第4章機(jī)床文檔

1、第4章 數(shù)控車床的刀具選擇4.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)4.2數(shù)控刀具的選擇4.3數(shù)控車床的對(duì)刀 4.1.1數(shù)控刀具的種類 1刀具類型與裝夾刀具類型與裝夾 常用車刀類型如圖常用車刀類型如圖4.1所示，刀具裝夾結(jié)構(gòu)如圖所示，刀具裝夾結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。所示。 4.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)4.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)右 端 面外圓車刀左 端 面外圓車刀尖 頭外圓車刀切斷刀切槽刀左螺紋車刀右螺紋車刀右內(nèi)螺紋車刀左內(nèi)螺紋車刀內(nèi)孔切槽刀內(nèi)孔車刀圖4.1 常用車刀類型4.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)圖圖4.2 刀具在刀架上的安裝刀具在刀架上的安裝（a）普通轉(zhuǎn)塔刀架；）普通轉(zhuǎn)塔刀架；(b) 12位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀

2、架4.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn) 4.1.2數(shù)控刀具的特點(diǎn) 數(shù)控車床所采用的可轉(zhuǎn)位車刀，與通用數(shù)控車床所采用的可轉(zhuǎn)位車刀，與通用車床相比一般無本質(zhì)的區(qū)別，其基本結(jié)構(gòu)、車床相比一般無本質(zhì)的區(qū)別，其基本結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)是相同的。但數(shù)控車床的加工工功能特點(diǎn)是相同的。但數(shù)控車床的加工工序是自動(dòng)完成的，因此對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀的要序是自動(dòng)完成的，因此對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀的要求又有別于通用車床所使用的刀具，具體求又有別于通用車床所使用的刀具，具體要求和特點(diǎn)如表要求和特點(diǎn)如表4.1所示。所示。4.1數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)表4.1可轉(zhuǎn)位車刀特點(diǎn)4.2數(shù)控刀具的選擇 以WALTER系列車削刀具為例，討論車削刀具的選用及使用問題 4.2

3、.1數(shù)控車床刀具的選刀過程 選刀工作過程從第選刀工作過程從第1圖標(biāo)圖標(biāo)“零件圖樣零件圖樣”開始，經(jīng)開始，經(jīng)箭頭所示的兩條路徑，共同到達(dá)最后一個(gè)圖標(biāo)箭頭所示的兩條路徑，共同到達(dá)最后一個(gè)圖標(biāo)“選定刀具選定刀具”，以完成選刀工作。其中，第一條，以完成選刀工作。其中，第一條路線為：零件圖樣、機(jī)床影響因素、選擇刀桿、路線為：零件圖樣、機(jī)床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)、選擇刀片形狀，主要考慮機(jī)床和刀片夾緊系統(tǒng)、選擇刀片形狀，主要考慮機(jī)床和刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽型代碼或擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽型代碼或I

4、SO斷屑范圍代碼、選擇加工條件臉譜，這條路斷屑范圍代碼、選擇加工條件臉譜，這條路線主要考慮工件的情況。綜合這兩條路線的結(jié)果，線主要考慮工件的情況。綜合這兩條路線的結(jié)果，才能確定所選用的刀具。才能確定所選用的刀具。 4.2數(shù)控刀具的選擇圖圖4.3 數(shù)控車床刀具的選刀過程數(shù)控車床刀具的選刀過程4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程1.機(jī)床影響因素機(jī)床影響因素為保證加工方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性，獲得最為保證加工方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性，獲得最佳加工方案，在刀具選擇前必須確定與機(jī)佳加工方案，在刀具選擇前必須確定與機(jī)床有關(guān)的如下因素：床有關(guān)的如下因素：1）機(jī)床類型：數(shù)控車床、車削中心；）機(jī)床類型：數(shù)控車床、車削中心；

5、2）刀具附件：）刀具附件： 刀柄的形狀和直徑，左切和刀柄的形狀和直徑，左切和右切刀柄；右切刀柄；3）主軸功率；）主軸功率；4）工件夾持方式。）工件夾持方式。4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(2)選擇刀桿選擇刀桿 選用刀桿時(shí)，首先應(yīng)選用尺寸盡可能大的刀選用刀桿時(shí)，首先應(yīng)選用尺寸盡可能大的刀桿，同時(shí)要考慮以下幾個(gè)因素：桿，同時(shí)要考慮以下幾個(gè)因素： 1）夾持方式；）夾持方式； 2）切削層截面形狀，即切削深度和進(jìn)給量；）切削層截面形狀，即切削深度和進(jìn)給量； 3）刀柄的懸伸。）刀柄的懸伸。4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(3)刀片夾緊系統(tǒng)刀片夾緊系統(tǒng) 1）杠桿式夾緊系統(tǒng)）杠桿式夾緊系統(tǒng) 杠桿式夾緊系統(tǒng)是

