1、 刀具的認識 1.數控機床對刀具的要求數控機床對刀具的要求 2.數控機床對刀具材料的要求數控機床對刀具材料的要求 3.刀具材料的種類刀具材料的種類 4.數控車床的刀具數控車床的刀具 5.數控銑床的刀具系統數控銑床的刀具系統 1.0數控機床對刀具的要求 1-1. 數控機床對刀具材料的要求 為保證數控機床的加工精度，提高數控機床為保證數控機床的加工精度，提高數控機床 的生產率及降低刀具材料的消耗，在選用數控的生產率及降低刀具材料的消耗，在選用數控 機床刀具和刀具材料時，除滿足普通機床應具機床刀具和刀具材料時，除滿足普通機床應具 備的基本條件外，還要考慮在數控機床中刀具備的基本條件外，還要考慮在數控

2、機床中刀具 工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、 刀具快速調整與更換，因此對刀具和刀具材料刀具快速調整與更換，因此對刀具和刀具材料 提出更高的要求。提出更高的要求。 1-1. 數控機床對刀具材料的要求 1.刀具材料應有一定的堅硬性、耐磨性和良好的切削性刀具材料應有一定的堅硬性、耐磨性和良好的切削性 能，能適應數控機床高速切削。能，能適應數控機床高速切削。 2.刀具工作可靠性高，刀具材料有足夠的強度和韌性，刀具工作可靠性高，刀具材料有足夠的強度和韌性， 能承受較高的沖擊載荷。刀具材料導熱性好，能降低能承受較高的沖擊載荷。刀具材料導熱性好，能降低 切削溫

3、度，提高刀具耐用度，保證數控機床的加工精切削溫度，提高刀具耐用度，保證數控機床的加工精 度。度。 3.刀具的尺寸和定位精度高，滿足數控機床的加工精度。刀具的尺寸和定位精度高，滿足數控機床的加工精度。 4.刀具具有良好的斷屑功能，使得切削加工過程平穩。刀具具有良好的斷屑功能，使得切削加工過程平穩。 5.刀具能夠適應數控機床的快速換刀，減少換刀輔助時間。刀具能夠適應數控機床的快速換刀，減少換刀輔助時間。 6.數控刀具設計制造要求標準化、模塊化。數控刀具設計制造要求標準化、模塊化。 2.數控機床對刀具材料的要求 2-1. 數控機床對刀具材料的要求 在金屬切削過程中，切削層金屬在刀具的作用下在金屬切削

4、過程中，切削層金屬在刀具的作用下 承受剪切滑移而塑性變形，刀具與工件、切屑之承受剪切滑移而塑性變形，刀具與工件、切屑之 間擠壓與摩擦使刀具切削部分產生很高的溫度，間擠壓與摩擦使刀具切削部分產生很高的溫度， 在斷續切削加工中還會受到機械沖擊及熱沖擊的在斷續切削加工中還會受到機械沖擊及熱沖擊的 影響，加劇刀具的磨損，甚至使刀具破損，因此影響，加劇刀具的磨損，甚至使刀具破損，因此 刀具切削部分的材料必須具備以下幾個條件。刀具切削部分的材料必須具備以下幾個條件。 2.0數控機床對刀具材料的要求 1.較高的硬度和耐磨性較高的硬度和耐磨性 刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度，刀刀具切削部分的硬度必須

5、高于工件材料的硬度，刀 具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常 溫下的硬度應在溫下的硬度應在62HRC以上。以上。 2.足夠的強度和韌性足夠的強度和韌性 刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時在沖擊和刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時在沖擊和 振動條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材振動條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材 料必須具有足夠的強度和韌性，一般用抗彎強度表料必須具有足夠的強度和韌性，一般用抗彎強度表 示刀具材料的強度，用沖擊值表示刀具材料的韌性。示刀具材料的強度，用沖擊值表示刀具材料的韌性。 2.0數控機床對刀具材料的要求

6、3.3.較高的耐熱性較高的耐熱性 耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度及韌耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度及韌 性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指標，這種性性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指標，這種性 能也稱刀具材料紅硬性。能也稱刀具材料紅硬性。 4.較好的導熱性較好的導熱性 刀具材料的導熱系數越大，刀具傳出的熱量越多，有利于刀具材料的導熱系數越大，刀具傳出的熱量越多，有利于 降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。 5.良好的工藝性良好的工藝性 為便于刀具的加工制造，要求刀具材料具有良好的工藝性為便于刀具的加工制造，要求

