加类（黑色陶瓷））、立方碳化硼和聚晶金刚石。一般工厂使用最多的就是高速钢（白钢刀）和硬质合金刀具，与其他几类刀具相比，价格相对比较便宜。
?高速钢刀具：刀刃锋利，易磨损，价格便宜，主要用于加工材料硬度较底的工件，如45#、铜公或外形光刀等。
?硬质合金刀具：硬而脆，耐高温，主要用于加工硬度较高的工件，如前模、后模、镶件、行位或斜顶等。硬质合金刀具需较高转速加工，否则容易崩刀。而且加工效率和
质量比高速钢刀具好。
1.2.6 数控刀具选择原则
（1）根据被加工零件的表面形状选择刀具：若零件表面较平坦，可使用平底刀或飞刀进行加工；若零件表面凹凸不平，应使用球刀进行加工，以免切伤工件。
（2）根据从大到小的原则选择刀具：刀具直径越大，所能切削到的毛坯材料范围越广，加工效率越高。
（3）根据曲面曲率大小选择刀具：通常针对圆角或拐角位置的加工，圆角位越小选用的刀具直径越小，且通常圆角位的加工选用球刀。
（4）根据粗、精加工选择刀具：粗加工时强调获得最快的开粗过程，则刀具的选用偏向于大直径的平底刀或飞刀。精加工强调获得好的表面质量，此时应选用相应小直径的平底刀（飞刀）或球刀。
1.2.7 数控刀具选择
刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一。选择刀具通常要考虑机床的加工性能、工序内容和工件材料等因素。选取刀具时，要使刀具的尺寸和形状相适应。
刀具选择应考虑的主要因素如下。
（1）被加工工件的材料和性能，如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。
（2）加工工艺类别，如车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。
（3）加工工件信息，如工件几何形状、加工余量、零件的技术指标。
（4）刀具能承受的切削用量，主要包括切削用量三要素，主轴转速、切削速度与切削深度。
（5）辅助因数，如操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。
1.3 粗精加工原则
模具部件形状复杂，加工要求也多种多样，复杂工件的加工可能涉及平面铣削、型腔铣削、曲面轮廓铣和钻孔加工等多种操作，要把握好这些操作，往往需要在实际加工中多体会和总结，
·8·精通中文版UG NX6数控编程与加工
从中找到一定的经验和方法。
无论工件多复杂，使用了多少刀具和操作，都要经过粗加工、半精加工到精加工的过程，而且各有各自的特点。
1.3.1 粗加工原则
粗加工应选用直径尽量大的刀具，设定尽可能高的加工速度，粗加工的目标是尽可能去除工件材料，并加工出与模具部件相似。但必须综合考虑刀具性能、工件材料、机床负载和损耗等，从而决定合理的切削深度、进给速度、切削速度和刀具转速等参数。
一般来说，粗加工的刀具直径、切削深度和步进的值较大，而受机床的负载能力的限制，切削速度和刀具转速较小。
UG粗加工大多情况下使用型腔铣削，选择“跟随工件”或“跟随周边”的切削方式，也可以使用面铣削和平面铣削进行局部的粗加工。
1.3.2 半精加工原则
半精加工是在精加工前进行的准备工作，目的是保证在精加工之前，工件上所有需要精加工区域的余量基本均匀。如果在粗加工之后，工件表面的余量比较均匀，则不必进行半精加工。
对于平面或曲面工件，经过大直径刀具型腔铣削粗加工或平面铣削加工之后，可能留下不均匀的余量，一般有下面4种情况。
?在大直径刀具无法进入的凹槽或窄槽处会留下很大的残留余量。
?陡峭面侧壁大刀具无法清到的角落。
?在非陡峭面上切削层与层之间留下的台阶余量。
?大直径球刀加工不到的小圆角。
半精加工的刀轨形式较为灵活，根据以上情况，相应的处理方式如下。
?使用型腔铣削设置残留毛坯加工。
?使用型腔铣削设置参考刀具进行清角。
?使用曲面轮廓铣的区域铣削方式，设置非陡峭面角度。
?使用曲面轮廓铣的清根操作或径向操作，使用小刀具清理未切削材料。
在实际工作中，复杂工件往往是多种情况并存，此时可先采用型腔铣削的残留毛坯进行半精加工，然后用型腔铣削参考刀具加工，最后根据具体情况，使用等高轮廓铣或曲面轮廓铣进行加工。
1.3.3 精加工原则
半精加工后，工件表面还保留较均匀的切削余量，而这部分余量通过精加工方式加工。通常，曲面都使用曲面轮廓铣实现精加工，设置较大的切削速度、主轴转速和较小的切削步距。而平面型工件则不同，粗加工之后使用平面铣削和面铣削进行精加工，设置较小的切削速度、切削步距和较高的主轴转速。
第1章数控编程加工概述·9·
对于曲面工件，通常采用曲面轮廓铣的区域铣削切削方式，设置一定的步距和加工角度进行加工，但越陡峭的表面加工质量越粗糙，可以通过陡峭面和非陡峭面刀轨、螺旋刀轨、3D 等距刀轨和优化等高刀轨等方式加工。
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1.4 数控机床操作要则
1．运行前
（1）程序与工件是否一致。
（2）刀具库内刀具是否与程序内刀具信息一致。
（3）检查刀具的完好程度。
（4）程序的语法检查，定义必要的GM代码。
（5）进行模拟加工，检查程序的正确性。
（6）确定工件坐标系与程序坐标系相符。
（7）最后确定机床状态及各开关位置。
2．加工中
（1）观察机床动作及进给方向与程序相符。
（2）当工件坐标、刀具位置和预留量三者相符后才能逐渐加大进给倍率开关。
（3）观察判断铣削、加工声音和机床振动情况是否正常。
（4）中断程序后恢复加工前，应修改NC程序，并缓慢进给至原加工位置，观察修改后的NC程序是否有误，确定无误后再逐渐恢复到正常切削速率。
3．异常处理
（1）当机床因报警而停机时，应先清除报警信息，将主轴安全移出加工位置，确定排除警报故障后，再恢复加工。
（2）当正常加工时需要暂停程序前，应先将倍率开关缓慢关至0位。
（3）当发生紧急情况时，应迅速停止程序，必要时可使用紧急停止按钮，一般是红色大按钮。
1.5 工件坐标系和机床坐标系
1．工件坐标系
工件坐标系用于工件加工，是机床坐标系的子坐标系，取机床坐标系中的一个点（一般是工件中心点）作为坐标原点即为工件零点，将这个点的机床坐标值记录下来，作为工件坐标系的原点，如图1-2所示。
第1章 数控编程加工概述
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图1-2 工件坐标系
考虑到编程的方便性，工件坐标系各轴的方向应该与所使用的数控机床的坐标轴方向一致。
2．机床坐标系
机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也
称为机床原点或机床零点。在机床经过设计制造和调整后这
个原点便被确定下来，它是固定的点。
数控机床采用的是笛卡儿直角三坐标系，X 、Y 、Z 3
轴之间的关系遵循右手定则。如图1-3所示，右手三指尽量
互成直角，拇指指向X 轴正方向，食指指向Y 轴正方向，
中指指向Z 轴正方向。
数控装置通电后通常要进行回参考点操作，以建立机床坐标系。参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床参考点到机床零点的距离。机床回到了参考点位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC 就建立起了机床坐标系。 1.6 前后模数控编程注意事项
在编写刀路之前，先将图形导入编程软件，再将图形中心移动到系统默认坐标原点，最高点移动到Z 原点，并将长边放在X
