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数控 加工 工艺 教案

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.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 习题课 教学目的： 复习基本知识掌握箱体类零件加工工艺制定重点、难点：复习典型零件的加工中心加工工艺分析 使用教具： 无 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、问答题1 加工中心有哪些工艺特点？适合加工中心加工的对象有哪些？2 选用加工中心应注意哪几个方面？3 加工中心对夹具有哪些要求？4 在加工中心上钻孔，为什么通常要安排锪平面（对毛坯面）和钻中心孔工步？5 在加工中心上钻孔与在普通机床上钻孔相比，对刀具有哪些更高的要求？二、思考题1零件如图所示，分别按“定位迅速”和“定位准确”的原则确定V 平面内的孔加工进给路线。.2图示零件的 A、B 面已加工好，在加工中心上加工其余表面，试确定定位、夹紧方案。三、工艺编制制订图示零件的加工中心加工工艺。.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 习题课 教学目的： 复习基本知识掌握轴类零件加工工艺制定掌握套类零件加工工艺制定 重点、难点：复习数控车削加工工艺制定的特点、方法 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、简答题1 数控车床适合加工哪些特点的回转体零件？为什么？2 常用数控车床车刀有哪些类型？安装车刀有哪些要求？3 在编制数控车削加工工艺时，应首先考虑哪些方面的问题？4 数控车削加工工序划分的原则有哪些？非数控车削加工工序如何安排？5 车削加工工序顺序应遵循哪些基本原则？安排工步顺序有哪些原则？6 数控车削加工常用粗加工进给路线有哪些方式？精加工进给路线应如何确定？7 数控车削加工工件常用装夹方式有哪些？如何选择数控车床夹具？8数控车削用的车刀一般分为哪几类？如何机夹可转位车刀？常用对刀方法有哪些？.二、工艺编制1制定图示零件的数控车削工艺。毛坯为棒料。2编制图示圆锥螺母套零件的数控车削加工工艺。.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 习题课 教学目的： 复习基本概念定位方案的分析定位误差的计算 重点、难点：复习工件的定位和夹紧 使用教具： 无 课后作业： 2 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、简答题1 工件的定位与夹紧的区别是什么？2 确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？3 什么是欠定位？为什么不能采用欠定位？什么是过定位？4 什么是辅助支承？使用时应注意什么问题？5 工件以平面作定位基准时，常用支承类型有哪些？各起什么作用？6确定夹紧力的作用方向和着力点应遵循哪些原则？二、思考题试分析图中的定位元件分别限制了哪些自由度？是否合理？如何改进？.三、计算题1图示工件，加工工件上 、三个小孔，请分别计算三种定位方案的定位误差并说明哪个定位方案好。 V 形块 90。.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 习题课 教学目的： 复习基本概念解工艺尺寸链工艺规程制定 重点、难点：复习工艺规程制定、工艺尺寸链 使用教具： 无 课后作业： 2 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、问答题1 什么是工序、安装、工位、工步、走刀？划分它们的各自依据是什么？2 制订工艺规程时，为什么要划分加工阶段？如何灵活运用？3 零件加工过程中粗、精定位基准的选择原则是什么？二、思考题1试选择图示端盖零件加工时的粗基准。2图示零件的 A、B、C 面， 10H7 及 0H7 孔均已加工。试分析加工 12H7 孔时，选用哪些表面定位最合理？为什 么？.三、计算题1图示零件在加工过程中，要以 A 面定位。用调整法加工 B 面。试计算工序尺寸及公差。2图示零件在外圆、 端面、 内孔加工后， 钻 10 孔， 试计算以 B 面定位钻 1 0 孔的工序尺寸。四、工艺编制试制订图示小轴的加工工艺过程。.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 典型零件的加工中心数控加工 教学目的： 理解零件的各项技术要求掌握零件的工艺路线制定掌握零件的数控加工工序制定 重点、难点：典型零件的加工中心加工工艺分析 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、支承套的加工工艺如图所示为升降台铣床的支承套，在两个互相垂直的方向上有多个孔要加工，若在普通机床上加工，则需多次安装才能完成，且效率低，在加工中心上加工，只需一次安装即可完成，现将其工艺介绍如下： 支承套简图1 分析图样并选择加工内容 支承套的材料为 45 钢，毛坯选棒料。