金屬切削原理與刀具自動(dòng)化加工刀具

第十二章自動(dòng)化加工刀具制作：衛(wèi)彩絨進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際生產(chǎn)工程的最大特點(diǎn)之一是計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化加工技術(shù)高速度發(fā)展。工具生產(chǎn)者的業(yè)務(wù)范圍由過(guò)去單純的刀具生產(chǎn)擴(kuò)展為工具系統(tǒng)、工具識(shí)別系統(tǒng)、刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及刀具管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)以滿足數(shù)控機(jī)床（CNC）、加工中心（MC）、柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）等加工的要求，促使整個(gè)自動(dòng)化加工過(guò)程生產(chǎn)效率的提高。12.1自動(dòng)線刀具12.1.1自動(dòng)線刀具要求1.要求：自動(dòng)線生產(chǎn)率高、輔助時(shí)間少2.特點(diǎn)：1．切削性能穩(wěn)定可靠2．可靠的斷屑和卷屑

3．應(yīng)具有高的精度

4．精確而迅速的調(diào)整

5．快速或自動(dòng)更換

6．各種必要的刀具工作狀態(tài)檢測(cè)裝置

7．復(fù)合程度高

8．標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化

一、切削性能穩(wěn)定可靠⒈要求：具有高的硬度，足夠的強(qiáng)度和韌性以及較好的耐磨性和熱硬性。2.評(píng)價(jià)指標(biāo)：1)尺寸耐用度指標(biāo)T2)可靠性指標(biāo)Tp

尺寸耐用度是指刀具在兩次調(diào)整之間所能加工出的符合尺寸精度的合格零件數(shù)量或相應(yīng)的加工時(shí)間.規(guī)定可靠度P≥0.9（即90%）時(shí)刀具的切削時(shí)間如T0.9=1小時(shí)，表示刀具耐用度為1小時(shí)其可靠性為90%

二、可靠的斷屑和卷屑

⒈意義：2.方法：不影響刀具的壽命，不妨礙自動(dòng)線的工作循環(huán)，不妨礙切削液的澆注，不擦傷加工表面，不影響零件的輸送和定位等。

⑴采用斷屑?jí)K和斷屑槽；⑵采用特殊形狀的容屑槽斷屑；⑶有高壓切削液強(qiáng)迫斷屑；⑷利用振動(dòng)和間斷切削斷屑等。三、應(yīng)具有高的精度1）刀具及其裝夾結(jié)構(gòu)也必須具有很高的精度，能保證在機(jī)床上的安裝精度（通常在0.005mm以內(nèi)）和重復(fù)定位精度。2）刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀桿和刀片反復(fù)裝卸也應(yīng)能保持精度穩(wěn)定。3）裝刀片的刀桿的加工精度也應(yīng)提高?；蛘哌x用精化刀具，以保證高要求的刀尖位置精度。

四、精確而迅速的調(diào)整為了保證工件尺寸在預(yù)定的公差范圍內(nèi)，必須對(duì)刀具及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。為了減少調(diào)整時(shí)間，這種調(diào)整應(yīng)當(dāng)是簡(jiǎn)便迅速的。

五、快速或自動(dòng)更換⒈意義：2.方法：減少因換刀而造成的停機(jī)時(shí)間

（1）機(jī)外調(diào)整刀具

（2）采用耐用度計(jì)數(shù)器在預(yù)調(diào)室內(nèi)把刀具的相對(duì)尺寸調(diào)整好，然后再裝到機(jī)床上，使之能與機(jī)床快速、準(zhǔn)確地接合和脫開(kāi)，并能適應(yīng)機(jī)械手或機(jī)器人的操作。

按規(guī)定耐用度定時(shí)更換刀具(即是在自動(dòng)線的自動(dòng)循環(huán)過(guò)程中換刀)

3.因此：聯(lián)接刀具的刀柄、刀桿、接桿和裝夾刀頭的刀夾，已發(fā)展成工具系統(tǒng)。六、各種必要的刀具工作狀態(tài)檢測(cè)裝置

生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)由于一些偶然性因素，諸如刀具或刀片、以及工件材料上的一些缺陷造成刀具的突然崩刃或折斷，這時(shí)就必須及時(shí)報(bào)警。⒈意義：2.原理：隨時(shí)將刀具狀態(tài)（磨損或破損）的監(jiān)測(cè)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)，及時(shí)發(fā)出調(diào)整或更換刀具的指令，以保證工作循環(huán)的正常進(jìn)行與加工質(zhì)量該裝置的性能必須穩(wěn)定可靠，防止意外事故，避免不必要的損失。

