数控车床选刀过程如何合理选择数控车床刀具

数控车床刀具的选刀过程，如图5-14所示。从对被加工零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过十个基本步骤，以图5-14中的10个图标来表示。选刀工作过程从第1图标“零件图样”开始，经箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标“选定刀具”，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。下面将讨论每一图标的内容及选择办法。

 图5-14  数控车床刀具的选刀过程

(1) 机床影响因素

“机床影响因素”图标如图5-15所示。为保证加工方案的可行性、经济性，获得最佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素：

①机床类型：数控车床、车削中心；

②刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；

图5-15 　机床影响因素

③主轴功率；

④工件夹持方式。

 (2) 选择刀杆

“选择刀杆”图标如图5-16所示。其中，刀杆类型尺寸见表5-3。

选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大的刀杆，同时要考虑以下几个因素：

①夹持方式；

②切削层截面形状，即背吃刀量和进给量；

③刀柄的悬伸。

(3) 刀片夹紧系统

刀片夹紧系统常用杠杆式夹紧系统，“杠杆式夹紧系统”图标如图5-17所示。

①杠杆式夹紧系统

杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为：定位精度高,切屑流畅,操作简便, 可与其它系列刀具产品通用。

②螺钉夹紧系统

特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工。

图5-16 　选择刀杆

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表5-3 刀杆类型尺寸

刀杆类型	外圆加工刀杆
	内孔加工刀杆
	柄部截面形状
刀杆尺寸	柄部直径 D
	柄部长度 l1
	主偏角

 

 

 

 

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图5-17　 杠杆式夹紧系统

 (4) 选择刀片形状

“选择刀片形状”图标如图5-18所示。主要参数选择方法如下：

①刀尖角
　　刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35^o到90^o之间。
　　图5-18中R型圆刀片，在重切削时具有较好的稳定性，但易产生较大的径向力。

②刀片形状的选择

刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。

正三角形刀片可用于主偏角为60⁰或90⁰的外圆车刀、端面车刀和内孔车刀。由于此刀片刀尖角小、强度差、耐用度低、故只宜用较小的切削用量。

正方形刀片的刀尖角为90⁰，比正三角形刀片的60⁰要大，因此其强度和散热性能均有所提高。这种刀片通用性较好，主要用于主偏角为45⁰、60⁰、75⁰等的外圆车刀、端面车刀和镗孔刀。

正五边形刀片的刀尖角为108⁰，其强度、耐用度高、散热面积大。但切削时径向力大，只宜在加工系统刚性较好的情况下使用。

菱形刀片和圆形刀片主要用于成形表面和圆弧表面的加工，其形状及尺寸可结合加工对象参照国家标准来确定。

图5-18　选择刀片形状

 (5) 工件影响因素“工件影响因素”图标如图5-19所示。选择刀具时，必须考虑以下与工件有关的因素：

①工件形状：稳定性；

②工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型；

图5-19　工件影响因素

③毛坯类型：锻件、铸件等；

④工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等；

⑤表面质量；

⑥加工精度；

⑦切削深度；

⑧进给量；

⑨刀具耐用度。

(6) 选择工件材料代码

“选择工件材料代码”图标如图5-20所示。

按照不同的机加工性能，加工材料分成6个工件材料组，他们分别和一个字母和一种颜色对应，以确定被加工工件的材料组符号代码，见表5-4。

图5-20  选择工件材料代码

表5-4　 选择工件材料代码

加工材料组		代码
钢：	非合金和合金钢 高合金钢 不锈钢，铁素体，马氏体	P（蓝）
不锈钢和铸钢：	奥氏体 铁素体——奥氏体	M（黄）
铸铁：	可锻铸铁，灰口铸铁，球墨铸铁	K（红）
NF金属：	有色金属和非金属材料	N（绿）
难切削材料：	以镍或钴为基体的热固性材料 钛，钛合金及难切削加工的高合金钢	S（棕）
硬材料：	淬硬钢，淬硬铸件和冷硬模铸件，锰钢	H（白）

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