车床的刀具选择与加工方法

摘要摘要切削过程中，刀具要承受很高的负荷，特别在刀刃切入和切出工件时，刀齿要承受巨大的机械和热交变负荷。

由于车削是连续切削，所以在车削过程中会出现强烈的冲击负荷。

因为刀刃要承受很高的热交变和机械交变的叠加负荷，所以必须对车刀刀刃提出较高的要求: 同样车刀角度也很重要。

要有高的刀刃强度、疲劳强度、耐磨强度和好的热稳定性及低的扩散性和良好的摩擦特性，并且能抗梳状裂纹磨损和断面裂纹磨损。

为了满足上述要求，专为车削加工研制了适合的刀具材料。

将徐有硬质材料的硬质合金作为刀具材料的意义越来越大。

目前，这种新型的刀具材料一，如陶瓷涂层硬质合金使用在可转位刀具上已经证实是一伸效率高、经济性好的刀具材料。

新一代的陶瓷涂层硬质合金在车削短屑材料时，被认为是在难加工条件下的理想刀具材料。

在本文中我将主要以数控车床的刀具的才料应用选择和数控加工以及数控编程都会有简单的应用关键词刀具材料，刀具的选择，数控编程，加工方法I摘要ABSTRACTTo remedy the defects of ordinary lather C620, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。

This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。

We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface。

After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll。

Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement。

Reform process as follows:(1)The reformation of machine part, include to enter lengthways to the reformation of the direction with horizontal enter to direction of reformation. Mainly include to roll the ball screw shaft nut and the calculation choice of reaction stepping motor and the establishment of lengthways, horizontal organization assemble diagram project. (2)The reformation of electricity part, mainly include the choice of MCS-51 family single-chip and expand chip and the design of electric control chart.Key words : numerical control ,single-chip ,stepping motor , ball screw shaft ,reformII引言现代工业技术的发展，特别是能源部门的需求，使高温高压水广泛应用于相关的领域中，对国民生产和人民生活起着越来越重要的作用，例如：机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。

计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。

随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。

数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。

数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。

数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点：1. 适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。

2. 加工精度高；3. 生产效率高；4. 减轻劳动强度，改善劳动条件；5. 良好的经济效益；6. 有利于生产管理的现代化。

数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。

我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。

但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。

3我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。

但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。

旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。

随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。

在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。

许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。

我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。

1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。

到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。

可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速1刀具材料及合理选择1.1概述随着现代科学技术的匕跃发展和各种难加工材料的出现，以及数控车床、自动化生产线的广泛采用，对刀具提出了更高要求，要求刀具有高的耐磨度和热稳定性。

为适应科学技术的发展及难加工材料对刀具要求的日益提高，国内的科技工作者研制出了众多的新型刀具材料，例如超高硬高速钢、硬质合金、特种陶瓷等名目繁多，在这里不一一论述。

在机械加工中如何正确地选择刀具材料，正确地设计刀具结构及机构加工的参数选择，二者的结合是非常重要的。

选择刀具材料及合理设计刀具结构将会提高切削生产率和加工质量。

本文将对此做一个简单论述。

41.2常用刀具材料的种类刀具材料种类繁多，在这里主要介绍超高硬高速钢、硬质合金、特种陶瓷、立方氮化硼及金刚石。

1.3常用刀具材料和使用范围1.3.1高速钢高速钢是一种加入了较多的}Xj.Mo,CT',V等合金元素的高合金工具钢，含碳量在}. 7 "1. }5%范围内，高速钢具有高的耐热性，切削温度高达6}} }C 时尚能正常切削。

较之碳素工具钢及合金工具钢，可成倍地提高切削速度。

1.3.2硬质合金硬质合金是由难熔金属的碳化物(}jC.TiC,TaC,NbC,VC)以及铁族金属钻做为粘结剂，用粉末冶金方法制造的合金材料。

由于它具有很高的硬度、耐磨损、耐高温、线膨胀率小等一系列优点而被用做刀具的主要材料。

硬质合金刀具材料在日前各种刀具材料的使用中占第一位。

硬质合金的牌号很多，一般情况下，YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属。

YT类硬质合金适用于加工钢材，由于YT类具有高的硬度，特别是具有高的耐热性，其抗粘结能力和抗氧化能力均较好，故使用中刀具磨损小，耐用度较高。

YW类硬质合金具有很高的高温硬度、高温强度和较强的抗氧化能力，特别适于加工各种高合金钢、耐热合金和各种合金铸铁。

硬质合金刀具具有很高的硬度和耐磨性。

在高温下工作时，能保持正常的切削能力，适合高速切削，并能切削一般工具钢刀具所无法加工的材料。

硬质合金刀具和高速钢刀具比较，可以大大地提高生产率及加工零件的表而质量。

正因为如此，硬质合金做为刀具材料使用日益广泛。

国外，90%以上的车刀都采用了硬质合金，55%以上的铣刀也都应用硬质合金来制造。

51.3.4特种陶瓷特种陶瓷是以氧化铝为主要成分在高温下烧结而成的一种刀具材料。

特种陶瓷刀具有很高的硬度(HRA91^-95)，其耐磨性一般为硬质合金的五倍，同时该刀具具有很高的耐热性和高的化学稳定性。

由于陶瓷刀具的特性，陶瓷刀具适于加工冷硬铸铁、淬火钢，特别适于高速切削、适合于半精加工和精加工。

1.3.5金刚石及立方氮化硼(1)金刚石金刚石刀具有极高的硬度，其显微硬度H V = 10000，同时金刚石车刀的耐用度比硬质合金要高上百倍，甚至儿百倍。

有的资料指出，一把19克拉的金刚石车刀在完全不能使用之前，可重磨105次，整个使用寿命为16年。

金刚石刀具的加工精度也很高，适于半精加工和精加工。

但金刚石车刀也有缺点，即耐热性差，其切削温度不宜超过700 ^- 800 0C ,否则就会碳化(形成COQ)，而完全失去硬度，常用的金刚石车刀为人造聚晶金刚石车刀、金刚石压层车刀。

(2)立方氮化硼立方氮化硼(CBN)是由六方氮化硼在高温高压下加入催化剂转化而成，是70年代发展起来的新型刀具材料。

它的主要特点是有极高的硬度和耐磨性，其显微硬度HV=8000 ^-9000。

在加工淬火钢时，CBN的耐磨性比硬质合金和陶瓷、金刚石车刀都高很多;CBN耐热性很高，达1400 ^-1500 0C ;同时其化学惰性也很强。

为此它特别适合加工高温合金、淬火钢等，特别适于高速切削。

1.3刀具使用及刀具寿命的研究1.3.1各种刀具材料的性能比较高速钢的常温硬度为HRA 83^-87，硬质合金的硬度为H RA 89 }= 94，高速钢的耐热性为550 ^-5600C，硬质合金的耐热性可达800一1000 0C以上，其在6000C时的硬度超过了高速钢的常温硬度。