数控加工工艺课件2切削刀具及其选择
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金属切削刀具及选择
同样条件下可以采用较大的前角， 提高了刀具耐用度。
主要用于硬质合金刀具和陶瓷刀具，加 工铸铁等脆性材料。
• C、负前角平面型 （右图） • 特点：切削刃强度较好，
但刀刃较钝，切削变形大。
• 主要用于硬脆刀具材料。加 工高强度高硬度材料，如淬 火钢。
• 图示类型负前角后部加有正 前角，有利于切屑流出。
硬质合金： 由难熔金属化合物（如WC、TiC
）和金属粘结剂（Co）经粉末冶金 法制成。
因含有大量熔点高、硬度高、 化学稳定性好、热稳定性好的金属 碳化物，硬质合金的硬度、耐磨性 和耐热性都很高。硬度可达HRA89 ～93，在800～1000 °C还能承担 切削，耐用度较高速钢高几十倍。 当耐用度相同时，切削速度可提高 4～10倍。
14金属切削刀具及选择数控加工工艺刀具材料刀具材料刀具材料应具备的性能刀具材料的种类其他刀具材料在切削过程中刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面刀具材料对金属切削的生产率成本质量有很大的影响因此要重视刀具材料的正确选择与合理使用
刀具材料
刀具材料
在切削过程中，刀具直接切除工件上的余量并形 成已加工表面，刀具材料对金属切削的生产率、成本、 质量有很大的影响，因此要重视刀具材料的正确选择 与合理使用。
(3) 副后刀面(副后面)：刀具上与工件已加工表面相对并相互作用的表面
(4) 主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。承担主要切削工作，它在工件 上切出过渡表面。 (5) 副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作 ，并最终形成已加工表面。 (6) 刀尖：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的线段 或圆弧。刀尖按其连接过渡部分形状不同，分为点状刀尖、修圆刀尖、 倒角刀尖，如图1-5所示。刀尖是刀具切削部分工作条件最恶劣的部位之 一。
主要用于硬质合金刀具和陶瓷刀具，加 工铸铁等脆性材料。
• C、负前角平面型 （右图） • 特点：切削刃强度较好，
但刀刃较钝，切削变形大。
• 主要用于硬脆刀具材料。加 工高强度高硬度材料，如淬 火钢。
• 图示类型负前角后部加有正 前角，有利于切屑流出。
硬质合金： 由难熔金属化合物（如WC、TiC
）和金属粘结剂（Co）经粉末冶金 法制成。
因含有大量熔点高、硬度高、 化学稳定性好、热稳定性好的金属 碳化物，硬质合金的硬度、耐磨性 和耐热性都很高。硬度可达HRA89 ～93，在800～1000 °C还能承担 切削，耐用度较高速钢高几十倍。 当耐用度相同时，切削速度可提高 4～10倍。
14金属切削刀具及选择数控加工工艺刀具材料刀具材料刀具材料应具备的性能刀具材料的种类其他刀具材料在切削过程中刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面刀具材料对金属切削的生产率成本质量有很大的影响因此要重视刀具材料的正确选择与合理使用
刀具材料
刀具材料
在切削过程中，刀具直接切除工件上的余量并形 成已加工表面，刀具材料对金属切削的生产率、成本、 质量有很大的影响，因此要重视刀具材料的正确选择 与合理使用。
(3) 副后刀面(副后面)：刀具上与工件已加工表面相对并相互作用的表面
(4) 主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。承担主要切削工作，它在工件 上切出过渡表面。 (5) 副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作 ，并最终形成已加工表面。 (6) 刀尖：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的线段 或圆弧。刀尖按其连接过渡部分形状不同，分为点状刀尖、修圆刀尖、 倒角刀尖，如图1-5所示。刀尖是刀具切削部分工作条件最恶劣的部位之 一。
数控切削刀具培训课件PPT(共 69张)
数控切削刀具