3.要求：七、復(fù)合程度高⒈意義：2.方法：減少刀具數(shù)量，降低刀具管理難度。提高生產(chǎn)效率，保證加工精度。

如鉆-擴(kuò)、擴(kuò)-鉸、擴(kuò)-鏜等

八、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化有利于編排加工程序和刀具的管理

12.1.2自動(dòng)化加工中刀具尺寸的補(bǔ)償方法一、刀具尺寸補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：1）能夠補(bǔ)償由于刀具磨損而造成工件徑向尺寸的變化，刀具材料可充分利用；2）加快調(diào)整速度，大大減少循環(huán)外的時(shí)間損耗，提高機(jī)床負(fù)荷率；3）提高調(diào)整精度，從而可大大縮小工件徑向尺寸分布區(qū)；4）對(duì)刀具或刀片的制造精度的要求可以降低，從而降低了制造成本；5）如果把測(cè)量裝置與補(bǔ)償裝置接合起來(lái)，并使其自動(dòng)化，便可實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)補(bǔ)償功能。二、、刀具具補(bǔ)補(bǔ)償償方方式式的的分分類類：1.位位移移和和變變位位兩兩種種主主要要方方式式（見(jiàn)見(jiàn)表表12.1））2.按按刀刀具具位位移移方方式式補(bǔ)補(bǔ)償償又又可可分分為為四類類：：1））利利用用刀刀具具直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)進(jìn)進(jìn)行行補(bǔ)補(bǔ)償償，，常常見(jiàn)見(jiàn)于于鏜鏜刀刀和和車車刀刀的的補(bǔ)補(bǔ)償償；；2））利利用用刀刀具具擺擺動(dòng)動(dòng)，，使使刀刀具具的的刀刀尖尖產(chǎn)產(chǎn)生生徑徑向向微微量量位位移移補(bǔ)補(bǔ)償償，，可可用用于于鏜鏜刀刀的的補(bǔ)補(bǔ)償償；；3）利用用刀夾彈彈性變形形，使刀刀具的刀刀尖產(chǎn)生生徑向微微量位移移來(lái)進(jìn)行行補(bǔ)償。。常用于于鏜刀的的自動(dòng)補(bǔ)補(bǔ)償；4）利用用刀頭張張開(kāi)的方方式進(jìn)行行微量補(bǔ)補(bǔ)償，多多用于鉸鉸刀的補(bǔ)補(bǔ)償。表12.1刀刀具補(bǔ)補(bǔ)償方式式刀具補(bǔ)償方式圖示應(yīng)用刀具移動(dòng)鏜刀車刀擺動(dòng)鏜刀位移刀夾變形常用于鏜刀自動(dòng)補(bǔ)償裝置刀頭張開(kāi)拉刀鏜桿變位常用于鏜刀自動(dòng)補(bǔ)償裝置三、尺寸寸自動(dòng)補(bǔ)補(bǔ)償系統(tǒng)統(tǒng)在自動(dòng)化化加工中中，對(duì)于于精加工工，多采采用加工工過(guò)程中中的尺寸寸控制系系統(tǒng)，即即尺寸自動(dòng)動(dòng)誤差補(bǔ)補(bǔ)償系統(tǒng)統(tǒng)來(lái)提高加加工精度度和刀具具耐用度度。所謂尺寸誤差差系統(tǒng)，是對(duì)加加工過(guò)程程中的工工件已加加工表面面尺寸進(jìn)進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)誤差檢檢測(cè)和處處理，使使之轉(zhuǎn)化化為控制制信息，，以控制制補(bǔ)償執(zhí)執(zhí)行裝置置，使刀刀具按預(yù)預(yù)定的數(shù)數(shù)值產(chǎn)生生徑向微微量位移移，以補(bǔ)補(bǔ)償?shù)毒呔吣p等等原因所所造成工工件尺寸寸的變化化，從而而提高加加工精度度。尺寸補(bǔ)償償系統(tǒng)是由自動(dòng)測(cè)量量裝置、控制裝置置和補(bǔ)償執(zhí)行行裝置三部分組組成1.尺寸寸自動(dòng)補(bǔ)補(bǔ)償系統(tǒng)統(tǒng)圖12.1車車刀尺尺寸自動(dòng)動(dòng)補(bǔ)償系系統(tǒng)圖2.