数控加工工艺刀具角度
金属切削刀具常用的5个切削角度
金属切削刀具是制造业中常用的工具，正确的切削角度对切削质量有着重要的影响。
在金属加工过程中，常用的五个切削角度包括：刀尖倒角角度、主偏角、副偏角、前角和后角。
一、刀尖倒角角度刀尖倒角角度是指刀具前端倒角的角度，它的大小会影响切削的刀尖强度和耐磨性。
一般来说，刀尖倒角角度越小，刀尖强度越高，耐磨性也越好。
常见的刀尖倒角角度为15度至45度不等，选用合适的刀尖倒角角度能够减小切屑厚度、改进切削刚度和提高刀具寿命。
二、主偏角主偏角又称前角，是指切削刃与工件表面的夹角。
主偏角的大小直接影响着刀具的切削力和切屑的形态。
通常情况下，主偏角越小，切削力越小，切削刚度越大。
然而，主偏角过小也容易导致刀具容易断裂和刀尖易磨损。
在实际加工中需要根据不同的工件材料和加工条件来选择合适的主偏角。
三、副偏角副偏角又称侧倾角，是指刀具刃部与切削面的夹角。
副偏角的大小影响着切屑的流动和刀具的耐磨性。
一般情况下，副偏角越小，切屑流动越顺畅，切屑的形态也更好。
但过小的副偏角容易导致刀具刃部的磨损加剧。
在选择副偏角时需要兼顾切屑形态和刀具的耐磨性。
四、前角前角是刀具刃部与工件表面接触时形成的角度，它的大小直接影响着切削时的切削力和切屑的形态。
一般情况下，前角越大，切削力越小，切屑流动也更加顺畅。
然而，过大的前角容易导致刀具刃部的磨损加快。
在实际加工中需要根据工件材料和加工条件来选择合适的前角。
五、后角后角是刀具刃部背面与工件表面形成的角度，它的大小影响着刀具刃部的强度和切削力。
一般情况下，后角越大，刀具刃部强度越高，切削力也相对较小。
然而，过大的后角会导致刃部切削过程中的摩擦增大，从而影响切削质量。
在选择后角时需要根据实际情况进行合理的选择。
总结：金属切削刀具的切削角度对切削质量和刀具寿命有着重要的影响。
正确选择刀尖倒角角度、主偏角、副偏角、前角和后角，可以有效地改善切削过程中的刀具性能，提高加工质量，降低成本，增加经济效益。
在实际加工中，需要根据具体的工件材料和加工条件来合理选择切削角度，以达到最佳的加工效果。
车刀切削部分几何角度
张家口煤矿机械制造技工学校教案第课编号：QD-0507-02王颖博09年 03 月01 日年月日年月日板板书设计一、车刀切削部分的几何角度六个基本角度 :γο、αο、αο’、κr、κr’、λѕ两个派生角度: βο、εr1、前角(γο) 在正交平面内，前刀面与基面间的夹角。
2、主后角(αο) 在正交平面后刀面与切削平面间的夹角。
3、副后角(αο’) 在副正交平面内,副后刀面与切削平面间的夹角。
4、γο、αο的正负值规定在主正交平面中，前刀面与切削平面间夹角<900，前角为正；>900前角，为负；=900，前角为零。
后刀面与基面夹角<900，αο为正；>900，αο为负；=900，αο为零。
5、主偏角(κr) 主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角。
6、副偏角(κr’) 副切削刃在基面上的投影与背离进给方向间的夹角。
7、刃倾角(λѕ) 在切削平面内,主切削刃与基面间的夹角。
8、刃倾角(λѕ)的正负值规定p+λѕ切屑排向待加工表面,切屑不易擦毛已加工表面。
工件表面粗糙度小,刀尖强度差。
-λѕ切屑排向已加工表面，易擦毛已加工表面,刀尖强度好。
λѕ=00 切屑沿垂直于主切削刃方向排出。
尤其断续切削时,+λѕ刀尖易损；-λѕ刀尖强度好9、楔角(βο) 在主截面内,前刀面与后刀面间的夹角。
影响刀头强度。
βο=900－(γο+αο)10、刀尖角(εγ) 主切削刃和副切削刃在基面上投影间的夹角。
εγ=1800－(κr、+κr’)二、车刀主要角度的初步选择1、前角(γο)工件材料γο数值与加工性质有关刀具材料软→选较大γο硬→选较小γο工件材料塑性材料→选较大γο脆性材料→选较小γο粗加工,尤其是车有硬皮的铸、锻件→选较小γο加工性质精加工,为减小Rα→选较大γο刀具材料强度、韧性较差(如硬质合金)→选较小γο刀具材料刀具材料强度、韧性较好(如高速钢)→选较大γογο=-50～250，车削45钢用高速钢车刀γο=200～250用硬质合金车刀粗加工γο=100～50，精加工γο=130～180。
数控机床加工的切削用量
单元4数控机床加工的切削用量教学目的1、了解数控机床的运动（主运动、进给运动）；2、了解数控机床加工刀具的角度及其作用；3、了解数控机床加工中有关切削层的参数及其作用；4、了解数控机床加工中的切削用量及其选用原则。
5、掌握常用不同材料零件在粗加工、半精加工和精加工时的切削用量选用；教学重点1、数控机床加工刀具的角度及其作用；2、数控加工中粗加工、半精加工和精加工时的切削用量选择；教学难点1、刀具的角度及其作用；2、切削用量选用教学方法讲练结合教学内容一、车削加工与刀具1. 车削加工原理在普通车床和一般数控车床上，可以进行工件的外表面、端面、内表面以及内外螺纹的加工。
对于车削中心，除上述各种加工外，还可进行铳削、钻削等加工。
从上述介绍可以看出：在切削过程中，刀具和工件之间必须具有相对运动，这种相对运动称为切削运动。
根据切削运动在切削过程中的作用不同可以分为主运动、和进给运动。
各种机床的主运动和进给运动参见下表。
主运动是指机床提供的主要运动。
主运动使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具的前刀面接近工件并对工件进行切削。
