數(shù)控工具系統(tǒng)(改)課件

第九章：數(shù)控工具系統(tǒng)9.1概述9.2鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)

9.2.1TSG工具系統(tǒng)

9.2.2TMG工具系統(tǒng)

9.2.3新型工具系統(tǒng)

9.2.3.1概述

9.2.3.2空心短錐工具系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)及型號規(guī)格

9.2.3.3空心短錐工具系統(tǒng)的檢測

9.3.3.4空心短錐工具系統(tǒng)的應(yīng)用9.3數(shù)控車削工具系統(tǒng)

9.3.1通用型數(shù)控車削工具系統(tǒng)的發(fā)展

9.3.2個換刀具頭部的數(shù)控車削工具系統(tǒng)的發(fā)展9.4刀具預(yù)調(diào)儀

9.4.1刀具預(yù)調(diào)概述

9.4.2刀具預(yù)調(diào)儀器的選用與管理9.5刀具管理系統(tǒng)

9.5.1刀具管理系統(tǒng)的職能

9.5.2典型刀具管理系統(tǒng)介紹

9.5.2.1AMS-TMS1.0刀具管理系統(tǒng)

9.5.2.2CCTMS1.0刀具管理系統(tǒng)1精選ppt9.1概述

把通用性較強的刀具和配套裝夾工具系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，就成為通常所說的工具系統(tǒng)。也就是說，工具系統(tǒng)是針對數(shù)控機床要求與之配套的刀具必須可快換和高效切削而發(fā)展起來的，是刀具與機床的接口。除刀具本身外，還包括實現(xiàn)刀具快換所必需的定位、夾緊、抓拿及刀具保護等機構(gòu)。數(shù)控機床工具系統(tǒng)的要求：

1）精度要求

2）耐用度要求

3）剛度要求

4）斷屑、卷屑和排屑要求

5）裝卸調(diào)整要求

6）標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化回目錄2精選ppt9.2鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)

是鏜銑類主軸到刀具之間的各種連接刀柄的總稱，其主要作用是連接主軸與刀具，使刀具達到所要求的位置與精度，傳遞切削所需扭矩及保證刀具的快速更換。按結(jié)構(gòu)可以分為

1：整體式結(jié)構(gòu)（TSG工具系統(tǒng)）刀具柄部與夾持刀具工作部分連成一體，使得品種繁多，管理不便

2：模塊式結(jié)構(gòu)（TMG工具系統(tǒng)）經(jīng)濟、靈活、快速、可靠，通用性強回目錄3精選ppt9.2.1TSG工具系統(tǒng)

TSG工具系統(tǒng)屬于整體式結(jié)構(gòu)，是專門為加工中心和鏜銑類數(shù)控機床配套的工具系統(tǒng)。特點是錐柄和連桿連成一體；其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、整體剛性強、使用方便、工作可靠、更換迅速等；缺點是錐柄的品種和數(shù)量較多。⑴表示方法：

1）工具柄部形式——一般采用7：24圓錐柄，常用形式有JT、BT和ST等三種

2）柄部尺寸——對錐柄表示相應(yīng)ISO錐度號，對圓柱柄表示直徑

3）工具用途代碼——表示工具的用途

4）工具規(guī)格——表示工具的工作特性；eg輪廓直徑尺寸D和L/應(yīng)用范圍

5）工作長度——表示工具的設(shè)計工作長度（錐柄大端直徑處到端面的距離）回目錄4精選ppt回目錄5精選ppt⑵7：24錐柄標(biāo)準(zhǔn)形式：JT

、BT

、ST⑶工具系統(tǒng)拉釘有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1）ISO標(biāo)準(zhǔn)A型拉釘--標(biāo)準(zhǔn)號ISO7388/2-A，配用JT型刀柄

2）ISO標(biāo)準(zhǔn)B型拉釘—標(biāo)準(zhǔn)號ISO7388/2-B，配用JT型刀柄

3）日本標(biāo)準(zhǔn)MAS403拉釘配用BT型刀柄

4）德國標(biāo)準(zhǔn)DIN69872拉釘配用JT型刀柄⑷ER型卡簧（DIN6499）其夾緊力不大，適用于直徑在16mm以下的銑刀，大尺寸的銑刀采用KM型卡簧回目錄6精選ppt回目錄7精選ppt回目錄8精選ppt回目錄9精選ppt回目錄10精選ppt回目錄11精選ppt回目錄12精選ppt回目錄13精選ppt回目錄14精選ppt回目錄15精選ppt回目錄16精選ppt9.2.2TMG工具系統(tǒng)