支承套 35 H7 孔对 100f9 外圆、60mm 孔底平面对 35H7 孔、215H7 孔对端面 C 及端面 C 对内 100f9 外圆均有位置精度要求。为便于在加工中心上定位和夹紧，将 100f9 外圆、80 mm 尺寸两端面、78 mm 尺寸上平面均安排在前面工序中由普通机床完成。5.005.其余加工表面（215H7 孔、 35H7 孔、60mm 孔、211mm 孔、217mm 孔、2M86H 螺孔）确定在加工中心上一次安装完成。2 选择加工中心 因加工表面位于支承套互相垂直的两个表面（左侧面及上平面）上，需要两工位加工才能完成，故选择卧式加工中心。加工工步有钻孔、扩孔、镗孔、锪孔、铰孔及攻螺纹等，所需刀具不超过 20 把。国产 XH754 型卧式加工中心可满足上述要.求。该机床工作台尺寸为 400mm400mm，x 轴行程为 500 mm，z 轴行程为 400 mm，y 轴行程为 400mm，主轴中心线至工作台距离为 100500 mm，主轴端面至工作台中心线距离为 150550 mm，主轴锥孔为 ISO40，定位精度和重复定位精度分别为 0.02mm 和 0.01mm，工作台分度精度和重复分度精度分别为 7和 4。3工艺设计1） 选择加工方法 所有孔都是在实体上加工，为防钻编，均先用中心钻钻引正孔，然法再钻孔。为保证 35H7 及 215H7 孔的精度，根据其尺寸，选择铰削作其最终加工方法。对 60 mm 的孔，根据孔径精度，孔深尺寸和孔底平面要求，用铣削方法同时完成孔壁和孔底平面的加工。各加工表面选择的加工方案如下：35H7 孔：钻中心孔一钻孔一粗镗一半精镗一铰孔；15H7 孔：钻中心孔一钻孔一扩孔一铰孔；60mm 孔：粗铣一精铣；11mm 孔：钻中心孔一钻孔；17mm 孔：锪孔（在 11mm 底孔上） ；M6 一 6H 螺孔：钻中心孔一钻底孔一孔端倒角一攻螺纹。2）确定加工顺序 为减少变换工位的辅助时间和工作台分度误差的影响，各个工位上的加工表面在工作台一次分度下按先粗后精的原则加工完毕。具体的加工顺序是：第一工位（B0）：钻 35H7、211mm 中心孔 钻 35H7 孔钻 211mm 孔锪 217mm 孔一粗镗 35H7 孔粗铣、精铣60mm12 孔半精镗 35H7 孔钻 2M6 一 6H 螺纹中心孔一钻 2M6一 6H 螺纹底孔2M6 一 6H 螺纹孔端倒角攻 2M6 一 6H 螺纹铰35H7 孔；第二工位（B90）：钻 215H7 中心孔钻 215H7 孔扩 215H7 孔铰 215H7 孔。详见表 6 一 13 数控加工工序卡片。3）确定装夹方案和选择夹具 35H7 孔、60mm 孔、211mm 孔及217mm 孔的设计基准均为 100f9 外圆中心线，遵循基准重合原则，选择100f9 外圆中心线为主要定位基准。因100 f9 外圆不是整圆，故用 V 形块作定位元件。在支承套长度方向，若选右端面定位，则难以保证 支承套装夹示意图1定位元件 2夹紧机构 3工件 4夹具体.17mm 孔深尺寸 11 mm（因工序尺寸 80 mm11 mm 无公差） ，故选择左端5.0面定位。所用夹具为专用夹具，工件的装夹简图如图所示。在装夹时应使工件上平面在夹具中保持垂直，以消除转动自由度。4）选择刀具 各工步刀具直径根据加工余量和孔径确定，详见表 1 数控加工刀具卡片。刀具长度与工件在机床工作台上的装夹位置有关，在装夹位置确定之后，再计算刀具长度。表 1 数控加工刀具卡片产品名称或代号 零件名称 盖 板 零件图号 程序编号刀 具工步号刀具号刀具名称 刀柄型号 直径mm长度mm补偿值mm 备注1 T01 中心钻 3 mm JT40Z645 3 2802 T13 锥柄麻花钻 31 mm JT40M375 31 3303 T02 锥柄麻花钻 11 mm JT40M135 11 3304 T03 锥柄埋头钻17mm11mm JT40M250 17 3005 T04 粗镗刀 34 mm JT40TQC30165 34 3206 T05 硬质合金立铣刀 32 mm JT40MW485 32T 3007 T058 T06 镗刀 34.85mm JT40TZC30165 34.5 3209 T0110 T07 直柄麻花钻 5mm JT40Z645 5 30011 T0212 T08 机用丝锥 M6 mm JT40G1JT3 M6 28013 T09 套式铰刀 35AH7 JT40K19140 35AH7 33014 T0115 T10 锥柄麻花钻 14mm JT40M130 14 32016 T11 扩孔钻 14.85 mm JT40M250 14.85 32017 T12 铰刀 15AH7 JT40M250 15AH7 320编 制 审核 批准 共 1 页 第 1 页.表 2 数控加工工序卡片注：“B0 ”和“B90”表示加工中心上两个互成 90的工位。二、异形支架的加工工艺1 零件工艺分析 该异形支架的材料为铸铁，毛坯为铸件。该工件结构复杂，精度要求较高，各加工表面之间有较严格的位置度和垂直度等要求，毛坯有较大的加工余量，零件的工艺刚性差，特别是加工 40h8 部分时，如用常规加工方法在普通机床上加工，很难达到图纸要求。原因是假如先在车床上一次加工完成 75js6 外圆、端面和62J7 孔、22.2 槽，然后在镗床上加工 55H7 孔，要求保证对 62J7 孔之12.0间的对称度 0.06 mm 及垂直度 0.02 mm，就需要高精度机床和高水平操作工，一般是很难达到上述要求的。