尺寸寸自動(dòng)補(bǔ)補(bǔ)償系統(tǒng)統(tǒng)的分類類直接補(bǔ)償償和間接接補(bǔ)償直接補(bǔ)償償：以工件的的實(shí)測(cè)誤誤差為依依據(jù)進(jìn)行行誤差補(bǔ)補(bǔ)償來(lái)提提高加工工精度間接補(bǔ)償償：僅對(duì)機(jī)床床執(zhí)行部部件的位位置坐標(biāo)標(biāo)誤差進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)償償大部分為為間接補(bǔ)補(bǔ)償四、尺寸寸補(bǔ)償執(zhí)執(zhí)行裝置置由于尺寸寸補(bǔ)償系系統(tǒng)都是是用于精精加工的的，補(bǔ)償償量又是是微量的的，要達(dá)達(dá)到補(bǔ)償償?shù)男Ч?，關(guān)鍵鍵在于補(bǔ)補(bǔ)償裝置置的工作作性能。。它的基基本要求求有：1）能保保證補(bǔ)償償精度與與補(bǔ)償范范圍。2）具有有良好的的頻率響響應(yīng)特性性和良好好的線性性與穩(wěn)定定性。3）具有有足夠的的剛度。。4）裝置置應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊，，組成的的零件盡盡可能少少，所占占空間小小，以利利于裝置置的合理理布置。。5）要防防止由于于切削液液或切屑屑的干擾擾所造成成的不得得影響。。6）具有有控制簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、成成本低廉廉的特點(diǎn)點(diǎn)。把刀具安安裝在補(bǔ)補(bǔ)償執(zhí)行行裝置的的可動(dòng)件件上，或或者把補(bǔ)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)動(dòng)直接傳傳遞給工工件而不不經(jīng)過(guò)中中間環(huán)節(jié)節(jié)實(shí)現(xiàn)：五、補(bǔ)償償執(zhí)行裝裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)1.一種種車床加加工用補(bǔ)補(bǔ)償?shù)都芗苘嚨?安安裝在刀刀架3上上，4為為壓電晶晶體補(bǔ)償償元件。。這種刀架架的補(bǔ)償償原理是是利用某某些壓電電晶體的的電伸縮縮特性，，在直流流電壓（（一般為為0～300V）作用用下，補(bǔ)補(bǔ)償元件件4伸長(zhǎng)長(zhǎng)，使刀刀架體3產(chǎn)生彈彈性變形形帶動(dòng)車車刀向左左移一個(gè)個(gè)微位移移，達(dá)到到尺寸補(bǔ)補(bǔ)償目的的。補(bǔ)償量要要根據(jù)所所用壓電電晶體的的電壓和和位移關(guān)關(guān)系而定定。12.2補(bǔ)補(bǔ)償?shù)都芗?.一種種鏜刀壓壓電晶體體補(bǔ)償裝裝置鏜刀7利利用螺釘釘10固固定在套套筒8中中，螺釘釘11用用于調(diào)整整鏜刀位位置。通通交流電電或脈沖沖直流電電時(shí)，壓壓電晶體體管3在在每個(gè)交交流電的的正半波波（或脈脈沖直流流電的每每一個(gè)脈脈沖）時(shí)時(shí)伸長(zhǎng)，，克服彈彈性漲套套5與壓壓板6之之間的碟碟形彈簧簧9的彈彈力，將將固定鏜鏜刀的套套筒頂出出，使鏜鏜刀獲得得徑向微微量位移移。在每每個(gè)交流流電的負(fù)負(fù)半波（（或脈沖沖直流電電的兩脈脈沖之間間）時(shí)，，壓電晶晶體管3縮短。。但由于于圓柱彈彈簧1的的作用，，楔塊2隨時(shí)間間向左移移動(dòng),頂頂緊縮短短了的壓壓電晶體體管3，，因而鏜鏜刀不會(huì)會(huì)退回，，完成補(bǔ)補(bǔ)償作用用。如果果持續(xù)通通電，則則鏜刀繼繼續(xù)作徑徑向微量量位移，，補(bǔ)償量量決定于于持續(xù)通通電時(shí)間間。當(dāng)鏜鏜刀已經(jīng)經(jīng)磨損到到必須換換刀時(shí)，，則將所所有調(diào)整整元件重重新復(fù)位位待用。。安裝在絕絕緣套4內(nèi)的彈彈簧觸片片14壓壓向壓電電晶體管管并與之之絕緣，，另一端端用導(dǎo)線線使其與與裝在鏜鏜桿15外部的的插頭12連接接起來(lái)，，此插頭頭裝入鏜鏜桿中的的絕緣螺螺塞13內(nèi)。