2.1 数控机床刀具的特点 2.2 金属切削刀具 2.3 刀具常用材料 2.4 数控机床刀具分类 2.5 常用数控刀具结构 2.6 数控机床刀具的选择 2.7 数控加工刀具选择的典型实例
2.1 数控机床刀具的特点
数控机床刀具的特点：
标准化
系列化
规格化
模块化
通用化
对数控刀具有如下要求:
可转位刀片的选择：
刀片材料 选择
高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、 陶瓷、立方碳化硼或金刚石。
刀片尺寸 选择
刀片形状 选择
刀尖半径 选择
有效切削刃长度、主偏角等
依据表面形状、切削方式、刀具寿命 等 选择前角、刀片形状与刀尖夹角和 断屑槽。
粗加工、工件直径大、要求刀刃强度 高、机床刚度大时选大的刀尖半径取 大值 ；反之取较小半径值
如下表所示
刀 （5）良好的工艺性与经济性
具
材
料 刀具不但要有良好的切削性能，本身还应
具 该易于制造，这要求刀具材料有较好的工
备 的
艺性，如锻造、热处理、焊接、磨削、高
性 温塑性变形等功能。
能 经济性也是刀具材料的重要指标之一，选
择刀具时，要考虑经济效果，以降低生产
成本。
硬 质 合 金 代 号 数 组 规 律
刀具振动
2.选择车削刀具的考虑要点
数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。机 夹可转位刀具的刀片和刀柄都有标准。
刀片的夹紧方式选择。
刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金等。 数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀、端面 车刀、外螺纹刀、切断刀具、内圆刀具、内螺 纹刀具、孔加工刀具（包括中心孔钻头、镗刀、 丝锥等）。
选择铣削刀具的考虑要点在数控铣床上使用的刀具主要是立铣铣刀类型的选择加工较大平面选择面铣刀加工较大平面选择面铣刀加工较大平面选择面铣刀加工较大平面选择面铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀曲面加工选择球头铣刀曲面加工选择球头铣刀曲面加工选择球头铣刀曲面加工选择球头铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀面铣刀主要参数选择
2.1 数控机床刀具的特点 2.2 金属切削刀具 2.3 刀具常用材料 2.4 数控机床刀具分类 2.5 常用数控刀具结构 2.6 数控机床刀具的选择 2.7 数控加工刀具选择的典型实例
2.1 数控机床刀具的特点
数控机床刀具的特点：
标准化
系列化
规格化
模块化
通用化
对数控刀具有如下要求:
可转位刀片的选择：
刀片材料 选择
高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、 陶瓷、立方碳化硼或金刚石。
刀片尺寸 选择
刀片形状 选择
刀尖半径 选择
有效切削刃长度、主偏角等
依据表面形状、切削方式、刀具寿命 等 选择前角、刀片形状与刀尖夹角和 断屑槽。
粗加工、工件直径大、要求刀刃强度 高、机床刚度大时选大的刀尖半径取 大值 ；反之取较小半径值
如下表所示
刀 （5）良好的工艺性与经济性
具
材
料 刀具不但要有良好的切削性能，本身还应
具 该易于制造，这要求刀具材料有较好的工
备 的
艺性，如锻造、热处理、焊接、磨削、高
性 温塑性变形等功能。
能 经济性也是刀具材料的重要指标之一，选
择刀具时，要考虑经济效果，以降低生产
成本。
硬 质 合 金 代 号 数 组 规 律
刀具振动
2.选择车削刀具的考虑要点
数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。机 夹可转位刀具的刀片和刀柄都有标准。
刀片的夹紧方式选择。
刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金等。 数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀、端面 车刀、外螺纹刀、切断刀具、内圆刀具、内螺 纹刀具、孔加工刀具（包括中心孔钻头、镗刀、 丝锥等）。