在车床上，主运动是机床上主轴的回转运动，即车削加工时工件的旋转运动。
2）进给运动进给运动是指由机床提供的使刀具与工件之间产生的附加相对运动。
进给运动与主运动相配合，可以形成完整的切削加工。
在普通车床上，进给运动是机床刀架（溜板）的直线移动。
它可以是纵向的移动（与机床主轴轴线平行），也可以是横向的移功（与机床主轴轴线垂直），但只能是一亇方向的移动。
在数控车床上，数控车床可以同时实现两亇方向的进给，从而加工出各种具有复杂母线的回转体工件。
在数控车床中，主运动和进给运动是由不同的电机来驱动的，分别称为主轴电机和坐标轴伺服电机。
它们由机床的控制系统进行控制，自动完成切削加工。
2. 切削用量切削用量是指机床在切削加工时的状态参数。
不同类型的机床对切削用量参数的表述也略有不同，但其基本的含义都是一致的，如下图所示。
数控加工工艺及编程 项目3螺纹轴加工工具刀具选择
螺纹轴加工刀具和工具选择一、车刀选择外圆车刀选择原则与短轴加工时的外圆车刀相同用90度外圆车刀，这里就不在赘述。
分析该螺纹零件。
螺纹为M12的三角外螺纹，我选择三角形外螺纹车刀，刀尖角60度。
割槽刀选用3mm宽的外割槽刀。
二、螺纹车刀特点螺纹车刀是成形刀具，其切削部分的形状应和螺纹牙型轴向剖面的形状相符合，车刀的刀尖角应该等于牙型角。
三角形螺纹的牙型角是60°，理论上三角形螺纹车刀的刀尖角也应该是60°。
但实际生产中，只有高速工具钢三角形螺纹车刀的刀尖角是60°，硬质合金三角形螺纹车刀的刀尖角则应为59°30’左右。
这是因为用硬质合金车刀高速切削时，工件材料受到较大的挤压力，会使牙型角增大约0.5°。
三、螺纹车刀种类1.高速工具钢三角形螺纹车刀（图1）的前角一般取5°~15°，粗车刀的纵向前角一般取15°左右，精车刀的前角一般取6°~10°。
2.硬质合金三角形螺纹车刀（图2）的前角和纵向前角一般都取0°，为了增加切削刃的强度，在车削较高硬度的材料时，两切削刃上可磨出负倒棱。
a）粗车到b）精车刀图1高速钢三角螺纹车刀c）焊接式d）机加式图2 硬质合金三角螺纹车刀三、刀具的刃磨三角螺纹车刀刃磨要求：①根据粗、精车的要求，刃磨出合理的前、后角。
粗车刀前角大、后角小，精车刀则相反；②车刀的左右刀刃必须是直线，无崩刃；③刀头不歪斜，牙型半角相等；④内螺纹车刀刀尖角平分线必须与刀杆垂直；⑤内螺纹车刀后角应适当大些，一般磨有两个后角。
四、割槽刀1）高速工具钢槽刀如图3所示1)前角ϒ0：前角增大能使车刀刃口锋利，切削省力并排屑顺畅，ϒ0=5°～20°；2)主后角α0:可减少车槽刀主后刀面和工件过渡表面间的摩擦，α0=6°～8°；3）副后角α0’：可减少车槽刀两个副后刀面和工件已加工表面间的摩擦，α0'=1～3°。
数控机床用刀具系统参数介绍讲述
数控机床用刀具系统参数介绍一、数控车削刀具的特点为了适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。
与普通机床的刀具相比，数控车床刀具及刀具系统具有以下特点：1）刀片或刀具的通用化、规则化、系列化。
2）刀片或刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。
3）刀片或刀具材料及切削参数须与被加工工件的材料相匹配。
4）刀片或刀具的使用寿命高，加工刚性好。
5）刀片在刀杆中的定位基准精度高。
6）刀杆须有较高的强度、刚度和耐磨性。
二、数控车削刀具的分类1.根据加工用途分类车床主要用于回转表而的加工，如圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹、切槽等切削加工。
因此，数控车床用刀具可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切槽刀等种类。
2.根据刀尖形状分类数控车刀按刀尖的形状一般分成三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀，如图2-2.1所示。
图2-2.1 按刀尖形状分类的数控车刀注：在数控车床上，除进行螺纹加工外，应尽量不用或少用成形车刀。
3.根据车刀结构分类根据车刀的结构，数控车刀又可分为整体式车刀、焊接式车刀和机械夹固式车刀三类。
（1）整体式车刀整体式车刀(图2-2.2 a)主要指整体式高速钢车刀。
通常用于小型车刀、螺纹车刀和形状复杂的成形车刀。
具有抗弯强度高、冲击韧度好，制造简单和刃磨方便、刃口锋利等优点。
（2）焊接式车刀焊接式车刀(图2-2.2b )是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而成。
这种车刀结构简单，制造方便，刚性较好，但抗弯强度低、冲击韧度差，切削刃不如高速钢车刀锋利，不易制作复杂刀具。
（3）机械夹固式车刀机械夹固式车刀(图2-2.2c）是将标准的硬质合金可换刀片通过机械夹固方式安装在刀杆上的一种车刀，是当前数控车床上使用最广泛的一种车刀。
a）b）c）图2-2.2 按刀具结构分类的数控车刀a）整体式车刀b）焊接式车刀c）机械夹固式车刀三、数控车削刀具的材料常用的数控刀具材料有高速钢、·硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼，金刚石等。
数控车刀的几何参数.