轴方向，短边放在Y 轴方向，基准位置的长边向着自己，如图1-4所示。
图1-3 笛卡儿直角三坐标系
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图1-4 图形摆放
工件最高点移动到Z原点有两个目的，一是防止程式中忘记设置安全高度造成撞机，二是反映刀具保守的加工深度。
在加工前还要检查工件的装夹方向是否同计算机中的图形方向一致，在模具中的排位是否正确，装夹具是否妨碍加工，前后模的方向是否相配。还要检查所用的刀具是否齐全，校表分中的基准等。
第1章数控编程加工概述·13·
1.6.1 前模编程注意事项
（1）前模加工的刀路顺序：大刀开粗→小刀开粗和清角→大刀光刀→小刀清角和光刀。
（2）应尽量用大刀加工，不要用太小的刀，小刀容易弹刀，开粗通常先用刀把（圆鼻刀）开粗，光刀时尽量用圆鼻刀或球刀，因圆鼻刀足够大，有力，而球刀主要用于曲面加工。
（3）有PL面（分型面）的前模加工时，通常会碰到一个问题，当光刀时PL面因碰穿需要加工到数，而型腔要留0.2～0.5mm的加工余量（留出来打火花）。这时可以将模具型腔表面朝正向补正0.2～0.5 mm，PL面在写刀路时将加工余量设为0。
（4）前模开粗或光刀时通常要限定刀路范围，一般系统默认参数以刀具中心产生刀具路径，而不是刀具边界范围，所以实际加工区域比所选刀路范围单边大一个刀具半径。因此，合理设置刀路范围，可以优化刀路，避免加工范围超出实际加工需要。
（5）前模开粗常用的刀路方法是曲面挖槽，平行式光刀。前模加工时分型面、枕位面一般要加工到数，而碰穿面可以留余量0.1 mm，以备配模。
（6）前模材料比较硬，加工前要仔细检查，减少错误，不可轻易烧焊。
1.6.2 后模编程注意事项
（1）后模加工的刀路顺序：大刀开粗→小刀开粗和清角→大刀光刀→小刀清角和光刀。
（2）后模同前模所用材料相同，尽量用圆鼻刀（刀把）加工。分型面为平面时，可用圆鼻刀精加工。如果是镶科，则后模分为藏科板（藏科框）和藏科（科芯），需要分开加工。加工藏科板上的藏框时要多走几遍空刀，不然藏框会有斜度，上面加工到数，下面加工不到位的现象，造成难以配模，深框更明显。藏框光刀时尽量用大直径的新刀。
（3）藏科高较大时，可翻转过来首先加工藏框部位，装配入框后，再加工外形。如果有止口台阶，用球刀光刀时需控制加工深度，防止过切。藏科框的尺寸可比藏科单边小0.02mm，以便配模。藏科光刀时公差为0.01～0.03 mm，步距值为0.2～0.5 mm。
（4）塑件产品上下壳配合处突起的边缘称为止口，止口结构在藏科上加工或在藏科板上用外形刀路加工。止口结构如图1-5所示。
藏科止口藏科板止口
图1-5 止口结构
·14·精通中文版UG NX6数控编程与加工
1.7 铜公拆分要点和经验总结
火花机就是电火花加工机床，又称EDM，铜公又称为电极，主要是加工其他机床难以加工的部位，如一些窄槽、加强肋或一些倾角之类的模具结构，加工原理就是利用铜公和工件之间产生电火花腐蚀来达到加工效果。在加工中铜公和工件是不直接接触，主要是通过它们之间的放电间隙，放电间隙要通过电流控制，电流的大小直接决定加工面的粗糙度和精度。
1.7.1 铜公拆分注意事项
拆铜公应考虑加工可行性、实用性、不变形、加工方便、铜公成本和外形美观等，拆的铜公越少越好。
1．整体铜公
能够拆分整体铜公的，尽量拆分，但需要考虑加工的可行性，尽量一道工序加工完成，无法一道工序加工完成的，拆分多个铜公。但有些整体铜公比较特殊，需要多道工序加工，如图1-6所示采用了数控铣床、线切割和铜公腐蚀铜公3道工序，这种铜公一般需要满足产品精度，如果把它拆分为多个铜公，在铜公与铜公的接触处会产生接痕，这样就难以保证产品精度。
图1-6 多道工序加工整体铜公
2．散铜公
拆分后必须能够加工，有时整体铜公加工困难，有加工不到的死角，或者是不好加工，所需刀具太长或太小，就可以考虑多拆一个铜公，有时局部需要清角铜公，这种铜公的加工并不困难，但一定要搞清楚打火花时的偏数及校表基准，散铜公如图1-7所示。
图1-7 散铜公
3．骨位铜公
骨位铜公加工时容易变形，加工时要用新刀，刀具直径要选小些，进刀量不能太大，加工时可以先将长度方向尺寸加工到位，但宽度方向尺寸可留大点余量（如1mm），然后再加工宽
第1章数控编程加工概述·15·
度方向，加工时两边同时走刀，不要环绕整个外形走刀。而且每刀进刀深度为0.2～1mm，进刀深度不宜过大，骨位铜公如图1-8所示。
图1-8 骨位铜公
1.7.2 铜公拆分要点
（1）UG拆铜公常用指令：替换面、偏置面、拉伸体、抽取面、有界平面、片体加厚、缝合、补丁体、修剪体、分割体、简化体、干涉体、修剪延伸、片体移除裁减和删除面。
（2）在拆铜公前首先要了解公司用料情况，尽量做到物尽其用，进口铜四边一般以标准尺寸单边加1～1.5mm材料已足够，国产锻打铜做得较不标准，建议单边加2mm材料。
（3）铜公直身位取2～5mm，方便火花机冲水，XY轴较表位预设单边3～8mm左右，基准高5mm以上。
（4）推荐铜公基准取3个圆角1个斜角，斜角对准模仁基准，铜公中心数对模仁中心取整数。
（5）推荐采用装配拆铜公，1个铜公1个图档，也可以使用图层来区分铜公。
（6）铜公尽量不要分开拆，能拆分整体尽量拆在一起，节省材料和放电时间，加工困难时用线割或雕刻机清角。
（7）高低落差较大的铜公分成多个拆，节省材料。
（8）为保证模口部分顺滑及模口利角，一般都需从模口延伸0.5～1mm之后再取铜公直身位。
（9）左右对称的铜公经常做在一起进行移数加工，形状相似的铜公要注意区别（如多加1个斜角或圆角），两铜公相接处要延长1mm。
（10）拆好的铜公要套进工件中仔细检查是否干涉，近似和对称的铜公要检查是否拆分合理，平移或旋转出来的铜公要检查平移距离和旋转中心点是否正确。
（11）骨位铜公改斜度及做加强。
（12）模具狭窄及深腔部位，刀具开不到粗的地方往往要局部或整体做粗幼公。
（13）常常由产品外观要求决定粗幼公，有时为节省铜料，铜公打完后，降面铣削低铜公再精打火花到数。
（14）模仁小R的处理：整体拆出来，单独拆打小R铜公，直接铣模，手工修出来（后模骨位根部）。
（15）胶位面与枕位面分开拆，保证模口利角。
·16·精通中文版UG NX6数控编程与加工（16）后模包R铜公做小0.02～0.05mm/s，避免夹口外露。
第1章 数控编程加工概述
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1.7.3 铜公火花间隙设定
铜公火花间隙大小决定了模仁粗糙度，设置火花间隙时一定要考虑加工工件的残余量，根据残余量确定加工工件是精公还是粗公，一般精公为0.05～0.15mm ，粗公为0.2～0.5mm ，火花间隙的设置方法有以下几种。
? 余量放火花间隙。
? 假设刀放火花间隙。
? 图形偏小放火花间隙。
? 面铣削时底面不能放负余量，常把刀路Z 轴偏移降低。
? 平底刀不能放负余量，可设假刀（即平底刀设小R ）。
1.7.4 铜公拆分工艺流程
模具行业随着发展作业分工越来越细，拆铜公属大公司作业分工的重要一环，铜公拆得好坏直接影响模具加工速度和质量，关键还必须与模房师傅和EDM （火花机）师傅多沟通和交流总结经验。其实不要将拆铜公想象得那么复杂，也就是化繁为简，无非就是复制曲面加适当延伸，再创建一个基座而已，当然有做模具经验，再去拆铜公就更轻松。
1．确定拆分铜公的位置
