1、 继续教育学院毕业设计（论文）题目：数控车削加工中的刀具选择院、系(站)： 机电工程系 学科专业： 数控加工与维护 学 生： 李军 学 号： 107212140158 指导教师： 赵春明 2011 年 10 月西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文1摘 要理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的 23 倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要
2、因素。本文从生产实践出发，探讨和总结一些数控车削过程中的工艺问题。关 键 词：工序划分，刀具选择，生产实践西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文2目录第一章 前言 （3）第二章 数控机床的组成和工作原理.（3）2.1 孔加工刀具类.（3）2.2 数控铣刀类. （4）2.3 拉削刀具类.（4）2.4 其它刀具.（5）第三章 控刀具及选用.（5）3.1 数控机床刀具的特点.（5）3.2 金属切削刀具的主要角度 .（7）3.3 刀具常用材料 . （7）3.4 数控机床刀具分类 .（9）3.5 常用数控刀具结构 （10）3.6 数控机床刀具的选择 （11）3.7 数控加工刀具选择的典型实例 西安工业
3、大学继续教育学院毕业（设计）论文3（14）第四章 数控刀具材料新产品科技近况与发展趋势.（15）4.1 超硬材料领域.（15）4.2 W、CO 类涂层和细颗粒(超细颗粒)硬质合金材料领域.（17）4.3 含 CO 类粉末冶金高速钢材料领域.（17）第五章 结 论.（ 19）致谢 （20）参考文献.（21）前言毕业设计（论文）是学生在导师指导下，就其某一学术课题在实验性、理论性或观察上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结。毕业设计（论文）应能表明确已较好地掌握了本专业的基础理论、专门知识和基本技能，并具有从事科学研究工作 或者担负专门技
4、术工作的能力。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文4现代制造技术的发展及数控加工设备的广泛使用，极大地推动了切削技术的进步。随着生产加工过程数控化和自动化的需要，对金属切削刀具提出了高可靠度、高精度、长寿命、快速转位更换、断屑良好等更高要求。自 80 年代以来，可转位不重磨刀具已被各国广泛应用，但是可转位不重磨刀片及刀具CAD/CAM 技术的应用和发展，使刀具结构设计及切削部分的形状种类变得十分繁多，给机械加工和刀具设计人员合理选择刀具带来一定困难。同时，刀片型号的增加也给刀片采购和销售带来不便，为用户快速、高效及正确选择刀具增加困难。为使企业对市场需求迅速做出响应，在切削加工中，快速高效
5、选择刀具成为切削加工系统的客观需求。根据不同加工特征，自动选择所需刀具对实现高度自动化切削加工或无人加工具有十分重要的意义。第二章 常见几类数控刀具2.1 孔加工刀具类：在刀具门类中，孔加工刀具是一大家族，其小改小革层出不穷，在此就其主要突出的新结构、新品种简要分述如下：2.1.1 数控钻头：西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文52.1.1.1 整体式钻头：钻尖切削刃由对称直线型改进为对称圆弧型(r12D)，以增长切削刃、提高钻尖寿命；钻芯加厚，提高其钻体刚度，用“S“型横刃(或螺旋中心刃)替代传统横刃，减小轴向钻削阻力，提高横刃寿命；采用不同顶角阶梯钻尖及负倒刃，提高分屑、断屑、钻孔性能
6、和孔的加工精度；镶嵌模块式硬质(超硬)材料齿冠；油孔内冷却及大螺旋升角(40）结构等。最近研制出整体式细颗粒陶瓷(Si3N4)、Ti 基类金属陶瓷材料钻头。2.1.1.2 机夹式钻头：钻尖采用长方异形专用对称切削刃、钻削力径向自成平衡的可转位刀片替代其它几何形状、钻削力径向总体合成平衡的可转位刀片，以减小钻削振动，提高钻尖自定心性能、寿命和孔的加工精度。2.1.2 复合(组合)孔加工数控刀具：集合了钻头、铰刀、扩(锪)孔刀及挤压刀具的新结构、新技术，整体式、机夹式、专用复合(组合)孔加工数控刀具研发速度很快。总体而言：采用镶嵌模块式硬质(超硬)材料切削刃(含齿冠)及油孔内冷却、大螺旋槽等结构是