数控车刀的几何参数一、刀具几何参数刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面决定的。
刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。
选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。
刀具组成部分如图1-1所示。
图1-1主偏角κr——主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。
刃倾角λs——在切削平面ps内，主切削刃与基面pr的夹角。
还有：副前角γoˊ、副后角αoˊ、副偏角κrˊ、副倾角λsˊ图1-2二、刀具几何参数对加工精度的影响在数控加工中，为降低加工工件表面粗糙度，减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因素，通常车刀会存在刀尖圆弧半径r，主偏角kr，车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差由此使得加工的运行轨迹与被加工零件的形状产生差异。
因被加工零件表面形状各异，所以引起的差异也各不相同。
下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。
1．车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触见切点的运行轨迹保证的，对于主偏角kr=90°的车削加工，参见图1.1示，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧半径点A保证。
图1.1当（D-d）/2=ap>r时，由图可知，由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量△a为△a=b-a=r式中：b——零件轴向尺寸；a——实际轴向位移量；r——刀尖圆弧半径.此时，刀具实际轴向位移是长度a为：a=b-△a=b-r（D-d）/2=ap△a=BC=2pp22a-ra2）(r=--par此时，刀具实际轴向位移长度a=b-Δa=22yyarab--对于主偏角KF＜90°的车削加工，当完成轴向加工即处于图1.1c位置时，被加工零件的已加工表面部由车刀刀尖A保证，零件的加工表面由刀具型面AC 和CE形成。
第1章刀具角度
3) 背平面、假定工作平面参考系
图1-11 背平面、假定工作平面参考系
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刀具角度的作用：
a 确定切削刃的空间位置 b 确定前、后刀面的空间位置
1.2.2 刀具标注角度
（1）刀具在正交平面参考系中的角度 1）主偏角κr
基面Pr中测量的主切削平面 与假定工作平面(进给方向)间夹角。 切削平面Ps中测量的主切削 刃与基面间的夹角。 γo （正交平面Po中测量的） 前刀面与基面间的夹角。 （主）后角 αo （正交平面Po中测量 的）后刀面与切削平面间的夹角。
9
图1-6 平面刨削的切削运动与加工表面
10
（3）切削用量：三要素 ①切削速度vc 当主运动为旋转运动时，工件或刀具最大 直径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的工件或刀具的最 大直径 (mm)； n——主运动的转速(r/s或r/min)。
11
②进给量ｆ
若进给运动为直线运动，则进给速度在切削刃上
间的夹角。
①楔角：楔角 是前刀面Ag 与后面刀A 之
在正交平面Po上测量时：
bο =
90°--（ go + o ）
②刀尖角er ：是在基面Pr上的测量的主
切削平面Ps与副切削平面Ps’之间的夹角。
er = 180°--（ r + r’ ）
(1)刀具在正交平面参考系中的角度
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图1-12 外圆车刀在正交平面参考系的角度
主剖面
侧平面
6）背平面Pp：Pr、Ps、Po组成一个正交的正交平面参考系。
三个参考系
{
Pr、Ps、Pn组成一个正交的法平面参考系。 21 Pr、Pf、Pp组成一个背平面、假定工作平面参考系。
刀具角度选择
后角的主要作用是减小刀具后刀面与工件之间的摩擦。后角过大会使到刃强度降低，并使散热条件变差，使刀具耐用度降低
车刀合理后角f≤0.25mm/r时，可选ao=10°~12°；在f＞0.25mm/r时，取ao=5°~8°
1） 工件材料强度、硬度较高时，应取较小后角；工件材料软、粘时应取较大后角；加工脆性材料时，宜取较小后角。
1）前刀面Ay—切下的切屑沿其流出的表面。
2）主后刀面Aa—与工件上过渡表面相对的表面。
3）副后刀面A＇a—与工件上已加工表面相对的的表面。
4）主切削刀S—前刀面与主后刀面的交线，它承担主要切削工作。
5）副切削刃S＇—前刀面与副后刀面的交线，它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。
6）刀尖—主切削刃与副切削刃连接处的那部分切削刃。
刀具角度选择
角度名称
作用
选择时应考虑的主要因素
前角yo
增大前角可以减小切屑变形和摩擦阻力，使切削力、切削功率及切削时产生的热量减小。前角过大将导致切削刃强度降低，刀头散热体积减小，致使刀具寿命降低
加工一般灰铸铁时，可选yo=5°~15°；加工铝合金时，选yo=30°~35°；用硬质合金刀具加工一般钢料时，选yo=10°~20°
