精密加工 刀具

先进刀具使用现状和未来发展的方向

刘佐军s1*******

金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面层质量等方面均符合要求的零件的一种加工方法。其核心问题是刀具切削部分与工件表层的相互作用，即刀具的切削作用和工件的反切削作用。

在切削加工技术的发展进程中，切削刀具所起的作用是十分显著的。国外的统计表明，刀具费用只占零件制造成本的3% ~ 4%，若使用优良的刀具，可提高加工效率、减少机床台时费用和人工费用，使零件的制造成本降低10% ~ 15%，这是国外制造厂商谋求发展和提高企业竞争力的主要手段之一。

1先进刀具的重要性

1）在机械加工中，金属切削机床和刀具作为切削加工的基础工艺装备，刀具被称为机床的“牙齿”和“孪生兄弟”，无论是什么样的金属切削机床，都必须依靠这个“牙齿”才能发挥作用，刀具性能和质量直接影响到数百万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏，直接影响到整个机械制造业的生产技术水平和经济效益。所以说：“企业的红利在刀刃上”，这是国外企业家的切身体会。古人云：“工欲善其事，必先利其器”，现代人说：“磨刀不误砍柴功”，“把劲使在刀刃上”，这些都是我国劳动人民在长期的生产实践活动中的经验总结。

2）现实生产说明“刀具虽小、潜力无穷”。如粗加工一根20万

千瓦发电机转子轴，净重3 0吨，锻件毛坯60—70吨，废切屑占了毛重50％以上，如果没有一把高效刀具是不行的；又如精加工一个重型精密大齿轮，没有一把80万元的高性能高精度的滚刀也是不行的。国际上一位切削与机床方面的权威他对切削刀具的作用作了如下论说：“改进刀具对降低切削成本比其它任何单一过程的改变更具有潜力。合理地选择和应用现代切削刀具是降低生产成本，获得主要经济效益的关键。”又一位美国专家N，兹拉丁说：“一台价值25万美元的CN机床，其效率的发挥在很大程度上取决于一把价值30美元立铣刀的性能”。

3）现代科技水平的提高，设备更新换代速度越来越加快，10至俩年换一代，在这样短期内赚圈设备投资并创造出利润，就要投资研究改进。依靠刀具挖潜。据有关资料表明：刀具费用占制造成本2，4—4％，但它却直接影响占制造成本里边20％的机床费用和38％的人工费用。还有一种算法：机床与刀具投入比为9：1到7：3。只要刀具投资到位，切削速度和进给速度，每提高1 5—20％可降低制造成本1 O一1 5％。所以买机床的同时，一定考虑配置好的刀具，才能高效运转。还有，要做到三个耐用度(即最大生产率，最低成本和最大利润率)要知道把握，真正把钱花在刀刃上，生产才能解渴。

4）我国数控机床使用率低的原因：国外数控机床在两班制工作下开动率达到60—70％，但国内许多用户往往只能达到20%-30％，其原因：①用户盲目选购数控机床，致使“货不对路”；②数控机床有关技术人员综合素质低：③编程效率低：④维修时间长、维修工作

跟不上；⑤数控机床的工作环境差《电压波动大、环境温度、湿度变化及强电磁干扰等)；⑥数控机床管理水平低，生产技术准备工作滞后；⑦特别强调指出的是机床与刀具技术含量不匹配，”先进的机床、落后的刀具”，不懂得“门当户对”，“好马配好鞍”，“使用不合理，设备潜力没有充分发挥出来，也是造成巨大浪费的原因。

2国内外先进刀具使用现状

进入新世纪以来，我国制造业获得新一轮的高速发展。到2008年，我国机床拥有量达到700万台，同期美国为240万台，日本为140万台，所以我国已经成为全球最大的制造业基地。刀具是为制造业服务的，2008年我同制造业的刀具消费达到41亿美元，超过日、美、德等工业发达国家，居全球第位。守着这么个大市场，工具企业发展机遇是很大的。在我国刀具消费的构成中，国产刀具市场占有率65％，进口刀具约占总消费的35％。仅从这些数字看，国产刀具仍占据市场主导地位。但是，国产刀具的产品构成落后，传统的标准高速钢刀具仍占60％，主要服务对象为国内中低端制造企业。我国硬质台金刀具生产的比重，经多年努力，已达到40％，但其中部分产品，仍未达到现代高效刀具的水平。当今工业发达国家，现代高效理质台金刀具的比重达到70％以上，图1是美同切削刀具协会(USCTI)发布的美国国内市场硬质台金刀具和高速钢刀具消赞变化趋势，图2是曰本国内市场硬质台金刀具和高速钢刀具的自费情况。

图1.美国的硬质合金刀具和高速钢刀具的消费情况

图2.日本的硬质合金刀具和高速钢刀具的消费情况

图3全球切削刀具按照行业的销售去向

随着我国产业结构的升级，现代制造业迅速崛起，如-如汽车制造、航空航天、现代兵器制造、高效节能的超临界发电设备、新能源装备、大型精密模具制造等，都获得了迅速的发展。而所有这些新兴制造业领域的关键加工技术，都需要现代高效刀具来满足，图3是发达国家各制造业领域对现代高效刀具的需求情况。进人新世纪以来，由于我国高效刀具的生产不能满足制造业迅速发展的需要，不得不依靠大量进口来解决，每年刀具进口量以25-30％的速度增长。至2008年，当年进口刀具达到14亿美元，约100亿人民币的水平。可见国内制造业发展对现代高效刀具需求之迫切。面对这种发展形势，国内工具企业努力调整产品结构，来满足制造业对高鼓刀具的需求，佃目前的进展还不尽人意。在国内制造业的高端刀具需衷中，国产刀具所占份额仅为10一20％，和国外竞争对手相比，我们的差距还是很大的。

大力发展数控加工技术及装备，已成为世界各国政府的战略决策，用数控装备武装现代工业和改造传统工业也成为世界各国制造业发展的方向。改革开放后，我国制造业的发展举世瞩目，机床总产量和技术水平已迈入世界第一方阵，机床的进口消费量近年已达世界之首，我国已跨入世界制造大国之列，但还不是制造强国。其中我国目前制造业的劳动生产率只相当于美国的1／23，E1本的1／25，德国的1／18，与先进的工业国家相比，还存在着巨大差距。工业发达国家的数控机床在两班制工作条件下开动率达到60"--70％，而我国国内许多企业往往只能达到20～30％，造成我国数控机床使用率低的

原因是多方面的，除了设备配备不合理、技术人员综合素质有待提高、数控机床的工作环境差、生产技术准备工作滞后等原因外，最重要的一点是机床与刀具的技术含量不匹配，有相当一部分生产企业还普遍地采用焊接式刀具用于数控机床加工，不讲究“门当户对”、“好马配好鞍”，致使先进的机床配备落后的刀具，造成设备潜力没有充分发挥出来，从而造成巨大的浪费。因此，更新观念，广泛应用先进刀具巳成当务之急。在投资机床的同时，一定要配备相应的刀具，才能保证设备的高效运转，有效地提高生产率，从而获取更大的利润。建国以来，我国刀具行业为机械制造业的发展做了大量的工作，取得了很大的成绩，但随着切削加工速度的提高，难切削加工材料的大量使用，数控设备的普及，对切削加工刀具的要求越来越高。国产刀具在使用寿命、可靠性等方面都与国外发达国家存在明显差距，无论是在产品的品种还是性能和质量上都远远满足不了我国制造业发展的需求。近年来，我国每年进口刀具的金额增长率高达50％以上，这一事实值得我们认真思考和努力改进。