7、刀具材料具有良好的工藝性 能，如刀具材料的鍛造、軋制、焊接、切削加工和可磨削能，如刀具材料的鍛造、軋制、焊接、切削加工和可磨削 性、熱處理特性及高溫塑性變形性能，對于硬質合金和陶性、熱處理特性及高溫塑性變形性能，對于硬質合金和陶 瓷刀具材料還要求有良好的燒結與壓力成形的性能。瓷刀具材料還要求有良好的燒結與壓力成形的性能。 3.0刀具材料的種類 3.13.1高速鋼是由高速鋼是由W、Cr、Mo等合金元素組成的合金工具鋼等合金元素組成的合金工具鋼 （表（表2-4-1），具有較高的熱穩定性，較高的強度和韌性，），具有較高的熱穩定性，較高的強度和韌性， 并有一定的硬度和耐磨性，因而適合于加工有色金屬和各

8、并有一定的硬度和耐磨性，因而適合于加工有色金屬和各 種金屬材料，又由于高速鋼有很好的加工工藝性，適合制種金屬材料，又由于高速鋼有很好的加工工藝性，適合制 造復雜的成形刀具，特別是粉沬冶金高速鋼，具有各向異造復雜的成形刀具，特別是粉沬冶金高速鋼，具有各向異 性的機械性能，減少了淬火變形，適合于制造精密與復雜性的機械性能，減少了淬火變形，適合于制造精密與復雜 的成形刀具。的成形刀具。 3.2硬質合金具有很高的硬度和耐磨性，切削性能比高速硬質合金具有很高的硬度和耐磨性，切削性能比高速 鋼好，耐用度是高速鋼的幾倍至數十倍，但沖擊韌性較差。鋼好，耐用度是高速鋼的幾倍至數十倍，但沖擊韌性較差。 由于其切削

9、性能優良，因此被廣泛用作刀具材料由于其切削性能優良，因此被廣泛用作刀具材料. 國際國際ISO標準把硬質合金刀片材料分為標準把硬質合金刀片材料分為P、K、M三類，分三類，分 別加工鋼、鑄鐵、合金鋼以及不易加工的材料別加工鋼、鑄鐵、合金鋼以及不易加工的材料 3.0刀具材料的種類 3. 3（1）CVD氣相沉積法涂層涂層物質為氣相沉積法涂層涂層物質為TiC，使，使 硬質合金刀具耐用度提高硬質合金刀具耐用度提高1-3倍。倍。 （2）PVD物理氣相沉積法涂層涂層物質為物理氣相沉積法涂層涂層物質為TiN、 TiAlN和和Ti(C,N)，使硬質合金刀具耐用度提高，使硬質合金刀具耐用度提高2-10倍倍 3.4

10、非金屬刀具非金屬刀具 1）氧化鋁系陶瓷以氧化鋁（）氧化鋁系陶瓷以氧化鋁（Al2O3）為基體的刀具）為基體的刀具 材料，其優點是硬度及耐磨性高，缺點是脆性大，抗材料，其優點是硬度及耐磨性高，缺點是脆性大，抗 彎強度低，抗熱沖擊性能差，適用于鑄鐵及調質鋼的彎強度低，抗熱沖擊性能差，適用于鑄鐵及調質鋼的 高速精加工。高速精加工。 2）氮化硅系陶瓷以氧化硅（）氮化硅系陶瓷以氧化硅（Si3N4）為基體的陶瓷）為基體的陶瓷 材料，其特點是抗彎強度和斷裂韌性有所提高，抗熱材料，其特點是抗彎強度和斷裂韌性有所提高，抗熱 沖擊性能也較好，適用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、石沖擊性能也較好，適用于加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、