2） 精加工及切削厚度较小的刀具，应采用较大的后角；粗加工、强力切削、宜取较小后角。
3） 工艺系统刚性较差时，应适当尖小后角。
4） 定尺寸刀具，如拉刀、铰刀等，为避免重磨后刀具尺寸变化过大，宜取较小的后角。
主偏角kr
主偏角减小，可使刀尖处强度增大且作用切削刃长度增加，有利于散热和减轻单位刀刃长度的负荷，提高刀具的寿命。减小主偏叫4还可使工件表面残留面积高度减小。增大主偏角，可使背向力Fp减小，进给力Ff增加，因而可降低工艺系统的变形与振动
刀具角度的选择
前角的选择原则：主要考虑以下因素①工件材料的强度、硬度②是否是塑性材料和脆性材料③是否是粗加工和精加工④刀具材料的抗弯强度是否高⑤工艺系统刚性是否好和机床功率是否够⑥是否是数控机床和自动机、自动线用刀具工件材料1)加工塑性材料时，为减小切削变形，降低切削力和切削温度，应选大的前角。
2)加工脆性材料时，塑性变形小，前角的作用不显著，应选用较小的前角。
3）工件材料的强度小，硬度低，应选大的前角。
4）工件材料的强度与硬度高，应采用较小的前角，以保证刀尖强度。
5）当加工特别硬的材料时，应选用很小的前角，甚至负前角。
刀具材料抗弯强度和冲击韧性大的刀具材料，选较大的前角，反之选小值。
高速钢比硬质合金刀具允许选用较大的前角，一般为5－10°。
加工性质粗加工时，切削力大，切削热量多，应选用较小前角。
精加工时，切削力小，切削热少，为提高表面质量，应采用较大前角。
工艺系统刚性差和机床功率较小时选择较大前角。
后角选择原则是：在粗加工时以确保刀具强度为主；在精加工时以保证加工表面质量为主。
1）根据加工条件选取：粗加工时，应选取较小的后角；精加工时，应选取较大的后角；当工艺系统刚度较差时，应选取较小的后角。
2）根据工件材料选取：加工脆性材料或强度和硬度较高的材料时，应选取较小的后角；加工塑性材料或易产生加工硬化时，应选取较大的后角。
3）综合考虑前角选取：当前角选取较大时，后角应在可选择的范围内取较小值；当采用负前角刀具加工高硬度、高强度材料时，后角应取较大值。
主偏角的选择原则：主要根据加工条件和工艺系统刚性来选择主偏角的选择1）根据工艺系统刚性选取：工艺系统刚性较好时（工件长径比lw/dw <6），应选取较小的主偏角；当工艺系统刚度不足时（工件长径比lw/dw = 6-12），或带有冲击性的切削应选取较大的主偏角。
2）根据工件材料选取：当切削强度和硬度较高的材料时，应选取较小的主偏角。
3）根据加工条件选取：粗加工时，应选取较大的主偏角；单件小批生产或加工带台阶和倒角的工件时，常选取通用性较好的车刀κr ＝45°，以提高生产率。
75度数控刀杆用途
75度数控刀杆用途数控刀杆是一种常见的机械工具，广泛应用于各个行业和领域。
在这些数控刀杆中，75度数控刀杆因其独特的性能和用途备受关注。
本文将探讨75度数控刀杆的用途以及其在不同领域中的应用。
首先，让我们来了解一下75度数控刀杆的基本特点。
该刀杆采用高强度合金材料制造，具备较高的硬度和耐磨性，能够在高速切削条件下保持较好的切削稳定性。
另外，75度数控刀杆的标配刀片角度为75度，这种角度是为了适应不同材料的切削需求而设计的，能够提供更好的切削效果和性能。
在加工领域，75度数控刀杆可广泛应用于金属加工、塑料加工、玻璃加工等工艺过程中。
例如，在金属加工领域，该刀杆可以用于铣削、镗削、车削等操作，适用于不同金属材料的切削加工，如铝合金、钢材、铜材等。
其优越的硬度和切削稳定性使得75度数控刀杆在金属加工中能够获得更高的切削精度和质量。
此外，75度数控刀杆也可以在木工加工领域找到应用。
在木材切削过程中，该刀杆的切削角度和材质都能够提供良好的切削效果。
无论是进行直线切割、曲线切割还是开槽，75度数控刀杆都能够胜任，并且在切削过程中不容易产生卡刀或者损伤木材的情况。
此外，75度数控刀杆还在工艺制造领域中展现出了广泛的应用前景。
在模具制造、雕刻加工、装饰加工等领域，该刀杆能够满足不同形状、精度、表面质量要求的加工需求。
75度数控刀杆的应用使得相关领域的加工工艺更加方便、高效，并且提高了产品的质量和精度。
总而言之，75度数控刀杆作为一种常见的机械工具，具备较高的硬度和耐磨性，能够在不同领域中应用于金属加工、木工加工、工艺制造等过程。
其出色的切削效果和稳定性使得该刀杆在各个行业中都有着广泛的用途。
无论是在提高加工质量、加速切削速度还是满足特定加工需求方面，75度数控刀杆都具备着独特的优势，为相关行业的发展做出了重要的贡献。
刀具角度的功用与选择精选文档
副偏角的大小主要根据表面粗糙度的要求选取，一般为5°～15°，粗加工时取大值，精加工时取小值。切断刀、锯片刀为保证刀头强度，只能取很小的副偏角，一般为1°～2°。
（1）根据工件材料选择前角。加工塑性材料时，特别是硬化严重的材料（如不锈钢等），为了减小切削变形和刀具磨损，应选用较大的前角；加工脆性材料时，由于产生的切屑为崩碎切屑，切削变形小，因此增大前角的意义不大，而这时刀屑间的作用力集中在切削刃附近，为保证切削刃具具有足够的强度，应采用较小的前角。
工件强度和硬度低时，切削力不大，为使切削刃锋利，可选用较大的甚至很大的前角。工件材料强度高时，应选用较小的前角；加工特别硬的工件材料（如淬火钢）时，应选用很小的前角，甚至选用负前角。因为工件的强度、硬度愈高，产生的切削力愈大，切削热愈多，为了使刃具有足够的强度和散热，防止崩刃和磨损，应选用较小的前角。