6、最常用的刀片夾緊方式。杠桿式夾緊系統(tǒng)是最常用的刀片夾緊方式。其特點(diǎn)為：定位精度高，切屑流暢，操作其特點(diǎn)為：定位精度高，切屑流暢，操作簡便，可與其它系列刀具產(chǎn)品通用。簡便，可與其它系列刀具產(chǎn)品通用。 2）螺釘夾緊系統(tǒng)）螺釘夾緊系統(tǒng) 特點(diǎn)：適用于小孔徑內(nèi)孔以及長懸伸加工特點(diǎn)：適用于小孔徑內(nèi)孔以及長懸伸加工4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(4)選擇刀片形狀選擇刀片形狀4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程 刀片形狀主要參數(shù)選擇方法如下：刀片形狀主要參數(shù)選擇方法如下： 1）刀尖角）刀尖角 刀尖角的大小決定了刀片的強(qiáng)度。在工件結(jié)構(gòu)形刀尖角的大小決定了刀片的強(qiáng)度。在工件結(jié)構(gòu)形狀和系統(tǒng)剛性允許的前提下，應(yīng)選擇盡可

7、能大的狀和系統(tǒng)剛性允許的前提下，應(yīng)選擇盡可能大的刀尖角。通常這個(gè)角度在刀尖角。通常這個(gè)角度在35o到到90o之間。之間。 2）刀片基本類型）刀片基本類型 刀片可分為正型和負(fù)型兩種基本類型。正型刀片：刀片可分為正型和負(fù)型兩種基本類型。正型刀片：對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)型刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工負(fù)型刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片 。4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程 (5)工

8、件影響因素工件影響因素 選擇刀具時(shí)，必需考慮以下與工件有關(guān)的因素：選擇刀具時(shí)，必需考慮以下與工件有關(guān)的因素： 1）工件形狀：穩(wěn)定性； 2）工件材質(zhì)：硬度、塑性、韌性、可能形成的切屑類型； 3）毛坯類型：鍛件、鑄件等； 4）工藝系統(tǒng)剛性：機(jī)床夾具、工件、刀具等； 5）表面質(zhì)量；6）加工精度；7）切削深度； 8）進(jìn)給量；9）刀具耐用度。4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程（6）選擇工件材料代碼）選擇工件材料代碼按照不同的機(jī)加工性能，加工材料分成按照不同的機(jī)加工性能，加工材料分成6個(gè)個(gè)工件材料組，他們分別和一個(gè)字母和一種工件材料組，他們分別和一個(gè)字母和一種顏色對(duì)應(yīng)，以確定被加工工件的材料組符顏色對(duì)應(yīng)，以

9、確定被加工工件的材料組符號(hào)代碼號(hào)代碼 。4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(7)確定刀片的確定刀片的斷 屑 槽 型 代斷 屑 槽 型 代碼或碼或ISO斷屑斷屑范圍代碼范圍代碼 負(fù)型刀片的斷負(fù)型刀片的斷屑范圍屑范圍4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(7)確定刀片的確定刀片的斷 屑 槽 型 代斷 屑 槽 型 代碼或碼或ISO斷屑斷屑范圍代碼范圍代碼 正型刀片的斷正型刀片的斷屑范圍屑范圍4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(8)選擇加工條件臉譜選擇加工條件臉譜 三類臉譜代表了不三類臉譜代表了不同的加工條件：很同的加工條件：很好、好、不足。好、好、不足。 4.2.1數(shù)控車床刀具的選刀過程(9)選定刀具選定刀具

10、1）選定刀片材料）選定刀片材料根 據(jù) 被 加 工 工 件 的 材 料 組 符 號(hào) 標(biāo) 記 、根 據(jù) 被 加 工 工 件 的 材 料 組 符 號(hào) 標(biāo) 記 、WALTER槽型、加工條件臉譜，就可得出槽型、加工條件臉譜，就可得出WALTER推薦刀片材料代號(hào)推薦刀片材料代號(hào) 2）選定刀具）選定刀具 根據(jù)工件加工表面輪廓，從刀桿訂貨頁碼根據(jù)工件加工表面輪廓，從刀桿訂貨頁碼中選擇刀桿。中選擇刀桿。 根據(jù)選擇好的刀桿，從刀片訂貨頁碼中選根據(jù)選擇好的刀桿，從刀片訂貨頁碼中選擇刀片擇刀片 4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例 以圖示零件為以圖示零件為例來分析數(shù)控例來分析數(shù)控車床選用車床選用WALTER刀刀具的過程具的過程

11、4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例 1.刀桿選擇刀桿選擇 根據(jù)零件輪廓選擇圖示刀桿類型，根據(jù)切根據(jù)零件輪廓選擇圖示刀桿類型，根據(jù)切削深度，機(jī)床刀夾尺寸，從產(chǎn)品目錄樣本削深度，機(jī)床刀夾尺寸，從產(chǎn)品目錄樣本中選擇刀桿型號(hào)中選擇刀桿型號(hào)PDJN R/L 2525 M11 2.工件材料工件材料45鋼鋼 選擇工件材料組選擇工件材料組 P 4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例3.加工條件加工條件加工條件見下表加工條件見下表4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例4.斷屑槽型選擇見下圖。斷屑槽型選擇見下圖。 4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例 根據(jù)粗加工切削深度根據(jù)粗加工切削深度3mm，進(jìn)給量，進(jìn)給量0.4mm/r，選擇負(fù)型刀片，選擇負(fù)型刀片NM