如果先在车床上加工 75js6 外圆及端面，再在镗床上加工 62J7 孔，22.2 槽及 55H7 孔，这样虽然较易保证上述的对称度和垂直12.0度，但却难以保证 62J7 孔与 75js6 外圆之间 0.03 mm 的同轴度要求，而且需要特殊刀具切 2 2.2 槽。.0另外，完成 40h8 尺寸需两次装卡，调头加工，难以达到要求，55H7 孔与产品名称或代号 零件名称 材 料 零件图号（工厂） 数控加工工艺卡片支 承 套 45 钢工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车 间专用夹具 XH754工步号工 步 内 容 加工面 刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 rmm 1进给速度mmmin 背吃刀量 mm 备 注B01 钻 35H 孔、217mm11mm 孔中心孔 T01 3 1200 402 钻 35H 孔至 31mm T13 31 150 303 钻 11mm 孔 T02 11 500 704 锪 217mm T03 17 150 155 粗镗 35H7 孔至 34mm T04 34 400 306 粗铣 6012mm 至59mm11.5mm T05 32T 500 707 精铣 6012mm T05 32T 600 458 半精镗 35H7 孔至 34.85mm T06 34.85 450 359 钻 2M66H 螺纹中心孔 T01 1200 4010 钻 2M66H 底孔至 5 mm T07 5 650 3511 2M66H 孔端倒角 T02 500 2012 攻 2M66H 螺纹 T08 M6 100 10013 铰 35H7 孔 T09 35AH7 100 50B9014 钻 215H7 至中心孔 T01 1200 4015 钻 215H7 至 14 mm T10 14 450 6016 扩 215H7 至 14.85mm T11 14.85 200 4017 铰 215H7 孔 T12 15 AH7 100 60编 制 审核 批准 共 1 页 第 1 页.40h8 尺寸需分别在镗床和铣床上加工完成，同样难以保证其对 B 孔的 0.02 mm 垂直度要求。异形支架零件简图 .2 选择加工中心 通过零件的工艺分析，确定该零件在卧式加工中心上加工。根据零件外形尺寸及图纸要求，选定的仍是国产 XH754 型卧式加工中心。3设计工艺1）选择在加工中心上加工的部位及加工方案62J7 孔 粗镗半精镗孔两端倒角铰55 H7 孔 粗镗 孔两端倒角精镗22.2 空刀槽 一次切成12.044U 型槽 粗铣 精铣R22 尺寸 一次镗40h8 尺寸两面 粗铣左面粗铣右面精铣左面精铣右面2）确定加工顺序B0：粗镗 R22 尺寸粗铣 U 型槽粗铣 40h8 尺寸左面B180 ：粗铣40h8 尺寸右面B270 ：粗镗 62J7 孔半精镗 62J7 孔切265 2.2 空刀槽62h7 孔两端倒角。B180 ：粗镗 55H7 孔孔两4.012.0端倒角B0 ：精铣 U 型槽精铣 40h8 左端面B180 ：精铣 40h8 右端面精镗 55H7 孔B270 铰 62J7 孔。具体工艺过程见表 3。3）确定装夹方案和选择夹具 支架在加工时，以 75js6 外圆及 26.50.15 尺寸上面定位（两定位面均在前面车床工序中先加工完成） 。工件安装简图如图所示。工件装夹示意图表 3 数控加工刀具卡片卡片产品名称或代号 零件名称 异形支架 零件图号 程序编号刀具工步号刀具号 刀具名称 刀柄型号 直径mm 长度 mm补偿值 mm 备注1 T01 镗刀 42 JT40TQC30270 422 T02 长刃铣刀 25 JT40MW375 25.3 T03 立铣刀 30 JT40MW485 304 T03 立铣刀 30 JT40MW485 305 T04 镗刀 61 JT40TQC50270 616 T05 镗刀 61.85 JT40TZC50270 61.857 T06 切槽刀 50 JT40M495 508 T07 倒角镗刀 66 JT40TZC50270 669 T08 镗刀 54 JT40TZC40240 5410 T09 倒角刀 66 JT40TZC50270 6611 T02 长刃铣刀 25 JT40MW375 2512 T10 镗刀 66 JT40TZC40180 6613 T10 镗刀 66 JT40TZC40180 6614 T11 镗刀 55H7 JT40TQC50270 55H715 T12 铰刀 62J7 JT40K27180 62J7编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页表 4 数控加工工序卡片产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号（工厂） 数控加工工序卡片导形支架 铸铁工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间专用夹具 XH754工步号工步内容 加工面 刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm备注B01 粗镗刚尺寸、R22 尺寸 T01 42 300 452 粗铣 U 型槽 T02 25 200 603 粗铣 40h8 尺寸左面 T03 30 180 601804 粗铣 40h8 尺寸右面 T03 30 180 60B2705 粗镗 62J7 孔至 61 T04 61 250 806 半精镗 62J7 孔至 61.85 T05 61.85 350 607 切 265 2.2 空5.012.