（1）根据切削厚度选择后角。合理后角大小主要取决于切削厚度（或进给量），切削厚度hD愈大，则后角应愈小；反之亦然。如进给量较大的外圆车刀后角=6°～8°，而每齿进刀量不超过mm的圆盘铣刀后角=?30°。这是因为切削厚度较大时，切削力较大，切削温度也较高，为了保证刃口强度和改善散热条件，所以应取较小的后角。切削厚度愈小，切削层上被切削刃的钝圆半径挤压而留在已加工表面上并与主后刀面挤压摩擦的这一薄层金属占切削厚度的比例就越大。若增大后角，就可减小刃口钝圆半径，使刃口锋利，便于切下薄切屑，可提高刀具耐用度和加工表面质量。
数控机床、自动机床和自动线用刀具，为保证刀具工作的稳定性，使其不易发生崩刃和破损，一般选用较小的前角。
《数控加工工艺》课程标准1
《数控加工工艺》课程标准一、课程定位本课程担负着帮助毕业生在未来职业生涯中从初始低层次的机床操作工向更高层次的数控编程员、工艺员等岗位迁移的重任。
课程对提高机械制造与自动化专业人才培养质量、提升毕业生就业能力与就业质量具有重要意义。
先修课程有：《机械制图》、《工程力学》、《公差配合与技术测量》、《金属切削机床》、《机械制造技术》等；后续课程有：《数控技术与编程》、《数控加工实训》、《跟岗实习》、《毕业实习》等。
二、课程任务培养学生具备机械加工业岗位群所需的数控加工工艺分析及制定能力，重点强化学生数控加工切削基础、数控刀具选择、工件定位与装夹分析的能力。
通过本课程的学习，使学生掌握数控加工工艺基本理论、工艺分析，数控加工工艺制定，能独立完成中等复杂零件的数控加工工艺规划。
三、教学目标数控加工工艺课程主要培养学生掌握包括刀具几何参数和切削用量的选择、机械加工中零件的定位及基准选择等。
使学生具有能够在理论上进行分析、在实践上具有动手操作的能力。
对本专业所需要的数控加工技术具有一定的分析、处理能力；能与数控技术与编程和数控加工实训课程相配合，掌握数控加工全过程所必需的基础理论，为其职业生涯的发展和终身学习奠定基础。
具体教学目标为：1、职业技能目标：掌握数控车床的加工工艺析及规划；掌握数控铣床的加工工艺析及规划；掌握加工中心的加工工艺析及规划；掌握中等复杂零件的数控加工工艺析及工艺规划；培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力。
2、职业素质目标：具有创新精神和实践能力；培养严谨的科学态度和良好的职业道德；具有团队合作能力、专业技术交流的表达能力、学习新知识、新技能的学习能力和解决实际问题的工作能力。
3、职业拓展目标：养成踏实、严谨、进取的品质及独立思考的习惯。
注重理论联系实际，善于观察问题、发现问题、并能运用所学知识独立对现场生产过程中出现的问题进行简单的分析并提出改进的措施。
四、教学内容、要求及教学设计1、教学方法——任务教学：根据课程的特点，设计典型的学习情境，通过学习情境和学习项目将需要学习的知识点和技能点有机地结合起来，对于学习情境的教学需要教师和同学共同完成，通过明确任务、制定计划、实施计划、检查控制和评定反馈完整的过程，在完成学习任务的过程中增强了学生学习的主动性，便于学生更好地学习知识，掌握技能。
锥度刀的磨刀角度
切削线速度切削线速度计算公式：V=πDN其中N是主轴转速，D是刀具直径。
1、D值与线速度是线性关系，当D值越大，线速度越大，切削能力越强，当超出“切削线速度”上限时，刀具的磨损加速，切削能力降低，所以刀具直径不能乱选。
2、按照计算公式分析一个例子：加工59号铜，使用刀具直径是3毫米的螺纹铣刀，主轴转速为24000转/分，计算出切削线速度为226米/分，大于表中值；当使用直径2毫米的螺纹铣刀，计算出切削线速度为150米/分，与表中数据吻合，而且实践证明3毫米的刀具要比2毫米的刀具磨损快。
3、精雕机主轴转速高，造成大直径刀具的磨损较大，要通过使用小直径刀具来降低磨损。
每刃吃刀量一览表单位：mm/r注：从上表可以看出，当进给速度低时，刀具的单刃切削量小；在主轴转速高时，刀具的切削量也小；在一定的单刃的切削量的前提下，提高主轴的转速就可以提高进给速度，从而提高加工效率。
这就是高速主轴电机提高加工效率的关键点。
同时也要注意的是，高转速也会加速刀具的磨损。
刀具尺寸是CNC雕刻的基础，所有以辅助计算为核心的数控加工系统，都是以精确的尺寸为基础，刀具是实现数控系统的精密加工的根本，它的尺寸必须准确。
刀具参数表中所列举的各种刀具工艺参数，要求学员必须掌握、正确查取。
加工不同材料时的锥刀角度范围表锥度刀的磨刀角度在万能磨刀机上修磨锥刀时，刀架底盘旋转的角度并不是锥刀角度的一半，刀架底盘的旋转角度除了与锥度有关外，还于锥刀的后角有关，具体的计算方法是，如果锥刀角度和后角分别是（A（A=2δ）和α），磨刀机刀架底盘的旋转角度S：S=tan-1[tan(A/2)×cos(α)]。
根据这个公式，我们可以计算出常用锥刀的磨刀角度如下表所示：三棱刀的磨刀角度三棱刀也是雕刻过程常用的一种锥刀。
在万能磨刀机上修磨三棱刀时，刀架底盘旋转的角度也不是锥刀角度的一半或三分之一，刀架底盘的旋转角度S与锥刀角度A（A=2δ）之间存在下面的计算公式：S=tan-1[tan(A/2)/2]。
刀具角度的功用与选择
(1 )根据工件材料选择前角。
加工塑tt 材料 时，特别是硬化严重的材料(如不锈钢等)，为了 减小切削变形和刀具磨损，应选用较大的前角； 加工脆性材料时，由于产生的切屑为崩碎切屑， 切削变形小，因此增大前角的意义不大，而这时 刀屑间的作用力集中在切削刃附近，为保证切削 刃具具有足够的强度，应采用较小的前角。
工件强度和硬度低时，切削力不大，为使切 削刃锋利，可选用较大的甚至很大的前角。
工件 材料强度咼时，应选用较小的前角；加工 特别硬 的工件材料(如淬火钢)时,应选用很小的前角, 甚至选用负前角。
因为工件的强度、硬度愈高， 产生的切削力愈大，切削热愈多，为了使刃具有 足够的强度和散热，防止崩刃和磨损，应选用较 小的前角。