模塊式工具系統(tǒng)就是把工具柄部和工作部分分割開來，分別制成系列化的模塊，在經(jīng)過中間模塊，組裝成一套套不同用途、規(guī)格的模塊式工具。主要由三個部分組成：①主柄模塊----直接與機床主軸連接的工具模塊②中間模塊----為了加長工具軸向尺寸和更換連接直徑的工具模塊③工作模塊----為了裝夾各種切削刀具的模塊

各種模塊式工具系統(tǒng)之間的組要區(qū)別再也模塊連接的定心方式和鎖緊方式不同?；啬夸?7精選ppt回目錄18精選ppt

國內(nèi)常見的鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)有TMG10、TMG21和TMG28等。這些型號的表示中前一位表示模塊連接的定心方式；后一位表示模塊連接的鎖緊方式。

①TMG10-----短圓錐定心，軸向用中心螺釘拉緊，主要用于刀具組合后不經(jīng)常拆卸或加工件具有一定批量的情況。②TMG21----單圓柱面定心，徑向銷釘鎖緊。主要用于重型機械、機床等各種行業(yè)。

③TMG28----單圓柱面定心。具有互換性好，連接的重復(fù)精度高，組裝/拆卸方便，連接牢固可靠，結(jié)合剛性好，主要用于高效切削⑴TMG數(shù)控工具系統(tǒng)的類型及其特點回目錄19精選ppt回目錄20精選ppt⑵TMG模塊型號的表示方法：表達內(nèi)容依順序為：模塊接口形式、模塊所屬種類、用途或有關(guān)特性參數(shù)。①模塊連接的定心方式----即TMG類型代號的十位數(shù)字（0―5）②模塊連接的鎖緊方式----即TMG類型代號的個位數(shù)字（0―6、TMG28為8）③模塊所屬種類----模塊類別標(biāo)示，一共有5種④柄部形式代號----標(biāo)示錐柄形式⑤錐度規(guī)格----表示柄部尺寸（錐度號）⑥模塊接口處直徑----標(biāo)示主柄模塊和刀具模塊接口處外徑⑦裝在主軸上懸伸長度----是主柄圓錐大端直徑只前端面的距離或者是中間模塊前端到其與中間模塊接口處的距離回目錄21精選ppt⑶國外鏜銑類模塊式數(shù)控工具系統(tǒng)簡介1）NOVEX工具系統(tǒng)2）ABS工具系統(tǒng)3）WIDAFLEXUTS（KM）工具系統(tǒng)4）MC工具系統(tǒng)5）VARILOCK工具系統(tǒng)6）CAPTO工具系統(tǒng)回目錄22精選ppt⑷鏜銑類模塊式數(shù)控工具系統(tǒng)的選用①首先，接口的連接精度、剛度要能滿足使用要求。②所選用的結(jié)構(gòu)國內(nèi)是否有生產(chǎn)廠家？③在機床上使用時，模塊接口是否需要拆卸？回目錄23精選ppt9.2.3新型工具系統(tǒng)----空心短錐工具系統(tǒng)

9.2.3.1概述：⑴特點：①定心精度高

②靜動態(tài)剛度高（采用錐度和端面同時定位）③適合高速加工④重量輕，尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊⑤清理污垢方便回目錄24精選ppt9.2.3.2空心短錐工具系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)及型號規(guī)格典型結(jié)構(gòu)

⑴德國HSK工具系統(tǒng)（DIN69893）

⑵美國KENNAMETAL公司的KM工具系統(tǒng)

⑶日本日研（NIKKEN）公司的NC5工具系統(tǒng)

⑷瑞典SANDVIKCOROMANT公司的工具系統(tǒng)

⑸型號規(guī)格回目錄25精選ppt

圖示為HSK-A63刀柄及主軸錐孔，這是其中一種規(guī)格，錐度為1：10，錐體尾部有端面鍵槽以傳遞扭矩，錐體內(nèi)孔有30o錐面，夾緊機構(gòu)的夾爪鉤在此面以拉緊刀柄。錐體與主軸錐孔有微小過盈，夾緊時薄壁錐體產(chǎn)生彈性變形，示錐體與端面同時靠緊。

HSK系統(tǒng)分為6種型號，刀柄上有供內(nèi)冷卻的冷卻液孔回目錄26精選ppt1）HSK工具系統(tǒng)的類型①HSK-A型用于加工中心，轉(zhuǎn)速超過40000r/min時，刀桿需要進行東平衡。②HSK-B型

