數(shù)控133秦學(xué)斐—畢業(yè)論文

1、河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目 數(shù)控加工中刀具的選用 系（分院） 機(jī)電工程系 學(xué)生姓名 秦學(xué)斐 學(xué) 號(hào) 1320102031 專業(yè)名稱 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 王美姣 2016年 3月 22日 河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書姓 名秦學(xué)斐專 業(yè)數(shù)控技術(shù)班 級(jí)數(shù)控133畢業(yè)論文題 目數(shù)控加工中刀具的選用畢業(yè)論文選題的目的與意義了解數(shù)控加工中刀具的種類及其選用原則。在數(shù)控加工中過程中，提高工件數(shù)值的精準(zhǔn)度。在編寫程序中減少不必要的行刀路線、簡(jiǎn)化程序、節(jié)省大量加工時(shí)間。畢業(yè)論文的資料收集情況（含指定參考資料）馮桂安等.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999趙軍華等.數(shù)控車削加工技術(shù)M

2、.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010趙軍華等.數(shù)控銑削（加工中心）加工技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994張永智.機(jī)械零部件與傳動(dòng)結(jié)構(gòu)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010畢業(yè)論文工作進(jìn)度計(jì)劃2015年11月5日 擬定方向，搜集資料，初定論文題目；2015年11月12日 確定題目，再次搜集資料，開始撰寫論文初稿；2016年3月5日 交初稿；2016年3月10日 交稿修改；2016年3月15日 交定稿結(jié)束全部工接受任務(wù)日期 2015年 11月 5 日要求完成日期 2016年 03月 20日學(xué) 生簽名： 年 月 日指導(dǎo)教師簽名：年 月 日

3、系（分院）主任（院長(zhǎng)）簽名：年 月 日畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評(píng)閱意見表姓 名秦學(xué)斐學(xué) 號(hào)1320102031性 別男專 業(yè)數(shù)控技術(shù)班 級(jí)數(shù)控133畢業(yè)論文題 目數(shù)控加工中刀具的選用評(píng)閱意見 成績(jī)指導(dǎo)教師簽字年 月 日畢業(yè)論文答辯意見表姓 名秦學(xué)斐學(xué) 號(hào)1320102031性 別男專 業(yè)數(shù)控技術(shù)班 級(jí)數(shù)控133畢業(yè)論文題 目數(shù)控加工中刀具的選用答辯時(shí)間地 點(diǎn)答辯小組成員姓 名職 稱學(xué) 歷從事專業(yè)組 長(zhǎng)成 員秘 書答辯小組意見 答 辯 成 績(jī)：答辯小組組長(zhǎng)簽名：年 月 日數(shù)控加工中刀具的選用秦學(xué)斐摘要：此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要解決的問題是車削刀具的選擇、各種刀具的掌握、工序與工步的劃分、銑削刀具的選擇、切削用

4、量的確定。運(yùn)用數(shù)控原理、數(shù)控工藝、數(shù)控程序設(shè)計(jì)、專業(yè)軟件等專業(yè)知識(shí)和數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作的一次綜合練習(xí)，能讓我感觸當(dāng)代科學(xué)的前沿，體驗(yàn)數(shù)控魅力，為人們的生活帶來方便，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)數(shù)控技術(shù)，熟練數(shù)控機(jī)床的操作，掌握數(shù)控，開發(fā)數(shù)控內(nèi)在潛力。關(guān)鍵詞：工藝路線；刀具選擇；確定切削用量數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，數(shù)控車床，車削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜的工件。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各

5、種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。一、科學(xué)選擇數(shù)控刀具刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些。對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)

6、保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些。當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料。二、刀具的選擇確定切削用量數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)

7、于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。（一）確定主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來選擇。其計(jì)算公式為：n=1000v/71D式中:v切削速度，單位為mm/min，由刀具的耐用度決定；n一主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min,D為工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n，最后要選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。（二）確定進(jìn)給速度進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選

8、取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給速度的原則:當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100一200mm/min范圍內(nèi)選??；在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20-50mm/min范圍內(nèi)選??；當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20-50mm/min范圍內(nèi)選取刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離回零時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。（三）確定背吃刀量背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。

9、為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.5mm,總之切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)以形成最佳切削用量。切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對(duì)加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。合理的切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)床動(dòng)力性能，在保證質(zhì)量的前提下獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。三、刀具的分類（一）外表面刀具1.車刀：車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。

