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数控车刀doc 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 1 课 题?2.1-2.2 数控车刀的常见类型与选用及车刀的安装与修磨 教学时数: 2 学时 【教学目标】 1. 了解常用数控刀具的材料 2. 掌握常用车刀的种类及其选择 3. 掌握车刀的安装及修磨方法 4. 掌握车刀修磨时的注意事项 【重点、难点】 1. 实际加工时车刀的种类的选择 2. 车刀修磨的方法与步骤及注意事项。 【教学方法】 讲解与多媒体演示法 【教学过程】 复习:提问学生在普车实习时，常用的刀具。 导入:由右图提问学生刀具的名称而引入。 一(常用的数控刀具材料 刀具材料是指刀具切削部分的材料。 刀具切削部分的材料应具备的要求: 1) 高硬度 2) 高耐磨性 3) 高耐热性 4) 足够的抗弯强度和冲击韧性。 5) 良好的工艺性 刀具材料有以下种类，但最普遍采用的是高速钢和硬质合金。 表2-1 常用刀具材料 材料 主要特性 用途 优点 高速钢(HSS) 比工具钢硬 低速或不连续切削 刀 具 寿 命 较 长，加工的表 面较平滑 高性能高速 钢 强韧、抗边缘磨损 性强 可粗切或精切几乎任何材料， 包括铁、钢、不锈钢、高温合 切削速度可比高速 钢高，强度和韧性较 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 2 金、非铁和非金属材料 粉末冶金高速钢好 粉末冶金高 速钢 良好的抗热性和 抗碎片磨损 切削钢、高温合金、不锈钢、 铝、碳钢及合金钢和其他不易 加工的材料 切削速度可比 高性能高速钢 高15, 硬质合金 耐磨损、耐热 可锻铸铁、碳钢、合金钢、不 锈钢、铝合金的精加工 寿命比一般传 统碳钢高20 倍 陶瓷 高硬度、耐热冲击 性好 高速粗加工，铸铁和钢的精加 工也适合加工有色金属和非 金属材料不适合加工铝、镁、 钛及其合金 高速切削速度 可达5000m/s 立方氮化硼 CBN 超强硬度和耐磨 性好 硬度大于450 HBW 材料的高速 切削 刀具寿命长 聚晶金刚石 超强硬度和耐磨 性好 粗切和精切铝等有色金属和 非金属材料 刀具寿命长 二、常用数控车刀的类型及其选择 1(车刀的类型 数控车削用的车刀一般分为三类:即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。 尖形车刀 以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。如90o 内、外圆车刀，左、右端面车刀， 切槽(断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 这类车刀加工时，零件的轮廓形状主要由直线形主切削刃位移后得到 圆弧形车刀 圆弧形车刀的特征是:构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓度误差很小的圆 弧。该圆弧刃上每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心 上，编程时要进行刀具半径补偿。 成型车刀 成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。 数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。在数 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 3 控加工中，应尽量少用或不用成型车刀，当确有必要选用时，则应在工艺准备的文件或加工程 序单上进行详细说明。 刀尖圆弧半径不仅影响切削效率，而且关系到被加工表面的粗糙度及加工精度。从刀尖圆弧半 径与最大进给量关系来看，最大进给量不应超过刀尖圆弧半径尺寸80,， 否则将恶化切削条件。因此，从断屑可靠出发，通常对于小余量、小进给车削加工应采用小的 刀尖圆弧半径，反之宜采用较大的刀尖圆弧半径。粗加工时，注意以下几点: A、为提高刀刃强度，应尽可能选取大刀尖半径的刀片，大刀尖半径可允许大进给; B、在有振动倾向时，则选择较小的刀尖半径; C、常用刀尖半径为1.2,1.6 ?; 精加工时，注意以下几点: A、精加工的表面质量不仅受刀尖圆弧半径和进给量的影响，而且受工件装夹稳定性、夹具和 机床的整体条件等因素的影响; B、在有振动倾向时选较小的刀尖半径; C、非涂层刀片比涂层刀片加工的表面质量高 表2-2 不同刀尖半径时最大进给量 刀尖半径(?) 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 最大推荐进给量(? /r) 0.25,0.35 0.4,0.7 0.5,1.0 0.7,1.3 1.0,1.8 三、常用车刀的安装(老师可以在机床上进行演示) 在实际加工中，车刀安装的高低，车刀刀杆轴线是否垂直，对车刀角度有很大的影响。以 车削外圆为例，当车刀刀尖高于工件旋转轴线时，因其车削平面与基面的位置变化，使前角增 大，后角减小;反之，前角减小，后角增大。车刀安装歪斜，对主偏角、副偏角影响较大，特 别是在车螺纹时会使牙形半角产生误差。因此，正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具 磨损，提高刀具使用寿命的重要步骤。 四、车刀的刃磨 1、砂轮的选用 氧化铝砂轮:适于刃磨高速钢车刀和碳素工具钢刀具 碳化硅砂轮:适合于刃磨硬质合金刀具 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 4 2、车刀修磨的方法和步骤 1)粗磨主后面，同时磨出主偏角及主后角 2)粗磨副后角，同时磨出副偏角和副后角 3)粗磨前面，同时磨出前角 4)磨断屑槽 5)精磨主后面和副后面 6)磨负倒棱 3、车刀修磨注意事项 1) 双手拿稳车刀，使刀杆靠于支架，并让受磨表面轻贴砂轮。