數(shù)控車床常用數(shù)控刀具和切削用量的選擇和數(shù)控機(jī)床編程及加工

第四節(jié)數(shù)控車床常用數(shù)控刀具和切削用量的選擇復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理逐點(diǎn)比較法數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向教學(xué)內(nèi)容數(shù)控刀具的種類和特點(diǎn)1可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼2數(shù)控加工刀具的選擇3第一章

數(shù)控刀具及其選用車削、銑削加工知識補(bǔ)充教學(xué)目的了解數(shù)控加工中數(shù)控刀具的種類和特點(diǎn)，理解數(shù)控加工的工具系統(tǒng)，了解常用的數(shù)控刀具材料，了解可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼，掌握數(shù)控加工刀具的選擇。補(bǔ)充：一、車削加工知識

臥式車床加工的典型表面

（一）車外圓面1)90．車刀a)右偏刀b）左偏刀c）左偏刀外形對于前置刀架來說，右偏刀是車刀從車床尾架向主軸箱方向進(jìn)給的車刀

（一）車外圓面偏刀的使用a）右偏刀的使用b)車臺階c）車端面（一）車外圓面2)75。車刀：刀頭強(qiáng)度好，較耐用，適用于粗車軸類零件及強(qiáng)力切削余量較大的零件。

75。車刀車外圓

（二）車端面和階臺車刀的選擇：45·、90·、75·車刀的安裝:車刀的刀尖要對準(zhǔn)工件的中心車刀刀尖不對準(zhǔn)工件中心的后果中心處留有凸頭中心處會使刀尖崩碎

（三）切斷及車槽在切削加工中，若棒料較長，需按要求切斷后再車削，或在車削完成后把工件從原材料上切割下來，稱之為切斷。車削外圓、內(nèi)孔及軸肩部分的溝槽稱為車槽。

（三）切斷及車槽切斷刀：切斷刀以橫向進(jìn)給為主，前端的切削刃為主切削刃，兩側(cè)的切削刃為副切削刃.高速鋼切斷刀（三）切斷及車槽2.直溝槽的車削a）窄溝槽的車削b）寬溝槽的車削(四)車孔一次裝夾中加工工件(五)車螺紋1.車刀的裝夾梯形螺絞車刀的安裝方法用對刀板對刀用萬能角尺對刀(五)車螺紋2．螺紋的車削方法(以三角螺紋為例)車螺紋時的進(jìn)刀方法

直進(jìn)式法左右切削法

斜進(jìn)法

補(bǔ)充：二、銑削加工知識銑削的典型加工方法銑平面銑平面銑平面銑階臺面銑溝槽銑溝槽切斷銑曲面銑削的典型加工方法

銑健糟銑健糟銑T形糟銑燕尾槽銑v形槽銑成形面銑型腔銑螺旋面（一）銑平面工件安裝在平口鉗上（二）銑溝槽常見的溝槽形式

（三）切斷用夾板增強(qiáng)鋸片銑刀的剛性

2.1.1數(shù)控刀具的種類（按切削工藝分類）（1）外圓車刀（2）割刀（3）螺紋刀（4）鏜刀鉆削刀具（1）面銑刀（2）立銑刀（3）球頭刀（4）鍵槽刀（5）燕尾槽銑刀（6）鋸片銑刀2.1.2數(shù)控加工刀具特點(diǎn)刀具剛性好，切削效率高刀具精度高刀具的可靠性高，抗震及熱變形好刀具尺寸能夠預(yù)調(diào)互換性好，換刀速度快具有完善的工具系統(tǒng)具有刀具管理系統(tǒng)2.1.3數(shù)控加工的工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)：刀具與機(jī)床的接口。除刀具本身之外，還包括實(shí)現(xiàn)刀具快換所必需的定位、夾緊、抓拿及刀具保護(hù)等機(jī)構(gòu)。模塊式工具系統(tǒng)將工具的柄部和工作部分分割開來，制成各種系統(tǒng)化的模塊，然后經(jīng)過不同規(guī)格的中間模塊，組成一套套不同規(guī)格的工具。一、數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的組成刀具系統(tǒng)：由數(shù)控機(jī)床主軸前端錐孔或刀架配套的刀柄、刀桿和刀頭或通用刀具等組成。刀具系統(tǒng)的基本形式

一、數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的組成刀柄形式：JT（ISO7288）：表示數(shù)控機(jī)床用的錐柄柄部帶有機(jī)械手夾持槽，后面的數(shù)字為相應(yīng)的ISO錐度號。如JT40代表大端直徑44mm的7：24錐度。ST（ISO0297）：沒有機(jī)械手夾持槽。BT（MAS403）：表示用于日本標(biāo)準(zhǔn)MAS403的帶有機(jī)械手夾持槽的連接。二、典型工具系統(tǒng)（1）回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)式刀架