选择铣削刀具的考虑要点在数控铣床上使用的刀具主要是立铣铣刀类型的选择加工较大平面选择面铣刀加工较大平面选择面铣刀加工较大平面选择面铣刀加工较大平面选择面铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工凸台凹槽平面轮廓选择立铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀加工曲面较平坦的部位常采用环形牛鼻刀铣刀曲面加工选择球头铣刀曲面加工选择球头铣刀曲面加工选择球头铣刀曲面加工选择球头铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀加工封闭键槽选键槽铣刀面铣刀主要参数选择
数控刀具及其选用(共31张PPT)
常用数控刀具的材料
高速钢
普通高速钢 高性能高速钢
数
控
刀
硬质合金
具
的
材
料
金属陶瓷
YG类硬质合金〔ISO-K类〕
YT类硬质合金〔ISO-P类〕
YW类硬质合金〔ISO-M类〕 纯氧化铝类〔白色陶瓷〕 TiC添加类〔黑色陶瓷〕
聚晶金刚石〔PCD〕
聚晶立方碳化硼〔PCBN〕
2.2 可转位刀片的应用及代码
可转位刀具是将预先加工好并带有假设干个切 削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体 上的一种刀具。由刀片和刀体组成。
刀具选择的根本原那么：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。
具体应用见P62-63数控车削、数控铣削刀具的选择。
数控刀具的选择
刀具选择应考虑的主要因素有：
被加工工件的材料、 性能
如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐 磨性等。
2.1.1 数控刀具的种类
按刀具 材料分
高速 钢刀具
硬质合 金刀具
聚晶金 刚石刀具
立方氮 化硼刀具
陶瓷刀具
涂层刀具
2.1.1 数控刀具的种类
车刀
按加工 工艺来分
钻削刀具
镗刀
铣刀
外圆、内孔、螺纹、 钻头、铰刀、 整体式、模块式、 面铣、立铣、
车槽、车成型面
丝锥
镗头类
成型铣刀
2.1.2 数控刀具的特点
TSG整体式镗铣类工具系统
TSG整体式镗铣类工具系统：
把锥柄和刀杆制成一体；
工具系统的柄部形式有直柄和锥柄两种。
TMG镗铣类模块式工具系统
TMG工具系统是把整体式刀具分解成柄部〔主柄模块〕、 中间连接块〔连接模块〕、工作头部〔工作模块〕三个主 要局部，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接精度、 强度、刚性的前提下，将这三局部连接成整体。
数控机床加工技术课件单元4 数控刀具和选用.ppt
数控刀具的失效形式及可靠 性
刀具的失效形式
积屑瘤
工件材料在刀具上的粘附物质。 积屑瘤的产生会大大降低工件表面的加工 质量，会改变切削刃的形状并最终导致切削刃 崩刃。 采取的对策有提高切削速度，选择涂层硬 质合金或金属陶瓷等刀具材料，并在加工过程 中使用冷却液。
数控刀具的失效形式及可靠 性
刀具的失效形式
前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触， 以及对发热区域的扩散引起。另外刀具材料过 软，加工过程中切削速度较高，进给量较大， 也是前刀面磨损产生的原因。前刀面磨损会使 刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃的强度。
应该采用降低切削速度和进给速度，同时 选择涂层硬质合金材料，来达到减小前刀面磨 损的目的。
数控刀具的失效形式及可靠 性
工艺来分
高速钢刀具
硬质合金刀具
陶瓷刀具 立方氮化硼刀具 聚晶金刚石刀具
数控刀具的种类
车刀
按加工 工艺来分
钻刀 （钻头）
镗刀
铣刀
三、数控刀具的材料
数控刀具的材料
刀具的选择是根据零件的材料种类、硬度、 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。
数控刀具的失效形式及可靠 性
了解
掌握
了解
2
掌握
了解
掌握 2
了解
随着数控机床功能、结构的发展， 数控机床上所使用的数控刀具已经不 是普通机床“一机一刀”的模式，而 是多种不同类型的刀具同时在数控机 床上轮换使用，来达到自动换刀和快 速换刀的目的。因此，对“数控刀具” 的含义应该理解为“数控刀具系统”。