導(dǎo)導(dǎo)線與彈彈簧觸片片及其與與壓電晶晶體管之之間的接接觸必須須良好。。這三者者均置于于絕緣套套中，以以保證它它們與外外部絕緣緣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成成本低，適應(yīng)應(yīng)于精加工。。使用時(shí)要特別別注意避免污污染及切削液液的影響。注意圖12.3鏜鏜刀壓電電晶體補(bǔ)償裝裝置12.1.3自動(dòng)動(dòng)線刀具的更更換強(qiáng)制更換不同規(guī)格的刀刀具以不同的的切削用量在在工作，其耐耐用度相差懸懸殊，按其耐耐用度的大小小進(jìn)行分組，，實(shí)現(xiàn)分批定定期強(qiáng)制更換換。各組應(yīng)設(shè)設(shè)有計(jì)算刀具具實(shí)際工作循循環(huán)的計(jì)數(shù)器器，當(dāng)達(dá)到規(guī)規(guī)定循環(huán)數(shù)時(shí)時(shí)，便發(fā)出信信號(hào)，進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)制換刀。強(qiáng)制檢查如果各把刀具具的耐用度相相差甚大，又又難于按組進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)制換刀刀時(shí)，最好對(duì)對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)制檢查，調(diào)調(diào)整工在進(jìn)行行檢查刀具的的同時(shí)要更換換已用鈍了的的這一組刀具具，這樣可以以減少刀具破破損的危險(xiǎn)性性。更換刀具的基基本方式：更換刀片更換刀具更換刀夾更換刀柄1.更換刀片片適用優(yōu)點(diǎn)1）被更換元元件小，裝卸卸輕便。若是是可轉(zhuǎn)位刀具具，當(dāng)一個(gè)切切削刃磨損后后，只需將刀刀片轉(zhuǎn)位，由由新的一邊切切削刃進(jìn)行切切削，待幾邊邊切削刃都磨磨損后才更換換刀片；2）刀體不換換，減少了刀刀體的周轉(zhuǎn)量量及制造量；；3）換刀精度度由刀片精度度保證，隨著著刀片精度的的提高及精密密級(jí)刀片產(chǎn)量量和品種的增增加，采用更更換刀片的換換刀方式就更更顯示出優(yōu)越越性，因?yàn)檫@這時(shí)無(wú)需作任任何調(diào)整。缺點(diǎn)1）為了保證證刀片的互換換性及換刀精精度，對(duì)刀片片的質(zhì)量要求求較高，各個(gè)個(gè)表面均需磨磨削，以提高高刀片精度和和粗糙度等級(jí)級(jí)，從而使制制造成本增加加；2）由于自動(dòng)動(dòng)線上布置擁?yè)頂D，機(jī)床上上的工作空間間很小,刀片片的攜拆裝以以及刀片支承承面的清理不不方便；用于數(shù)控機(jī)床床和自動(dòng)線上上個(gè)別工序和和多刀加工機(jī)機(jī)床上只適用于機(jī)械械夾固式刀具具（含可轉(zhuǎn)位位刀具）2.更換刀具具優(yōu)點(diǎn)1）對(duì)刀片的的精度及粗糙糙度要求不高高，降低了刀刀片制造成本本；2）可在機(jī)外外進(jìn)行換刀預(yù)預(yù)調(diào)，能保證證較高的換刀刀精度；3）換刀簡(jiǎn)便便迅速。缺點(diǎn)1）對(duì)刀體的的精度和粗糙糙度要求較高高，刀體須經(jīng)經(jīng)過(guò)磨制；2）刀具上備備有調(diào)整裝置置，刀具制造造成本高；3）需有機(jī)外外的預(yù)調(diào)裝置置。3.更換刀夾夾適用優(yōu)點(diǎn)1）對(duì)刀片和和刀體的精度度要求都不高高；2）可在機(jī)外外進(jìn)行更換預(yù)預(yù)調(diào)，換刀精精度很高；3）有利于自自動(dòng)換刀。缺點(diǎn)1）被更換的的元件大而笨笨重，裝卸不不方便；2）需專門(mén)設(shè)設(shè)計(jì)刀夾，刀刀夾的制造精精度要求較高高；3）與更換刀刀體方式比較較，機(jī)外對(duì)刀刀裝置更為復(fù)復(fù)雜，調(diào)整也也比較麻煩；；4）影響刀架架系統(tǒng)剛性。。