四方刀架方形刀體（機(jī)夾式）（3）活動頂尖及尾架2、TSG整體式鏜銑類工具系統(tǒng)把錐柄和連桿制成一體，不同工作部分都具有相同結(jié)構(gòu)的刀柄。TSG工具系統(tǒng)中的刀柄由四部分組成：JT：表示工具柄部形式，見表2-150：對圓錐表示錐度規(guī)格，圓柱表示直徑Q：表示工具的用途，見表2-232：表示工具的規(guī)格100：表示刀柄的工作長度JT50：表示自動換刀機(jī)床用7：24圓錐工具柄，錐柄為50#Q：表示前部為彈簧夾頭32：表示最大夾持直徑32mm100：表示刀柄的工作長度（錐柄大端直徑處到彈簧夾頭前端面距離）為100mm適用于：長期反復(fù)使用、不需拼裝的簡單刀具

（1）銑刀工具系統(tǒng)

a刀柄及拉釘2.1.4典型刀具材料及工藝范圍數(shù)控加工刀具對刀具材料的基本要求有足夠的硬度，刀具材料高于工件材料硬度有足夠的強(qiáng)度和韌性有足夠的耐磨性有足夠的耐熱性常用的數(shù)控刀具材料高速鋼（國內(nèi)使用最為普遍）硬質(zhì)合金陶瓷和金屬陶瓷合金刀具聚晶金剛石（PCB）聚晶立方氮化硼（PCBN2.2可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼可轉(zhuǎn)位刀具：

將預(yù)先加工好的多邊形刀片，用機(jī)械夾固的方法夾緊在刀體上的一種刀具?？赊D(zhuǎn)位車刀的組成

可轉(zhuǎn)位車刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)刀桿刀墊可轉(zhuǎn)位刀片夾固元件刀片刀墊卡簧杠桿彈簧螺釘?shù)侗覈赊D(zhuǎn)位刀片的型號共用10個號位的內(nèi)容來表示主要參數(shù)的特征]——刀片的形狀及其夾角。2——刀片的主切削刃后角(法后角)：3——刀片內(nèi)接圓d與厚度S的精度級別。個——刀結(jié)構(gòu)型式、緊固方法或斷屑槽。5——刀邊長，切削刃長.6———刀厚度。7——刀尖因角半徑或主偏角或修光刃后角。8——切削刃狀態(tài)，刀尖切削刃或倒棱切削刃。9----進(jìn)刀方向或倒刃寬度10----廠商的補(bǔ)充符號或倒刃角度.2.3數(shù)控加工刀具的選擇選用原則刀具的選用應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量、以及其他相關(guān)因素正確選用刀具和刀柄。刀具選擇的基本原則是：所選刀具應(yīng)與被加工材料相適應(yīng)、安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。2.3.2加工過程中切削用量的確定切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速S（切削速度v）、背吃刀量aP、進(jìn)給量F。

合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量，采用較低的切削速度；半精加工和精加工時，通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量，盡可能提高切削速度。一、背吃刀量aP

定義：工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，單位為（mm）,亦稱切削深度。車削外圓時的背吃刀量：計算公式為：aP=（dw-dm）/2dw——待加工表面直徑(mm)：dm----已加工表面直徑(mm)。切斷、車槽時背吃刀量等于車刀主切削刀的寬度。進(jìn)給量和背吃刀量車外圓車端面切斷背吃刀量aP

背吃刀量主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，最好一次切除余量。

精加工余量可小于普通機(jī)床，一般?。?.1～0.5）mm。二、進(jìn)給量（進(jìn)給速度）F（mm/min或mm/r）定義：進(jìn)給量是工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件與刀具在進(jìn)結(jié)方向上的相對位移。車削時，進(jìn)給量f為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀沿進(jìn)給方向移動的距離，其單位為mm/r。

車削時的進(jìn)給速度Vf

(mm/s)為：Vf=nfn-工件轉(zhuǎn)速（r/min）三、切削速度νc（m/min或m/s）定義：它是指切削刀刃上的選定點(diǎn)相對于工件主運(yùn)動的瞬時速度，是衡量主運(yùn)動大小的參數(shù)，單位為小m/s或m/min。當(dāng)主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(如車削加工)。切削速度的計算公式為：νc=πdn/1000式中：n——工件轉(zhuǎn)速(r/min)；d——工件待加工表面直徑(mm)。課堂小結(jié)數(shù)控刀具的種類數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的組成可轉(zhuǎn)位刀片的代碼數(shù)控加工刀具的選用原則加工過程中切削用量的確定課后作業(yè)1.何謂數(shù)控工具系統(tǒng)?由哪幾部分組成?2.可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)點(diǎn)是什么?3.車削直徑為Ф60mm的短軸外圓，若要求一次進(jìn)給車至Ф55mm，當(dāng)選用v=80m/min的切削速度時，背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)選多大?謝謝！數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進(jìn)行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復(fù)使用；最后一個程序段由指令代碼M02作為程序結(jié)束標(biāo)志。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運(yùn)行加工程序之前，必須通過參數(shù)設(shè)置對機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進(jìn)行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內(nèi)容：①基本設(shè)置設(shè)置可修改的基本參數(shù)。②刀具設(shè)置設(shè)置刀具編號、類型和刀具補(bǔ)償?shù)葏?shù)。③軸參設(shè)置設(shè)置和查看坐標(biāo)軸參數(shù)。④工件坐標(biāo)設(shè)置設(shè)置G54—G59等工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)