刀槽T06 50 200 208 62J7 孔两端倒角 T07 66 100 40B1809 粗镗 55H7 孔至 54 T08 54 350 6010 55H7 孔两端倒角 T09 66 100 30B011 精铣 U 型槽 T02 25 200 6012 精铣 40h 左端面至尺寸 T10 66 250 30B18013 精铣 40h 右端面至尺寸 T10 66 250 3014 精镗 55H7 孔至尺寸 T11 55H7 450 20B27015 铰 62J7 孔至尺寸 T12 62J7 100 80.编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 典型零件的数控车削加工工艺 教学目的： 了解典型零件的特点掌握典型零件的工艺路线掌握典型零件的进给路线设计 重点、难点：加工工艺分析 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、轴类零件的数控车削工艺1 模具芯轴的车削工艺 图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸公差为0.01mm，角度公差为0.1 ，材料为 45 钢。毛坯尺寸为66mm100 mm，批量 30 件。加工方案如下：工序 1 用三爪卡盘夹紧工件一端，加工 6438 柱面并调头打中心孔。工序 2 用三爪卡盘夹紧工件 64一端，另一端用顶尖顶住。加工6462 柱面，如图所示。工序 3 钻螺纹底孔；精车 20 表面，加工 14锥面及背端面；攻螺纹，如图所示。工序 4 加工 SR19.4 圆弧面、26 圆柱面、角 15锥面和角 15倒锥面，装夹方式如图所示。工序 4 的加工过程如下：l）先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由 EFCHI 等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与 BC 一 DEFCHIB 相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是 BCDEFGHI 一 B，如图所示。2）再加工出最后一个 15的倒锥面，如图所示。模具芯轴零件简图工序 2 加工示意图 工序 3 加工示意图.二、轴套类零件数控车削加工工艺下面以图所示轴承套为例，介绍数控车削加工工艺（单件小批量生产） ，所用机床为 CJK6240。1零件图工艺分析该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为 45 钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。通过上述分析，采取以下几点工艺措施：1）零件图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。2）左、 右端面均为多个尺寸的设计基准， 相应工序加工前， 应该先将左、 右端面车出来。3）内孔尺寸较小，镗 120 锥孔、32 孔及 15斜面时需掉头装夹。2确定装夹方案内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心工序 4 加工示意图之一 工序 4 加工示意图之二 轴承套零件图 .轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。3确定加工顺序及走刀路线加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。4刀具选择 将所选定的刀具参数填入表轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。轴承套数控加工刀具卡片产品名称或代号 数控车工艺分析实例 零件名称 轴承套 零件图号 Lathe-01序号 刀具 号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀尖半径 mm 备注1 T01 45硬质合金端面车刀 1 车端面 0.5 25252 T02 5 中心钻 1 钻 5mm 中心孔3 T03 26 mm 钻头 1 钻底孔4 T04 镗刀 1 镗内孔各表面 0.4 20205 T05 93右手偏刀 1 自右至左车外表面 0.2 25256 T06 93左手偏刀 1 自左至右车外表面7 T07 60外螺纹车刀 1 车 M45 螺纹编制 审核 批准 年 月日 共 1 页 第 1 页注意：车削外轮廓时，为防止副后对面与工件表面发生干涉，应选择较大的到偏角，必要时可作图检验。本例中选 55 。