第4章機床文檔

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4.2數(shù)控刀具的選擇4.3數(shù)控車床的對刀 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，刀具裝夾結構如圖所示，刀具裝夾結構如圖4.2所示。所示。 4.1數(shù)控刀具的種類及特點4.1數(shù)控刀具的種類及特點右 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螺紋車刀左內螺紋車刀內孔切槽刀內孔車刀圖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）普通轉塔刀架；）普通轉塔刀架；(b) 12位自動回轉刀架位自動回轉刀

2、架4.1數(shù)控刀具的種類及特點 4.1.2數(shù)控刀具的特點 數(shù)控車床所采用的可轉位車刀，與通用數(shù)控車床所采用的可轉位車刀，與通用車床相比一般無本質的區(qū)別，其基本結構、車床相比一般無本質的區(qū)別，其基本結構、功能特點是相同的。但數(shù)控車床的加工工功能特點是相同的。但數(shù)控車床的加工工序是自動完成的，因此對可轉位車刀的要序是自動完成的，因此對可轉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，具體要求和特點如表要求和特點如表4.1所示。所示。4.1數(shù)控刀具的種類及特點表4.1可轉位車刀特點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圖標圖標“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，共同到達最后一個圖標箭頭所示的兩條路徑，共同到達最后一個圖標“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、機床影響因素、選擇刀桿、路線為：零件圖樣、機床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)、選擇刀片形狀，主要考慮機床和刀片夾緊系統(tǒng)、選擇刀片形狀，主要考慮機床和刀具的情況；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果，線主要考慮工件的情況。綜合這兩條路線的結果，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.機床影響因素機床影響因素為保證加工方案的可行性、經(jīng)濟性，獲得最為保證加工方案的可行性、經(jīng)濟性，獲得最佳加工方案，在刀具選擇前必須確定與機佳加工方案，在刀具選擇前必須確定與機床有關的如下因素：床有關的如下因素：1）機床類型：數(shù)控車床、車削中心；）機床類型：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，首先應選用尺寸盡可能大的刀選用刀桿時，首先應選用尺寸盡可能大的刀桿，同時要考慮以下幾個因素：桿，同時要考慮以下幾個因素： 1）夾持方式；）夾持方式； 2）切削層截面形狀，即切削深度和進給量；）切削層截面形狀，即切削深度和進給量； 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。其特點為：定位精度高，切屑流暢，操作其特點為：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：適用于小孔徑內孔以及長懸伸加工特點：適用于小孔徑內孔以及長懸伸加工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度。在工件結構形刀尖角的大小決定了刀片的強度。在工件結構形狀和系統(tǒng)剛性允許的前提下，應選擇盡可

7、能大的狀和系統(tǒng)剛性允許的前提下，應選擇盡可能大的刀尖角。通常這個角度在刀尖角。通常這個角度在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型兩種基本類型。正型刀片：刀片可分為正型和負型兩種基本類型。正型刀片：對于內輪廓加工，小型機床加工，工藝系統(tǒng)剛性對于內輪廓加工，小型機床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結構形狀較復雜應優(yōu)先選擇正型刀片。較差和工件結構形狀較復雜應優(yōu)先選擇正型刀片。負型刀片：對于外圓加工，金屬切除率高和加工負型刀片：對于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時應優(yōu)先選擇負型刀片條件較差時應優(yōu)先選擇負型刀片 。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，必需考慮以下與工件有關的因素：選擇刀具時，必需考慮以下與工件有關的因素： 1）工件形狀：穩(wěn)定性； 2）工件材質：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：機床夾具、工件、刀具等； 5）表面質量；6）加工精度；7）切削深度； 8）進給量；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加工性能，加工材料分成按照不同的機加工性能，加工材料分成6個個工件材料組，他們分別和一個字母和一種工件材料組，他們分別和一個字母和一種顏色對應，以確定被加工工件的材料組符顏色對應，以

9、確定被加工工件的材料組符號代碼號代碼 。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 負型刀片的斷負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 標 記 、根 據(jù) 被 加 工 工 件 的 材 料 組 符 號 標 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推薦刀片材料代號推薦刀片材料代號 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，機床刀夾尺寸，從產(chǎn)品目錄樣本削深度，機床刀夾尺寸，從產(chǎn)品目錄樣本中選擇刀桿型號中選擇刀桿型號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)控車床選刀實例 根據(jù)粗加工切削深度根據(jù)粗加工切削深度3mm，進給量，進給量0.4mm/r，選擇負型刀片，選擇負型刀片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，進給量，進給量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)控車床選刀實例 根據(jù)粗加工切削深度3mm，進給量0.4mm/r，查WALTER（所選刀具的供應商

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，進給量0.1mm/r，查WALTER（所選刀具的供應商）加工數(shù)據(jù)得切削速度400 m/min。4.3數(shù)控車床的對刀1、一般對刀、一般對刀 一般對刀是指在機一般對刀是指在機床上使用相對位置床上使用相對位置檢測手動對刀。下檢測手動對刀。下面以面以Z向對刀為例說向對刀為例說明對刀方法，見下明對刀方法，見下圖圖 。4.3數(shù)控車床的對刀 刀具安裝后，先移動刀具手動切削工件右刀具安裝后，先移動刀具手動切削工件右端面，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距離點距離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向對刀過程。向對刀過程。 手動對刀是基本對刀方法，但它還是沒跳手動對刀是基本對刀方法，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-調整調整”的對刀的對刀模式，占用較多的在機床上時間。此方法模式，占用較多的在機床上時間。此方法較為落后。較為落后。4.3數(shù)控車床的對刀 2、機外對刀儀對刀、機外對刀儀對刀 機外對刀的本質是測量機外對刀的本質是測量出刀具假想刀尖點到刀出刀具假想刀尖點到刀具臺基準之間具臺基準之間X及及Z方向方向的距離。利用機外對刀的距離。利用機外對刀儀可將刀具預先在機床儀可將刀具預先在機床外校對好，以便裝上機外校對好，以便裝上機床后將對刀長度輸入相床后將對刀

15、長度輸入相應刀具補償號即可以使應刀具補償號即可以使用，如圖所示。用，如圖所示。4.3數(shù)控車床的對刀 3.自動對刀自動對刀 自動對刀是通過刀尖自動對刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖以設定的速度向接觸式以設定的速度向接觸式傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號，傳感器接觸并發(fā)出信號，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值，并自動修間的坐標值，并自動修正刀具補償值。自動對正刀具補償值。自動對刀過程如圖所示。刀過程如圖所示。4.4 本章小結 本章主要介紹了數(shù)控機床的常用刀具種類本章主要介紹了數(shù)控機床的常用刀具種類及選擇，以瓦爾特系列可轉位車刀為例，及選擇，以瓦爾特系列可轉位車刀為例，重點講述了刀具的選擇步驟和方法，由