數(shù)控機(jī)床刀具與刀庫綜述

第5章數(shù)控機(jī)床刀具和刀庫5.1數(shù)控機(jī)床刀具和刀庫概述5.2數(shù)控機(jī)床常用刀具及工具系統(tǒng)5.3刀具測量與調(diào)整5.4數(shù)控車床刀架5.5加工中心刀庫5.1數(shù)控機(jī)床刀具和刀庫概述5.1.1數(shù)控加工對刀具的要求5.1.2數(shù)控機(jī)床刀具技術(shù)的發(fā)展刀具材料從以下幾個(gè)方面在進(jìn)行發(fā)展：①具有較高的硬度和耐磨性；②具有較高的強(qiáng)度和韌性；③具有良好的耐熱性和導(dǎo)熱性；④應(yīng)具有較好的抗粘結(jié)性；⑤應(yīng)具有良好的工藝性。高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具金剛石、立方氮化硼（CBN）材料為代表的超硬刀具還發(fā)展了陶瓷刀具涂層技術(shù)是刀具技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。CVD（化學(xué)氣相沉積）和PVD技術(shù)（物理氣相沉積）。提高刀具的耐磨性、耐高溫性、抗粘結(jié)性、耐熱沖擊性等。5.2數(shù)控機(jī)床常用刀具及工具系統(tǒng)5.2.1數(shù)控機(jī)床刀具分類1．按照刀具結(jié)構(gòu)分①整體式②鑲嵌式③其他特殊結(jié)構(gòu)型式2．按照制造刀具所用的材料分①高速鋼刀具②硬質(zhì)合金刀具③金剛石刀具④其他材料刀具3．按照切削工藝分①車削刀具②孔加工刀具③鏜銑削刀具等5.2.2數(shù)控機(jī)床用刀具材料1．高速鋼高速鋼是含鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Ｃr）、釩（Ｖ）、鈷（Ｃo）等元素的高合金鋼。2．硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是采用高硬度的金屬碳化物（ＷC、TiC、NbC等）與金屬粘接劑（Ｃo、Ni等）通過粉末冶金的方法制造的燒結(jié)體。3．陶陶瓷陶瓷材材料是是在氧氧化鋁鋁（Al2O3）基體體內(nèi)加加入氧氧化物物、碳碳化物物或氮氮化物物的無無機(jī)非非金屬屬材料料。4．立立方氮氮化硼硼（簡簡稱CBN）是氮化化硼（（BN）的的同素素異形形體5．金金剛石石（1））天然然單晶晶金剛剛石（2））人造造聚晶晶金剛剛石（（PCD））6．金金屬陶陶瓷（（Cermet）金屬陶陶瓷是是以碳碳化鈦鈦（TiC）、、氮化化鈦（（TiN））以及及碳氮氮化鈦鈦（TiCN））為基基體，，以鎳鎳（Ni））為粘粘結(jié)劑劑，加加入少少量其其他材材料（（如Cr、、Mo、W等））構(gòu)成成的復(fù)復(fù)合材材料。。7．涂涂層硬硬質(zhì)合合金刀刀具材材料在硬質(zhì)質(zhì)合金金或高高速鋼鋼的基基體上上（其其中以以涂層層硬質(zhì)質(zhì)合金金刀具具材料料應(yīng)用用最為為廣泛泛），，涂上上極薄薄的一一層或或多層層硬度度高、、耐磨磨性好好、抗抗氧化化、耐耐腐蝕蝕、抗抗粘結(jié)結(jié)的金金屬化化合物物材料料所構(gòu)構(gòu)成的的新型型刀具具材料料。5.2.3常用數(shù)數(shù)控刀刀具結(jié)結(jié)構(gòu)5.2.3.1整整體式式刀具具5.2.3.2機(jī)機(jī)夾式式刀具具1．機(jī)機(jī)夾可可轉(zhuǎn)位位刀具具的結(jié)結(jié)構(gòu)組組成圖5.4機(jī)機(jī)夾夾式刀刀具結(jié)結(jié)構(gòu)組組成示示意圖圖2．機(jī)機(jī)夾可可轉(zhuǎn)位位刀具具的類類型3．機(jī)機(jī)夾可可轉(zhuǎn)位位刀具具刀片片的定定位與與夾緊緊（a））偏心心夾緊緊（（b）杠杠桿夾夾緊（（c）上上壓式式（（d））螺釘釘夾緊緊圖5.5幾幾種機(jī)機(jī)夾可可轉(zhuǎn)位位刀具具定位位與夾夾緊結(jié)結(jié)構(gòu)示示意圖圖5.2.4數(shù)控機(jī)機(jī)床刀刀具的的選用用在選用用數(shù)控控刀具具時(shí)一一般遵遵循如如下原原則：：①應(yīng)應(yīng)盡可可能選選用機(jī)機(jī)夾可可轉(zhuǎn)位位涂層層刀具具；②應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)工件件形狀狀選擇擇適當(dāng)當(dāng)?shù)牡兜毒咝涡问剑?；③在在大批批量生生產(chǎn)時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)盡量量采用用各種種高效效刀具具；選擇刀刀片時(shí)時(shí)應(yīng)考考慮的的因素素1．工工件材材料的的類別別2．工工件材材料的的狀況況3．切切削工工藝的的類別別4．被被加工工的工工件的的幾何何形狀狀5．要要求刀刀片能能承受受的切切削參參數(shù)容容量6．被被加工工件的的生產(chǎn)產(chǎn)批量量5.2.5數(shù)控機(jī)機(jī)床工工具系系統(tǒng)1．?dāng)?shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床工工具系系統(tǒng)的的應(yīng)用用意義義和發(fā)發(fā)展2．