3先进刀具在未来制造业中的发展趋势

刀具的设计主要集中在刀具的几何设计，刀具材料的选择。通过刀具几何设计来改善切削状态是生产实践中一条行之有效的方法，对生产成本具有实质性的影响。同时，刀具的合理设计与正确选用还对产品质量具有直接的影响。这是切削加工中的主要矛盾，而刀具的切削作用则是矛盾的主要方面。采用新型刀具实现高效、优质、低成本生产是现代企业提高经济效益的重要途径。刀具材料的改进是刀具

技术发展的主线。在现有刀具材料的基础上，通过刀具几何设计改善切削状态也是生产实践中行之有效的方法。CIRP公布的一项研究报告指出：“由于刀具材料的改进，刀具许用切削速度每隔10年提高1倍；而由于刀具结构和几何参数的改进，刀具寿命每隔10年几乎提高2倍。”采用新型刀具材料可以提高刀具的切削性能，而优化刀具切削部分的几何形状则能充分发挥新型材料的威力。

现代刀具不仅应能满足高速切削、干式切削、硬切削、复合切削加工等先进切削技术的需要，而且对产品功能的多样化、结构的合理化、外观造型的美观等方面也提出了更高要求。但令人遗憾的是长期以来刀具的设计主要依靠经验，依靠尝试法(try—and—error)，这种方法效率低、开发周期长，显然已经阻碍了新型刀具的开发和使用，满足不了先进切削加工技术的需求，迫切需要先进的刀具设计技术。

3.1先进刀具的新型结构设计技术

刀具结构设计的特点是空间角度计算难，形状复杂绘图难，形状相同尺寸繁。随着粉末冶金技术、模具制造技术、五轴联动数控刃磨技术的高度发展，现代金属切削刀具的切削部分已可加工成十分复杂的形状。因此，刀具厂家不断创新，采用先进的设计技术和专业应用软件进行刀具设计。在生产实际中大量遇到的是各种解刀具内部应力、应变及温度的分布规律，获得应力、应变及温度分布图，并方便地找出危险点。该方法可为改进刀具受力情况、合理设计刀具结构以及对刀具进行失效分析提供理论依据，为刀具强度和寿命的分析计算提供一种新方法。随着制造业的高速发展，汽车工业、航空航天工业、

模具工业等高技术产业部门对切削加工不断提出更高的要求，推动着刀具结构的持续创新。为汽车工业流水线开发的专用成套刀具成为革新加工工加工成本的重要工艺因素，发挥着重要的作用。模具工业的发展促进了多功能面铣刀、各种球头铣刀、模块式立铣刀系统、插铣刀、大进给铣刀等高效加工刀具的不断涌现。为满足航空航天工业高效加工大型铝合金构件的需要，开发出了结构新颖的铝合金高速加工面铣刀和立铣刀等先进刀具。与此同时，出现了各种新型可转位刀片结构，如多功能、多盘、多工位可变角、快换微调的机夹梅花刀，用于车削的高效刮光刀片，形状复杂的带前角铣刀刀片，球头立铣刀刀片，防甩飞的高速铣刀刀片等。五轴联动数控工具磨床功能的实现使立铣刀、钻头等通用刀具的几何参数进一步多样化，改变了标准刀具参数千篇一律的传统格局，可适应不同的被加工材料和加工条件，切削性能也相应提高。一些创新的刀具结构还可产生新的切削效果，如不等螺旋

角立铣刀与标准立铣刀相比，可有效遏制刀具的振动，降低加工表面粗糙度值，增大刀具的切削深度和进给速度。硬质合金丝锥及硬质合金螺纹铣刀的开发将螺纹加工效率提高到高速切削的水平，尤其是硬质合金螺纹铣刀，不仅加工效率高，而且通用性好，可显著降低刀具费用。另外，专业刀具厂家不断开发复合的或专用的刀具，创新加工工艺，充分发挥机床的功能。微电子、传感技术的应用和智能刀具的开发实现了加工过程的主动控制和优化。可见，只有通过先进的刀具结构才能充分发挥刀具材料和涂层的优势，创新的刀具结构代表了当

前刀具结构发展的方向。

可转位刀具技术是刀具发展史上的一个重要创新，它具有不经焊接，无裂纹等缺陷，充分发挥原有刀片的切削性能．并减少机床停机磨刀、装卸刀具的辅助时间等优点。国外分析资料表明；使用可转位刀具比焊接刀具提高切削效率3 7．5％，并可降低单件生产成本30一49％。

3.2新刀具材料的刀具

刀具材料是刀具工业的基础，刀具材料的发展对刀具切削性能的提高，起着决定性影响，近年来刀具材料发展极为迅速，刀具材料性能的提高和新刀具材料的使用，使切削效率大大提高。目前使用的刀具材料种类繁多，主要有金刚石、立方氮化硼、陶瓷、金属陶瓷、硬质合金和高速钢等。不同刀具材料具有不同的性能，并有其特定的应用范围。

1)金刚石

能用作刀具材料的金刚石有4类：天然金刚石、人工合成单晶金刚石、聚晶金刚石和金刚石涂层。天然金刚石是最昂贵的刀具材料，由于天然金刚石可以刃磨成最锋利的切削刃，主要应用在超精密加工领域，如加工微机械零件、光学镜面、导弹和火箭中的导航陀螺、计算机硬盘芯片等。人工合成单晶金刚石刀具有很好的尺寸、形状和化学稳定性，主要用来加工木材，如加工高耐磨A1，O，涂层的木地板。聚晶金刚石是以钴作为粘结剂，在高温高压下(约507MPa，几千摄氏度)由金刚石微粉压制而成的。聚晶金刚石刀具具有优异的耐磨性，

可用来切削有色金属和非金属材料，精加工难加工材料，如硅铝合金和硬质合金等。

2)立方氮化硼

立方氮化硼(CBN)与聚晶金刚石一样，也是在高温高压下人工合成的，其多晶结构和性能也与金刚石类似，具有很高的硬度和杨氏模量，很好的导热性，很小的热膨胀，较小的密度，较低的断裂韧性。此外，立方氮化硼具有卓越的化学和热稳定性，同铁族元素几乎不发生反应，这一点要优于金刚石。因此，加工黑色金属时多选用立方氮化硼而不用金刚石。聚晶立方氮化硼(PCBN)特别适合于加工铸铁、耐热合金和硬度超过HRC45的黑色金属(如发动机箱体、齿轮、轴、轴承等汽车零部件)。PCBN刀具适合于高速干切削，可以用2000m／min以上的速度高速加工灰铸铁。PCBN刀具在高速硬切削方面的应用也比较广泛，尤其是精加工汽车发动机上的合金钢零件，如硬度6S之间HRC60～65之间的齿轮、轴、轴承，而这些零部件过去是靠磨削来保证尺寸精度和表面质量的。CBN的力学和热学性能受粘结相的种类及其含量的影响。粘结相有钴、镍或碳化钛、氮化钛、氧化铝等，CBN 的颗粒大小和粘结相种类影响到其切削性能。低CBN含量(质量分数，下同，50％～65％)的PCBN刀具主要用来精加工钢(HRC45～65)，而高CBN含量(80％～90％)的PCBN刀具用来高速粗加工、半精加工镍铬铸铁，断续加工淬硬钢、烧结金属、硬质合金、重合金等。不含粘结相的CBN正在研制当中，通过控制合成条件使CBN颗粒更微细，微细颗粒的CBN即使在高温下也具有高热导率、极高热稳定性、高