(2)根据刀具材料选择前角。
刀具材料的抗 弯强度和冲击韧性较低时应选较小的前角。
通常 硬质合金车刀的前角在・5°〜+20。
，高速钢刀具 比硬质合金刀具的合理前角约大5。
〜10。
，而陶 瓷刀具的前角一般取・5。
〜・15 (3 )根据加工性质选择前角。
粗加工时，特别 是断续切削或加工有硬皮的铸、锻件时，不仅切 削力大，切削热多，而且承受冲击载何，为保证 切削刃有足够的强度和散热面积，应适当减小前 角。
精加工时，为使切削刃锋利、减小切削变形 和获得较咼的表面质量，前角应取得较大一些。
数控机床、自动机床和自动线用刀具，为保 证刀具工作的稳定，性，使其不易发生崩刃和破 损，一般选用较小的前角。
角度功用 选择原则 减小后刀面与工件的摩擦和 后刀面的磨损，其大小对刀具耐用 度和加工表面质量都有很大影响。
后角《0刀具磨损减 少，也减小了刀具刃口的钝圆弧半 径，提咼了刃口锋利程度，易于切 下薄切屑，从而可减小表面粗糙 前角%影响切削变形和切削力的大 小、刀具耐用度和加工表面的质 量。
增大前角能使刀刃变得锋利， 使切削更为轻快，可以减小切削变 形和摩擦，从而减小切削力和切削 功率，切削热也少，力口工表面质 量咼。
数控车加工工艺范围与刀具
切削刀具及其选择
教学目的：
了解刀具的种类Leabharlann 其构造特点、刀具的基 本角度及其选用，刀具材料及其适用性。
刀刃部分的结构
（1）前刀面（Aγ） 刀具上切屑流过 的表面。 （2）主后刀面（Aα） 刀具上与过渡 表面相对的表面。 （3）副后刀面（ Aα ‘） 刀具上与已 加工表面相对的表面。 （4）主切削刃（S） 前刀面与主后刀 面的交线，承担主要切削工作。 （5）副切削刃（S‘） 前刀面与副后 刀面的交线，它配合主切削刃完成 金属切除工作。 （6）刀尖：主切削刃与副切削刃的连 接处的一小部分切削刃。通常，刀 尖可有修圆和倒角两种形式。
刀具的几何角度与刃部参数选择
（1）刃倾角的影响 刃倾角的功用是控制切屑流出的方向，增加刀刃的锋利程 度。延长刀刃参加工作的长度，保护刀尖，使切削过 程平稳。 （2）刃倾角的选择 粗加工时应选负刃倾角，以提高刃口强度；有冲击载荷时， 为了保证刀尖强度，应尽量取较大的刃倾角； 精加工时，为保证加工质量宜采用正刃倾角，使切屑流向 刀杆以免划伤已加工表面； 工艺系统刚度不足时，取正刃倾角以减小背向力；刀具材 料、工件材料硬度较高时，取负刃倾角。
刀具的几何角度与刃部参数选择
（1）前角的影响 增大前角可使切削变形减小，使切削力、切削温度降低，也能抑制积屑瘤等 现象，提高已加工表面的质量。但前角过大，会造成刀具楔角变小，刀 头强度降低，散热体积变小，切削温度升高，刀具磨损加剧，刀具耐用 度降低。 （2）前角的选择 加工塑料材料选大前角，加工脆性材料选小前角；材料的强度、硬度越高， 前角越小，甚至为负值。 高速钢刀具强度高、韧性好，可选较大前角；硬质合金刀具的硬度高、脆性 大，应选较小的前角；陶瓷刀具脆性更大，不耐冲击，前角应更小。 粗加工、断续切削选较小前角；精加工选较大前角。 机床功率大、工艺系统刚度高，可选较小前角；机床功率小、工艺系统刚度 低，可选较大的前角。
刀具角度的基本概念
刀具角度的基本概念：1、前角：基面和前刀面的夹角.是刀具的锋利程度.我们把铁屑流经过的面成为前刀面.2、后角：切削平面和后刀面的夹角.主要影响摩擦和刀具强度.3、主偏角：主切削刃和刀具进给方向的夹角.影响刀具的强度,和影响背向力,主偏角减小,背向力越大,机床的消耗率也越大,并且主偏角还会影响表面粗糙度.4、副偏角、副切削刃与进给方向的反方向的夹角即为副偏角.同样影响强度,摩擦,以及表面粗糙度.5、刃倾角：是控制流屑的方向.主切削刃和基面的夹角.。
数控加工工艺——第五章 数控加工刀具的选择
第三节 数控加工刀具的选择
第三节 数控加工刀具的选择
一、选择数控加工刀具应考虑的因素
选择数控加工刀片或刀具应考虑的因素是多方面的， 如机床的种类、型号、被加工的材料等，大致可归纳为以 下几点。
(1)被加工材料及性能。
(2)切削工艺的类别。
(3)被加工工件的几何形状、零件精度和加工余量等因 素。
扩孔直径较小或中等时，选用高速钢整体式扩孔；扩 20
第三节 数控加工刀具的选择
三、数控铣削刀具的选择
1．铣刀的类型 (1) 面铣刀。 如图5-6所示
图5-6 面铣刀
第三节 数控加工刀具的选择
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-焊接式和可转位式3种（图5-7）。
图5-7硬质合金面铣刀
第三节 数控加工刀具的选择
(2) 立铣刀。立铣刀是数控机床上用得最多的一种 铣刀，其结构如图5-8所示。
第三节 数控加工刀具的选择
图5-15 直柄浅孔钻
第三节 数控加工刀具的选择
1－工件；2－钻套；3－外钻管；4－喷嘴；5－内钻管；6－钻头 图5-15 直柄浅孔钻
第三节 数控加工刀具的选择
2．扩孔刀具的选择
扩孔钻是主要的扩孔刀具，用于扩大孔径并提高孔的 加工精度。
扩孔钻的结构形式有高速钢整体式（图5-17(a)）、镶 齿套式（图5-17(b)）及硬质合金可转位式（图5-17(c)） 等。
可转位面铣刀分粗齿、细齿和密齿3种。粗车铣 刀一般用于粗铣钢件；粗铣带断续表面的铸件或平 稳条件下铣削钢件时，可选用细齿铣刀；而密齿铣 刀一般用于薄壁铸件的加工。
第三节 数控加工刀具的选择
由于铣削时有冲击，面铣刀的前角一般比车刀略小。 前角的数值主要根据刀具材料与工件材料来选择，其具 体数值可参见表5-2。
刀具角度的实验报告
刀具角度的实验报告1. 引言刀具角度是切削工艺中的重要参数之一，对于加工质量和切削性能具有重要影响。