常常用數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床工工具系系統(tǒng)TMT系統(tǒng)統(tǒng)和我我國的的TSG82系系統(tǒng)等等。（1））TSG82整整體式式工具具系統(tǒng)統(tǒng)圖5.9TSG82工具具系統(tǒng)統(tǒng)圖譜譜（2））TMG21模模塊式式工具具系統(tǒng)統(tǒng)3．?dāng)?shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床工工具系系統(tǒng)選選擇（1））在結(jié)結(jié)構(gòu)選選型上上考慮慮整體體式工工具系系統(tǒng)還還是模模塊式式工具具系統(tǒng)統(tǒng)整體式式工具具系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，價(jià)價(jià)格便便宜，，但是是使用用范圍圍單一一；模模塊式式工具具系統(tǒng)統(tǒng)價(jià)格格較高高，但但是使使用范范圍廣廣、靈靈活機(jī)機(jī)動。。長期期反復(fù)復(fù)使用用，不不需要要拼裝裝的簡簡單刀刀柄，，以配配備整整體式式刀柄柄為宜宜。對對于多多品種種小批批單件件生產(chǎn)產(chǎn)，以以選用用模塊塊式工工具系系統(tǒng)為為宜。。如果果擁有有較多多數(shù)控控機(jī)床床，選選用模模塊式式工具具系統(tǒng)統(tǒng)可以以取得得明顯顯的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益。。（2））刀柄柄數(shù)量量的選選擇一般是是日常常加工工所需需刀柄柄數(shù)量量的2到3倍。。（3））刀柄柄種類類選擇擇（4））注意意刀柄柄及刀刀具結(jié)結(jié)構(gòu)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)有有很多多，在在選用用時(shí)應(yīng)應(yīng)確認(rèn)認(rèn)機(jī)床床所采采用的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。5.3刀具測測量與與調(diào)整整5.3.1刀具的的分類類和調(diào)調(diào)整方方法1．刀刀具測測量分分類按照測測量進(jìn)進(jìn)行地地點(diǎn)分分為在在線測測量和和離線線測量量。按照測測量裝裝置測測頭與與刀具具接觸觸形式式分為為接觸觸式測測量和和非接接觸式式測量量。按照測測量設(shè)設(shè)備工工作原原理有有機(jī)械械式、、光學(xué)學(xué)式和和機(jī)電電式等等。2．刀刀具調(diào)調(diào)整方方法在對刀刀具進(jìn)進(jìn)行調(diào)調(diào)整時(shí)時(shí)，根根據(jù)刀刀具及及工具具系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)不同同，采采用相相應(yīng)的的方法法調(diào)整整刀具具尺寸寸參數(shù)數(shù)。刀刀具尺尺寸調(diào)調(diào)整主主要分分：徑徑向尺尺寸調(diào)調(diào)整、、軸向向尺寸寸調(diào)整整及兩兩者的的綜合合調(diào)整整?？煽梢圆刹捎貌徊煌牡恼{(diào)整整方法法和調(diào)調(diào)整結(jié)結(jié)構(gòu)來來滿足足相應(yīng)應(yīng)調(diào)整整要求求。5.3.2刀具預(yù)預(yù)調(diào)儀儀1．刀刀具預(yù)預(yù)調(diào)儀儀分類類2．刀刀具預(yù)預(yù)調(diào)儀儀選購購與使使用圖5.13立立式刀刀具預(yù)預(yù)調(diào)儀儀5.4數(shù)控控車車床床刀刀架架5.4.1數(shù)控車車床的的結(jié)構(gòu)構(gòu)和要要求1．?dāng)?shù)數(shù)控車車床刀刀架的的發(fā)展展與性性能要要求（a））立式式刀架架（（b））臥式式刀架架圖5.14數(shù)數(shù)控車車床用用刀架架2．?dāng)?shù)控控車床刀刀架結(jié)構(gòu)構(gòu)形式①排式式刀架②立式式回轉(zhuǎn)刀刀架③臥式式回轉(zhuǎn)刀刀架5.4.2典型數(shù)控控車床刀刀塔結(jié)構(gòu)構(gòu)與工作作原理圖5.15MJ-50數(shù)控控車床的的回轉(zhuǎn)刀刀架結(jié)構(gòu)構(gòu)簡圖5.5加工中中心心刀庫庫5.5.1加工中心心刀庫分分類與形形式主要有盤盤式和鏈鏈?zhǔn)絻煞N種。放置方式式又有軸軸向、徑徑向和斜斜向安裝裝圖5.16盤盤式刀庫庫常見的有有單鏈結(jié)結(jié)構(gòu)、多多鏈結(jié)構(gòu)構(gòu)、“S”形折折疊回繞繞結(jié)構(gòu)等等圖5.17鏈鏈?zhǔn)降稁鞄?.5.2典型加工工中心刀刀庫結(jié)構(gòu)構(gòu)與操作作1．V400型型加工中中心刀庫庫結(jié)構(gòu)及及換刀過過程圖5.18V400換刀過過程動作作原理示示意圖圖5.19V400型加工工中心刀刀庫結(jié)構(gòu)構(gòu)2．VP1050型加加工中心心刀庫結(jié)結(jié)構(gòu)及換換刀過程程圖5.2