硬度和高强度。无粘结相的CBN可望成为下一代刀具材料。

3)陶瓷

按化学成分，陶瓷刀具材料可分为氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、赛阿龙(复合氮化硅一氧化铝)陶瓷三大类。氧化铝基陶瓷具有良好的化学稳定性，与铁系金属亲和力很小，因此不易发生粘结磨损。氧化铝在铁中的溶解度只有W C在铁中溶解度的1／5，因此，氧化铝基陶瓷扩散磨损小，同时它的抗氧化能力强。然而，氧化铝基陶瓷的强度、断裂韧度、导热系数和抗热震性较低。氧化铝基陶瓷刀具在高速切削钢时具有比氮化硅陶瓷刀具更优越的切削性能。

与氧化铝陶瓷相比，氮化硅基陶瓷具有较高的强度、断裂韧度和抗热震性能，较低的热胀系数、杨氏模量和化学稳定性，与铸铁不易发生粘结，因此，氮化硅基陶瓷刀具主要用于高速加工铸铁。赛阿龙陶瓷刀具具有较高的强度、断裂韧度、抗氧化性能、导热率、抗热震性能和抗高温蠕变性能。但是热膨胀系数较低，不适合加工钢，主要用来粗加工铸铁和镍基合金。为了进一步改进陶瓷刀具加工新材料时的切削性能和抗磨损性能，研究人员开发了碳化硅晶须增韧陶瓷材料(包括氮化硅基陶瓷和氧化铝基陶瓷材料)，增韧后的陶瓷刀具高速切削复合材料和航空耐热合金(镍基合金等)时的效果非常好，但不适合加工铸铁和钢。陶瓷刀具的制造方法有热压法和冷压法两大类。热压法是将粉末状原料在高温高压下压制成饼状，然后切割成刀片；冷压法是将原材料粉末在常温下压制成坯，再经烧结成为刀片。热压法陶瓷刀具质量好，是目前陶瓷刀具的主要制造方法，冷压法可制造表面

形状较复杂或带孔的陶瓷刀具。

4 )Tic(N)基硬质合金

TiC(N)基硬质合金(即金属陶瓷)密度小，硬度高，化学稳定性好，对钢的摩擦系数较小，切削时抗黏结磨损与抗扩散磨损的能力较强，具有较好的耐磨性。金属陶瓷刀具适于高速精加工碳钢、不锈钢、可锻铸铁，可以获得较好的表面粗糙度。常用的金属陶瓷有：(1)碳化钛基高耐磨性的TiC+Ni或Mo，高断裂韧度的TiC+WC+TaC+Co；(2)增韧氮化钛基金属陶瓷；(3)碳氮化钛基高耐磨和抗热震性的Ti C N+NbC。

5)硬质合金

硬质合金是高硬度、难熔的金属化合物粉末(WC、TIC等)，用钴或

镍等金属做黏结剂压坯、烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金刀具材料的问世，使切削加工水平出现了一个飞跃。硬质合金刀具能实现高速切削和硬切削。为满足各种难加工材料的切削要求，开发了许多硬质合金加工技术，研制出多种新型硬质合金，方法是：采用高纯度的原材料，如采用杂质含量低的钨精矿及高纯度的三氧化钨等；采用先进工艺，如以真空烧结代替氢气烧结，以石蜡工艺代替橡胶工艺，以喷雾或真空干燥工艺代替蒸汽干燥工艺；改变合金的化学组分；调整合金的结构；采用表面涂层技术。研制出的新型硬质合金有添加

钽、铌的硬质合金、细晶粒与超细晶粒硬质合金，添加稀土元素的硬质合金等。在晶粒尺寸为0，2～l“m的碳化钨硬质合金晶粒中加入更高硬度(HRA90～93)和强度(2000～3500MPa，最高5000MPa)的TaC，NbC等颗粒，可以制成整体超细晶粒硬质合金刀具或可转位刀片。晶

粒细化后，硬质相尺寸变小，黏结相更均匀地分布在硬质相周围，可以提高硬质合金的硬度与耐磨性，能显著提高刀具寿命。如适当增加钴含量，还可以提高抗弯强度。这种刀具可以高速切削铁族元素材料、镍基和钴基高温合金、钛基合金、耐热不锈钢、焊接材料和超硬材料等。

6)高速钢

普通高速钢是用熔融法制造的，在加工效率和加工质量要求日益提高的先进切削加工中，普通高速钢的性能已嫌不足。20世纪后期，逐步出现了许多高性能高速钢，新型高速钢在普通高速钢的基础上，通过调整基本化学成分，并添加其他合金元素，使其常温和高温机械性能得到显著提高。用作刀具材料的高性能高速钢有高碳高速钢、高钴高速钢、高钒高速钢和含铝高速钢等。粉末冶金高速钢是将高频感应炉熔炼出的钢液，用高压氩气或纯氮喷射雾化，再急冷得到细小均匀结晶粉末，或用高压水喷雾化形成粉末，所得到的粉末在高温高压下热等静压制成粉末冶金高速钢刀具。与传统高速钢相比，粉末冶金高速钢没有碳化物偏析的缺陷，且晶粒尺寸小，因此抗弯强度和韧性高，硬度高，适用的切削速度较高，刀具寿命较长，并可加工较硬的工件材料。

7)刀具涂层技术与涂层材料

切削加工对刀具材料的性能要求非常高，刀具切肖Ⅱ刃承受高温(300～1 200℃)、高压(1 00～1 0000N／mm2)、高速(1～30m／s)和大应变率(103~107／s)，因此要求刀具既要有高的硬度和抗磨损性能，

又要有高的强度和韧性，而涂层刀具是解决这一矛盾的最佳方案之一。涂层刀具是在具有高强度和韧性的基体材料上涂上一层耐高温、耐磨

损的材料。涂层材料及基体材料之间要求粘结牢固，不易脱落。涂层技术以其效果显著、适应性好、反应快等特点，将对今后刀具性能的提高和切削技术的进步发挥十分重要的推动作用。目前，常用的刀具涂层方法有化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(P VD)、等离子体化学气相沉积(PCVD)、盐浴浸镀法、等离子喷涂、热解沉积涂层及化学涂敷法等，其中以CVD和PVD应用最为广泛。化学气相沉积法是在1000℃高温的真空炉中，通过真空镀膜或电弧蒸镀将涂层材料沉积在刀具基体表面，沉积一层15“m厚的涂层约需4h。在目前的切削加工刀具中，采用化学气相沉积涂层并经钴强化的刀片占40～50％。物理气相沉积法与化学气相沉积法类似，只不过物理气相沉积是在500℃左右完成的。物理气相沉积法起先应用在高速钢上，后来也应用在硬质合金刀具上。化学气相沉积法大多是多层涂层，而物理气相沉积法则可以是单涂层与多层涂层。PVD法有电弧发生等离子体气相沉积法、等离子枪发射电子束离子镀法、中空阴极枪发射电子束离子镀法、e形枪发射电子束离子镀法等，各有特色和优缺点。近来PVD 的进展尤为引人注目，多种工艺竞相推出各种不同功能的多元、多层、复合涂层，大大扩展了涂层的应用范围，涂层新品种开发的速度明显加快，随着梯度结构、纳米结构涂层的开发，涂层的性能取得了新

