数控加工工艺设计说明书范本

一、数控车床的刀具夹具及量具

1.数控车床的刀具

在数控机床加工中，产品质量和劳动生产率在相当大的程度上是受到刀具的制约。虽大多数车刀和铣刀等与一般加工所采纳的刀具差不多相同，但对一些工艺难度较大的零件，其刀具特不是刀具切削部分的几何参数，尚需作专门处理，才能满足加工要求。

1.1 数控加工对刀具的要求

1.1.1对刀具性能的要求

（1）强度高为适应刀具在粗加工或对高硬度材料的零件加工时，能大切深和快走刀，要求刀具必须具有专门高的强度；关于刀杆细长的刀具(如深孔车刀)，还应具有较好的抗震性能。

（2）精度高为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具及其刀夹都必须具有较高的精度。如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0．005mm 等。

（3）切削速度和进给速度高为提高生产效率并适应一些专门加工的需要，刀具应能满足高切削速度或进给速度的要求。如采纳聚晶金刚石复合车刀加工玻璃或碳纤维复合材料时，其切削速度高达100m／min以上；日本UHSl0型数控铣床的主轴转速高达100000r／min，进给速度高达15m／min。

（4）可靠性好要保证数控加工中可不能因发生刀具意外损坏及潜在缺

陷而阻碍到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有专门好的可靠性和较强的适应性。

（5）耐用度高刀具在切削过程中的不断磨损，会造成加工尺寸的变化，伴随刀具的磨损，还会因刀刃(或刀尖)变钝，使切削阻力增大，既会使被加工零件的表面精度大大下降，同时还会加剧刀具磨损，形成恶性循环。因此，数控加工中的刀具，不论在粗加工、精加工或专门加工中，都应具有比一般机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而保证零件的加工质量，提高生产效率。

耐用度高的刀具，至少应完成l一2个大型零件的加工，能完成l一2个班次以上的加工则更好。

（6）断屑及排屑性能好有效地进行断屑及排屑的性能，对保证数控机床顺利、安全地运行具有特不重要的意义。

以车削加工为例，假如车刀的断屑性能不行，车出的螺旋形切屑就会缠绕在刀头、工件或刀架上，既可能损坏车刀(特不是刀尖)，还可能割伤已加工好的表面，甚至会发生伤人和设备事故。因此，数控车削加工所用的硬质合金刀片上，常常采纳三维断屑槽，以增大断屑范围，改善断屑性能。另外，车刀的排屑性能不行，会使切屑在前刀面或断屑槽内堆积，加大切削刃(刀尖)与零件间的摩擦，加快其磨损，降低零件的表面质量，还可能产生积屑瘤，阻碍车刀的切削性能。因此，应常对车刀采取减小前刀面(或断屑槽)的摩擦系数等措

施(如专门涂层处理及改善刃磨效果等)。关于内孔车刀，需要时还可考虑从刀体或刀杆的里面引入冷却液，并能从刀头附近喷出的冲排结构。

1.1.2对刀具材料要求

那个地点所讲的刀具材料，要紧是指刀具切削部分的材料，较多的指刀片材料。刀具材料必须具备的要紧性能：

（1）较高的硬度和耐磨性较高的硬度和耐磨性是对切削刀具的一项差不多要求。一般情况下，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也越好，其常温硬度应在62HRC以上。

（2）较高的耐热性耐热性又称为红硬性，是衡量刀具材料切削性能的要紧标志。该性能是指刀具材料在高温工作状态下，仍具有正常切削所必需的硬度、耐磨性、强度和韧性等综合性能。

（3）足够的强度和韧性刀具材料具有足够的强度和韧性，以承受切削过程中专门大压力(如重切)、冲击和震动，而不崩刃和折断。

（4）较好的导热性对金属类刀具材料，其导热系数越大，由刀具传出和散发的热量也就越多，使切削温度降低得快，有利于提高刀具的耐用度。

（5）良好的工艺性在刀具的制造过程中，需对刀具材料进行锻造、焊接、粘接、切削、烧结、压力成型等加工及热处理等；在使用过程中，又要求其具有较好的可磨削性、抗粘接性和抗扩散性等。

（6）较好的经济性在满足加工的前提下，刀具材料还应具有经济性。

1.2刀具的分类

1.2.1按刀具材料分类

为适应机械加工技术，特不是数控机床加工技术的高速进展，刀具材料也在大力进展之中，除了量大、面广的高速钢及硬质合金材料外，新型刀具材料正不断涌现。

（1）高速钢

高速钢是常用刀具材料之一，它具有稳定的综合性能，在复杂刀具和精加工刀具中，仍占要紧地位。其典型钢号有：W18Cr4V、W9Cr4V2和W9M03Cr4V3Col0等。

（2）硬质合金

硬质合金是高速切削时常用的刀具材料，它具有高硬度、高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度和冲击韧性比高速钢差，故不宜用在切削振动和冲击负荷大的加工中。其常用牌号有：YG类，如YG6和YG8等用于加工铸铁及有色金属，YG6A和YG8A可用于加工硬铸铁和不锈钢等；YT类，如YT5、YTl5和YT30等，要紧用于加工钢料；YW类，如YWl和YW2等，可广泛用于加工铸铁、有色金属、各种钢及其合金等。

（3）涂层刀具

为提高刀具的可靠性，进一步改善其切削性能和提高加工效率，通过“涂镀”这一新工艺，使硬质合金和高速钢刀具性能大大提高。涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1～3倍，而涂层高速钢刀具的耐用度则可提高2—10倍。

涂层刀具是在高速钢及韧性较好的硬质合金基体上，通过气相沉积法，涂覆一层极薄(0．005～0．012mm)的、耐磨性高的难熔金属化合物，如TiC、TiN、TiB2、TiAIN等。国产硬质合金刀片的牌号有YB215和YB415等。

（4）非金属材料刀具

用作刀具的非金属材料要紧有：陶瓷、金刚石及立方氮化硼等。

1）陶瓷刀具

陶瓷材料具有专门高的硬度和耐磨性，专门强的耐高温性，专门好的化学稳定性和较低的摩擦系数，常常制成可转位机夹刀片，目前已开始用于制造车、铣等成型刀具之中。这种刀具特不适合于高速加工铸铁，也适合高速加工钛合金及高温合金等难加工材料。

2）金刚石刀具

要紧指由人造金刚石制成的刀具，它具有极高的硬度和耐磨性，通常制成一般机夹刀片或可转位机夹刀片，用于钛或铝合金的高速精车，以及对含有耐磨硬质点的复合材料(如玻璃纤维、碳或石墨制品等)的加工。