7、其目前发展趋势。2.1.3 数控铰刀：大螺旋升角(45）切削刃、无刃挤压铰削及油孔内冷却的结构是其总体发展方向，最大铰削孔径己达 400mm。2.1.4 镗刀：单刃微调精密镗刀正被多刃扩(锪)孔刀、铰刀及复合(组合)孔加工专用数控刀具替代。国外研制出采用工具系统内部推拉杆轴向运动或高速离心力带平衡滑块移动，一次走刀完成镗削球面(曲面)、斜面及反向走刀切削加工零件背面的数控智能精密镗刀，代表了镗刀发展方向。2.1.5 丝锥：研发出大螺旋升角(45）丝锥，其切削锥视被加工零件材料软、硬状况，设计专用刃倾角、前角等。2.1.6 扩(锪)孔刀：多刃、配置各种数控工具柄及模块式可调微型刀夹的结构形式是目
8、前扩(锪)孔刀具发展方向。2.2 数控铣刀类：西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文62.2.1 整体式立铣刀硬质合金立铣刀侧刃采用大螺旋升角(62）结构，立铣刀头部的过中心端刃往往呈弧线(或螺旋中心刃)形、负刃倾角，增加切削刃长度，提高了切削平稳性、工件表精度及刀具寿命。适应数控高速、平稳三维空间铣削加工技术的要求。2.2 机夹式立铣刀由各类机夹立铣刀的由可转位刀片(往往设有三维断屑槽形)组合而成的侧齿、端齿与过中心刃端齿(均为短切削刃)，可满足数控高速、平稳三维空间铣削加工技术要求。数控铣刀均已采计算机辅助设计、切削摸拟仿真及数控加工技术成形制造。2.2.3 机夹式数控面铣刀刀体趋向于用
9、轻质高强度铝、镁合金制造，切削刃采用大前角、负刃倾角，可转位刀片(几何形状多种)带有三维断屑槽形。数控铣刀、专用复合孔加工刀具均应用了高速迴转体动平衡及安全夹固技术，一些高速迴转刀体上还应用空气动力学原理，利用旋风冷切削刃，在干式切削加工时降低切削刃的温度，提高刀具寿命。2.3 拉削刀具类：在现代数控加工技术的支持下，研发出各种专用外轮廓精密成形、组合拉刀及车-拉组合成形拉削刀具，配以专用数控机床。使汽车部分工件批产效率成几十倍提高，而且产品质量、精度十分稳定。2.4 其它刀具：汽车、摩托车专用的小模数渐开线外齿轮、花键轴零部件批产工艺采用滚压、搓挤无屑加工工艺技术，研发出专用刀具及特种数控机
10、床，使特定的工件批产效率提高几十倍，而且质量、精度十分稳定。第三章 数控刀具及选用3.1 数控机床刀具的特点数控机床刀具的特点是标准化、系列化、规格化、模块化和通用化。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文7为了达到高效、多能、快换、经济的目的，对数控机床使用的刀具有如下要求：（1）具有较高的强度、较好的刚度和抗振性能；（2）高精度、高可靠性和较强的适应性；（3）能够满足高切削速度和大进给量的要求；（4）刀具耐磨性及刀具的使用寿命长，刀具材料和切削参数与被加工件材料之间要适宜；（5）刀片与刀柄要通用化、规格化、系列化、标准化，相对主轴要有较高位置精度，转位、拆装时要求重复定位精度高，安装调整
11、方便。3.2 金属切削刀具的主要角度车刀的五个基本角度：（1）前角 o：是前刀面切削平面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。（2）后角 o：是主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面倾斜的程度。（3）主偏角 ：是主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；（4）副偏角 ：是副切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角；（5）刃倾角 0：是主切削刃与基面之间的夹角。刀具主要角度的选择原则：前角。增大前角，切屑易流出，可使切削力减少，切削很轻快。但前角过大，刀刃强度降低。后角。增大后角可减少刀具后刀面与工件之间的摩擦。但后角过大，刀刃强度降低。主偏角。在切削深度和进给量不变的情况下，增大主偏角，