的突破。涂层硬质合金刀具具有以下优点：(1)表层的涂层材料具有极

高的硬度和耐磨性，若与无涂层的硬质合金相比，涂层硬质合金允许采用较高的切削速度，从而提高了加工效率，或能在同样的切削速度下大幅度地提高刀具寿命。(2)涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小，若与无涂层的硬质合金相比，涂层硬质合金的切削力有一定降低，已加工表面质量较好。(3)由于综合性能好，涂层硬质合金刀具有较好的通用性和较宽的适用范围。硬质合金涂层最常用的方法是高温化学气相沉积法(HTCVD)，用等离子体化学气相沉积法(PCVD)在硬质合金表面涂敷涂层的工艺也得到了应用。由于CVD法的涂敷温度在1000℃以上，因此不适宜于高速钢刀具的涂敷涂层，高速钢刀具基体用PVD方法涂层，一般涂层材料用TiC、TiN等，但多采用TiN。涂敷涂层后的高速钢刀具表面有硬层，耐磨性好，与被加工材料之间的摩擦系数小，基体材料的韧性不降低。与无涂层的高速钢刀具相比，有涂层的高速钢刀具在同样切削条件下的切削力可降低5％～10％。由于涂层材料有热屏障作用，刀具基体切削部分的切削温度有所降低，工件已加工表面粗糙度值下降，刀具使用寿命显著提高。最常见的3种涂层材料是氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)和氮铝化钛(TiAlN)。其中，20世纪80年代出现的氮化钛涂层应用最广泛，其涂层颜色为金黄色，容易辨认。氮化钛涂层可增加刀具表面的硬度和耐磨性，降低摩擦系数，减少积屑瘤的产生，延长刀具寿命。氮化钛涂层刀具适合于加工低合金钢和不锈钢。碳氮化钛涂层表面为灰色，硬度比氮化钛涂层要高，耐磨性更好。与氮化钛涂层相比，碳氮化钛涂层刀具能在更大的进给速度及切削速度下加工(分别比氮化钛涂层高出40％和60％)，工

件材料去除率更高。碳氮化钛涂层刀具可以加工各种工件材料。氮铝化钛涂层呈现灰色或黑色，主要涂在硬质合金刀具基体表面上，切削温度达800℃时仍能进行加工，适合于高速干切削。于切削时切削区的切屑可以用压缩空气清除。氮铝化钛适合加工淬硬钢、钛合金、镍基合金、铸铁和高硅铝合金等脆性材料。

4与刀具相关新技术的应用

4.1高速切削时旋转刀具的刀柄系统

加工中心等Nc机床多年来一直采用7：24实心锥柄工具系统．这种实心锥柄具有以下缺点：(1)由于只靠锥面结合刀柄与主轴的联接刚性较低，主轴转速超过1 0000转／分时，联接刚性的不足更为明显；

(2)当采用ATc方式安装刀具时，重复定位精度较低，难以实现高精密加工；(3)当主轴高速回转时，主轴前端在离心力作用下会发生膨胀，易导致主轴与刀柄锥面脱离，使径向跳动急剧增大(可达1 5“m)，易发生安全事故。为解决这一问题，开发了采用锥部和主轴端面同时定位的双定位式刀柄如、德国的HsK空心刀柄锥部定位，并使机床主轴端面贴紧，其重复定位精度较高，轴向可达O．001 mm，在高速转动产生的离心作用时刀柄牢固锁紧，其径向跳动不超过5“m，可保持较高的静态和动态刚性。HsK结构已列入国际标准，被不少国家应用到工具系统之间的连接上。

4.2模块或工具系统是数控刀具连接结构的一个重要环节。

通过不同模块的组合，用尽可能少的模块组成一个功能全、柔性好的工具系统．实现高精度、高刚性并能快换的连接结构，可以显著

提高机床的利用率，使机床的机动时间在生产节拍中的比例提高10—30％。

4.3刀具监控系统

刀具的监测技术对于高速切削加工的安全性十分重要。刀具监测技术主要包括通过监测切削力以控制刀具磨损；通过监测机床功率以间接获得刀具磨损信息；监测刀具断裂(破损)等。对于切削过程进行监控是先进制造技术走向更高程度的自动化甚至无人化．提高数控机床利用率．保证加工质量，防止意外事故的重要手段。郭入现代的微电子传感器、计算机和信息技术对切削过程进行可靠的监控是现代金属切削技术发展的又一特征。

4.4刀具管理系统

刀具的管理系统是柔性制造系统(FMs)中必不可少的重要组成部分，已在各国特别是工业发达国家中得到了广泛的应用。刀具管理处于一个动态变化过程，其主要包括以下几方面的内容：(1)刀具的贮存，运输和交换；(2)刀具的分配与调度；(3)刀具的监控；(4)刀具的信息管理。刀具是加工中心进行金属切削的主要工具，它的

使用是否最佳，调度是否合理．管理是否完善，控制是否有效，对整个柔性制造系统(FMs)的利用率，生产效率和生产质量都将产生很大影响。

4.5刀具刃口钝化问题应引起重视

目前我国绝大部分可转位刀片刃口未经钝化处理，刀具耐用度低，刀具消耗费用大。而从国外引进的刀片生产线都带有刀片刃口钝

化机，经钝化后的刀片刃口微观缺口彻底消除．有效的增加了刃口强度，其刀具耐用度一般提高20％以上至1倍。目前已研制成功一种能普及应用的小型可转位刀片刃口钝化机，机型轮廓尺寸：400×400×600(毫米)．其特点是：采用齿轮减速电子调速电机传动的行星机构，使刀片自转并公转，由高速旋转的含磨料尼龙盘刷钝化刀片刃口，采用时间继电器控制钝化时间和袖珍显微镜检测刀片刃口钝化参数，该小型可转位刀片刃口纯化机结构设计紧凑合理、灵巧可靠、操作方便，适于刀片制造部门和机械加工车间应用推广。

5先进刀具在制造业中的使用管理

5.1充分认识现代切削技术和高效先进刀具

提高加工效率是提高制造业生产效率的最重要最活跃的因素之一。在发达国家，大量使用高效先进刀具，平均刀具费用约占制造成本的4％，而我国制造业因使用廉价的传统标准刀具，平均刀具费用不到制造成本的3％，因没有使用高效先进刀具，致使我国机械工业的生产效率远远低于发达国家。据统计，采用高效先进刀具，可明显提高切削加工效率，有可能使零件生产成本下降10％一15％，但采用高效先进刀具，刀具费用大约要提高50％，使零件成本提高约1％，刀具费用的增加远低于生产成下降。因此，综合考虑，使用高效先进刀具能显著高加工效率、降低生产成本。同时，使用现代切削技术和现代高效刀具，对提高加工效率和效益，效果是极为明显的。例如目前的航宅工业中使用新型的铝合金整体薄壁构件来代替原来的焊接、铆接的组装构件，加工这些铝合金整体薄壁构件需要铣去大量的金

属，采用高速切削新工艺能成倍提高加工效率。在数控机床上使用专用高效复合刀具，可用一把刀自动依次地完成较复杂件的加工，代替多把刀加工，可大大提高加工效率和效益。国内不少工厂采用高效先进刀具后，提高了加工效率，降低了生产成本，取得极好效果。