用于數(shù)控機(jī)床床上的自動(dòng)換換刀裝置，也也可用于自動(dòng)動(dòng)線上。4.更換刀柄柄適用優(yōu)點(diǎn)1）便于采用用標(biāo)準(zhǔn)工具；；2）同類機(jī)床床上的刀柄可可以通用，便便于系列化、、標(biāo)準(zhǔn)化缺點(diǎn)1）刀具與刀刀柄的連接往往往需用莫氏氏錐套等中間間環(huán)節(jié)，影響響刀具的定位位精度和剛性性；2）需專門(mén)的的機(jī)外預(yù)調(diào)裝裝置。廣泛用于數(shù)控控機(jī)床及自動(dòng)動(dòng)線上的銑刀刀、鏜刀、絲絲錐以及鉆頭頭、擴(kuò)孔鉆、、鉸刀等孔加加工刀具的更更換。圖12.4更更換刀具具的基本方式式a)更換刀片b)更換刀具c)更換刀夾d)更換刀柄12.1.4自動(dòng)動(dòng)化加工中工工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)包括加工時(shí)所所用的一系列列刀具及裝夾夾刀具（已標(biāo)準(zhǔn)化）整體結(jié)構(gòu)工具具系統(tǒng)我國(guó)用于鏜銑銑類數(shù)控機(jī)床床的工具系統(tǒng)統(tǒng)模塊式工具系系統(tǒng)不同品種和規(guī)規(guī)格的裝刀部部分都必須加加工出一個(gè)能能與機(jī)床相連連接的柄部，，所以致使工工具的規(guī)格、、品種繁多。。把工具的柄部部和工作部分分分割開(kāi)來(lái)，，制成各種系系列化的模塊塊，然后使用用不同規(guī)格的的中間模塊，，組裝成一套套套不同規(guī)格格的模塊式工工具第12.2中中詳述代表了工具系系統(tǒng)發(fā)展的總總趨勢(shì)圖12.5整整體結(jié)構(gòu)構(gòu)工具系統(tǒng)與機(jī)床連接采采用錐柄形式式。帶有機(jī)械械手夾持槽的的錐柄代號(hào)為為JT，柄錐錐為7:24，12.2數(shù)數(shù)控機(jī)床刀刀具隨著機(jī)械產(chǎn)品品產(chǎn)品的形狀狀和結(jié)構(gòu)不斷斷更新，迫使使機(jī)床設(shè)備向向通用性和靈靈活性方向發(fā)發(fā)展，或者說(shuō)說(shuō)，使機(jī)床設(shè)設(shè)備具有“柔性”，以適應(yīng)生生產(chǎn)對(duì)象頻繁繁變化的需要要。數(shù)控機(jī)床床就是能滿足足這種要求的的一種新型設(shè)設(shè)備。數(shù)控機(jī)床主要要用于加工單單件、中小批批量、形狀復(fù)復(fù)雜的零件。。對(duì)于加工批批量較大的零零件，也正陸陸續(xù)采用數(shù)控控機(jī)床。從發(fā)發(fā)展的趨勢(shì)看看，數(shù)控機(jī)床床已逐步取代代專用機(jī)床用用于自動(dòng)線生生產(chǎn)。由于數(shù)控機(jī)床床工作的特點(diǎn)點(diǎn)，與自動(dòng)線線生產(chǎn)相比，，刀具有一些些特殊的地方方，諸如刀具具的存儲(chǔ)，在在機(jī)床上的安安裝和自動(dòng)換換刀，以及為為達(dá)到以上目目的而具有的的一套刀具柄柄部標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)統(tǒng)等。12.2.1數(shù)控機(jī)機(jī)床刀具的更更換近年來(lái)，出現(xiàn)現(xiàn)了自動(dòng)換刀刀的數(shù)控機(jī)床床（即多工序序數(shù)控機(jī)床，，或稱“加工中心“）機(jī)床上的工件件一次裝夾后后，數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)能控制機(jī)床床自動(dòng)更換刀刀具，順序地地對(duì)工件各個(gè)個(gè)加工表面完完成銑、鏜、、擴(kuò)孔、鉸孔孔及攻絲等多多種工序加工工。1.轉(zhuǎn)塔頭自自動(dòng)換刀裝置置2.刀庫(kù)自動(dòng)動(dòng)換刀裝置3.