数控机床无法加工到的部位一般都需要拆分铜公，如直角、锐角、窄槽（本厂没有比窄槽小的刀具，就无法对窄槽进行加工）和文本等部位，如图1-9所示。拆分铜公必须对工件进行分析，确定铜公拆分位置，以最少数目，最省材料，最快捷方便，最有效的方式进行铜公拆分。
图1-9 拆分铜公的部位
2．拆分铜公成型部位
铜公成型部位拆分，一般通过抽取面或求差求得大概形状，再通过后续编辑得到铜公成型部位结构。成型部位拆分需要注意，能延伸的尽量延伸，但要避免干涉，并保证拆分铜公能够有效成型出需要的部位。如图1-10所示为铜公成型部位。
3．绘制冲水位
·18· 精通中文版UG NX6数控编程与加工
EDM 冲水位高度一般在工件最高处加2～5mm ，方便火花机加工时冲走残渣，EDM 放电加工时会产生大量残渣，如果不能及时冲走残渣，二次放电会损伤铜公，更致命的是积碳过多损坏工件，特别是加工深骨位，由于积碳造成大肚倒扣，注塑时出现粘膜现象。冲水位一般通过偏置面和拉伸等功能完成。如图1-11所示为EDM 冲水位。
图1-10 铜公成型部位
4．绘制基座和基准
铜公的基座相当重要，可以用来分中、校表和碰数，直接决定成型部位的精度和准确性。基座外形尺寸一般取整数，基座边缘到成型部位边缘一般取3～8mm ，高度一般取5～15mm ，如图1-12所示。
EDM 冲水位
基准 基准
图1-11 EDM 冲水位 图1-12 基座尺寸 基座的画法一般有两种，一种直接采用箱体功能沿成型部位边缘均匀放大，结果基座中心到工件中心出现小数；另一种将基座中心与工件中心预设整数，不考虑成型部位边缘均匀放大
问题，好处是EDM 加工时不会因小数移错尺寸，减少出错几率，一般推荐第二种方法，如 图1-13所示。
铜公方向性很重要，不同的工厂，表示方法有所不同，一般是将铜公其中3个角倒圆角或不倒角，对应工件基准角倒斜角，然后在铜公上打上字码进行区分粗精公。铜公方向示意图如图1-14所示。
5．出铜公火花图
第1章 数控编程加工概述
·19·
铜公火花图主要用来指导EDM 师傅操作，图纸要求尽量简单，不需要过多的视图和尺寸，只要求能够表达出铜公定位尺寸、火花间隙和基准位，图纸中能够表达出这3要素，这张图纸就可行，如图1-15所示。
XY 轴设置整数 Z
轴
设
置
整
数
图1-13 基准中心与工件中心取数 图
1-14 铜公方向示意图
图1-15 铜公火花图
1.8 技能延伸
1．选刀注意点
? 新刀光刀，旧刀开粗或半精，尽量采用厂家现有刀具。
? 飞刀加工的成本、效率和质量比较高，尽量选用飞刀。
? 因飞刀通过锣丝固定刀片，直径不是很准，用飞刀光刀尺寸要求高时通常要测数。 ? 硬质合金圆鼻刀成本较高，新刀主要用来精加工。
? 安全锁刀长等于刀具总长除以3，刀具尽可能缩短，避免抢刀、弹刀、掉刀、损刀和
断刀。
2．数控编程其他注意事项
? 模具的方向。模架的4个导柱孔，不是完全对称，不对称的一般会在模架的侧壁有相
·20·精通中文版UG NX6数控编程与加工
应的提示，所以加工前后模时一定要搞清楚，每一块模板上都有基准，加工完的前后
模合起来一定要基准对基准，特别是对原身模架成型的模具一定要注意。
?脱模斜度。塑料模都要脱模斜度，不然脱模时会拉伤产品，如果图纸没有标明，可以同做模师傅商量。脱模斜度一般为0.5°～3°，具体看产品形状和装配要求等来决定。
?下刀点。对数控编程来说，下刀点是一个非常重要的参数，设置得不好，容易引起断刀和弹刀。因此，设置下刀点一定要避免直接采刀，可以将下刀点调整到工件外，或
者采用螺旋下刀或斜线下刀。
?刀具装夹长度。指刀具用刀夹头装夹后留在刀夹头外的长度，在确保有效切削深度的情况下尽量短，一般比切削深度高出2mm，会在加工程序单中体现出来。
?加工检查。程序编好后，需要对刀路进行实体仿真检查，检查刀路是否对工件加工完整，有没有地方遗漏，是否有过切。
CNC加工中心刀具的选择与切削用量的确定
CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 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C AD的设计数据成为可能，特别是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。 现在，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，比如，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。因此，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。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.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。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，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。
根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 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%。 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)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择
常用刀具材料分类、特点及应用
常用刀具材料分类、特点及应用 刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等，所以正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要容之一。 1.刀具材料应具备的性能 金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触，承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦，产生很高的切削温度，即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具切削部分材料应具备以下基本性能。 1.1 高的硬度和耐磨性 硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。 耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。组织中硬质点（碳化物、氮化物等）的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越高。但刀具材料的耐磨性实际上不仅取决于它的硬度，而且也和它的化学成分、强度、纤维组织及摩擦区的温度有关。 1.2 足够的强度和韧性 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程常要出现的冲击和振动的条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。 1.3 高的耐热性 耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。它是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。 1.4 导热性好 刀具材料的导热性越好，切削热越容易从切削区散走，有利于降低切削温度。刀具材料的导热性用热导率表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量就容易传散出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。