5.2机械制造厂应改变观念

重视使用现代高效刀具制约我国切削技术和刀具工业快速发展的原因是企业对刀具的使用停留在落后的传统观念，即采用廉价刀具来控制成本，而不是用高效刀具提高加工效率来降低成本。很多企业花了大价钱买了高效数控机床，却舍不得再花不多的钱购买高效先进刀具，致使切削技术落后，机床加工效率甚低。这实际上是省了小钱，却浪费了昂贵的机床工时，得不偿失。现代切削技术和高效先进刀具，是制造业提高生产效率和效益的最重要、最活跃因素之一。2005年，美国消费机床58．2亿美元，消费刀具30亿美元；同一年我国消费机床107．8亿美元，而消费刀具仅17亿美元。这种反差明显说明在我国，先进切削技术和高效刀具提高生产效率的作用未被重视，反而被大大地低估了。改变观念，充分认识并努力推广应用先进切削技术和高效刀具，提高加工生产效率和效益，降低成本，加强企业的竞争力，已是我国机械制造业发展所面临的、迫切需要解决的重大问题。

5.3组成刀具企业和刀具材料企业的联合体

提高刀具性能质量。刀具材料的性能质量是决定刀具切削性能的最根本因素。国外的几个大工具厂，如瑞典的Sandvik厂、美国的Kennametal厂等都有自己的刀具材料生产部门，它们的刀具产品很大

部份用的是自己生产的刀具材料。刀具材料水平的提高也就成为企业自己的要求，因此，他们特别重视提高刀具材料的性能和质量，并积极研制开发新刀具材料，这保证了他们工厂的刀具产品的高性能和高质量。我国当年因计划经济时代的分工安排，刀具材料生产由钢铁厂和硬质合金厂承担，归属到冶金部，而刀具生产则由刀具企业具体承担，归属到机械部，

6总结与展望

先进刀具设计是刀具几何结构、切削材料及涂层之间的和谐组合。只有不断推出先进的刀具设计技术，促进新型刀具的开发和使用，才能满足先进切削加工技术的发展需求。当前，世界制造业正经历着一场深刻的战略陛重组，欧美以及日、韩等发达国家和地区在全球范围内进行着新一轮制造业资源的优化配置，中国已经成为发达国家和地区制造业大规模转移和抢滩登陆的重要市场。但是我国的制造技术，特别是切削加工水平与国外相比还有很大的差距，发展先进切削加工技术，特别是刀具设计技术，提高加工效率，建设制造强国的重任责无旁贷地落在切削加工技术研究人员和工作者的肩上。只要我们高度重视先进切削加工技术的发展和创新，并为之不懈努力，制造业强国的目标一定能实现。

CNC加工中心刀具的选择与切削用量的确定

CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用C AD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。

根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 3)镗削刀具； 4)铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： 1)刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； 2)互换性好，便于快速换刀； 3)寿命高，切削性能稳定、可靠； 4)刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 5)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择

超精密加工的机床设备

超精密加工的机床设备 摘要：超精密加工技术的发展直接影响整个国家的制造业发展，影响尖端技术和国防工业的发展。机床是实现超精密加工的重要载体，机床的制造水平和研究水平便显得非常的重要。本文在论述目前国内外超精密加工机床的现状的同时，介绍了国内外有代表性的几种超精密加工机床，并介绍分析了超精密机床的精密主轴部件、进给驱动系统、误差建模和补偿技术和数控技术。 关键词：超精密加工机床发展关键技术 1.引言 制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱，其竞争能力最终体现在新生产的工业产品市场占有率上，而制造技术则是发展制造业并提高其产品竞争力的关键。精密和超精密加工技术是制造业的前沿和发展方向。精密和超精密加工技术的发展直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅猛发展和多领域的广泛应用，对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。目前，国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备，发展了新的精密加工和精密测量技术。 最近几年，我国的机床制造业虽然发展很快，年产量和出口量都明显增加，成为世界机床最大消费国和第一大进口国，在精密机床设备制造方面取得不小进展，但仍和国外有较大差距。我国还没有根本扭转大量进口昂贵的数控和精密机床、出口廉价中低档次机床的基本状况。由于国外对我们封锁禁运一些重要的高精度机床设备和仪器，而这些精密设备仪器正是国防和尖端技术发展所迫切需要的，我们必须投入必要的人力物力，自主发展精密和超精密加工机床，使我国的国防和科技发展不会受制于人。

机械加工各种刀具名称和型式汇总

一、车刀 ㈠、外圆车刀： 45°外圆车刀 60°外圆车刀 90°外圆车刀 45°弯头车刀 60°弯头车刀 90°偏头外圆车刀 50°直头外圆车刀 60°直头外圆车刀 75°偏头外圆车刀 45°偏头外圆车刀 60°偏头外圆车刀 45°直头外圆车刀 75°直头外圆车刀 90°直头外圆车刀㈡、端面车刀： 45外圆车刀 60外圆车刀 90外圆车刀 90°直头端面车刀 90°偏头端面车刀

75°偏头端面车刀 60°偏头端面车刀 93°偏头端面车刀 85°偏头端面车刀 45°弯头端面车刀 ㈢仿形车刀： 63°直头仿形车刀 72.5直头仿形车刀 93°偏头仿形车刀 ㈣、内孔车刀： 92°内孔车刀 75°内孔车刀 可转位75°上压式内孔车刀 可转位90°上压式内孔车刀㈤、切断车刀： 普通切断车刀 上压式机夹可调切断车刀 Q型切断车刀 ZQ型切断车刀 ㈥、切槽车刀： 普通切槽车刀 机夹内孔切槽车刀

㈦、成形车刀： 平体成形车刀 棱体成形车刀 圆体成形车刀 ㈧、外螺纹车刀： 机夹外螺纹车刀 硬质合金焊接外螺纹车刀㈨、内螺纹车刀： 机夹内螺纹车刀 硬质合金焊接内螺纹车刀㈩、倒角车刀： 15°倒角车刀 30°倒角车刀 45°倒角车刀 60°倒角车刀 二、铣刀： 1、圆柱形铣刀： 粗齿圆柱形铣刀 细齿圆柱形铣刀 2、面铣刀： 镶齿套式面铣刀 硬质合金端铣刀

硬质合金可转位面铣刀 3、立铣刀： 套式立铣刀 直柄立铣刀 莫氏锥柄立铣刀 短莫氏锥柄立铣刀 削平型直柄立铣刀 7：24锥柄立铣刀 焊接式硬质合金斜齿锥柄立铣刀 波形刃立铣刀 硬质合金苞米式铣刀 4、三面刃铣刀： 直齿三面刃铣刀 镶齿三面刃铣刀 错齿三面刃铣刀 5、槽铣刀： 尖齿槽铣刀 螺钉槽铣刀 6、锯片铣刀： 粗齿锯片铣刀 中齿锯片铣刀 细齿锯片铣刀

加工中心的刀具及参数选择

加工中心的刀具及参数选择 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为： ①整体式； ②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；

③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。 根据制造刀具所用的材料可分为： ①高速钢刀具； ②硬质合金刀具； ③金刚石刀具； ④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为： ①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； ③镗削刀具； ④铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因

