第2章 数控机床刀具的选择

1、第2章数控机床刀具的选择,一、学习目标掌握刀具材料的种类、特点及应用场合了解可转位刀片的优点、代码标记方法了解镗铣类工具系统的结构类型与特点掌握数控刀具选择应考虑的因素。,二、教学重点,1、刀具材料及其选用（2.1）,2、数控机床刀具种类及特点（2.2),三、教学难点,1、数控刀具选择（2.4）,四、考核点,1、数控工具系统的种类,2、JT/BT/ST/HSK刀柄型号、结构特点,3、可转位刀具的优点,4、数控刀具选择应考虑的因素,五、作业安排,书后习题。,第二章主要内容讲解,2.1.1刀具材料应具备的基本性能,高硬度,足够的强度和韧性,2.1刀具材料及其选用,高耐磨性和耐热性,良好的导热性,良

2、好的工艺性好和经济性,抗粘接性,化学稳定性,2.1.2刀具材料的种类及其选用,（1）高速钢（HighSpeedSteel，HSS）,高速钢是一种含钨（W）、钼（MO）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢，它具有较好的力学性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击。,普通高速钢国内外使用最多的普通高速钢是W6Mo5Cr4V2（M2钼系）及W18Cr4V（W18钨系）钢，含碳量为0.7%0.9%，硬度6366HRC，不适于高速和硬材料切削。,高性能高速钢指在普通高速钢中加入一些合金，如Co、Al等，使其耐热性、耐磨性又有进一步提高，热稳定性高。如W12Mo3Cr4V3Co5Si、W6M

3、o5Cr4V2A1、W10Mo4Cr4V3Al，硬度达6769HRC，可用于制造出口钻头、铰刀、铣刀等。,粉末冶金高速钢可以避免熔炼钢产生的碳化物偏析。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（CementedCarbide）,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。,1)普通硬质合金,钨钛钴类（YT）,Ti

4、C+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。,钨钛钽（铌）钴类（YW）,添加TaC或NbC，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。常用牌号：YW1、YW2。,2)新型硬质合金,碳化钛基类（YN）,TiC+Ni+Mo，硬度高、抗粘接、抗月牙洼磨损和抗氧化能力强。用于合金钢、工具钢、淬火钢的连续精加工。牌号：YN05、YN10。,（3）新型刀具

5、材料,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.,常用涂层材料:TiN、TiC、Al2O3,涂层刀具,陶瓷刀具材料（Ceramics）,主要成分Al2O3，硬度、耐热性和耐磨性高于硬质合金，不粘刀。脆性大，易蹦刃,主要用于切削45-55HRC的工具钢和淬火钢。,a.Al2O3基陶瓷刀具,主要成分Si3N4，强度、韧性、疲劳强度、切削稳定性高于Al2O3基陶瓷刀具，主要用于端铣和切有氧化皮的毛坯工件，也可对铸铁、淬硬钢进行精加工和半精加工。,b.Si3N4基陶瓷刀具,c.塞隆(Sialon)陶瓷,Si3N4中加入Al2O3等形成的新材料。迄今陶瓷中强度最高的材料，化学稳定性

6、和抗氧化能力都很好。,超硬刀具材料,a.聚晶金刚石（PCD）,金刚石和立方氮化硼的统称，用于超精加工和硬脆材料加工。,硬度高、耐磨性好，但耐热性差、强度低、脆性大，与铁亲和力强，用于高速精细车削、镗削有色金属及其合金和非金属材料，不宜加工黑色金属。,b.立方氮化硼（CBN）,硬度和耐磨性仅次于金刚石，但热稳定性好，主要用于加工高硬度(64-70HRC)的淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等难加工材料。,2.2数控机床刀具种类及特点,2.2.1数控机床的刀具系统,（1）刀柄,7：24圆锥刀柄,7：24圆锥刀柄特点：,不能自锁，换刀比较方便与直柄相比具有较高的定心精度和刚度刀柄要配上拉钉才能固定在主轴锥孔

7、上刀柄与拉钉都已标准化刀柄的选用要和机床的主轴孔相对应刀柄型号：JT、BT、ST。,HSK刀柄（柄部锥度为1：10）,HSK刀柄特点：,定位精度高。其经向和轴向重复定位精度一般在2m以内，并能长期保持高精度。,静态、动态刚度高。采用锥度和端面同时定位（过定位）。,适合高速加工。,重量轻、尺寸小、结构紧凑。,清除污垢方便。,（2）TSG82镗铣类工具系统,整体式结构,选用时一定要按图示进行配置。,TSG82工具系统的代码和意义,模块式结构（TMG10/TMG21）,2.3可转位刀片及其代码,2.3.1可转位刀具优点,可转位车刀的组成刀杆；2刀垫；3刀片4夹固元件,刀具寿命高,生产效率高,有利于推广新技术、新工艺,2.3.2可转位刀片的代码极其标记方法,按ISO1832-1985的可转位刀片的代码方法，是由10位字符串组成:,2.4数控刀具的选择,（1）选择刀片（刀具）应考虑的要素,被加工工件材料的类别被加工件材料性能的状况切削工艺的类别被加工工件的几何形状,（2）选择镗孔（内孔）刀具的考虑要点,尽可能选择大的刀杆直径，接近镗孔直径。尽可能选择短的刀臂选择主偏角（切入角Kr）接近90，大于75。,刀具形状和工件形状