数控刀具系统除了包括机床的自动换刀机构外， 为了保证刀具的可互换性，还必须有刀柄和工具系统。
数控车削加工工艺课件(共21张PPT)《数控车削编程与操作训练》
1.对刀点 对刀点是在数控机床上加工零件时，
刀具相对于工件运动的起点。
ZO 对刀点X源自2.换刀点换刀点是指刀架转位换刀的位置。 以刀架转位时不碰工件及其他部件 为准。
3.刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表
示刀具位置的点
注：每把刀的刀位点在整个加工中只能有一个位置。
1.2.7 数控加工工艺技术文件的编写
确定原则： 粗加工时，选择较大的背吃刀量，
以减少走刀次数，提高生产率；
精加工时，通常选较小的 ap值，以
保证加工精度及表面粗糙度。
2.进给量f 的确定
确定原则： 粗加工时，进给量在保证刀杆、刀具、
机床、工件刚度等条件前提下，选用尽可 能大的f 值；
精加工时，进给量的选择主要受表面粗 糙度要求的限制，当表面粗糙度要求较高 时，应选较小的f 值。
以使总的工序数量减少。 适用于单件小批量生产。
2.工序分散原则 加工零件的过程在较多的工序中进行，
而每道工序的加工内容很少。 适用于大批量生产。
1.2.3 加工路线的确定
加工顺序确定原则：先粗后精、先近后远。
先粗后精
先近后远
1.2.4 刀具的选择
1.机架式可转位车刀
2. 数控车床常用刀具类型及用途
3.主轴转速n的确定
确定原则： 粗车时，选较低的切削速度， 精车时，选较高的切削速度。 由切削速度计算主轴转速的公式如下： n=1000v/（d） 式中：d ——工件直径，mm； v ——切削速度，m/min。
切削用量选择参考表
1.2.6 数控加工中对刀点、换刀 点及刀位点的确定
1.对刀点 2.换刀点 3.刀位点
谢谢观看！
第一章 数控车削编程基础
第二节. 数控车削加工工艺
数控机床刀具的选择
生的碳化物偏析。其强度、韧性比熔炼 钢有很大提高。可用于加工超高强度钢、 不锈钢、钛合金等难加工材料。用于制 造大型拉刀和齿轮刀具，特别是切削时 受冲击载荷的刀具效果更好。
（2）硬质合金（Cemented Carbide）
1)普通硬质合金
①钨钴类（YG）
WC+Co，强度好，硬度和耐磨性较差， 用于加工脆性材料、有色金属和非金属 材料。常用牌号：YG3、YG6、YG8、 YG6X。数字表示Co的百分含量， Co多 韧性好，用于粗加工； Co少用于精加 工。
2)新型硬质合金 ①钨钛钽（铌）钴类
在YG类中添加 TaC 或 NbC，可提高 高温硬度、强度、耐磨性。用于加工 难切削材料和断续切削。
②通用合金（YW）
在YT类中添加合金，可提高抗 弯强度，冲击韧性，耐热性及高 温强度，抗氧化性等。
（3）新型刀具材料
① 涂层刀具
刀具基体材料上涂一薄层耐磨性 高的难熔金属化合物而得到的刀具材 料.
具 装三面刃铣刀
装面铣刀
M
装有扁尾莫氏锥柄刀具
TQW
倾斜式微调镗刀
XDZ
装直角端铣刀
G C 规格
攻螺纹夹头
TQC
倾斜式粗镗刀
XD
装端铣刀
切内槽工具
TZC
直角形粗镗刀
用数字表示工具的规格，其含义随工具不同而异。有些工具该数字为轮廓尺寸D-L；有些工具 该数字表示应用范围。还有表示其他参数值的，如锥度号等。
②钨钛钴类（YT）
TiC+WC+Co类（YT）：常用牌号有YT5、 YT14、YT15、YT30等。此类硬质合金硬度、 耐磨性、耐热性都明显提高，但韧性、抗冲 击振动性差，主要用于加工钢料,不宜加工脆 性材料。含TiC量多，含Co量少，耐磨性好， 适合精加工；含TiC量少，含Co量多，承受 冲击性能好，适合粗加工。
（2）硬质合金（Cemented Carbide）
1)普通硬质合金
①钨钴类（YG）
WC+Co，强度好，硬度和耐磨性较差， 用于加工脆性材料、有色金属和非金属 材料。常用牌号：YG3、YG6、YG8、 YG6X。数字表示Co的百分含量， Co多 韧性好，用于粗加工； Co少用于精加 工。
2)新型硬质合金 ①钨钛钽（铌）钴类
在YG类中添加 TaC 或 NbC，可提高 高温硬度、强度、耐磨性。用于加工 难切削材料和断续切削。
②通用合金（YW）
在YT类中添加合金，可提高抗 弯强度，冲击韧性，耐热性及高 温强度，抗氧化性等。
（3）新型刀具材料
① 涂层刀具
刀具基体材料上涂一薄层耐磨性 高的难熔金属化合物而得到的刀具材 料.