12、可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加工细长轴并减小振动。刃倾角。增大刃倾角有利于承受冲击。刃倾角为正值时，切屑向待加工方向流动；刃倾角为负值时，切屑向已加工面方向流动。通常，精车时取 04；粗加工时取105。3.3 刀具常用材料西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文8刀具切削部分的材料应具备如下性能：高的硬度，足够的强度和韧性，高的耐磨性，高的耐热性，良好的加工工艺性。刀具材料：高速钢(俗称白钢刀条)，硬质合金，陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金刚石(PCD)。数控机床上常用高速钢刀具和硬质合金刀具。材料越硬就越脆，越耐磨，在使用时需要高速平稳，防止冲击和振动。碳素工具钢和合金工
13、具钢的红硬性较差，已很少使用。3.3.1 高速钢高合金工具钢，具有良好的工艺性，能制成复杂的刀具 。高速钢刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，适合于特殊需要的非标准刀具。3.3.2 硬质合金比高速钢硬得多 。 允许的切削速度比高速钢高 410 倍，切削速度可达100m/min 以上。国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：K 类、P 类、和 M 类，类似于国家标准中的 YG 类、YT 类、和 YW 类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中组号数字越大，其耐磨性越低、韧性越高，因此，组号数字越大，可选用越大的进给量和
14、切削深度，而切削速度则应越小。从另一个方面讲，组号数字越小，硬度越高，韧性越差，适用于精加工；反之，组号数字越大，适用于粗加工。硬质合金的常见类型：1.钨钴类钨钴类（WC+Co）硬质合金由碳化钨和钴组成。ISO 标准代号是 K 类，常用牌号有国内代号为 YG。常用牌号有YG3、YG6、YG8 等。适合加工短切屑黑色金属（铸铁） ，有色金属以及非金属。2.钨钛钴类钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文9ISO 标准代号是 P 类，国内代号为 YT。常用牌号有 YT5、YT14、YT15、YT30等。适合加工长切屑黑色金属（塑性好的
15、材料低碳钢） ，常用于加工钢材。我们经常使用 YT15。3.钨钛钴钽（铌）类钨钛钴钽（铌）类（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴组成。ISO 标准代号是 M 类，国内代号为 YW。常用牌号有 YW1、YW2 等。综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属，常用于不锈钢。K、P、M 类合金切削用量的选择规律K 类 K01 K10 K20 K30 K40P 类 P01 P05 P10 P15 P20 P25 P30 P40 P50M 类 M10 M20 M30 M40进给量背吃刀量切削速度3.3.3 陶瓷陶瓷特耐高温，在 2000 度条件下，仍具
16、有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬质合金的 5 倍，但是，韧性很低，不能承受冲击，适用于精加工和高速切削。3.3.4 立方氮化硼有极好的耐磨性，极高的热稳定性和优良的化学稳定性。是在高温、高压条件下人工合成的新型刀具材料，其性能与金刚石相似，能高速切削淬火钢和耐热钢，是高速切削的首选刀具材料。立方氮化硼刀具适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。3.3.5 聚晶金刚石西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文10即人工合成的金刚石，是在高温、高压下合成的新型刀具材料。硬度很高，耐磨性好(硬质合金的 60
17、80 倍)，有锋利的刀刃。缺点是耐热性差，强度低，脆性大，对振动很敏感。它与铁系材料有很强的亲和力，易使碳元素扩散而磨损，只适用于加工有色金属、非金属如陶瓷等极硬的材料。因此，金刚石刀具主要用于高速条件下精细加工有色金属及其合金和非金属材料，能实现超精密微量加工和镜面加工。在以车代磨加工淬火钢时，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金属和非金属材料，砂轮修磨时，可用聚晶金刚石刀片。3.3.6 表面涂层材料涂层材料是在韧性较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，涂覆一层耐磨性较高的难熔金属化合物而制成。高速钢基体涂层刀具耐用度可提高 210 倍，硬质合金基体刀具提高 13倍。加工材料硬度愈高，涂层效果