B型圓柱部分直徑比A型大一號，錐體直徑比A型小一號，適于徑向切削力較大的工作條件。③HSK-C型

A型的變形，圓柱面上沒有自動換刀用的溝槽④HSK-D型

B型的變形，圓柱面上沒有自動換刀用的溝槽⑤HSK-E型與A型相似，無端面鍵槽和圓柱面上的缺口，靠摩擦力傳遞扭矩，動平衡性能好⑥HSK-F型形狀與E型相似，圓柱部分直徑比E型大一號，錐體直徑比E型小一號，適于徑向切削力較大的工作條件?；啬夸?7精選ppt回目錄28精選ppt2）HSK的工作原理①德國GUHRING公司的工具系統(tǒng)

*安裝刀柄時，兩個鍵槽的深度不同，安裝時應(yīng)該與主軸孔內(nèi)相應(yīng)的端鍵對應(yīng)回目錄29精選ppt回目錄30精選pptHSK型號螺釘直徑/mm最大扭矩/Nm夾緊力/kNHSK型號螺釘直徑/mm最大扭矩/Nm夾緊力/kN252.51.54.550414.020.0322.53.07.063527.028.04036.012.080654.040.0德國GUHRING公司的工具系統(tǒng)手動夾緊裝置GUHRING公司手動夾緊裝置扳手扭矩及夾緊力回目錄31精選ppt②德國MAPAL公司的工具系統(tǒng)HSK型號扳手扭矩/Nm扳手頭寬度/mmHSK型號扳手扭矩/Nm扳手頭寬度/mm32836320540838030650154100408MAPAL公司夾緊扳手扭矩

回目錄32精選ppt⑵美國KENNAMETAL公司的KM工具系統(tǒng)KM工具系統(tǒng)刀柄的基本形狀與HSK相似，但其夾緊機構(gòu)不同，下圖是其中的一種形式

KM系統(tǒng)的特點時轉(zhuǎn)速高，精度高。最高轉(zhuǎn)速可達50000r/min重復(fù)定位精度在0.002mm以內(nèi)。靜剛度和動剛度都比HSK系統(tǒng)高，但相比之下，KM系統(tǒng)刀柄顯得單薄，有些零件的強度較差?；啬夸?3精選ppt⑶日本日研（NIKKEN）公司的NC5工具系統(tǒng)日研公司開發(fā)的NC5工具系統(tǒng)如圖所示。定位原理與其他系統(tǒng)相同，不同的時把1：10錐柄分成錐套和圓柱柄兩部分套在一起，錐套端面有碟形彈簧，錐柄尾端是螺釘孔，用于安裝拉釘。這種夾緊機構(gòu)可靠簡單NC5刀柄重復(fù)定位精度；徑向（X，Y）為0.003mm，軸向（Z）為0.002mm回目錄34精選ppt⑷瑞典SANSDVIKCOROMANT公司的工具系統(tǒng)

公司的刀柄與以上集中錐柄不同的是：錐柄不是圓錐形，而是三棱錐，其棱為圓弧形，錐度為1：20。它的特點是應(yīng)力分散，分布合理，定心性好，精度高，適合高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為15000~55000r/min，小徑取大值回目錄35精選ppt自動夾緊機構(gòu)是用油缸和碟形彈簧驅(qū)動6個夾爪鉤住刀柄回目錄36精選pptHSK（德國）KM（肯納）NC5（日研）BT32（24）4032（24）40（30）5040（30）50（38）NC5-463063（48）6350（40）NC5-634080（60）45100（75）10080（64）NC5-10050125（95）55160（120）60注：（）內(nèi)尺寸為錐柄尺寸回目錄37精選ppt9.2.3.3空心短錐工具系統(tǒng)的檢測（以HSK-63為例）

⑴HSK刀柄圓錐的測量----錐度尺寸由兩個截面上的直徑確定⑵主軸錐孔的測量⑶HSK主軸與刀柄的配合----配合的最佳狀態(tài)是在配合長度內(nèi)，錐孔與錐柄有充分的過盈，緊密結(jié)合。配合的最差狀態(tài)是大端有較小的過盈，小端出現(xiàn)間隙；⑷刀柄夾緊面（30o錐面）的測量----加工和檢測比較困難，需用專用量具檢測，如圖。回目錄38精選ppt9.2.3.4空心短錐工具系統(tǒng)的應(yīng)用