具 装三面刃铣刀
装面铣刀
M
装有扁尾莫氏锥柄刀具
TQW
倾斜式微调镗刀
XDZ
装直角端铣刀
G C 规格
攻螺纹夹头
TQC
倾斜式粗镗刀
XD
装端铣刀
切内槽工具
TZC
直角形粗镗刀
用数字表示工具的规格，其含义随工具不同而异。有些工具该数字为轮廓尺寸D-L；有些工具 该数字表示应用范围。还有表示其他参数值的，如锥度号等。
②钨钛钴类（YT）
TiC+WC+Co类（YT）：常用牌号有YT5、 YT14、YT15、YT30等。此类硬质合金硬度、 耐磨性、耐热性都明显提高，但韧性、抗冲 击振动性差，主要用于加工钢料,不宜加工脆 性材料。含TiC量多，含Co量少，耐磨性好， 适合精加工；含TiC量少，含Co量多，承受 冲击性能好，适合粗加工。
数控机床刀具概述PPT(51张)
钻头，镗刀和内螺纹刀。
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
5.车刀刀尖的高低应对准工件的中心。车刀安装得过 高或过低都会引起车刀角度的变化而影响切削。根 据经验，粗车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍 高一些；精车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍 低一些，这要根据工件直径的大小来决定，无论装 高或装低，一般不能超过工件直径的 1％。
高速钢切断刀
（三）切断及车槽
2. 直 沟 槽 的 车 削
a）窄沟槽的车削 b）宽沟槽的车削
(四)车孔
一次装夹中加工工件
数控加工刀具特点
1. 刀具刚性好，切削效率高 2. 刀具精度高 3. 刀具的可靠性高，抗震及热变形好 4. 刀具尺寸能够预调 5. 互换性好，换刀速度快 6. 具有完善的工具系统 7. 具有刀具管理系统
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
二、用三爪自定心卡盘装夹
三爪卡盘特点： 三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需
要找正。 卡爪：正爪
反爪——装夹直径较大的零件。 装夹特点：方便、省时、自动定心好，但夹紧力
小 适用范围：装夹外型规则的中、小型工件。
一、刀具安装注意事项
需要注意的是： 1.刀尖伸出长度要适中。不能过长也不能过短。过长
会降低刀杆的强度，过短可能会出现干涉。 2.安装刀具要稳固，也不易太紧，长期过紧安装可能
会损坏刀架上的丝扣。 3.安装刀具时选择刀位要结合加工工艺，根据工序来
合理安排刀具的顺序，减少换刀耗费的时间。 4.要逐一排除各刀位之间相互干涉的情况，特别注意
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
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5.车刀刀尖的高低应对准工件的中心。车刀安装得过 高或过低都会引起车刀角度的变化而影响切削。根 据经验，粗车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍 高一些；精车外圆时，可将车刀装得比工件中心稍 低一些，这要根据工件直径的大小来决定，无论装 高或装低，一般不能超过工件直径的 1％。
高速钢切断刀
（三）切断及车槽
2. 直 沟 槽 的 车 削
a）窄沟槽的车削 b）宽沟槽的车削
(四)车孔
一次装夹中加工工件
数控加工刀具特点
1. 刀具刚性好，切削效率高 2. 刀具精度高 3. 刀具的可靠性高，抗震及热变形好 4. 刀具尺寸能够预调 5. 互换性好，换刀速度快 6. 具有完善的工具系统 7. 具有刀具管理系统
数控机床刀具概述PPT(51张)培训课件 培训讲 义培训 教材工 作汇报 课件PP T
二、用三爪自定心卡盘装夹
三爪卡盘特点： 三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需
要找正。 卡爪：正爪
反爪——装夹直径较大的零件。 装夹特点：方便、省时、自动定心好，但夹紧力
小 适用范围：装夹外型规则的中、小型工件。
一、刀具安装注意事项
需要注意的是： 1.刀尖伸出长度要适中。不能过长也不能过短。过长
会降低刀杆的强度，过短可能会出现干涉。 2.安装刀具要稳固，也不易太紧，长期过紧安装可能
会损坏刀架上的丝扣。 3.安装刀具时选择刀位要结合加工工艺，根据工序来
合理安排刀具的顺序，减少换刀耗费的时间。 4.要逐一排除各刀位之间相互干涉的情况，特别注意
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，除经济型数控车床夕卜，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。