1.5 具有良好的工艺性和经济性 既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉。 2.常用刀具材料分类、特点及应用 刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、瓷和超硬材料等五大类。常用刀具材料的主要性能及用途见表2-1。
刀具分类
一、刀具分类 刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料四大类。 1、碳素工具钢 碳素工具钢是指碳的质量分数为0.65％～1.35％的优质高碳钢。用做刀具的牌号一般是T10A和T12A。常温硬度60～64HRC。当切削刃热至200～250℃时，其硬度和耐磨性就会迅速下降，从而丧失切削性能。碳素工具钢多用于制造低速手用工具，如锉刀、手用锯条等。 2、合金工具钢 为了改善碳素工具钢的性能，常在其中加入适量合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等，从而形成了合金工具钢。常用牌号有9SiCr、GCrl5、CrWMn等。合金工具钢与碳素工具钢相比，其热处理后的硬度相近，而耐热性和耐磨性略高，热处理性也较好。但与高速钢相比，合金工具钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢，使其应用受到很大的限制。因此，合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢，作一些低速、手动刀具，如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。 3、高速钢 高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。高速钢主要优点是具有高的硬度、强度和耐磨性，且耐热性和淬透性良好，其允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上。高速钢刃磨后切削刃锋利，故又称之为“锋钢”和“白钢”。高速钢是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料，常用来制造结构复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀。拉刀、齿轮刀具等。 高速钢按其用途和性能不同，可分普通高速钢和高性能高速钢；按其化学成分不同，又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。 1) 普通高速钢是指加工一般金属材料用的高速钢。常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。 ① W18Cr4V属钨系高速钢，它具有性能稳定，刃磨及热处理工艺控制方便等优点，但因钨价较高，且使用寿命短故使用较少。 ② W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢，它的碳化物分布均匀，抗弯强度，冲击韧度和高温塑性都比W18Cr4V好，但磨削工艺略差。因其使用寿命长、价格低，故被广泛使用。 2) 高性能高速钢是在普通高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性、耐磨性。其切削速度可达50～lOOm／min。主要用于不锈钢、耐热钢、高强度钢等难加工材料的切削加工。有高钒高速钢和超硬高速钢等。 ①高矾高速钢(W12Cr4V4Mo)由于钒、碳含量的增加提高了耐磨性，刀具寿命比普通高速钢提高2～4倍，但是随着钒含量的提高使其磨削性能变差。故使用较少。 ②超硬高速钢是为了加工一些难以加工的材料而发展起来的。其常温硬度。高温硬度、耐热性和耐磨性都比普通高速钢高，具有良好的综合性能，可以加工
刀具的选择
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。 现在，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，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设臵了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，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。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 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。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，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。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 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%。 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。
数控刀具材料及选用
数控刀具材料及选用，再也不用盲目选刀 加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。 一. 刀具材料应具备基本性能 刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此，刀具材料应具备如下一些基本性能： (1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。 (2) 强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。 (3) 耐热性。刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。 (4) 工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。 二.刀具材料的种类、性能、特点、应用 1．金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用 金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。 ⑴金刚石刀具的种类 ①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002靘，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。 ②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石