10、車刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面刀尖角成。車刀的切削部分和柄部的結(jié)合方式主要有整體式、焊接式、機(jī)械夾固式。機(jī)械夾固式車刀可以避免硬質(zhì)合金刀片在高溫焊接時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋，并且刀柄可多次使用。機(jī)械夾固式車刀一般是用螺釘和壓板將刀片夾緊，裝可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)械夾固式車刀。刀刃用鈍后可以轉(zhuǎn)位繼續(xù)使用，而且停車換刀時(shí)間短，因此取得了迅速發(fā)展。2.銑刀：銑刀是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。工作時(shí)各刀齒依次間歇地切去工件的余量。銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺(tái)階、溝槽、成形表面和切斷工件等。（1）圓柱形銑刀 用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為

11、直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細(xì)齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少，刀齒強(qiáng)度高，容屑空間大，適用于粗加工；細(xì)齒銑刀適用于精加工。（2）面銑刀 用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面，端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細(xì)齒之分。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式3種。（3）立銑刀 用于加工溝槽和臺(tái)階面等，刀齒在圓周和端面上，工作時(shí)不能沿軸向進(jìn)給。當(dāng)立銑刀上有通過中心的端齒時(shí)，可軸向進(jìn)給。（二）孔加工刀具1.鉆頭：鉆頭是用以在實(shí)體材料上鉆削出通孔或盲孔，并能對(duì)已有的孔擴(kuò)孔的刀具。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。鉆頭刃磨時(shí)，應(yīng)盡量使麻花鉆的兩主切削刃刃磨得對(duì)稱，使兩個(gè)主切削刃的徑向

12、力相互抵消，以防止鉆頭引偏及孔徑擴(kuò)大。2.擴(kuò)孔鉆：擴(kuò)孔鉆一般用于孔的半精加工或終加工，用于鉸或磨前的預(yù)加工或毛坯孔的擴(kuò)大，有3到4個(gè)刃帶，無橫刃，前角和后角沿切削刃的變化小，加工時(shí)導(dǎo)向效果好，軸向抗力小，切削條件優(yōu)于鉆孔。3.鉸刀：鉸刀具有一個(gè)或多個(gè)刀齒、用以切除已加工孔表面薄層金屬的旋轉(zhuǎn)刀具，具有直刃或螺旋刃的旋轉(zhuǎn)精加工刀具,用于擴(kuò)孔或修孔。鉸刀用于鉸削工件上已鉆削加工后的孔，主要是為了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度，是用于孔的精加工和半精加工的刀具，加工余量一般很小。用來加工圓柱形孔的鉸刀比較常用。4.鏜刀：鏜刀是鏜削刀具的一種，一般是圓柄的，也有較大工件使用方刀桿一般見于立車，最常

13、用的場(chǎng)合就是里孔加工，擴(kuò)孔，仿形等。鏜刀是鏜削刀具的一種，也有較大工件使用方刀桿，最常用的場(chǎng)合就是內(nèi)孔加工，擴(kuò)孔等。有一個(gè)或兩個(gè)切削部分、專門用于對(duì)已有的孔進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工的刀具。鏜刀可在鏜床、車床或銑床上使用。鏜刀是精密孔加工中不可缺少的重要刀具。四、在選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾方面的問題（一）數(shù)控刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)能夠滿足加工要求，刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。（二）切削性能好。為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量，刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。（三）精度高。為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀等要求，刀具必須具

14、有較高的精度。（四）可靠性高。要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。（五）耐用度高。數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù)，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率和保證加工質(zhì)量。（六）斷屑及排屑性能好。數(shù)控加工中，斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣能及時(shí)由人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會(huì)損壞刀具和劃傷工件已加工表面。五、刀具的選擇方法刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。由于數(shù)

15、控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對(duì)數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面：（一）根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。（二）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證

16、零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時(shí)選用精加工淘汰下來的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量，但對(duì)粗加工的影響較小。（三）根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長(zhǎng)徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時(shí)應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超4齒。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件

17、的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。在加工中心上，所有刀具全都預(yù)先裝在刀庫(kù)里，通過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作。必須選用適合機(jī)床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠迅速、準(zhǔn)確地安裝到機(jī)床主軸上或返回刀庫(kù)。以保證在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸，合理安排刀具的排列順序。參考文獻(xiàn)馮桂安等.機(jī)