(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。
刀具新材料的岀现，往往 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。
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第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
刀具磨损的过程
钝化
刀具磨损的典型曲线
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
刀具寿命（刀具耐用度） 所谓刀具寿命，指的是从刀具刃磨后开始切削，一直
到磨损量超过允许的范围所经过的总切削时间，用符号T 表示，单位为min。耐用度应为切削时间，不包括对刀、 测量、快进、回程等非切削时间
陶瓷刀具材料的化学稳定性好，耐磨性比硬质合金高十几 倍，抗粘结能力强，最大的缺点是脆性大、强度低、导热性差。 一般用于高硬度材料（如冷硬铸铁、淬硬钢等）的精加工。
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
（2）涂层刀具材料 涂层刀具材料是在高速钢或硬质合金基体材料表面，采用
化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）的方法，涂 覆一薄层（2～12μm）高耐磨性的难熔金属化合物而得到的 刀具材料，较好地解决了材料硬度、耐磨性与强度、韧性之 间的矛盾。常有的涂层材料有TiC、TiN、TiAlN、Al2O3等。
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第二节 切削刀具及其选择
束流
束流
氮 TiN
钛离 子
刀具涂层
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第二节 切削刀具及其选择
（3）金刚石（Diamond） 金刚石有天然金刚石（ND）和人造金刚石（PCD、
CVD）两类，除少数超精密加工和特殊用途外，工业上 大都使用人造金刚石作为刀具和磨具材料。
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第二节 切削刀具及其选择
主要碳化物有：
碳化钨 (WC) 碳化钛 (TiC) 碳化钽 (TaC) 碳化铌 (NbC) 钴作为粘结相
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第二节 切削刀具及其选择
P类
用于加工长切屑的
钢件
N类
用于加工短切屑的
非铁材料
M类
用于加工
不锈钢件
K类
用于加工短切屑的
铸铁件
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第二节 切削刀具及其选择
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第二节 切削刀具及其选择
刀具材料的性能要求
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择 常用刀具材料 （1）高速钢（High Speed Steel ,HSS）锋钢、白钢
HSS-L HSS
HSS-E
第一章 机械加工切削基础
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第二节 切削刀具及其选择
（2）硬质合金（Cemented Carbide） 硬质合金是由高硬度难熔的金属化合物（WC、TiC、TaC、
NbC等）的微米数量级粉末与金属粘接剂（Co、Mo、Ni等） 烧结而成的粉末冶金制品。其高温碳化物含量比高速钢高得 多，因此，其硬度、特别是高温硬度，耐磨性，耐热性都高 于高速钢，焊接性好。常温硬度可达89～93HRA（74～ 81HRC），耐热温度890～1000℃。
S类
用于加工
难加工材料
H类
用于加工
硬材料
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第二节 切削刀具及其选择
sfm：英尺/分
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第二节 切削刀具及其选择
其它刀具材料 （1）陶瓷（Ceramics）
常用的陶瓷是以A12O3和Si3N4为基体成分在高温下烧结而 成的。常温硬度可达89～93HRA（74~81HRC），耐热温度 1000~1400℃。
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择 ➢ 本次课程教学内容： 1. 第一章 第二节 切削刀具及选择 ➢ 本次课程教学内容要求： 1. 了解常用刀具类型 2. 了解刀具材料要求及常用刀具材料 3. 了解新型（先进）刀具材料 4. 了解刀具失效形式与刀具寿命 ➢ 本次课程教学重点难点：