精加工刀具

镗刀是镗削刀具的一种，一般是圆柄的，也有较大工件使用方刀杆，最常用的场合就是里孔加工，扩孔，仿形等。有一个或两个切削部分、专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。 因装夹方式的不同，部有方柄、莫氏锥柄和7:24锥柄等多种形式。单刃镗刀切削部分的形状与车刀相似。为了使孔获得高的尺寸精度，精加工用镗刀的尺寸需要准确地调整。微调镗刀可以在机床上精确地调节镗孔尺寸，它有一个精密游标刻线的指示盘，指示盘同装有镗刀头的心杆组成一对精密丝杆螺母副机构。当转动螺母时，装有刀头的心杆即可沿定向键作直线移动，借助游标刻度读数精度可达 0.001毫米。镗刀的尺寸也可在机床外用对刀仪预调。双刃镗刀有两个分布在中心两侧同时切削的刀齿，由于切削时产生的径向力互相平衡,可加大切削用量,生产效率高。双刃镗刀按刀片在镗杆上浮动与否分为浮动镗刀和定装镗刀。浮动镗刀适用于孔的精加工。它实际上相当于铰刀，能镗削出尺寸精度高和表面光洁的孔，但不能修正孔的直线性偏差。为了提高重磨次数，浮动镗刀常制成可调结构。 为了适应各种孔径和孔深的需要并减少镗刀的品种规格，人们将镗杆和刀头设计成系列化的基本件──模块。使用时可根据工件的要求选用适当的模块，拼合成各种镗刀,从而简化了刀具的设计和制造。 镗刀 - 使用方法 刀具安装时，要特别注意清洁。镗孔刀具无论是粗加工还是精加工，在安装和装配的各个环节，都必须注意清洁度。刀柄与机床的装配，刀片的更换等等，都要擦拭干净，然后再安装或装配，切不可马虎从事。 刀具进行预调，其尺寸精度，完好状态、必须符合要求。可转位镗刀、除单刃镗刀外，一般不采用人工试切的方法，所以加工前的预调就显得非常重要。预调的尺寸必须精确，要调在公差的中下限，并考虑因温度的因素，进行修正、补偿。刀具预调可在专用预调仪、机上对刀器或其他量仪上进行。 刀具安装后进行动态跳动检查。动态跳动检查是一个综合指标，它反映机床主轴精度、刀具精度以及刀具与机床的连接精度。这个精度如果超过被加工孔要求的精度的1/2或2/3就不能进行加工，需找出原因并消除后，才能进行。这一点操作者必须牢记，并严格执行。否则加工出来的孔就不能符合要求。 应通过统计或检测的方法，确定刀具各部分的寿命，以保证加工精度的可靠性。对于单刃镗刀来讲，这个要求可低一些，但对多刃镗刀来讲，这一点特别重要。可转位镗刀的加工特点是：预先调刀，一次加工达到要求，必须保证刀具不损坏，否则会造成不必要的事故。

加工中心刀具的选择及使用讲课讲稿

加工中心刀具的选择 及使用

加工中心刀具的选择及使用 在加工中心上，其主轴转速较普通机床的主轴转速高1～2倍，某些特殊用途的数控机床、加工中心主轴转速高达数万转，因此数控机床用刀具的强度与耐用度至关重要。目前涂层刀具与立方氮化硼等刀具已广泛用于加工中心，陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在加工中心上运用。一般来说，数控机床用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性好，有良好的断屑性能和可调易更换等特点。例如，在数控机床上进行铣削加工时选择刀具要注意如下要点： 平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些，反之，选大些。精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。

立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了轴向进给时易于吃刀，要采用端齿特殊刃磨的铣刀，如图a所示。为了减少振动，可采用图b所示的非等距三齿或四齿铣刀。为了加强铣刀强度，应加大锥形刀心，变化槽深，如图c所示。 为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。 铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。刀具的结构参数可参考如下： ①刀具半径R应小于零件内轮廓的最小曲率半径ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。 ②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R保证刀具有足够的刚度。 ③粗加工内型面时，刀具直径可按下式估算(见下图)：

数控加工常用刀具的种类及选择

数控加工常用刀具的种类及选择1．数牲加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。 2．1数控刀具的分类有多种方法 a．根据刀具结构可分为 （1）整体式； （2）镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； （3）特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。 b．根据制造刀具所用的材料可分为： （1）高速钢刀具； （2）硬质合金刀具； （3）金刚石刀具； （4）其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 c．从切削工艺上可分为： （1）车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； （2）钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；

（3）镗削刀具； （4）铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30％一40％，金属切除量占总数的80％～90％。 2．2数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： （1）刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀； （2）寿命高，切削性能稳定、可靠； （3）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间; （4）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； （5）系列化标准化以利于编程和刀具管理。 2．数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材科的性能、加 工工序切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

精密加工 刀具

先进刀具使用现状和未来发展的方向 刘佐军s1******* 金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面层质量等方面均符合要求的零件的一种加工方法。其核心问题是刀具切削部分与工件表层的相互作用，即刀具的切削作用和工件的反切削作用。 在切削加工技术的发展进程中，切削刀具所起的作用是十分显著的。国外的统计表明，刀具费用只占零件制造成本的3% ~ 4%，若使用优良的刀具，可提高加工效率、减少机床台时费用和人工费用，使零件的制造成本降低10% ~ 15%，这是国外制造厂商谋求发展和提高企业竞争力的主要手段之一。 1先进刀具的重要性 1）在机械加工中，金属切削机床和刀具作为切削加工的基础工艺装备，刀具被称为机床的“牙齿”和“孪生兄弟”，无论是什么样的金属切削机床，都必须依靠这个“牙齿”才能发挥作用，刀具性能和质量直接影响到数百万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏，直接影响到整个机械制造业的生产技术水平和经济效益。所以说：“企业的红利在刀刃上”，这是国外企业家的切身体会。古人云：“工欲善其事，必先利其器”，现代人说：“磨刀不误砍柴功”，“把劲使在刀刃上”，这些都是我国劳动人民在长期的生产实践活动中的经验总结。 2）现实生产说明“刀具虽小、潜力无穷”。如粗加工一根20万

千瓦发电机转子轴，净重3 0吨，锻件毛坯60—70吨，废切屑占了毛重50％以上，如果没有一把高效刀具是不行的；又如精加工一个重型精密大齿轮，没有一把80万元的高性能高精度的滚刀也是不行的。国际上一位切削与机床方面的权威他对切削刀具的作用作了如下论说：“改进刀具对降低切削成本比其它任何单一过程的改变更具有潜力。合理地选择和应用现代切削刀具是降低生产成本，获得主要经济效益的关键。”又一位美国专家N，兹拉丁说：“一台价值25万美元的CN机床，其效率的发挥在很大程度上取决于一把价值30美元立铣刀的性能”。 3）现代科技水平的提高，设备更新换代速度越来越加快，10至俩年换一代，在这样短期内赚圈设备投资并创造出利润，就要投资研究改进。依靠刀具挖潜。据有关资料表明：刀具费用占制造成本2，4—4％，但它却直接影响占制造成本里边20％的机床费用和38％的人工费用。还有一种算法：机床与刀具投入比为9：1到7：3。只要刀具投资到位，切削速度和进给速度，每提高1 5—20％可降低制造成本1 O一1 5％。所以买机床的同时，一定考虑配置好的刀具，才能高效运转。还有，要做到三个耐用度(即最大生产率，最低成本和最大利润率)要知道把握，真正把钱花在刀刃上，生产才能解渴。 4）我国数控机床使用率低的原因：国外数控机床在两班制工作下开动率达到60—70％，但国内许多用户往往只能达到20%-30％，其原因：①用户盲目选购数控机床，致使“货不对路”；②数控机床有关技术人员综合素质低：③编程效率低：④维修时间长、维修工作

刀具设计

佳木斯大学 机械设计制造及其自动化专业 （卓越工程师） 设计说明书 （工业产品造型设计） 题目：可转位车刀设计 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 指导教师： 完成日期：2013年11月26日 佳木斯大学机械工程学院

目录 一刀片材料的选择 (3) 二刀具合理几何参数的选择 (3) 三切削用量的选择 (4) 四刀片夹固结构的选择 (4) 五刀片形状和尺寸的选择 (4) 六刀片型号和基本参数的确定 (6) 七刀杆选择（刀杆材料、尺寸） (6) 八刀槽角度的计算 (6) 九选择硬质合金刀垫（国家标准） (8) 十绘制刀具工作图和零件图 (9)