数控加工常用刀具的种类及选择
数控加工常用刀具的种类及选择1．数牲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。 2．1数控刀具的分类有多种方法 a．根据刀具结构可分为 （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。 b．根据制造刀具所用的材料可分为： （1）高速钢刀具； （2）硬质合金刀具； （3）金刚石刀具； （4）其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 c．从切削工艺上可分为： （1）车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； （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％一40％，金属切除量占总数的80％～90％。 2．2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；互换性好，便于快速换刀； （2）寿命高，切削性能稳定、可靠； （3）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间; （4）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； （5）系列化标准化以利于编程和刀具管理。 2．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、工件材科的性能、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。
加工中心的刀具及参数选择
加工中心的刀具及参数选择 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。现在，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，比如，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。因此，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。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 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。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为： ①整体式； ②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，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。 根据制造刀具所用的材料可分为： ①高速钢刀具； ②硬质合金刀具； ③金刚石刀具； ④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为： ①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 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%。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
常用刀具材料分类特点及应用
金属切削原理读书报告 常用刀具材料分类特点及应用 姓名： 班级： 学号： 2014年5月7日
摘要 本文在阅读有关论文和专著的基础上对现阶段常用的刀具材料进行了总结和分析，总结出了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方碳化硼等刀具材料的特点及应用范围，同时针对几种常见的切削工序中刀具材料的应用做了简单的分析。
目录 摘要 (1) 1刀具材料的发展历史 (2) 2 常用刀具材料及特点 (2) 2.1 碳素工具钢 (2) 2.2 合金工具钢 (3) 2.3 高速钢 (4) 2.4 硬质合金 (5) 2.5 陶瓷 (7) 2.6 超硬材料 (9) 3 刀具材料的典型应用 (10) 3.1 工件材料与刀具材料 (10) 3.2 加工条件与刀具材料 (11) 4 总结 (11) 5 参考文献 (12)
1刀具材料的发展历史[1] 刀具材料的发展在人类的生活、生产中有着很大的重要性。 18世纪中叶, 在欧洲出现了工业革命以后, 切削刀具一直是用碳素工具钢制造, 其成分与现代的T10、T12相近。1865年，英国罗伯特?墨希特发明了合金工具钢，其牌号有9CrSi、CrWMn等。随着对加工效率要求的提高，新的刀具材料在不断更新。1898年，美国机械工程师泰勒和冶金工程师怀特发明了高速钢。进入20世纪，人们不断寻求新型刀具材料。20世纪20年代中期到30年代初，出现了钨钴类和钨钛类硬质合金。然而硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料的超精密加工的要求，于是更新的刀具材料相继出现。20世纪30年代出现了氧化铝陶瓷，后来又有氦化硅陶瓷到50年代和60年代又制造出人造立方氮化硼和人造聚晶金刚石。 总而言之，20世纪中，刀具材料发展的速度比过去快得多，其种类、类型、数量和性能均有大幅度的发展。 2 常用刀具材料及特点 对于金属切削刀具来说，切削过程中要承受很大的压力，同时会与工件、切屑相互接触的表面产生摩擦力，切削产生的热量使得刀具温度上升，产生一定的热应力。因此刀具材料应能满足这样几个要求：高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性以及经济性。目前在机械加工中常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。[2]不同刀具材料的性能有所不同，因此在应根据具体的切削条件选择合适的刀具材料。下面将分别介绍每种刀具材料。 2.1 碳素工具钢 按照GB/T13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”，碳素工具钢属于非合金钢。按照标准第2部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢。碳素工具钢牌号及化学成分见表1
数控加工中刀具的应用分析标准版本
文件编号：RHD-QB-K9331 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 数控加工中刀具的应用分析标准版本