新型（先进）刀具材料
人造金刚石是石墨在高温（1200~2500~C）高压 （5~10个大气压）和相应的辅助条件下转化而成的。其 显微硬度可达l0000HV（相当于300HRC）、耐热温度 较低，在700～800℃时易脱碳，失去硬度。
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
（4）聚晶立方氮化硼（PCBN） 由立方氮化硼（Cubic Boron Nitrid，CBN）与结合相在
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第二节 切削刀具及其选择
拉刀 多级刀刃
热管刀具
第一章 机械加工切削基础ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二节 切削刀具及其选择
（4）铣刀 是一种应用非常广泛的在圆柱或端面具有多齿、多刃的刀具，包 括圆柱铣刀、球头铣刀、面铣刀、立铣刀、槽铣刀、锯片铣刀等。它可以用来 铣削平面、沟槽、螺旋面和成形表面等。 （5）螺纹刀具 用来加工内、外螺纹表面的刀具。包括丝锥、板牙、螺纹切 刀等。 （6）齿轮刀具 用于加工齿轮、链轮、花键等齿形的一类刀具，如齿轮铣刀、 齿轮滚刀、插齿刀、花键滚刀等。 （7）磨具 用于表面磨削加工的刀具，包括砂轮、砂带、油石、抛光轮等。 （8）数控机床刀具 刀具根据零件加工的工艺要求配置，有预调装置、快速 换刀装置和尺寸补偿系统。 （9）特种加工刀具 特种加工的刀具和工具，如水刀、激光、放电电极等。
第二节 切削刀具及其选择
粉末冶金高速钢（HSS-PM ）:采用高压氩气或纯氮气 雾化高速钢水得到细小的高速钢粉末，再经热压制成的。
因避免了高速钢熔炼产生的碳化物偏析，强度、韧性有 很大提高，而且能保证各向同性，热处理的内应力和变形 小，适合制造各种复杂刀具、大型刀具、高性能刀具和模 具工作零件。常用粉末冶金高速钢牌号有ASP2050、 S390、CPMT15等等（国产FT15、PT1）。
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刀具预期寿命
单位：min
高速钢车刀、镗刀
60～90
高速钢钻头
80～120
硬质合金焊接车刀
60
硬质合金可转位车刀
15～30
硬质合金端铣刀
120～180
齿轮刀具
200～300
加工淬火钢的立方氮化硼车刀 120～150
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第二节 切削刀具及其选择
高温高压下烧结而成。其硬度仅次于人造金刚石达到8000～ 9000HV（相当于240～270HRC），耐热温度可达l400℃， 化学稳定性好。
它一般用于高硬度、难加工材料的精加工，适合在数控机 床上进行高速切削铁质合金。
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
刀具的几何角度及选择
第一章 机械加工切削基础
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
第一章 机械加工切削基础
第二节 切削刀具及其选择
2．按切削刃数量分类 按切削刃数量分类有单刃刀具和多刃刀具。
3．按工艺特点分类 （1）通用刀具 如车刀、刨刀、铣刀等。 （2）定尺寸刀具 如钻头、扩孔钻、铰刀、拉刀等。 （3）成型刀具 如成型车刀、花键拉刀等。 4．按装配结构分类 按装配结构分类有为整体式、装配式和复合式等。
第二节 切削刀具及其选择
刀具的失效及寿命 1．刀具失效
刀具在使用过程中丧失切削能力的现象称为刀具失效。 （1）刀具破损
刀具的破损是由于刀具选择、使用不当及操作失误而造成的，俗称打刀。 （2）刀具磨损
刀具的磨损属于正常失效形式，可以通过重磨修复，主要表现为刀具的 前刀面磨损、后刀面磨损及边界磨损三种形式。
19．金刚石由于具有极高的硬度，故金刚石刀具非 常适合于加工各种材料的工件，特别是高硬度工件的加 工，此说法对吗，为什么？
20．硬质合金刀具和高速钢刀具在前角的选择上有 何不同，为什么会有此不同？
15ˊ 30ˊ 30ˊ 15ˊ
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第二节 切削刀具及其选择
一、常用刀具类型 1．按加工方法分类
（1）切刀 包括车刀、刨刀、插刀、镗刀等，一般为只有 一条主切削刃的单刃刀具。 （2）孔加工刀具 在实体材料上加工出孔或对原有孔扩大 孔径并提高孔质量的一种刀具，包括钻头、扩孔钻、铰刀、 镗刀等。 （3）拉刀 在工件上拉削出各种内、外几何表面的刀具， 包括圆孔拉刀、平面拉刀、单键拉刀、成型拉刀等，拉刀 加工生产率高，但刀具成本高，用于大批量生产。