设计要求： 杠销式75°机夹不重磨车刀工件：40Mn，HB≤229 光轴，Ra12.5机床：C620 推荐：V=80，αp=4—10，f =0.4—0.8 一刀片材料的选择 硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC℉、TaC、NbC等）和金属粘结剂经粉末冶金方法制成的。 硬质合金分为三类：YT,YG,YW。 YG类硬质合金主要用于加工铸铁和有色金属，YT类主要用于加工钢料，YW 类抗弯强度、疲劳强度和冲击韧度高，抗氧化能力和耐磨性也比较好，可用于加工铸铁及有色金属。YT类硬质合金适于加工钢料。加工钢料时，金属塑性变形大，摩擦很剧烈，切削温度很高。YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，特别是较高的耐热性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力也很好。在加工钢料时，刀具磨损小，刀具耐用度较高，所以在加工40 Mn材料工件时应选择YT类硬质合金作为刀具材料。选取刀片材料为YT15。 二刀具合理几何参数的选择 1.主偏角 主偏角kr主偏角对可转位车刀的寿命影响较大。一般来说，减小主偏角可提高刀具工作寿命。但当工艺系统或被加工工件刚性不足时，减小主偏角会增大径向力，从而加大变形挠度，引起加工振动，降低加工精度和加工表面质量，同时影响刀具寿命，因此，应针对不同的加工条件选择不同的主偏角。设计刀具时的主偏角推荐值见表1。 2.前角的选择 加工塑性材料时（钢），应选用较大前角。切削钢料时，切削变形很大，切屑与前刀面的接触面积较长，刀屑之间的压力和摩擦力都很大，为了减小切屑的变形和摩擦，宜选用较大的前角。用硬质合金刀具加工一般钢料时，前角可选用10°-20°，在这里选取15°。

cnc加工中心刀具大全及如何选择【全解】

cnc加工中心刀具大全及如何选择 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关内容，就在深圳机械展刀具展区！ 首先我们来认识一下常用的cnc加工中心刀具： 平底刀：也称平刀或端铣刀。周围有主切削刃，底部为副切削刃。可以作为开粗及清角，精加工侧平面及水平面。有D16，D12，D1O，D8，D6，D4，D3，D2 ,D1.5，D1等。D表示切削刀刃直径。一般情况下，开粗时尽量选较大直径的刀，装刀时尽可能短，以保足够的刚度，避免弹刀。在选择小刀时，要结合被加工区域，确定刀锋长及直身部分长，选择现有的合适的刀。 圆鼻刀：也称平底R刀。可用于开粗、平面光刀和曲面外形光刀。一般角半径为R0.8和R5。一般有整体式和镶刀粒式的刀把刀。带刀粒的圆鼻刀也称飞刀，主要用于大面积的开粗，水平面光刀。有D50R5，D30R5, D25R5, D25R0.8, D21R0.8，D17RO.8等。飞刀开粗加工尽量选大刀，加工较深区域时，先装短加工较浅区域，再装长加工较深区域，以提高效率且不过切。 球刀：也称R刀。主要用于曲面中光刀（即半精加工）及光刀（即精加工）。常用的球刀有D16R8, D12R6, D10R5, D8R4, D6R3, D5R2.5（常用于加工流道）,D4R2, D3R1.5, D2R1, D1R0.5。一般情况下，要通过测量被加工图形的内圆半径来确定精加工所用的刀具，选大刀光刀，小刀补刀加工。

如何选择cnc加工中心刀具： 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素选用刀具及刀柄。 刀具选择总的原则：安装调整方便刚性好，耐用度和精度高。在加工要求的前提下，选择较短的刀柄以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。 1.平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。 2.铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀。 3.加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。 4.加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀。 5.对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 6.在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。 7.平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优选择平头刀。 8.在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标zhun刀柄以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标zhun 刀具，迅速准确地装到机床主轴或刀库上去。应尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工再进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

浅析超精密加工机床现状及展望

浅析超精密加工机床现状及展望 张建锋学号：11309017 (汕头大学机械工程学院广东) 摘要：本文主要讨论超精密加工以及加工机床的发展历程、国内外现状、关键技术要点以及展望。通过对超精密加工机床的现状和难点分析，总结了未来超精密加工机床的发展趋势，并且具体给出了超精密加工机床的重点需要突破革新的要点和对策。 关键字：超精密加工、超精密加工机床、精度、效率。 0 前言 超精密加工技术是20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的一种加工技术。超精密加工技术是现代制造技术之一，它与传统加工在加工方法、加工精度等方面有着本质的区别，是零件加工精度和质量的飞跃。超精密加工是世界科技发展的重要前沿领域，主要包含有超精密制造、超精密检测、超精密环境控制及其各类辅助研究分支。大部分仪器系统和设备都是通过机床加工出来的，如隐形眼镜就是用超精密数控车床加工而成的。目前隐形眼镜的加工工艺主要有三种：分别是旋转成型工艺、切削成型工艺和模压成型工艺。计算机硬盘驱动器、光盘和复印机等高技术产品的很多精密零件都是用超精密加工手段制成。当现有加工设备不能满足零件加工要求时，必然要设计新设备，这就是我们经常提起的超精密机床的研究，而超精密加工机床的结构设计是其中最关键的技术之一。一个高精密机床的设计不仅仅是机械部门一个单元能完成的，它受到材料、物理、设计和工艺水平等多个环节和整个系统的综合影响。本文主要从超精密加工的起源、内涵、影响因素、研究方向和对策等方面来阐述超精密加工机床结构。 1 超精密加工相关知识概述 超精密加工目前尚没有统一的定义，在不同历史时期，不同的科学技术发展水平的情况下，有不同的理解。通常我们认为一定尺寸的被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点几微米，表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术为超精密

精密加工高速切削加工刀具

学号：1145522222 整理人：建国 专业：机制 高速切削加工刀具材料术 摘要：论述了高速切削的概念和优越性，介绍了高速切削加工所使用的先进刀具材料和刀具如：瓷刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具、涂层刀具的性能特点及其应用，探讨了高速切削刀具材料的发展前景和研究方向。 关键词高速切削刀具材料性能特点瓷CBN 金刚石

高速切削(High Speed Machining简称HSM)概念的起源可以追溯到20世纪20年代末，德国切削物理学家Carl．J．Salomon博士1929年进行的超高速切削模拟试验，并于1931年4月发表了著名的超高速切削理论，提出了高速切削的设想。Salomon指出：在常规的切削围，切削温度随着切削速度的增大而提高(图l中的区域A)。但是，当切削速度增大到某一数值后，切削速度再增大，切削温度反而下降，并指出峙之值与工件材料的种类有关，对于每一种工件材料，存在一个速度围由于切削温度太高，高于刀具材料所允许的最高温度，任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行，这个围被称之为“死谷”。但是当切削速度进一步提高，超过这个速度围后，切削温度反而降低，同时切削力也会大幅度降低（如区域C）。他认为对于一些工件材料应该有一个临界的切削速度，在该切削速度下切削温度最高。在高速切削区进行切削，有可能用现有的刀具进行，从而成倍地提高机床的生产率。几乎每一种金属材料都有临界切削速度，只是不同材料的速度值不同而已。