数控加工中刀具的应用分析标准版 本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 在数控加工中，正确的刀具选择至关重要，本文主要对选择刀具的注意事项以及刀具的优化应用进行了简单的介绍，旨在提高数控编程人员对于道具选择的精准度，从而保证零件的加工质量。 刀具的选择 数控加工中的刀具主要包括模块化刀具以及常规刀具两种。模块化刀具是刀具未来的主要发展方向，主要是由于模块化刀具的应用能够节约维护时间，并且使得刀具的标准化和合理化的程度有所提高，使刀具的性能得以充分的发挥，大大改善了刀具测量工作
出现的中断现象。 在数控加工中，刀具的选择是重中之重，正确的刀具选择能够使得机床的加工效率以及零件的加工质量得到很大程度上的提高。刀具的选择应该根据机床的性能、被加工零件的材料性能、加工工序以及加工量等等进行选择。 与普通机床相比，数控机床的主轴转速以及功率都十分高，所以对刀具的要求就更加严苛，要求刀具需具有较大的精度强度，耐用性良好，并且易于安装调整等等优点，所以刀具的结构必须合理，其几何参数以及材料性能都要合乎一定的标准。对于数控刀具的正确选择是保证数控车床的加工效率的基础之一。刀具的选择主要应该考虑以下方面： 1.1.零件材料的切削性能 选择刀具时要充分考虑金属、非金属材料的刚
数控加工中刀具的选择原则和切削用量
数控加工中刀具的选择原则和切削用量 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-3-9 0:57:41 发布人：admin 减小字体增大字体 摘要:现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。 关键词:数控技术;机械加工;刀具选择 一、科学选择数控刀具 1、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M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。 2、选择数控车削用刀具 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
数控车床常用刀具及选择
数控车床常用刀具及选择 1．数控刀具的结构数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。 数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分，除经济型数控车床 外，目前已广泛使用可转位机夹式车刀。 (1) 数控车床可转位刀具特点 数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如下表所示。 表2-2 可转位车刀特点 (2) 可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、 切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-3。 表2-3 可转位车刀的种类
端面车刀900、450、750 普通车床和数控车床 内圆车刀450、600、750、900、910、930、 950、107.50 普通车床和数控车床 切断车刀普通车床和数控车床 螺纹车刀普通车床和数控车床 切槽车刀普通车床和数控车床 (3) 可转位车刀的结构形式 ①杠杆式： 结构见图2-16，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。其特点适合各种正、负前角的刀片，有效的前角范围为-60°～ +180°；切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆；两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。 ②楔块式： 其结构见图2-17，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化范围为-60～+180。两面无槽壁，便于仿形切削 或倒转操作时留有间隙。 ③楔块夹紧式： 其结构见图2-18，由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的压下力将刀片夹紧。其特点同楔块式，但切屑流畅不如楔块式。 此外还有螺栓上压式、压孔式、上压式等形式。 2、刀片材料 刀具材料切削性能的优劣直接影响切削加工的生产率和加工表面的质量。刀具新材料的出现，往往
加工中心刀具选择技巧
加工中心刀具選擇技巧 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。 现在，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，比如，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。因此，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。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 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。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，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。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；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%。 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
数控加工刀具的选择与切削用量的确定
数控加工刀具的选择与切削用量的确定（1）刀具的选用 刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。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，应选用硬质合金刀片铣刀；加工凸轮、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。 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、鼓形刀、锥形刀和盘形刀，如图2-19所示。 a）b) c) d) e) 图2-19 常用铣刀 a）球铣刀b）环形刀c）鼓形刀d）锥形刀e）盘形刀 曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而应采用环形刀。在单件或小批量生产中，为了取代多坐标联动机床，常采用鼓形刀或锥形刀来加工飞机上的一些变斜角零件，如图2-20所示。加镶齿盘铣刀，适用于在五坐标联动的数控机床上加工一些球面，其效率比用球头铣刀高近十倍，并可获得好的加工精度。 图2-20 变斜角斜面加工 （2）切削用量的确定