18、愈好。在刀具寿命相同的前提下，可提高切削速度 25%30%。涂层刀具经过钝化处理，切削刃锋利程度减小，不适合进给量很小的精密切削。3.4 数控机床刀具分类按照刀具材料可分为：高速钢刀具，硬质合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具和金刚石刀具。按照刀具结构可分为：整体式，焊接式，机夹式(可转位和不转位)，内冷式和减振式。按照切削工艺分为：车削刀具，孔加工刀具（如钻头，丝锥和镗刀等） ，铣削刀具等。按照数控工具系统的发展可分为：由整体式工具系统向模块式工具系统发展。有利于提高劳动生产率，提高加工效率，提高产品质量。标准化数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。3.5 常用
19、数控刀具结构西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文113.5.1 整体式刀具结构整体式刀具是指刀具切削部分和夹持部分为一体式结构的刀具。制造工艺简单，刀具磨损后可以重新修磨。3.5.2 机夹式刀具结构机夹式刀具是指刀片在刀体上的定位形式。机夹式刀具分为机夹可转位刀具和机夹不可转位刀具。数控机床一般使用标准的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具一般由刀片、刀垫、刀体和刀片定位夹紧元件组成。如图所示。可转位刀片的夹紧方式：楔块上压式、杠杆式(如图)、螺钉上压式。要求：夹紧可靠、定位准确、排屑流畅、结构简单、操作方便。3.5.3 可转位刀片的代码机夹式可转位刀片的代码由 10 位字符组成。各字符的含义不
20、要求。常用 W(不等角六边形)，S(正方形)，T(等边三角形)。3.5.4 加工中心的工具系统加工中心要实现自动换刀，数控机床和刀具的相应部分应有相适应的结构和装置。如图所示，刀具夹装部分一定具有相同的大小和形状。因此， “数控刀具”的含义应该理解为“数控工具系统” 。刀具系统(+刀具)刀库结构：链轮式和转盘式。1.刀柄刀柄是机床主轴和刀具之间的连接工具。能够安装各种刀具，已经标准化和系列化。加工中心上一般采用 7：24 圆锥刀柄，这类刀柄不自锁，换刀方便。高速加工时用直刀柄(HSK)2.工具系统工具系统一般由与机床主轴连接的锥柄、延伸部分的连杆和工作部分的刀西安工业大学继续教育学院毕业（设计
21、）论文12具组成。镗铣类工具系统分为整体式结构和模块式结构两类。（1）整体式结构将锥柄和连杆制造在一起。我国 TSG82 属于这类，缺点是使用的锥柄型号较多。（2）模块式结构由主柄模块、中间模块和工作模块组成。如瑞士的山特维克公司的模块式刀具系统。3.6 数控机床刀具的选择3.6.1 选择刀具时应考虑的因素（1）被加工工件的材料类别（黑色金属，有色金属或合金） ；（2）工件毛坯的成形方法（铸造，锻造，型材等） ；（3）切削加工工艺方法（车，铣，钻，扩，铰，镗，粗加工，半精加工，精加工等） ；（4）工件的结构与几何形状，精度，加工余量以及刀具能承受的切削用量等因素；（5）其他因数包括生产条件和生
22、产类型。3.6.2 刀具的选择1.刀具的选择原则（1）尽可能选择大的刀杆横截面尺寸，较短的长度尺寸提高刀具的强度和刚度，减小刀具振动；（2）选择较大主偏角（大于 75，接近 90） ；粗加工时选用负刃倾角刀具，精加工时选用正刃倾角刀具；（3）精加工时选用无涂层刀片及小的刀尖圆弧半径；（4）尽可能选择标准化、系统化刀具；（5）选择正确的、快速装夹的刀杆刀柄。2.选择车削刀具的考虑要点数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具的刀片和刀体西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文13都有标准，刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金等。数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀、端面车刀、外螺纹刀、切断