rK5切削用量选择 根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，计算结果填入表 6-8 工序卡中。外轮廓车削装夹方案 外轮廓加工走刀路线 .背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取 0.l0.4 mm 较为合适。6数控加工工艺卡片拟订 将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。轴承套数控加工工序卡产品名称或代号 零件名称 零件图号工厂名称 数控车工艺分析实例 轴承套 Lethe01工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间001 Letheprg01 三爪卡盘和自制心 轴 CJK6240 数控中心工步号工步内容 刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 rmin 1进给速度mmmin 背吃刀量 mm 备注1 平端面 T01 2525 320 1 手动2 钻 5 中心孔 T02 5 950 2.5 手动3 钻底孔 T03 26 200 13 手动4 粗镗 32 内孔、15 斜面及 C0.5倒角 T04 2020 320 40 0.8 自动5 精镗 32 内孔、15 斜面及 C0.5倒角 T04 2020 400 25 0.2 自动6 掉头装夹粗镗 120 锥孔 T04 2020 320 40 0.8 自动7 精镗 1:20 锥孔 T04 2020 400 20 0.2 自动8 心轴装夹自右至左粗车外轮廓 T05 2525 320 40 1 自动9 自左至右粗车外轮廓 T06 2525 320 40 1 自动10 自右至左精车外轮廓 T05 2525 400 20 0.1 自动11 自左至右精车外轮廓 T06 2525 400 20 0.1 自动12 卸心轴改为三爪装夹粗车 M45 螺纹 T07 2525 320 480 0.4 自动13 精车 M45 螺纹 T07 2525 320 480 0.1 自动编制 审核 批准 年月日 共 1 页 第 1 页.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 刀具材料及其选用 教学目的： 了解其他刀具材料掌握对刀具材料的基本要求掌握常用刀具材料及用途 重点、难点：高速钢和硬质合金 使用教具： 课件 课后作业： 无 课后记录：年 月 日.授课主要内容刀具材料及其选用：刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的优劣，直接影响着生产效率、加工质量和生产成本。而刀具的切削性能，首先取决于切削部分的材料；其次是几何形状及刀具结构的选择和设计是否合理。一、对刀具材料的基本要求在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切屑变形和摩擦产生的高温，要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能。1 高的硬度和耐磨性 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。常温下一般应在 HRC60 以上。一般说来，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好。2 足够的强度和韧性 刀具切削部分要承受很大的切削力和冲击力。因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。3 良好的耐热性和导热性 刀具材料的耐热性是指在高温下仍能保持其硬度和强度，耐热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。刀具材料的导热性越好，切削时产生的热量越容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。4 良好的工艺性 为便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性。包括热加工性能（热塑性、可焊性、淬透性）和机械加工性能。5良好的经济性二、常用刀具材料刀具材料的种类很多，常用的有工具钢包括：碳素工具钢、合金工具钢和高速钢） 、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢，因耐热性很差，只宜作手工刀具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼，由于质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，仅在较小的范围内使用。目前最常用的刀具材料是高速钢和硬质合金。1 高速钢 是在合金工具钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。它具有较高的强度、韧性和耐热性，是目前应用最广泛的刀具材料。因刃磨时易获得锋利的刃口，又称“锋钢” 。