数控教案——数控刀具的选用

<<数控车削用刀具>>教案

一、教学目标：

（1）理解数控车刀具的类型及各自特点；

（2）掌握可转位车刀该如何合理选用；

（3）掌握在使用中刀具角度对加工的影响。

二、教学重点、难点：

重点：刀具基本角度的作用

难点：可转位车刀的选用

三、教学过程：

(一)数控车常用刀具种类

由于工件材料、生产批量、加工精度以及机床类型、工艺方案的不同，车刀的种类也异常繁多。根据刀片与刀体的联接固定方式的不同，车刀主要可分为焊接式与机械夹固式两大类。

1、焊接式车刀

将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上称为焊接式车刀。这种车刀的优点是结构简单，制造方便，刚性较好。缺点是由于存在焊接应力，使刀具材料的使用性能受到影响，甚至出现裂纹。另外，刀杆不能重复使用，硬质合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪费。根据工件加工表面以及用途不同，焊接式车刀又可分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成形车刀等。

焊接式车刀的种类

1—切断刀 2—90°左偏刀 3—90°右偏刀 4—弯头车刀

5—直头车刀6—成形车刀7—宽刃精车刀8—外螺纹车刀9—端面车刀 10—内螺纹车刀 11—内槽车刀 12—通孔车刀

13—盲孔车刀

2）机夹可转位车刀

如图所示，机械夹固式可转位车刀由刀杆l、刀片2、刀垫3以及夹紧元件4组成。刀片每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置便可继续使用。

1—刀杆 2—刀片

3—刀垫 4—夹紧元件

机械可转位车刀的组成

刀片是机夹可转位车刀的一个最重要组成元件。按照国标GB2076－87，大致可分为带圆孔、带沉孔以及无孔三大类。形状有：三角形、正方形、五边形、六边形、圆形以及菱形等共17种。图示为常见的几种刀片形状及角度。

（二）、可转位车刀的选用

1、刀片的夹紧方式

各种夹紧方式是为适用于不同的应用范围设计的。为了帮助您选择具体工序的最佳刀具，按照适合性对它们分类，适合性有1-3个等级，3为最佳选择。

2、刀片形状的选择

（1）正型（前角）刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。

（2）负型（前角）刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。

（3）一般外圆车削：常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片。

（4）仿形加工：常用55 °、35 °菱形和圆形刀片。

（5）在机床刚性、功率允许的条件下大余量、粗加工：应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。

（三）、车刀基本角度的作用

1、刀具前角的作用

（1）前角的影响：刃口的锋利程度和强度及切削变形和切削力

（2）正前角大：切削刃锋利，前角每增加1°，切削功率减少1％，刀刃强度下降。用于切削软质材料，易切削材料，被加工材料及机床刚性差的场合。

（3）负前角大：切削力增加，切削硬材料，需切削刃强度大，以适应断续切削、切削含黑皮表面层的加工条件

2、主偏角的作用

改变主切削刃的受力及导热能力，影响切屑的厚度

（1）主偏角的影响：进给量相同时，主偏角大，刀片与切屑接触的长度增加，切削厚度变薄，使切削力分散作用在长的刀刃上，刀具耐用度得以提高；主偏角小，分力a’也随之增加，加工细长轴时，易发生挠曲；主偏角小，切屑处力性能变差；主偏角小，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使切屑难以碎断。

（2）大主偏角用于：切削深度小的精加工；切削细而长的工件；机床刚性差的场合。

（3）小主偏角用于：工件硬度高，切削温度大时；大直径零件的粗加工；机床刚性高的场合。

3、后角的作用：

减少车刀与后刀面的摩檫

（1）后角的影响：后角大，后刀面磨损小，刀尖强度下降。

（2）小后角用于：切削硬材料，需切削刃强度高时。

（3）大后角用于：切削软材料，切削易加工硬化的材料。

4、副偏角的作用：

具有减少已加工表面与刀具摩擦的功能，一般为5°～ 15°。

副偏角的影响：副偏角小，切削刃强度增加，但刀尖易发热；副偏角小，背向力增加，切削时易产生振动；粗加工时副偏角宜小些；而精加工时副偏角则宜大些。

5、刃倾角的作用：

刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车削时角度为3°～5°。

6、刀尖圆弧半径的作用：

对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大，一般适宜值选进给量的2～3倍（1）刀尖圆弧半径的影响：刀尖圆弧半径大，表面粗糙度下降，刀刃强度增加，刀具前、后面磨损减小；刀尖圆弧半径过大，切削力增加，易产生振动，切屑处理性能恶化。

（2）刀尖圆弧小用于：切深削的精加工，细长轴加工，机床刚性差的场合。

（3）刀尖圆弧大用于：需要刀刃强度高的黑皮切削，断续切削，大直径工件的粗加工，机床刚性好的场合。

四、小结：

本节课的学习要求主要掌握数控车刀具中可转位车刀的选用以及车刀基本角度的作用。

五、作业：

习题册: P38页

（一）7、8、9、10 （二）3、4、5、6、7

（三）1、2、3 （四）5、6、7