本实验旨在通过对不同刀具角度的实验研究，探索刀具角度与切削力、加工表面质量的关系，为优化刀具角度选择提供参考依据。
2. 实验材料和方法2.1 实验材料本实验使用的材料为硬度为HRC40的普通碳素钢。
2.2 实验仪器和设备1. 数控铣床：用于切削实验。
2. 力传感器：用于测量切削力。
3. 表面粗糙度仪：用于表面质量评估。
2.3 实验方法1. 实验组数：共设计5组实验，刀具角度分别为10、20、30、40和50。
2. 实验参数：切削速度为100m/min，进给量为0.2mm/刀齿，切削深度为1.5mm。
3. 实验步骤：- 选择合适的刀具，并安装在数控铣床上。
- 设置刀具角度，并固定好。
- 开始切削实验并记录切削过程中的切削力数据和加工表面粗糙度数据。
- 完成所有实验组的切削实验。
3. 实验结果与分析3.1 切削力分析经过实验测量和数据处理，得到不同刀具角度下的切削力数据，如表格1所示。
刀具角度（）切削力（N）-10 8020 8530 10040 12050 130从表格中可以看出，随着刀具角度的增加，切削力也随之增加。
这是因为刀具角度的增加会导致切削刃数量的减少，从而使每个刃的切削深度增加，因此切削力也会增加。
但是当刀具角度超过一定范围时，由于切削刃的减少，其作用面积减小，切削力不会继续增加，甚至可能出现切削力下降的情况。
3.2 加工表面质量分析经过实验测量和数据处理，得到不同刀具角度下的加工表面粗糙度数据，如表格2所示。
刀具角度（）加工表面粗糙度（μm）10 2.520 3.230 4.040 5.550 7.0从表格中可以看出，随着刀具角度的增加，加工表面粗糙度也逐渐增加。
这是由于刀具角度的增加会导致切削深度增加，从而使加工表面的波纹测量数值增加。
但是当刀具角度过大时，由于切削力的增加和刀具尖角过大，可能会导致过切、撕裂等加工缺陷，从而使加工表面质量下降。
数控加工工艺课程作业
数控加工工艺课程作业1、车刀几何角度标注①45°端面车刀：Kr=Kr¢=45°，go= -5°，ao=ao¢=6°，ls= -3°②内孔镗刀：Kr=75°，Kr¢=15°，go=10°，ao=ao¢=10°，ls= 10°2、粗、精加工时切削用量的选择原则是什么？3、什么是积屑瘤？它是如何样形成的？对切削过程有何阻碍？如何抑制积屑瘤的产生？4、简述切削用量三要素对切削温度、切削力的阻碍规律。
5、什么是刀具磨钝标准？刀具磨钝标准与哪些因素有关？6、前角的作用和选择原则是什么？7、后角的作用和选择原则是什么？8、主偏角的作用和选择原则是什么？9、切削用量的选择原则与选择方法是什么？10、切削力的来源有哪些？简述各切削分力的特点和用途。
11、什么是刀具耐用度？刀具耐用度与哪些因素有关？12、数控车刀刀尖安装高低对工作角度有何阻碍？13、切削液的作用是什么？常用切削液有哪些？数控加工工艺课程作业（2）1、什么是欠定位？什么缘故不能采纳欠定位？2、什么是过定位？试分析图1中的定位元件分别限制了哪些自由度？是否合理？如何改进？图13、依照六点定位原理分析图2中各定位方案的定位元件所限制的自由度。
图24、粗基准和精基准选择的原则有哪些？5、关于图3所示零件，已知A、B、C、D及E面均差不多加工好，试分析加工f10mm孔时用哪些表面定位比较合理？什么缘故？6、试分析图4中夹紧力的作用点与方向是否合理？什么缘故？如何改进？图3图47、套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种标注方法，如图5所示，定位销为水平放置，试分别运算工序尺寸H1、H2、H3的定位误差。
图58、对夹紧装置的差不多要求有哪些？数控加工工艺课程作业（3）1、什么叫工序和工步？划分工序的原则是什么？2、何谓“工序集中”和“工序分散”？什么情形下按“工序集中”原则划分工序？什么情形下按“工序分散”原则划分工序？3、数控机床上加工的零件，一样按什么原则划分工序？如何划分？4、在数控机床上按“工序集中”原则组织加工有何优点？5、图1所示为轴类零件图，其内孔和外圆和各端面均已加工好，试分别运算图示三种定位方案加工时的工序尺寸极其偏差。
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（2）进给量f
进给量是主运动转一周或往复一个行程，刀具相对工件在进给方向上 的位移量（mm/r）。
•车削时进给量的单位是mm/r，即工件每转一圈,刀具沿进给运动方向
移动的距离。
•刨削等主运动为往复直线运动,其间歇进给的进给量为mm/双行程，
即每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。
单位时间的进给量，称为进给速度，车削时的进给速度vf 计算公式为:
（2）进给运动
进给运动使刀具与工件间产生附加的相对运动，保证切削连续进行， 加工出具有所需几何特性的已加工表面。 进给运动的特点：速度较低，消耗的功率较小。
••••主主主主运运运运动 动 动 动的 可 和 通运 以 进 常动由给只形 工 运 有式 件 动 一可 完 可 个以 成 以 ，是 ， 同 而旋 也 时 进转 可 进 给运 以 行 运动 由 ， 动， 刀 也 的也 具 可 数可 完 以 目以 成 间 可是；歇以直 进 有线 行 一运 ； 个动 或； 几个。
常见的切削运动
（3）主运动和进给运动的合成
当主运动和进给运动同时 进行时，切削刃上某一点 相对于工件的运动为合成 运动，常用合成速度向量 ve来表示，如图所示。
2、切削时的表面
切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表面一