該工具系統(tǒng)是一種最新的工具系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖有諸多優(yōu)點，適合高速、高精度加工需要，但也有其局限性，并不能完全取代目前所用的BT（7：24）錐度及ABS（圓柱+端面）等工具系統(tǒng)。下面對幾個具體問題進行分析：⑴連接精度和剛度⑵刀柄強度⑶刀柄動平衡⑷型號規(guī)格⑸造價問題回目錄39精選ppt9.3數(shù)控車削工具系統(tǒng)

數(shù)控車床工具系統(tǒng)是車床刀架與刀具之間的連接環(huán)節(jié)（包空各種裝車刀的非動力刀夾及裝鉆頭、銑刀的動力刀柄）的總稱，它的作用是使刀具能快速更換和定位以及傳遞回轉(zhuǎn)刀具所需的回轉(zhuǎn)運動。通常是固定在回轉(zhuǎn)刀架上，隨之作進給運動或分度轉(zhuǎn)位，并從刀架或轉(zhuǎn)塔刀架上獲得自動回轉(zhuǎn)所需的動力。主要由兩部分組成：一部分是刀具；另一部分是刀夾（夾刀器）。更完善的包括自動換刀裝置、刀庫、刀具識別裝置和刀具自動自動檢測裝置?；啬夸?0精選ppt9.3.1通用型數(shù)控車削工具系統(tǒng)的發(fā)展（1)圓柱柄的發(fā)展與DIN69880相比，ISO10889有以下特點：①ISO10889增加了d1=16mm和d1=25mm兩種小規(guī)格柄部。②圓柱柄上90o齒形的尺寸及形位公差具體化了。③圓柱柄上90o齒形的齒數(shù)比DIN69880有所減少。④圓柱柄根部空刀形狀改了，更便于車削。⑤圓柱柄根部增加了O形橡膠圈。⑥配合尺寸d2為16mm、20mm和25mm時，公差為H6；d2為30―80mm時，公差為H5?；啬夸?1精選ppt圓柱柄的夾緊原理：

圓柱柄安裝孔(右圖)，內(nèi)的齒形夾緊塊的定位尺寸L3比圓柱柄上的齒形的定位尺寸L2長0.3mm壓緊時齒形單面接觸?；啬夸?2精選ppt9.3.2更換刀具頭部的數(shù)控車削工具系統(tǒng)的發(fā)展

共同優(yōu)點是：換刀時所更換的體積和量都比過去小，，這樣使刀庫，機械手尺寸比較緊湊，允許機床刀庫有較大的容量，更適合與多品種、較復(fù)雜零件的加工。⑴BTS工具系統(tǒng)⑵FTS工具系統(tǒng)⑶CAPTO工具系統(tǒng)

回目錄43精選ppt9.4刀具預(yù)調(diào)儀9.4.1概述在使用CNC系統(tǒng)的刀具直徑和長度補償功能時，需要知道刀具測量直徑和測量長度（如圖）獲得方法：使用測量裝置或采用機床本身進行測量回目錄44精選ppt9.4.2刀具預(yù)調(diào)儀的選用與管理⑴刀具預(yù)調(diào)儀的分類按功能分為：鏜銑類、車削類和綜合類等三類；按精度分為：普通級和精密級；⑵刀具預(yù)調(diào)儀的選用選用應(yīng)與數(shù)控機床相適應(yīng)，精度應(yīng)該根據(jù)加工零件的尺寸精度而定。⑶刀具預(yù)調(diào)儀的驗收和管理回目錄45精選ppt刀具預(yù)調(diào)儀的精度回目錄46精選ppt9.5刀具管理系統(tǒng)9.5.1刀具管理系統(tǒng)的職能回目錄47精選ppt9.5.2典型刀具管理系統(tǒng)9.5.2.1AMS-TMS1.0刀具管理系統(tǒng)⑴AMS-TMS1.0功能模塊簡介

1）計劃與庫存模塊

2）調(diào)度模塊

3）數(shù)據(jù)維護與查詢統(tǒng)計模塊回目錄48精選ppt⑵AMS-TMS1.0關(guān)鍵技術(shù)1）刀具編碼技術(shù)2)數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)3）刀具配置策略與圖形庫的建立回目錄49精選ppt9.5.2.2CCTMS1.0刀具管理系統(tǒng)

CCTMS1.0是四川自貢長征機床廠數(shù)控制造車間刀具管理系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)硬件的配置