刀庫(kù)、機(jī)機(jī)械手聯(lián)合動(dòng)動(dòng)作的自動(dòng)換換刀裝置目前采用最多多的一種自動(dòng)動(dòng)換刀裝置圖12.6水水平轉(zhuǎn)軸軸自動(dòng)換刀裝裝置其工序?yàn)椋?—粗車外圓圓，2—鉆孔，3—精車外圓圓，4—鏜孔，5—外圓切槽槽，6—內(nèi)孔切槽槽，7—車螺紋，，8—精鏜孔每道工序所使使用的是通用用刀具。為實(shí)實(shí)現(xiàn)刀具的預(yù)預(yù)調(diào)和快速裝裝夾，應(yīng)具有有專用刀夾和和刀夾與主軸軸的連接基礎(chǔ)礎(chǔ)。圖12.7刀刀庫(kù)自動(dòng)動(dòng)換刀裝置換刀順序如下：⑴機(jī)床工作臺(tái)快快速向右移動(dòng)動(dòng)，工件5從從主軸3下面面稱開(kāi),同時(shí)時(shí)，刀庫(kù)1移移到主軸下面面，使刀庫(kù)中中的某一個(gè)空空刀座對(duì)準(zhǔn)主主軸；⑵主軸箱下降，，將用過(guò)的刀刀具2插入刀刀庫(kù)的空刀座座中；⑶主軸箱上升，，刀庫(kù)同時(shí)回回轉(zhuǎn)，將下一一個(gè)工步的刀刀具對(duì)準(zhǔn)主軸軸；⑷主軸箱下降，，將下一工步步所需刀具插插入機(jī)床主軸軸內(nèi)；⑸主軸箱帶著刀刀具上升；⑹機(jī)床工作臺(tái)快快速向左返回回，刀庫(kù)移開(kāi)開(kāi)，同時(shí)將工工件移到主軸軸下面，整個(gè)個(gè)換刀過(guò)程完完畢。圖12.8機(jī)機(jī)械手換換刀裝置a)換刀過(guò)程程b)機(jī)械手夾持持刀具1─主軸箱；；2─刀具；；3─機(jī)械手手；4─刀庫(kù)庫(kù)機(jī)械手3將已切削過(guò)的的刀具2從主軸中取出出，并送回，，插入刀座4中，然后從刀刀庫(kù)中取出所所需的刀具裝裝入主軸中。。12.2.2數(shù)控控機(jī)床刀具的的工具系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床工具具系統(tǒng)除了指指數(shù)控機(jī)床刀刀具本身之外外，還包括實(shí)實(shí)現(xiàn)刀具快換換所必須的定定位機(jī)構(gòu)，夾夾緊機(jī)構(gòu)，抓抓拿機(jī)械以及及刀具的保護(hù)護(hù)機(jī)構(gòu)等。數(shù)控機(jī)床工具具系統(tǒng)一般分分為兩大類：：鏜銑類數(shù)控控機(jī)床用工具具系統(tǒng)和車床床類數(shù)控機(jī)床床用工具系統(tǒng)統(tǒng)。鏜銑類數(shù)控機(jī)機(jī)床用工具系系統(tǒng)有我國(guó)的的TSG82工具系統(tǒng)，，日本的TMT工具系統(tǒng)統(tǒng)等。數(shù)控車床用工工具系統(tǒng)主要要由兩部分組組成，即刀具具和刀夾。這這種刀具系統(tǒng)統(tǒng)一般可將刀刀具從刀夾中中卸下，為自自動(dòng)換刀提供供了方便。刀刀具和刀夾聯(lián)聯(lián)接部分的剛剛性及精度都都很高。這種種模塊式刀具具若輔以刀具具測(cè)頭，進(jìn)給給力監(jiān)測(cè)以及及自動(dòng)換刀裝裝置，便可實(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管管，自動(dòng)加工工。(一)TMG-10模塊式工具具系統(tǒng)各模塊的聯(lián)接接采用短圓錐錐定位，中心心螺釘拉緊。。屬于這類工具具系統(tǒng)的還有有德國(guó)的Komet公司司的ABS工工具系統(tǒng)，瑞瑞典Sandvik公司司的Varilock工工具系統(tǒng)等。。如圖12.10一、工具系統(tǒng)統(tǒng)舉例圖12.10模塊結(jié)結(jié)構(gòu)的工具系系統(tǒng)主柄聯(lián)接桿工作頭（二）TSG工具系系統(tǒng)19世紀(jì)80年代初我國(guó)國(guó)制定了整體體式鏜銑類數(shù)數(shù)控機(jī)床工具具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（JB/GQ5010-1983,《TSG82工具系系統(tǒng)形式及尺尺寸》），規(guī)規(guī)定了各式刀刀柄、刀桿、、接長(zhǎng)桿等工工具代號(hào)、結(jié)結(jié)構(gòu)、尺寸系系，還規(guī)定了了與機(jī)床連接接采用錐柄形式。