23、刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、孔加工刀具（包括中心孔钻头、镗刀、丝锥等） 。首先根据加工内容确定刀具类型，根据工件轮廓形状和走刀方向来选择刀片形状(如图所示)。主要考虑主偏角，副偏角(刀尖角)和刀尖半径值。可转位刀片的选择：(1)刀片材料选择：高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方碳化硼或金刚石。(2)刀片尺寸选择：有效切削刃长度、主偏角等。(3)刀片形状选择：依据表面形状、切削方式、刀具寿命等。(4)刀片的刀尖半径选择1)粗加工、工件直径大、要求刀刃强度高、机床刚度大时选大刀尖半径值。2)精加工、切深小、细长轴加工、机床刚度小选小刀尖半径值。3.选择铣削刀具的考虑要点在数控铣床上使用的刀具
24、主要立 铣 刀 、 面 铣 刀 、 球 头 刀 、 环 形 刀 、 鼓 形 刀和 锥 形 刀 等 。 如图所示。常用到面铣刀、立铣刀、球头铣刀和环形铣刀。除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀、丝锥等）镗刀等。面铣刀（也叫端铣刀）如图所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为 40Cr。立铣刀如图所示，立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。结构有整体式和机夹式等，高速钢和硬质合金是铣刀工作部分的常用材料。西安工业大学继续教育学院毕业（
25、设计）论文14模具铣刀如图所示，模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。首先根据加工内容和工件轮廓形状确定刀具类型，再根据加工部分大小选择刀具大小。(1)铣刀类型的选择：1)加工较大平面选择面铣刀，2)加工凸台、凹槽、平面轮廓选择立铣刀，3)加工曲面较平坦的部位常采用环形（牛鼻刀）铣刀，4)曲面加工选择球头铣刀，5)加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀，6)加工封闭键槽选键槽铣刀，等等(2
26、)铣刀参数的选择 面铣刀主要参数选择a)标准可转位面铣刀直径在 16630）：粗铣时直径选小的，精铣时铣刀直径选大些，最好能包容待加工表面的整个宽度（多 20%） 。b)依据工件材料和刀具材料以及加工性质确定其几何参数：铣削加工通常选前角小的铣刀，强度硬度高的材料选负前角，工件材料硬度不大选大后角、硬的选小后角，粗齿铣刀选小后角，细齿铣刀取大后角，铣刀的刃倾角通常在-度，主偏角在度 立铣刀主要参数选择 a)、刀具半径 r 应小于零件内轮廓最小曲率半径 b)、零件的加工高度 H（1/41/6）r西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文15c)、不通孔或深槽选取 l=H+(510)mmd)、加工外
27、形及通槽时选取 l=H+r+(510)mme)、加工肋时刀具直径为 D=(510)bf)、粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径 DD=d+2sin(/2)-1/1-sin(/2) 球头刀主要参数选择曲面精加工时采用球头铣刀。球头铣刀的球半径应尽可能选得大一些，以增加刀具刚度，提高散热性，降低表面粗糙度值。加工凹圆弧时的铣刀球头半径必须小于被加工曲面的最小曲率半径。(3)孔加工刀具类型的选择钻孔前先钻中心孔。加工盲孔时，刀刃长度比也深多 510mm。3.7 数控加工刀具选择的典型实例数控铣床上加工如图所示零件。零件材料：HT200毛坯尺寸：170mm110mm50mm。选择加工该零件的加工刀具。零件上
28、表面加工采用面铣刀，一次完成切削，刀径比面宽 20%可选 125；加工零件的 60 外圆柱面及其台阶面采用立铣刀，一次完成切削，可选63；铣削外轮廓时，立铣刀直径的大小不受加工表面形状的限制，通常不要选得太大或太小即可，可选 25；选择加工孔的刀具时，刀具的直径要与所加工孔的尺寸相适应。如表所示。序号刀具编号刀具规格名称加工表面主轴转速 S 进给量f 背吃刀量 ap mm备注西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文16r/min mm/min1 T01125 硬质合金端面铣刀铣削上、下表面 50 20 52 T0263 硬质合金立铣刀铣削 60 外圆及其台阶面100 30 按余量3 T03 3