高速钢按用途不同，可分为普通高速钢和高性能高速钢。1）普通高速钢 普通高速钢具有一定的硬度（6267 HRC）和耐磨性、较高的强度和韧性，切削钢料时切削速度一般不高于 5060m/min，不适合高速切削和.硬材料的切削。常用牌号有 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 。2）高性能高速钢 在普通高速钢中增加碳、钒的含量或加入一些其它合金元素而得到耐热性、耐磨性更高的新钢种。但这类钢的综合性能不如普通高速钢。常用牌号有 9W18Cr4V 、9W6Mo5Cr4V2、 W6Mo5Cr4V3 等。2 硬质合金 硬质合金是由硬度和熔点都很高的碳化物，用 Co、Mo、Ni 作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。其常温硬度可达 7882 HRC，能耐 8501000的高温，切削速度可比高速钢高 410 倍。但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差，因此很少做成整体式刀具。实际使用中，常将硬质合金刀片焊接或用机械夹固的方式固定在刀体上。我国目前生产的硬质合金主要分为三类：1） K 类（YG） 即钨钴类，由碳化钨和钴组成。这类硬质合金韧性较好，但硬度和耐磨性较差，适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。常用的牌号有：YG8 、YG6、YG3 ，它们制造的刀具依次适用于粗加工、半精加工和精加工。数字表示 Co 含量的百分数，YG6即含 Co 为 6%，含 Co 越多，则韧性越好。2） P 类（YT） 即钨钴钛类，由碳化钨、碳化钛和钴组成。这类硬质合金耐热性和耐磨性较好，但抗冲击韧性较差，适用于加工钢料等韧性材料。常用的牌号有：YT5、YT15 、 YT30 等，其中的数字表示碳化钛含量的百分数，碳化钛的含量越高，则耐磨性较好、韧性越低。这三种牌号的硬质合金制造的刀具分别适用于粗加工、半精加工和精加工。3） M 类（YW） 即钨钴钛钽铌类。由在钨钴钛类硬质合金中加入少量的稀有金属碳化物（TaC或 NbC）组成。它具有前两类硬质合金的优点，用其制造的刀具既能加工脆性材料，又能加工韧性材料。同时还能加工高温合金、耐热合金及合金铸铁等难加工材料。常用牌号有 YW1、YW2 。三、其他刀具材料简介1.涂层硬质合金 这种材料是在韧性、强度较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，采用化学气相沉积（CVD ）法或物理气相沉积（PVD ）法涂覆一层极薄硬质和耐磨性极高的难熔金属化合物而得到的刀具材料。通过这种方法，使刀具既具有基体材料的强度和韧性，又具有很高的耐磨性。常用的涂层材料有 TiC、TiN 、Al 2O3 等。TiC 的韧性和耐磨性好；TiN 的抗氧化、抗粘结性好；Al 2O3 的耐热性好。使用时可根据不同的需要选择涂层材料。2.陶瓷 其主要成分是 Al2O3，刀片硬度可达 78 HRC 以上，能耐 12001450的高温，故能承受较高的切削速度。但抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃。主要用于钢、铸.铁、高硬度材料及高精度零件的精加工。3.金刚石金刚石分人造和天然两种，做切削刀具的材料，大多数是人造金刚石，其硬度极高，可达 10000 HV（硬质合金仅为 13001800 HV） 。其耐磨性是硬质合金的80120 倍。但刃性差，对铁族材料亲和力大。因此一般不宜加工黑色金属，主要用于硬质合金、玻璃纤维塑料、硬橡胶、石墨、陶瓷、有色金属等材料的高速精加工。4.氮化硼（CNB） 这是人工合成的超硬刀具材料，其硬度可达 73009000HV ，仅次于金刚石的硬度。但热稳定性好，可耐 13001500高温，与铁族材料亲和力小。但强度低，焊接性差。目前主要用于加工淬火钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工材料。刀具材料的选用应对使用性能、工艺性能、价格等因素进行综合考虑，做到合理选用。例如，车削加工 45 钢自由锻齿轮毛坯时，由于工件表面不规则且有氧化皮，切削时冲击力大，选用韧性好的 K 类（钨钴类）就比 P 类（钨钴钛类）有利。又如车削较短钢料螺纹时，按理要用 YT，但由于车刀在工件切入处要受冲击，容易蹦刃，所以一般采用 YG 比较有利。虽然它的热硬性不如 YT，但工件短，散热容易，热硬性就不是主要矛盾了。.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 刀具种类及选择 教学目的： 铣刀的种类及选择孔加工刀具的种类及选择重点、难点：立铣刀、麻花钻的选择 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容数控刀具的选用：选用数控刀具通常应考虑的因素、数控车削刀具的选用、数控旋转类刀具的选用、数控机床刀柄的选用、工具系统。加工中心使用的刀具由刃具和刀柄两部分组成。刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等。