11、石 墨制品及玻璃鋼等材料。墨制品及玻璃鋼等材料。 3.0刀具材料的種類 3）復合氮化硅）復合氮化硅-氧化鋁系陶瓷該材料具有極好的氧化鋁系陶瓷該材料具有極好的 耐高溫性能、抗熱沖擊性能和抗機械沖擊性能。其耐高溫性能、抗熱沖擊性能和抗機械沖擊性能。其 主要特點是加工進給量大，允許高速切削加工，極主要特點是加工進給量大，允許高速切削加工，極 大提高了生產率。大提高了生產率。 4）聚晶金剛體聚晶金剛體作為切削刀具使用時，）聚晶金剛體聚晶金剛體作為切削刀具使用時， 燒結在硬質合金基體上，可對硬質合金、陶瓷、高燒結在硬質合金基體上，可對硬質合金、陶瓷、高 硅鋁合金等耐磨、高硬度的非金屬和非鐵合金材料硅鋁合

12、金等耐磨、高硬度的非金屬和非鐵合金材料 進行精加工。進行精加工。 5）立方氮化硼立方氮化硼硬度和導熱性能僅次于）立方氮化硼立方氮化硼硬度和導熱性能僅次于 金剛石，有很高的熱穩定性和良好的化學穩定性，金剛石，有很高的熱穩定性和良好的化學穩定性， 因此適用于加工淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金和硬質因此適用于加工淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金和硬質 合金。合金。 4.0數控車床的刀具 數控車床刀具按進刀方向可分為左進刀、右進刀和數控車床刀具按進刀方向可分為左進刀、右進刀和 中間進刀三種形式；按刀具對工件的加工位置可分中間進刀三種形式；按刀具對工件的加工位置可分 為內孔加工、外圓加工和端面加工三種形式；按加為內孔

13、加工、外圓加工和端面加工三種形式；按加 工工件形狀可分為切槽、螺紋和仿形加工三種形式。工工件形狀可分為切槽、螺紋和仿形加工三種形式。 4.0數控車床的刀具 4.1.1數控車床數控車床 外圓和端面外圓和端面 車刀車刀 4.0數控車床的刀具 4.1.2數控車床的內孔車刀數控車床的內孔車刀 4.2可轉位刀片型號表示規則可轉位刀片型號表示規則 式中式中1表示為刀片形狀的代碼表示為刀片形狀的代碼 式中式中2表示為主切削刃后角的代碼表示為主切削刃后角的代碼 式中式中3表示為刀片尺寸公差的代碼；表示為刀片尺寸公差的代碼； 式中式中4表示為刀片斷屑及夾固形式的代碼；表示為刀片斷屑及夾固形式的代碼； 式中式中5

14、表示為切削刃長度表示方法表示為切削刃長度表示方法 式中式中6表示為刀片厚度的代碼表示為刀片厚度的代碼 式中式中7表示為修光刃的代碼；表示為修光刃的代碼； 式中式中8表示為表示特殊需要的代碼；表示為表示特殊需要的代碼； 式中式中9表示為進給方向的代碼，如代碼表示為進給方向的代碼，如代碼R表示右進刀表示右進刀 ，代碼，代碼L表示左進刀，代碼表示左進刀，代碼N表示中間進刀；表示中間進刀； 式中式中10表示為斷屑槽型的代碼表示為斷屑槽型的代碼 4.3刀片形狀代碼 4.4主切削刃后角代碼 4.5刀片斷屑及夾固形式代碼 4.6刀片尺寸參數與切削刃長度表 示方法 5.0數控銑床刀具系統 數控銑床與加工中心使

15、用的刀具種類很多，主要分數控銑床與加工中心使用的刀具種類很多，主要分 銑削刀具和孔加工刀具兩大類，所用刀具正朝著標銑削刀具和孔加工刀具兩大類，所用刀具正朝著標 準化、通用化和模塊化的方向發展，為滿足高效和準化、通用化和模塊化的方向發展，為滿足高效和 特殊的銑削要求，又發展了各種特殊用途的專用刀特殊的銑削要求，又發展了各種特殊用途的專用刀 具。具。 5.1 數控銑刀與工具系統數控銑刀與工具系統 銑刀結構銑刀結構 銑刀的結構分為三部分：切銑刀的結構分為三部分：切 削部分，導入部分和柄部削部分，導入部分和柄部 銑刀的柄部為銑刀的柄部為7:24圓錐柄，圓錐柄， 這種圓錐柄不會自鎖，換刀這種圓錐柄不會自