1.用于于加工中心機(jī)機(jī)床，帶有機(jī)機(jī)械手夾持槽槽的錐柄代號(hào)號(hào)為“JT””，柄部錐度度為7:24。錐柄具有定心心精度高，剛剛性好，裝夾夾方便，機(jī)械械手行程短以以及和機(jī)床連連接部分結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)2.錐柄與刀刀具的連接形形式主要有錐柄（JT））——直柄接接桿（ZB））——刀具（（圖12.11a）；錐柄（JT））——錐柄接接桿（KH））——刀具（（圖12.11b）；錐柄（JT））——帶扁尾尾的莫氏錐孔孔刀具（圖12.11c）；錐柄直接連接接鏜孔刀具（（JT-T））（圖12.11d）。圖12.11柄桿與刀刀具的聯(lián)接3.工具的尺尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)JT40—J32—95鏜長(zhǎng)桿刀柄，，柄部錐度40#，其錐錐度為7:24，大端直直徑φ44.45mm，，與接長(zhǎng)桿相相配合的尺寸寸為φ32mm，伸出主主軸長(zhǎng)度為95mm.ZB32—XS16—60三面刃銑刀接接長(zhǎng)桿，與接接長(zhǎng)桿刀柄相相配合的尺寸寸為φ32mm，與三面面刃銑刀連接接部分的直徑徑為φ16mm，長(zhǎng)度60mm。JT40—ZB32—XS16—60工具系統(tǒng)的編編號(hào)給出了兩兩個(gè)主要信息息：若為刀柄柄，左端給出出與機(jī)床主軸軸連接的規(guī)規(guī)格和尺寸；；右端給出與與刀具（或與與接長(zhǎng)桿）連連接的主要尺尺寸。結(jié)論圖12.12接長(zhǎng)桿桿與接長(zhǎng)桿的的配合1—刀柄2—接長(zhǎng)桿（三）TS工具系統(tǒng)統(tǒng)（柔性工具具系統(tǒng)）圖12.13柔性工工具系統(tǒng)切削頭與刀體體的連接是依依靠一對(duì)端齒齒定位塊5與一個(gè)夾頭4來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該該端齒塊可保保證很高的定定位精度（重重復(fù)定位精度度在±0.002mm以以內(nèi)）和可靠靠地傳遞扭矩矩。夾頭通過(guò)過(guò)中心拉桿的的移動(dòng)可牢固固地夾持住裝裝于刀體尾部部的拉釘2，并將切削頭頭拉緊在端齒齒面上。拉桿桿的移動(dòng)則是是通過(guò)螺桿（（手動(dòng)）或液液壓馬達(dá)（自自動(dòng)）沿軸向向移動(dòng)拉桿3來(lái)實(shí)現(xiàn)的。二、刀具尺寸寸預(yù)調(diào)（一）概述在自動(dòng)化加工工中，為提高高調(diào)整精度并并避免造成太太多的停車時(shí)時(shí)間損失，大大多在線外將將刀具尺寸調(diào)調(diào)好，換刀時(shí)時(shí)不需任何附附加調(diào)整，即即可保證加工工出合格的工工件尺寸。一般尺寸預(yù)調(diào)調(diào)包括：車刀刀徑向、軸向向和刀具高度度位置的調(diào)整整、鏜刀徑向向尺寸的調(diào)整整以及銑刀與與棒狀刀具（（如鉆頭）軸軸向尺寸的調(diào)調(diào)整。圖12.14所示為為一種可預(yù)預(yù)調(diào)長(zhǎng)度尺尺寸的車刀刀，在專門(mén)門(mén)的對(duì)刀器器上對(duì)刀。。對(duì)刀時(shí)，，先把車刀刀中的定長(zhǎng)長(zhǎng)桿3壓入入刀桿內(nèi)并并緊固，使使車刀長(zhǎng)度度稍小于要要求值。將將車刀置于于對(duì)刀器（（圖12.15）中中并定好位位，使車刀刀底面和一一個(gè)側(cè)面與與相應(yīng)對(duì)刀刀器上的兩兩個(gè)基面緊緊密貼合，，并使刀尖尖接觸對(duì)刀刀器。