刀柄要满足机床主轴的自动松开和拉紧定位，并能准确地安装各种切削刀具和适应换刀机械手的夹持等。一、铣刀的种类及选择常用铣刀的种类 铣刀种类很多，常用铣刀如下：1 面铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃，常用于端铣较大的平面。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。高速钢面铣刀按国家标准规定，直径 d80250mm，螺旋角 10 ，刀齿数 Z1026。硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体式、机夹一焊接式和可转位式三种。2 立铣刀 立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀，其结构如图所示。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刀为副切削刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，容屑槽圆弧半径则较大。一般粗齿立铣刀齿数 Z34，细齿立铣刀齿数 Z58，套式结构 Z1020，容屑槽圆弧半径 r25mm。当立铣刀直径较大时，还可制成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。标准立铣刀的螺旋角 为 4045 （粗齿）和 3035 （细齿） ，套式结构立铣刀的 为 1525 。直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。271mm 的立铣刀为直柄；663mm 的立铣刀为莫氏推柄；2580mm 的立铣刀为带有螺孔的 7：24 锥柄，螺孔用来拉紧刀具。直径大干 40160mm 的立铣刀可做成套式结构。3 模具铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成， 适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件上有较大转接凹圆弧的过渡加工。模具铣刀可分为圆锥形立铣刀（圆锥半角3 、 5、7 、10 ） 、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直2.柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。国家标准规定直径 d463mm。4 键槽铣刀 键槽铣刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立铣刀，又像钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。国家标准规定，直柄键槽铣刀直径 d222mm，锥柄键精铣刀直径 d1450mm。键槽铣刀直径的偏差有 e8 和 d8 两种。键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损，重磨时，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后铣刀直径不变。5 鼓形铣刀 主要用于对变斜角类零件的变斜角面的近似加工。它的切削刃分布在半径为 R的圆弧面上，端面无切削刃。二、孔加工刀具的选择钻孔刀具及其选择 钻孔刀具较多，有普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻等。应根据工件材料、加工尺寸及加工质量要求等合理选用。1麻花钻在加工中心上钻孔，大多是采用普通麻花钻。麻花钻有高速钢和硬质合金两种。麻花钻的切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃。两个螺旋糟是切屑流经的表面，为前刀面；与工件过渡表面（即孔底）相对的端部两曲面为主后刀面；与工件已加工表面（即孔壁）相对的两条刃带为副后刀面。前刀面与主后刀面的交线为主切削刃，前刀面与副后刀面的交线为副切削刃，两个主后刀面的交线为横刃。横刃与主切削刀在端面上投影之间的夹角称为横刃斜角，横刃斜角50 55 ；主切削刃上各点的前角、后角是变化的，外缘处前角约为 30，钻心处前角接近 0，甚至是负值；两条主切削刃在与其平行的平面内的投影之间的夹角为顶角，标准麻花钻的顶角 2118 。根据柄部不同，麻花钻有莫氏锥柄和圆柱柄两种。直径为 880mm 的麻花钻多为莫氏锥柄，可直接装在带有莫氏锥孔的刀柄内，刀具长度不能调节。直径为0.l20mm 的麻花钻多为圆柱柄，可装在钻夹头刀柄上。中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。麻花钻有标准型和加长型。在加工中心上钻孔，因无夹具钻模导向，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜，故要求钻头的两切削刃必须有较高的刃磨精度。2 扩孔刀具 标准扩孔钻一般有 34 条主切削刃，切削部分的材料为高速钢或硬质合金，结构形式有直柄式、锥柄式和套式等。扩孔直径较小时，可选用直柄式扩孔钻，扩孔直径中等