切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并编入程序单内。 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、切削手册，并结合经验而定。 1）切削深度a p（㎜）主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。在刚度允许的情况下，应以最少的进给次数切除加工余量，最好一次切净余量，以便提高生产率。在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般取（～）㎜ 2）主轴转速n（r/min）主要根据允许的切削速度νc（m/min）选取。 式中，νc——切削速度，由刀具的耐用度决定； D——工件或刀具直径（㎜）。 主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，并填入程序单中。 3）进给量（进给速度）f（mm/min或mm/r）是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给量数值应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取。最大进给量则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。
常用刀具材料硬度的比较
第三章 一、选择题 1．31210111下面是关于常用刀具材料硬度的比较，那个选项的论述是正确的（A）A金刚石>CBN>硬质合金>高速钢B金刚石>CBN>高速钢>硬质合金 C金刚石>硬质合金>高速钢>CBN D金刚石>高速钢>硬质合金>CBN 2. 31210122下面属于性质脆、工艺性差的刀具材料是（C） A碳素工具钢 B 合金工具钢 C 金刚石D 硬质合金钢 3. 31210113 目前使用最为广泛的刀具材料是（B） A陶瓷B高速钢和硬质合金 C 碳素工具钢 D CBN 4．31210114 W18Cr4V是：（C） A碳素钢 B 硬质合金钢 C 普通高速钢D 高性能高速钢 5．31210125 W18Cr4V比W6Mo5Cr4V2 好的性能是：（D） A硬度 B 韧性 C 切削性能D可磨性 6．31210116 WC—Co类属于哪一类硬质合金：（A） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 7．31210127 应用于切削一般钢料的硬质合金刀具是（B） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 8．31210128 在加工高温合金（如镍基合金）等难加工材料时，刀具材料可首选：（A） A CBN B 硬质合金 C 金刚石 D 陶瓷 9．31210129 在粗车铸铁时，选用：（B） A YG3 B YG8 C YT5 D YT30 10．3121012A碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（D） A YG3 B YG8 C YT15 D YT30 11. 3121012B 在连续粗加工、不连续精加工碳素钢时，应选用：(B) A YT5 B YT15 C YT30 D YW2 12．31310121 在数控机床和自动线上，一般采用：（C） A整体式刀具 B 装配式刀具 C 复合式刀具D焊接装配式刀具 13. 32210111 增大前角，下面正确的是：（D） A增大粗糙度 B 增大切削效率 C 切削刃与刀头的强度增大 D 减小切削的变形 14．32210122 对于不同的刀具材料，合理前角（γopt）也不同，硬质合金刀具的γopt （B） 要____ 高速钢刀具的γ opt A大于 B 小于 C 等于 D 都有可能 15 32210113 增大前角可以（B） A减小切削力，导热面积增大B减小切削力，导热面积减小 C增大切削力，导热面积增大D增大切削力，导热面积减小1632210114 下面有关刀具前面的卷屑槽宽度的说法，正确的是：（D） A愈小愈好 B 愈大愈好 C 无所谓 D 根据工件材料和切削用量决定 17 32310111 增大后角（A） A减小摩擦 B 增大摩擦 C 切削刃钝园半径越大 D 刀头强度增强1832310121 加工下面哪种材料时，应该采用较小的后角（C） A工件材料塑性较大B工件材料容易产生加工硬化 C 脆性材料 D 硬而脆的材料
数控加工中刀具的选择与切削用量的确定
数控加工中刀具的选择与切削用量的确定 摘要：现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。 关键词：数控技术；机械加工；刀具选择 一、科学选择数控刀具 1、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。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，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好的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(如硬质合金、陶瓷等)并使用可转位刀片。 2、选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、仿形车刀、圆弧形车刀三类。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。仿形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90°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。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
数控加工刀具的比较与选择
数控加工刀具的比较与选择 潘有崇 （江西冶金职业技术学院科研处江西新余338015） 摘要：随着现代加工制造业的快速发展，数控加工技术应用越来越广泛，与之相适应的刀具技术亦越来越成熟，刀具种类层出不穷，刀具功能亦越来越丰富。本文结合工厂实际工作经验及在数控技术教学过程中所遇到的问题，对数控加工中的常用性刀具在品牌及材质上做一相对全面的比较，进而分析其选择原则。 关键词：数控加工；刀具品牌；刀具材质；加工适应 Abstract: With the rapid development of modern manufacturing industry, CNC processing technology is applied more and more widely, corresponding to the cutting tool technology is also more and more mature, the cutting tool types emerge in endlessly, the cutting tool function also more and more rich. In this paper, combined with actual experience in factory and the problems encountered in the teaching process of numerical control technology and commonly used in nc machining tool in brand and material on a relatively thorough comparison, and analysis the principle of choice. Keywords: Nc machining; Cutting tool brand; Cutting tool material; Processing adaptation. 0引言 近年来，数控技术人才市场需求较多，而且技术要求越来越高，这对数控技术专业的人才培养工作提出了更高的要求。其中，学生在学习数控加工刀具知识点的过程中，面对各种各样的刀具品牌及刀具材质，普遍均感到无所适从，亟需有一个系统的分析比较。 1. 数控加工刀具特点 1.1数控加工特点 与普通机床加工相比，数控机床具有精度高、效率高，适应小批量多品种、形状复杂零部件的加工优点，在机械加工中数控加工技术应用日益广泛。 1.1.1适应性强 作为柔性制造系统（FMS）的基本单元，数控机床能够随加工对象的变化而