29、8 钻头 钻 40 孔 200 40 194 T04 40 镗孔刀粗、精镗40 内孔表面650/100040/30 0.8/0.25 T05 13 钻头钻 213孔 500 30 6.56 T06 2214 锪钻 222 锪钻 350 25 4.57 T0725 硬质合金立铣刀铣削外轮廓 260 40 5第四章 数控刀具材料新产品科技近况与发展趋势4.1 超硬材料领域：金刚石(钎焊聚晶、单晶)各类刀具已迅速应用于高硬度、高强度、难加工有色金(合金)及有色金属-非金属复合材料零部件的高速、高效、干(湿)式机械切削加工行业中。其概况分述如下：汽车、摩托车行业：聚晶、人造单晶金刚石面铣刀、镗刀、车刀
30、、铰刀、复合(组合)孔加工等数控刀具等正大量应用于高强度、高硬度 Si-Al 合金零部件自动生产线上；西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文17竹木地板、傢具行业：聚晶、CVD 厚膜沉积金刚石(复合片)立铣刀、三面刃成形铣刀、面铣刀等类刀具正大量应用于高硬度复合竹木地板、傢具及门窗等零部件自动生产线上；航空、航天、汽车及电子信息技术行业：金刚石 CVD 薄膜涂层数控刀具(以整体 WCo 类硬质合金刀具为主)多应用于铣削、车削、钻削、铰削及锪削加工高强度铝合金(铸、锻)、纤维-金属层板、碳纤维热塑性复合材料、镁合金、石墨、陶瓷等零部件，满足高速、高寿命、干式机加工技术要求。各厂商正不断地改进金
31、刚石涂层工艺技术，提高金刚石薄膜与刀具基体的结合牢度和致密度；精细(超精)机加工技术领域：单晶天然、人造金刚石刀具应用于各种精密仪器透镜、反射镜、计算机磁盘、复印机(录像机)磁鼓等工件的精细(超精、纳米级)车削加工；单晶金刚石刀具还被应用于眼科角膜手术精细切割和印刷制板精细雕刻等行业。各厂商正在不断改进金刚石各类刀具的刃磨工艺技术、刃磨精度及刃磨效率。表面改性涂层材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、ALTiN、Al2O3、CrN、ZrC、MoS2、WS2等，采用计算机控制 PVD、PCVD、CVD 涂层工艺技术，将上述涂层材料用于对立铣刀、铰刀、钻头、复合(组合)孔加工刀具、齿轮滚刀、插
32、齿刀、剃齿刀、成形拉(推)刀及各种机夹可转位刀片的表面改性涂层处理(基体为高速钢、WCo 类硬质合金、Ti 基类金属陶瓷)，满足高速、高寿命切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、竹木等材质工件的生产技术不同要求。刀具表面改性涂层工艺技术对于大幅度提高数控刀具的切削性能，具有成本低、见效快的特点，该工艺技术可根据各种切削加工技术要求，机动灵活地变换涂层材料，工艺技术较优。各厂商正在不断提高涂层工艺技术、改进涂层材料及开发纳米级多功能涂层材料，旨在不断提高涂层结合牢度、耐磨性、抗冲击韧性等，尽力扩大应用范围。Ti 基类金属陶瓷(TiCN 系)各种
33、机夹可转位车刀、镗刀、铰刀、铣刀、复合(组合)孔加工数控刀具及整体式立(球头)铣刀、铰刀等数控刀具正在应用于西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文18高强度、高硬度铸铁(钢)合金、锻钢合金、淬火钢合金、耐热合金、粉末冶金零部件自动生产线上，以满足高速、高效、硬质、干(湿)式精细机加工技术要求。各厂商正采用添加不同的微量元素及烧结工艺技术，研发新型金属陶瓷材料产品，旨在不断提高其抗弯强度、抗冲击韧性、耐磨性。日本的金属陶瓷刀具已经占硬质合金刀具总量的 30%40%。世界上，该类刀具应用面也呈迅速扩大的趋势。立方氮化硼聚晶复合片铣刀(面铣刀、玉米齿立铣刀、球头立铣刀)、镗刀、车刀、铰刀、复合(组