高速切削是一个相对的概念。由于不同的加工方式、不同工件有不同的高速切削围，所以很难就高速切削的速度围给出确切的定义。高速切削加工不能简单地用某一具体的切削速度值来定义。切削条件不同，高速切削速度围亦不同。1992年在CIRP会议上发表了不同材料大致可行的和发展的切削速度围。可以说，目前各国的切削速度仅在高速阶段， 尚未达到CIRP(国际生产工程科学院)所界定的超高速切削阶段。 1 高速切削的优越性 与传统的切削加工方法相比，高速切削具有无可比拟的优越性。 第一、切削力低。由于切削速度高，导致剪切变形区狭窄、剪切角增大、变形系数减小和切屑流出速度快，从而使切削变形减小、切削力降低。尤其是法向切削力，比常规切削低30％--一90％。刀具耐用度可提高70％，特别适合细长类、薄壁类以及刚性差的工件加工。 第二热变形小。在高速切削时，90％～95％以上的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，工件累积热量极少，工件基本上保持冷态，因而不会

加工中心刀具选择技巧

加工中心刀具選擇技巧 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择

数控加工中刀具的选择原则和切削用量

数控加工中刀具的选择原则和切削用量 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-3-9 0:57:41 发布人：admin 减小字体增大字体 摘要:现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。 关键词:数控技术;机械加工;刀具选择 一、科学选择数控刀具 1、选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。 2、选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。 二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该

刀具设计

机械设计制造及其自动化专业 设计说明书 （高速切断刀） 题目: 高速切断刀设计说明书 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：李学健 完成日期：2015年5月 机械工程学院 2015年5月

目录 第1章原始条件 ................................................................................................................ .1 第2章设计计算过程 ........................................................................................................ .1 2.1高速切断刀的设计要点及工作特点............................................... ......... ..1 2.1刀片夹固结构的选择 ....................................................................................... . (2) 2.2选择刀片材料 ................................................................................................... . (2) 2.3选择车刀合理角度 ........................................................................................... . (2) 2.4选择刀片型号和尺寸 ....................................................................................... . (2) 2.5选择硬质合金刀垫型号和尺寸 ....................................................................... . (3) 2.6计算刀槽角度 ................................................................................................... .. (4) 2.7选择刀杆材料和尺寸 ................................................................................................... .4 2.8技术要求 ....................................................................................................................... .4 第3章绘图 ................................................................................................................. . (5) 参考文献 (5)

加工中心刀具选用资料讲解

加工中心刀具选用

2010-05-12 13:24 星期三 一．顺铣和逆铣的特点 （1）逆铣时，每个刀的切削厚度都是由小到大逐渐变化的。当刀齿刚与工件接触时，切削厚度为零，只有当刀齿在前一刀齿留下的切削表面上滑过一段距离，切削厚度达到一定数值后，刀齿才真正开始切削。顺铣使得切削厚度是由大到小逐渐变化的，刀齿在切削表面上的滑动距离也很小。而且顺铣时，刀齿在工件上走过的路程也比逆铣短。因此，在相同的切削条件下，采用逆铣时，刀具易磨损。 （2）逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密结合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 （3）逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。 （4）顺铣时，刀齿每次都是由工件表面开始切削，所以不宜用来加工有硬皮的工件。

（5）顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些（铣削碳钢时，功率消耗可可减少5%，铣削难加工材料时可减少14%）。 二．在什么情况下选用顺铣或逆铣 采用顺铣时，首先要求机床具有间隙消除机构，能可靠地消除工作台进给丝杆与螺母间的间隙，以防止铣削过程中产生的振动。如果工作台是由液压驱动则最为理想。其次，要求工件毛坯表面没有硬皮，工艺系统要有足够的刚性。如果以上条件能够满足时，应尽量采用顺铣，特别是对难加工材料的铣削，采用顺铣不仅可以减少切削变形，降低切削力和功率的消耗。 模具高速加工的CNC编程策略 2010-05-21 13:05 星期五 1 引言 高速加工技术是采用高转速、快进给、小切深和小步距来提高切削加工效率的一种加工方式。它已在航空航天制造、汽车工业和模具制造、轻工产品制造等重要工业领域创造出了惊人的效益。高速加工的成功实现取决于许多因素，包括高速主轴、CNC系统、专用刀具，以及特殊的加工工艺和加工控制方法等。

精密加工技术期末复习资料

1.精密加工研究包括哪些主要内容？ 精密加工机床，金刚石刀具，精密切削机理，稳定的加工环境，误差补偿，精密测量技术二.实现精密与超精密加工应具备哪些条件？试结合金刚石刀具精密切削简述切削用量对加工质量的影响及主要控制技术？ ①精密加工机床-精密机床主轴轴承要求具有很高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于主轴轴承 ②金刚石刀具-金刚石刀具的刀口半径只能达到0.1-0.3/um。当刃口半径小于0.01um时，必须解决测量上的难题。金刚石晶体的晶面选择。金刚石刀具刃口的锋利性 ③精密切削机理-掌握其变化规律 ④稳定的加工环境-包括恒温防振和空气净化 ⑤误差补偿-通过消除或抵消误差本身的影响，达到提高加工精度的目的 ⑥精密测量技术-精密加工要求测量精度比加工精度高一个数量级 3.试述常用几种主轴轴承的特点，并说明为什么目前大部分精密和超精密机床采用空气轴承？ ①液体静压轴承-特点：转动平稳无振动，达到较高的刚度 空气轴承-特点：刚度低，承受载荷小 ②空气轴承造成的热变形小，刚度低，只能承受较小的载荷，超精密切削时切削力小，空气轴承能满足要求 4.试述在线检测和误差补偿技术在精密加工中的作用 精密和超精密加工的精度是依靠检测精度来保证的，而为了消除误差进一步提高加工精度，必须使用误差补偿技术 5.常用微量进给装置有哪些种类与作用？ ①机械传动或液压传动式②弹性变形式③热变形式④流体膜变形式⑤磁致伸缩式⑥电致伸缩式作用：为了实现精密与超精密加工 6.金刚石刀具破损形式 ①裂纹：结构缺陷可产生裂纹，另外当切屑经过刀具表面时，金刚石收到循环应力的作用也可产生裂纹②碎裂：由于金刚石材料较脆，在切削过程中收到冲击和振动都会使金刚石刀刃产生细微的解理形成碎裂③解理：金刚石晶面方面选择不当，切削力容易引起金刚石的解理，刀具寿命下降 7.金刚石刀具磨损形式 ①机械磨损②破损③碳化磨损 8.微量进给机构的作用及类型 ①电致伸缩微量进给装置，作用：用于误差在线补偿②机械结构弹性变形微量进给装置，作用：用于手动操作③压电或电致伸缩微量进给装置，作用：用于实现自动微量进给 9.导轨类型 ①滚动导轨②液体静压导轨③气浮导轨和空气静压导轨 10.为什么精密切削加工会产生碾压作用？ 在刃口圆弧处，不同的切削深度，刀具的实际前角是变化的，实际前角为较大的负前角，在刀具刃口圆弧处将产生很大的挤压摩擦作用，被加工表面将产生残余压应力 1.精密磨削加工按磨料加工大致分为哪几类？试述其特点及适用场合 ①磨料加工，固结磨料加工：磨削，砂轮磨削，砂带磨削研磨等 游离磨料加工：抛光，研磨：干式研磨，湿式研磨，磁式研磨。滚磨：回转式，振动式，离心式，主轴式，涡流式，衍密等②特点磨削除可以加工铸铁、碳钢。合金钢等一些一般结构材料外，还能加工一般刀具难以切削的高硬度材料如淬火钢，但不宜精加工塑性

机加工刀具的选择

刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专

用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。