松開(kāi)開(kāi)定長(zhǎng)桿，，使其在彈彈簧壓力下下，自然彈彈出頂在對(duì)對(duì)刀器的擋擋壁上，達(dá)達(dá)到要求預(yù)預(yù)調(diào)的尺寸寸，最后擰擰緊緊固螺螺釘4。在在對(duì)刀過(guò)程程中，應(yīng)壓壓緊刀桿，，使其承受受三個(gè)分力力組成的合合力的作作用，以保保證良好地地定位。（二）不同結(jié)構(gòu)的的刀具尺寸寸預(yù)調(diào)裝置置1.可預(yù)調(diào)調(diào)長(zhǎng)度尺寸寸車刀圖12.14可可預(yù)調(diào)長(zhǎng)度度的車刀圖12.15簡(jiǎn)簡(jiǎn)易對(duì)刀裝裝置微調(diào)鏜刀的的刀尖半徑徑R和長(zhǎng)度度L調(diào)整方法如下：將鏜刀桿插插入調(diào)刀儀儀主軸2孔內(nèi)，啟啟動(dòng)鎖緊開(kāi)開(kāi)關(guān)將刀桿桿鎖緊。用用右邊手輪輪沿水平方方向左右移移動(dòng)主軸位位置。上、、下、左、、右移動(dòng)光光屏，在光光屏的十字字線對(duì)準(zhǔn)刀刀尖，微調(diào)調(diào)主軸。有有光屏上找找到刀尖的的最高點(diǎn)。。應(yīng)注意：此時(shí)刀尖尖的成像尖尖最為清晰晰。讀數(shù)時(shí)，使光屏屏的一條十十字線對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)游標(biāo)O點(diǎn)點(diǎn)，十字線線中心瞄準(zhǔn)準(zhǔn)刀尖的最最高點(diǎn)。刀刀尖半徑尺尺寸R用光光學(xué)讀數(shù)頭頭讀出，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)頭頭上部的滾滾花手輪，，使刻尺的的某條刻線線成像于光光學(xué)讀數(shù)頭頭的雙狹線線正中，即即可從讀數(shù)數(shù)頭中讀出出尺寸R的的數(shù)值。讀讀數(shù)頭的最最小格值為為0.005mm。。刀尖的長(zhǎng)長(zhǎng)度尺寸L可從裝在在立住3上上的標(biāo)尺和和游標(biāo)讀出出，游標(biāo)最最小格值為為0.02mm。該該儀器還可可以用光屏屏座的刻度度和游標(biāo)預(yù)預(yù)調(diào)刀尖角角度，其最最小格值為為10分。。應(yīng)當(dāng)指出出：在自動(dòng)動(dòng)化加工系系統(tǒng)中，調(diào)調(diào)刀儀和計(jì)計(jì)算機(jī)相連連，檢測(cè)出出調(diào)刀的尺尺寸，直接接存入計(jì)算算機(jī)，便于于隨時(shí)調(diào)用用。2.光學(xué)調(diào)調(diào)刀儀3.微調(diào)鏜鏜刀它主要用于于鏜、銑刀刀的尺寸預(yù)預(yù)調(diào)。圖12.16圖12.17圖12.16DOGⅠ型型光學(xué)測(cè)刀刀儀1—底座2—主軸軸3—立立柱4——投影瞄準(zhǔn)準(zhǔn)器5—光學(xué)讀讀數(shù)頭6—機(jī)座圖12.17微微調(diào)鏜刀刀及尺寸預(yù)預(yù)調(diào)(a)(b)數(shù)數(shù)控機(jī)床床刀具的選選用原則數(shù)控機(jī)床刀刀具可分為為標(biāo)準(zhǔn)刀具具和專用刀刀具兩大類類。應(yīng)盡量量減少使用用專用刀具具，而選用用通用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)刀具或刀刀具標(biāo)準(zhǔn)組組合體。數(shù)控機(jī)床上上常用的刀刀具有：可可轉(zhuǎn)位車刀刀，高速鋼鋼麻花鉆，，機(jī)夾扁鉆鉆，擴(kuò)孔鉆鉆，鉸刀，，鏜刀，立立銑刀，面面銑刀，絲絲錐和各種種復(fù)合刀具具等。刀具的選用用與其使用用條件、工工件材料和和尺寸、斷斷屑情況及及刀具和刀刀片的生產(chǎn)產(chǎn)供應(yīng)等許許多因素有有關(guān)。若選選擇合理，，不但能發(fā)發(fā)揮數(shù)控機(jī)機(jī)床應(yīng)有的的效率，而而且還