数控加工工艺设计说明书

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1、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普通加工所采用的刀具基本相同，但对一些工艺难度较大的零件，其刀具特别是刀具切削部分的几何参数，尚需作特殊处理，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，要求刀具必须具有很高的强度；对于刀杆细长的刀具(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

2、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特殊加工的需要，刀具应能满足高切削速度或进给速度的要求。如采用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不会因发生刀具意外损坏及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很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

3、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、精加工或特殊加工中，都应具有比普通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、安全地运行具有非常重要的意义。以车削加工为例，如果车刀的断屑性能不好，车出的螺旋形切屑就会缠绕在刀头、工件

4、或刀架上，既可能损坏车刀(特别是刀尖)，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，常常采用三维断屑槽，以增大断屑范围，改善断屑性能。另外，车刀的排屑性能不好，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，影响车刀的切削性能。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(如特殊涂层处理及改善刃磨效果等)。对于内孔车刀，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对刀具材料要求这里所讲的刀

5、具材料，主要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主要性能：（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基本要求。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主要标志。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，以承受切削过程中很大压力(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

6、，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，特别是数控机床加工技术的高速发展，刀具材料也在大力发展之中，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

7、杂刀具和精加工刀具中，仍占主要地位。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，主要用于加工钢料；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

8、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