34、合)孔加工等数控刀具(钎焊、机夹可转位两种结构形式)大量应用于高强度、高硬度铸铁(钢)合金、锻钢合金、淬火钢合金、粉末冶金等零部件自动生产线上，满足高速、高效、硬质、精细机加工技术要求。Al2O3、Si3N4 基类陶瓷(晶须增韧类)各种机夹可转位车刀、铣刀等数控刀具应用于高强度、高硬度、耐磨铸铁(钢)、锻钢、高锰钢、淬火钢、粉末冶金、工程塑料、耐磨复合材料等零部件生产线上，满足高速、高效、硬质、干式机加工技术要求。目前，各厂商通过对 Al2O3、Si3N4 基类陶瓷材料添加不同微量元素及创新生产工艺技术，研发新型中、细颗粒陶瓷材料和功能梯度(多相)陶瓷材料产品，旨在不断提高其抗弯强度、抗冲击韧
35、性。4.2 W、Co 类涂层和细颗粒(超细颗粒)硬质合金材料领城：W、Co 类细(中)颗粒硬质合金基体材料为适应各种表面改性涂层材料的涂覆工艺技术要求添加各种微量元素，满足于各种机加工工艺技术对可转位刀片切削性能的要求而发展的；超细颗粒硬质合金基体材料研发和应用分两个方面：在电子、信息技术产业用于加工纤维-金属复合层板材料工件的微型钻头、立铣刀，其基体材料向着高韧性方向发展，表面涂覆金刚石薄膜，以增加刀具表面硬度和耐磨性；模具行业、飞机、汽轮机、汽车等制造行业，用于切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、铝合金(铸、锻)、粉末冶金材料工件的整体式立(球头)铣刀、专用挤压刀具、铰刀(30mm直径
36、4mm)、钻头、复合(组合)孔加工刀具等数控刀具，其基体材料向着高硬度、高韧性方向发展。一般不涂层，多次重磨使用。4.3 含 Co 类粉末冶金高速钢材料领城：西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文19以改进制粉、热压工艺、添加微量元素创新的粉末冶金高速钢(含 Co 类)材料，制成各种成形拉刀(整体式、组合式)、高速滚刀、剃(插)齿刀、丝锥、波纹刃立铣刀、成形立铣刀及滚(挤、碾压)压刀具，大量应用于轿车、摩托车、航空发动机、汽轮机等制造行业，加工高强度、高硬度铸铁(钢)合金、合金结构钢(锻)、耐热合金钢、不锈钢、整体铝合金(热锻)、高 Si-Al 合金材料工件。根据切削加工技术不同的要求，其表
37、面分别配涂TiN、TiCN、TiALN、CrN、MoS2、ZrC等涂层材料，满足高速、高效、硬质精密机加工技术要求。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文20第五章 结论根据加工内容要求、加工条件合理选择切削刀具是加工工艺的重要内容之一。合理选择刀具可考虑以下几点:根据加工结构合理选用刀型;根据加工对象和加工特点选择刀具材料;选择合理的刀具几何参数是保证加工质量、提高效率、降低成本的有效途径。数控加工具有高速、高效和自动化程度高等特点，数控刀具逐渐系列化、标准化和通用化，数控刀具大量采用机夹可转位刀具。我们应熟悉可转位车刀的型号，熟练掌握可转位刀具的组装和刀片转位更换操作。我们衷心希望，我国
38、科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战，为在 21 世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗！西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文21致谢本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，作者受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本论文能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使作者能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时作者在网上也搜集了不少资料，才使作者的毕业论文工作顺利完成。在此向学院机电工程系的全体老师表示由衷的感谢！ 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文22参考文献1王志平.机床数控技术应用M.高等教育出版社，2003.2叶伯生，戴永清.数控加工编程与操作M.华中科技大学出版社，2005. 3宇龙数控仿真系统说明书M. 西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文23