16、鎖，換刀 方便，具有較高的定位精度方便，具有較高的定位精度 和較大的剛性。和較大的剛性。 5.2數控銑床刀具系統 數控銑床工具系統是指連接數控機床與刀具的系列數控銑床工具系統是指連接數控機床與刀具的系列 裝夾工具，有刀柄、連桿、連接套和夾頭等組成。裝夾工具，有刀柄、連桿、連接套和夾頭等組成。 數控機床工具系統能實現刀具的快速、自動裝夾。數控機床工具系統能實現刀具的快速、自動裝夾。 隨著數控工具系統的應用與日俱增，我國已經建立隨著數控工具系統的應用與日俱增，我國已經建立 了標準化、系列化、模塊式的數控工具系統。數控了標準化、系列化、模塊式的數控工具系統。數控 機床的工具系統分為整體式和模塊式兩種

17、形式。機床的工具系統分為整體式和模塊式兩種形式。 1）整體式工具系統）整體式工具系統TSG 按連接桿的形式分為錐柄和按連接桿的形式分為錐柄和 直柄兩種類型。錐柄連接桿的代碼為直柄兩種類型。錐柄連接桿的代碼為JT（圖（圖2-6-2 ）；）； 直柄連接桿的代碼為直柄連接桿的代碼為JZ（圖（圖2-6-3 ）。該系統結構簡）。該系統結構簡 單、使用方便、裝夾靈活、更換迅速。由于工具的單、使用方便、裝夾靈活、更換迅速。由于工具的 品種、規格繁多，給生產、使用和管理帶來不便。品種、規格繁多，給生產、使用和管理帶來不便。 5.2數控模塊化刀具系統 。 5.2數控銑床刀具系統 。 5.3切削刀具簡介切削刀具簡

18、介 1）孔加工刀具）孔加工刀具 中心鉆中心鉆 用于孔加工定位。用于孔加工定位。 麻花鉆麻花鉆 主要用于鉆削孔。主要用于鉆削孔。 階梯鉆階梯鉆 是一種高效的復合刀具，用于鉆削階梯孔。是一種高效的復合刀具，用于鉆削階梯孔。 鉸刀鉸刀 主要用于孔的精加工。主要用于孔的精加工。 鏜刀鏜刀 主要用于擴孔和孔的精加工。主要用于擴孔和孔的精加工。 孔加工刀具的選用原則孔加工刀具的選用原則 1）數控機床孔加工一般無鉆模，由于鉆頭的剛性和）數控機床孔加工一般無鉆模，由于鉆頭的剛性和 切削條件差，選用鉆頭直徑切削條件差，選用鉆頭直徑D應滿足應滿足L/D5（L為鉆為鉆 孔深度）的條件。孔深度）的條件。 2）鉆孔前先

19、用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度。）鉆孔前先用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度。 3）精鉸孔可選用浮動絞刀，鉸孔前孔口要倒角。）精鉸孔可選用浮動絞刀，鉸孔前孔口要倒角。 4）鏜孔時應盡量選用對稱的多刃鏜刀頭進行切削，）鏜孔時應盡量選用對稱的多刃鏜刀頭進行切削， 以平衡徑向力，減少鏜削振動。以平衡徑向力，減少鏜削振動。 5）盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動。）盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動。 5.3數控銑床刀具系統 2）銑削加工刀具）銑削加工刀具 平面銑刀這種銑刀主要有圓柱銑刀和端面銑刀兩平面銑刀這種銑刀主要有圓柱銑刀和端面銑刀兩 種形式。種形式。 溝槽銑刀最常用的溝槽銑刀有立銑刀、三面刃盤溝槽銑刀最常用的溝槽銑刀有立銑刀、三面刃盤 銑刀、鍵槽銑刀和角度銑刀。銑刀、鍵槽銑刀和角度銑刀。 模具銑刀模具銑刀切削部分有球形、凸形、凹形模具銑刀模具銑刀切削部分有球形、凸形、凹形 和和T形等各種形狀。形等各種形狀。 組合成形銑刀用多把銑刀組合使用，同時加工一組合成形銑刀用多把銑刀組合使用，同時加工一 個或多個零件，不但可以提高生產率，還可以保證個或多個零件，不但可以提高生產率，