数控加工工艺及设备复习资料
第一章数控加工工艺及设备基础 一、简答题 1、数控机床有哪些规格、性能和可靠性指标 2、什么数控机床的的机械原点和参考点？两者之间的关系各如何？ 3、数控加工机床按工艺用途分成几类？ 4、什么是数控？什么是数控系统？什么是数控机床？ 二、选择题 1、下列特点中，不属于数控机床特点的是( )。 A．加工精度高B．生产效率高C．劳动强度低D．经济效益差2、闭环进给伺服系统与半环进给伺服系统主要区别是( )。 A．位置控制器B．检测单元C．伺服单元D．控制对象 3、通常所说的数控系统是指( )。 A．主轴转动和进给驱动系统 B. 数控装置和驱动装置C. 数控装置和主轴转动装置 4、( )是数控机床的核心部分。 A．机床本体B．数控装置C．伺服系统 5、数控机床的组成部分是( )。 A. 硬件、软件、程序 B.控制介质、数控装置、伺服系统、机床和外部设备 C. 数控装置、主轴驱动、主机及辅助设备 6、计算机数控用以下( )代号表示。 A. CAD B．CAM C．ATC D．CNC 7、系统内部没有位置检测反馈装置，不能进行误差补偿的系统是( )。 A. 开环系统B．闭环系统 C. 半闭环系统D．以上均可能 8、下列装置中，不属于数控系统的装置是( )。 A. 自动换刀装置B．输入/输出装置C．数控装置D．伺服驱动 9、数控机床精度检验中，( )是综合机床关键零件部件经组装后的综合几何形状误差。 A．定位精度B．几何精度C．切削精度D．以上都对
二、判断题 1. 以交流伺服电机为驱动单元的数据系统称为开环数控系统。 ( ) 2. 半闭环系统是指无位置反馈的系统。 ( ) 3. 数控机床不能获得比机床本身精度还高的加工精度。 ( ) 4. 所谓的三轴联动指的是机床有三个数控的进给轴。 ( ) 5. 机床的几何精度会影响工件的尺寸精度，定位精度会直接影响工件的形状误差。 ( ) 6. 数控机床适合于多品种、中小批量的生产，特别适合于新产品试制零件的加工。 ( ) 7．开环伺服系统的精度要优于闭环伺服系统。 ( ) 8. 数控铣床和数控车床都属于轮廓控制机床。 ( ) 9、数控系统中，坐标轴的正方向是使工件尺寸减小的方向。 ( ） 数控加工工艺及设备习题库 第三章数控刀具 一、问答题 1、数控机床刀具按结构分类可分成哪几类？数控刀具按切削工艺分类可分成哪几类？ 2、数控刀具应具备哪些特点？机床向高速、高刚度和大功率发展，要求数控刀具具备哪些性能？ 3、数控刀具材料主要有那几种？数控机床用的最多刀具材料是哪一种？分别按硬度和韧性分析 其性能。 4、什么是硬质合金？P、K、M类硬质合金主要成分是什么？分别适合加工哪类材料? 5、什么是涂层硬质合金刀具？涂层加工方法分成几大类？常见的涂层材料有哪些？对涂层材料性能优什么 要求？ 6、陶瓷材料具有哪些优点和缺点？金属陶瓷刀具最大的优点是什么？ 7、超硬刀具材料中立方氮化硼具有哪些特点？聚晶金刚石为什么不能用于加工黑色金属？ 8、刀具失效的主要形式有哪些？分析前刀面磨损产生的原因和对策。 9、说明可转位刀片断屑槽的作用和形式？ 10、常见可转位刀片夹紧方式有几种？ 11、可转位刀片的选择包括几方面要求？刀片的刀尖半径的大小对价格性能有影响？
金属切削刀具材料的选择
金属切削刀具材料的选 择 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
金属切削刀具材料的选择金属切削加工时利用刀具切除被加工零件多余材料从而获得合格零件的加工方法，它是机械制造业中最基本的方法。而在金属切削加工中，刀具是必不可少的一部分，而刀具材料的选择更是重要的一部分。 在现代机械制造业中，机械加工的切削刀具对于提高生产效率，改进产品质量起到关键的作用。由于目前国家各工厂所应用的刀具材料非常复杂，又由于刀具材料的性能优劣能够影响加工零件表面的切削效率，刀具寿命等，而在金属切削过程中刀具切削部分在高温下承受着很大的切削力与剧烈摩擦，所以为了提高工件表面质量，刀具寿命及切削效率因此刀具材料应具备以下性能： ①高的硬度和耐磨性②足够的强度和韧性③高的耐热性④良好的工艺性与经济性⑤好的导热性和小的膨胀系数。因此面对刀具所应具备的性能，刀具材料选择时很难找到各方面的性能都是最佳的，因为各种材料性能之间有的是相互制约的，面对如此情况只能根据工艺的需要保证主要需求性能。 当前使用的刀具材料主要分为四大类：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷、超硬质刀具材料，一般的机加工使用最多的是高速钢与硬质合钢。 1、工具钢 用来制造刀具的工具钢主要有三种即碳素工具钢，合金工具钢和高速钢。工具钢的主要特点是耐热性差但抗弯强度高，价格便宜焊接与刃磨性能好故广泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。
⑴碳素工具钢 碳素工具钢按化学成分分类，碳素工具钢负属于非合金钢，按主要质量等级和主要性能及使用特性分类，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢，碳素工具钢常用于制作刀具、模具和量具的碳素钢，其加工性良好价格低廉，使用范围广泛所以它在工具钢中用量较大。由于碳素工具钢生产成本极低，原材料来源方便易于冷热加工，在热处理后可获得相当高的硬度，由于碳素工具钢在切削温度高于250～300℃时，马氏体要分解，使得硬度降低，碳化物分布不均匀，淬火后变形较大，易产生裂纹，淬透性差，淬硬层薄所以只适于用于切削速度很低的刀具，如锉刀、手用锯条等。 ⑵合金工具钢 合金工具钢是在碳素工具钢基础上加热铬、钨、钒等合金元素，以提高淬透性，韧性，耐磨性和耐热性的一类钢种，它主要用于制造量具、刀具、耐冲击工具和冷热模具及一些特殊用途的工具。由于合金工具钢热硬性达325～400℃，允许切削速度为10～15m/min，所以其目前主要用于低速工具如丝锥、板牙等 ⑶高速钢 高速钢是含有W、Mo、Cr、V等元素较多，具有高硬度，高耐磨性的工具钢，又称高速工具钢为白钢或锋钢。高速钢的综合性能较好，应用范围最广的一种刀具材料，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具也可制造高温轴承和冷挤压模具等，高速钢经过热处理后硬度达62～66HRC，抗弯强度约为，耐热性为600℃左右，此外还具有热处理变形小，