倾斜角度要合适，用力应 均匀。 2) 砂轮表面应经常修整，磨刀时不要用力过猛，以防打滑而伤手。 3) 应尽量避免在砂轮端面上修磨。 4) 修磨高速钢车刀时，刀头磨热时，应及时放入水中冷却，以防刀刃退火;修磨硬质合 金车刀，刀头发热后，不能将刀头放入水中冷却，以防刀头因急冷而产生裂缝。 5) 修磨结束后应随手关闭砂轮机电源。 【课堂小结】 本次课主要掌握车刀的材料、车刀的种类、车刀的刃磨方法及注意事项。 【作业】 课本:P25 第1、2、3、4 题 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 5 课 题?2.3-2.4 数控铣刀的常见类型与选用及铣刀的安装与对刀介绍 教学时数: 2 学时 【教学目标】 1. 了解加工时对铣刀的基本要求 2. 掌握常用铣刀的种类 3. 掌握铣刀的安装及修磨方法 4. 掌握铣刀修磨时的注意事项 【重点、难点】 1. 实际加工时铣刀的种类的选择 2. 铣刀修磨的方法与步骤及注意事项。 【教学方法】 讲解与多媒体演示法 【教学过程】 复习与导入:提问学生在铣削实习时，常用的刀具并而引入 一、 对铣刀的基本要求 1. 铣刀的刚性要好。 2. 铣刀的耐用度要高。 二、常用铣刀的种类 1. 面铣刀:主要用于铣削大平面。 2. 立铣刀:用于加工各种凹槽、台阶面以及成形表面;其主切削刃位于圆周面上，端面 上的切削刃是副切削刃，故切削时一般不宜沿轴线方向进给。 3. 模具铣刀:属于立铣刀类，主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。 4. 键槽铣刀:用于加工封闭键槽。外形类似立铣刀，有两个刀齿，端面切削刃为主切削 刃，圆周的切削刃是副切削刃。 5、成形铣刀:是为特定形状的工件或加工表面专门设计制造的，如渐开线齿面、燕尾槽和 T 形槽等。 三、 铣刀的选择 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零 件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀; 加工凸台、凹 槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。 具体注意事项: 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 6 1. 刀具尺寸要与被加工工件的表面尺寸和形状相适应: 2(粗铣平面时，因切削力大，故宜选较小直径的铣刀，以减少切削扭矩; 3(精铣时，可选大直径铣刀，并尽量包容工件加工面的宽度，以提高效率和加工表 面质量。 铣刀的主要结构参数有: – 直径do，宽度(或长度)L 及齿数Z。 – 刀具半径r 应小于零件内轮廓面的 最小曲率半径ρ ，取r=(0.8~0.9) ρ 。 – 零件加工高度H数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 7 削的齿数也愈多;使铣削过程较平稳，因而可获得较好的加工质量。一般按工件材料和加工性 质选择铣刀的齿数。 四、 数控铣刀的安装(在数控铣床或加工中心上讲解) 1. 对刀点的选择 1) 刀位点:用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。 对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，这一相 对位置是通过确认对刀点来实现的。对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的 基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一 定尺寸联系的某一位置，对刀点往往就选择在零件的加工原点。对刀点的选择原 则如 下 所选的对刀点应使程序编制简单; 对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置; 对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置; 对刀点的选择应有利于提高加工精度。 (2) 对刀点:确定刀具与工件相对位置 的点(起刀点)。 对刀点 可以是工件或夹具上的点，或者 与它们相关的易于测量的点。 对刀点 确定之后，机床坐标系与工件坐 标系的相对关系就确定了。 例如，加工右图所示零件时，当按照图示路线 来编制数控加工程序时，选择夹具定位元件圆 柱销的中心线与定位平面 A 的交点作为加工的 对刀点。显然，这里的对刀点也恰好是加工原 点。 2. 对刀方法 所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点” 重合的操作。每把刀具的半径与长度尺寸都是 对刀点设置 不同的，刀具装在机床上后，应在控制系统中设置刀具的基本位置。“刀位点”是指刀具的定 第2 章 数控加工常用刀具简介 教 案 昆山第一中等专业学校 8 位基准点。 如下图所示，圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的 球心点或球头顶点。 刀位点 刀位点: 用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。 数控铣床的坐标系(XYZ)的原点O 和机床零点是重合的，如下图所示。 图 立式数控铣床坐标系和机床原点、工件原点 【课堂小结】 通过本次课的教学，学生要能够掌握对铣刀的基本要求、在加工工件时根据工件的加 工部位，选择合适的铣刀类型，并在工件装夹好后，正确的对刀。 【作业】 P25 第5、7 题