12、7槽型。槽型。 根據(jù)精加工切削深度根據(jù)精加工切削深度0.5mm，進(jìn)給量，進(jìn)給量0.1mm/r，選擇正型刀片，選擇正型刀片NS4槽型。槽型。4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例 5.刀具材料刀具材料 粗加工材料為粗加工材料為WAP10，精加工材料為，精加工材料為WAK10 6.刀片選擇刀片選擇 粗加工，從產(chǎn)品目錄樣本中選擇粗加工，從產(chǎn)品目錄樣本中選擇DNMG 110408-NM7；精加工，從產(chǎn)品目錄樣本；精加工，從產(chǎn)品目錄樣本 中選擇中選擇DNMG 110408-NS4 7.確定切削用量確定切削用量4.2.2數(shù)控車床選刀實(shí)例 根據(jù)粗加工切削深度3mm，進(jìn)給量0.4mm/r，查WALTER（所選刀具的供應(yīng)商

13、）加工數(shù)據(jù)得切削速度320m/min。 根據(jù)精加工切削深度0.5mm，進(jìn)給量0.1mm/r，查WALTER（所選刀具的供應(yīng)商）加工數(shù)據(jù)得切削速度400 m/min。4.3數(shù)控車床的對(duì)刀1、一般對(duì)刀、一般對(duì)刀 一般對(duì)刀是指在機(jī)一般對(duì)刀是指在機(jī)床上使用相對(duì)位置床上使用相對(duì)位置檢測手動(dòng)對(duì)刀。下檢測手動(dòng)對(duì)刀。下面以面以Z向?qū)Φ稙槔f向?qū)Φ稙槔f明對(duì)刀方法，見下明對(duì)刀方法，見下圖圖 。4.3數(shù)控車床的對(duì)刀 刀具安裝后，先移動(dòng)刀具手動(dòng)切削工件右刀具安裝后，先移動(dòng)刀具手動(dòng)切削工件右端面，再沿端面，再沿X向退刀，將右端面與加工原向退刀，將右端面與加工原點(diǎn)距離點(diǎn)距離N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具輸入數(shù)控系統(tǒng)，即

14、完成這把刀具Z向?qū)Φ哆^程。向?qū)Φ哆^程。 手動(dòng)對(duì)刀是基本對(duì)刀方法，但它還是沒跳手動(dòng)對(duì)刀是基本對(duì)刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的出傳統(tǒng)車床的“試切試切-測量測量-調(diào)整調(diào)整”的對(duì)刀的對(duì)刀模式，占用較多的在機(jī)床上時(shí)間。此方法模式，占用較多的在機(jī)床上時(shí)間。此方法較為落后。較為落后。4.3數(shù)控車床的對(duì)刀 2、機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀、機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀 機(jī)外對(duì)刀的本質(zhì)是測量機(jī)外對(duì)刀的本質(zhì)是測量出刀具假想刀尖點(diǎn)到刀出刀具假想刀尖點(diǎn)到刀具臺(tái)基準(zhǔn)之間具臺(tái)基準(zhǔn)之間X及及Z方向方向的距離。利用機(jī)外對(duì)刀的距離。利用機(jī)外對(duì)刀儀可將刀具預(yù)先在機(jī)床儀可將刀具預(yù)先在機(jī)床外校對(duì)好，以便裝上機(jī)外校對(duì)好，以便裝上機(jī)床后將對(duì)刀長度輸入相床后將對(duì)刀

15、長度輸入相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)即可以使應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)即可以使用，如圖所示。用，如圖所示。4.3數(shù)控車床的對(duì)刀 3.自動(dòng)對(duì)刀自動(dòng)對(duì)刀 自動(dòng)對(duì)刀是通過刀尖自動(dòng)對(duì)刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，刀尖檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，刀尖以設(shè)定的速度向接觸式以設(shè)定的速度向接觸式傳感器接近，當(dāng)?shù)都馀c傳感器接近，當(dāng)?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號(hào)，傳感器接觸并發(fā)出信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標(biāo)值，并自動(dòng)修間的坐標(biāo)值，并自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值。自動(dòng)對(duì)正刀具補(bǔ)償值。自動(dòng)對(duì)刀過程如圖所示。刀過程如圖所示。4.4 本章小結(jié) 本章主要介紹了數(shù)控機(jī)床的常用刀具種類本章主要介紹了數(shù)控機(jī)床的常用刀具種類及選擇，以瓦爾特系列可轉(zhuǎn)位車刀為例，及選擇，以瓦爾特系列可轉(zhuǎn)位車刀為例，重點(diǎn)講述了刀具的選擇步驟和方法，由