层金属不断地被切下来变为切屑，从而加工出所需要的新 的表面，在新表面形成的过程中，工件上有三个依次变化 着的表面，它们分别是：
通过主切削刃上的某一点， 并同时垂直于基面和切削平面 的平面
主运动为旋转运动时,切削速度vc计算公式为:
vc
dn
1000
(m
/
min
或m
/
s)
式中d－切削刃上选定点所对应的工件直径或刀 具的回转直径（mm）
n－工件或刀具每分(秒)钟转数(r/min或r/s)
主运动为往复运动时,平均切削速度为：
vc
2 L nr 1000
(m
/
min 或m
/
s)
式中L一往复运动行程长度(mm) nr一主运动每分钟的往复次数(往复次数/min)。
在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。
静止参考系中最常用的是正交平面参考系。
பைடு நூலகம்
2.正交平面参考系
(1)基面pr
(2)切削平面ps
(3)正交平面po
通过切削刃上选定 点，同时与基面和切削 平面垂直的平面。
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。
通过切削刃上选定 点，垂直于假定主 运动方向的平面。 通常平行于车刀的 安装面（底面）。
行量修f刀。光刃但刃。b是ε其‘ 过在长大副度易切b引ε削‘≈起刃（振靠1动.2近～。刀1尖.5）处f磨，出即一bε小‘ 应段略κr大‘=0于o的进平给
普通车刀切削部分的组成
外圆车刀
内孔车刀
二 定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削 部分几何形状（各表面空间位置）的重要参 数。 • 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基 准坐标面。 • 参考系：刀具静止参考系和刀具工作参考 系。
v f n f (mm / min 或mm / s)
铣削时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位除mm/r外，还规定了每齿 进给量，用fz表示，单位是(mm/z)，vf、f、fz三者之间的关系为：
z为多齿刀具的齿数
（3）背吃刀量（切削深度）ap
背吃刀量ap是指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离（mm） 。
(b)圆弧过渡刃 刀过尖渡圆刃弧也半可径磨增成大圆时弧，形使。刀它尖的处的参平数均就主是偏刀角尖减圆小弧，半可径以rε。 减小表面粗糙度数值，且能提高刀具耐用度。但会增大背 向力和容易产生振动，所以刀尖圆弧半径不能过大。通常
高速钢车刀rε=0.5～5mm，硬质合金车刀rε=0.5～2mm。
(c)水平修光刃
通过切削刃 上选定点，与主 切削刃相切并垂 直于基面的平面。
２．参考系
作用：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面，只是假定参 考，事实看不见，摸不着
基 面 Pr
通过主切削刃上的 某一点，与主运动方 向相垂直的平面
切削平面 Ps
通过主切削刃上的某 一点，与主切削刃相切 并垂直于基面的平面
正交平面 Po
• 待加工表面
即• 将切被削切表去面金属层的表面；
切削刃正在切削而形成的表
面, 切削表面又称加工表
•
面或过渡表面； 已加工表面
已经切去多余金属层而形成
的新表面。
3、切削用量
切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的量。
切削用量包括：
•切削速度 •进给量 •背吃刀量
（1）切削速度vc
在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切 削速度，它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的 距离,单位为m/min或m/s。
第一章 数控加工 工艺基础
一、切削运动
1、切削运动
切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的 相对运动,我们将这种相对运动称为切削运动。
切削运动按其所起的作用可分为：
•主运动 •进给运动
（1）主运动
主运动是使刀具和工件之间产生相对运动，从而切除多余材料。 主运动的特点速度最高，消耗的功率最大。
建立刀具静态坐标参考系，应以切削运动 为依据，预先给出假定条件：
▪ 假设运动条件: 用主运动向量vc近似地代替 相对运动合成速度向量ve(即vf=0)。
▪ 假设安装条件:规定刀杆中心线与进给运动 方向垂直；刀尖与工件中心等高。
1．刀具静止参考系
刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。
ap
dw
2
dm
式中 dw－待加工表面直径 dm－已加工表面直径
刀具的几何形状及主要角度
一 、刀具切削部分的几何形状
各种刀具都是由切削部分和夹持部分两部分组成. 二者既可以是一体
的，也可以是由不同材料连接起来.
1.刀具切削部分的组成
刀杆：起装夹和支撑作用
刀头:(三面)
前刀面：刀具上切屑流过的 表面
主后刀面：刀具上与过渡表 面相对的表面
副后刀面：刀具上与已加工 表面相对的表面
(两刃)
主切削刃：刀具上前刀面与 主后刀面的交线
副切削刃：刀具上前刀面与 副后刀面的交线
(一尖)
主切削刃与副切削刃的交点 , 通常磨成圆角(修圆刀尖)或短平 刃(倒角刀尖)
(a)直线过渡刃 这种过渡刃多用于粗加工或强力切削的车刀上。