數(shù)控加工中刀具的應(yīng)用-畢業(yè)論文.doc

數(shù)控加工中刀具的應(yīng)用目錄摘要.02第一章數(shù)控刀具的現(xiàn)狀以及發(fā)展探討1. 1數(shù)控刀具的設(shè)計(jì).031.2數(shù)控刀具的分類.031.3數(shù)控刀具的特點(diǎn)041.4數(shù)控刀具的發(fā)展方向05第二章刀具對(duì)于機(jī)床的選擇2.1數(shù)控的系統(tǒng)要求.062.2刀具的種類.072.3刀具的選擇.112.4切削用量的確定.13第三章 數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀方法以及誤差研究3.1加工過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差類型153.2對(duì)刀方法.163.3誤差產(chǎn)生的原因以及需采取的措施.17第四章數(shù)控車床加工工序應(yīng)注意的問(wèn)題 4.1 合理選擇切削用量.19 4.2合理選擇刀具.194.3確定好加工路線.19第五章 數(shù)控車床的應(yīng)用技巧5.1 程序G指令的應(yīng)用205.2控制尺寸精度的技巧.205.3修改刀補(bǔ)尺寸.21論文小結(jié).22參考文獻(xiàn).23謝辭.24摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。它不僅解決了普通機(jī)床難以解決的許多加工難題，而且提高了加工精度和生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)加工工藝和刀具設(shè)計(jì)提出了許多新的、更高的要求。為使這些先進(jìn)的設(shè)備更好地發(fā)揮作用，必須要求我們了解近幾年來(lái)數(shù)控刀具的特點(diǎn)、刀具材料及結(jié)構(gòu)，未來(lái)數(shù)控刀具的發(fā)展趨勢(shì)。 本文通過(guò)對(duì)幾種典型刀具加工特點(diǎn)以及在機(jī)床的應(yīng)用的分析，總結(jié)出加工刀具用于數(shù)控機(jī)床的各方面的選擇應(yīng)用要點(diǎn)，使之能夠了解如何從眾多數(shù)控機(jī)床中作出選擇。 關(guān)鍵詞 刀具的種類 ；刀補(bǔ)；誤差第一章 數(shù)控刀具的現(xiàn)狀及發(fā)展探討1數(shù)控刀具的設(shè)計(jì) 目前工具制造商正在制造直徑為0.25英寸的此類鉆頭。帶有0.5m調(diào)整機(jī)構(gòu)的高速精密微調(diào)鏜刀系統(tǒng)也已進(jìn)入市場(chǎng)。對(duì)于高的金屬去除率的鈦金屬類加工，新開(kāi)發(fā)的重切削立銑刀可安裝多達(dá)72個(gè)可轉(zhuǎn)位刀片。這種數(shù)控刀具在設(shè)計(jì)上通過(guò)各個(gè)刀片的搭接提供各種變化多樣的刀具螺旋角和軸向刃傾度。這種變化擾亂了切削加工時(shí)的共振，從而可以無(wú)共振地進(jìn)行深度的銑削加工。 2數(shù)控刀具的的分類 2.1根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式：采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式：如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。 2.2根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 2.3從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切斷、切槽刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。 3數(shù)控刀具的特點(diǎn) 數(shù)控刀具與普通機(jī)床上用的刀具實(shí)際沒(méi)有多大區(qū)別，它們需具有以下特點(diǎn)： 3.1刀具的切削性能必須穩(wěn)定可靠高。 目前生產(chǎn)上通常用刀具耐用度來(lái)評(píng)定刀具的好壞。刀具耐用度愈大，表示刀具切削性能愈好。但是切削一批相同的零件，由于使用的刀具材料及工件材質(zhì)不可能完全相同，再加上刃磨質(zhì)量等一些不能完全嚴(yán)格控制的因素，所以即使在相同條件下，刀具耐用度仍隨機(jī)變動(dòng)。因此在數(shù)控上，除應(yīng)給出刀具耐用度的平均值指標(biāo)外，還應(yīng)給出刀具的可靠指標(biāo)Tp。它已成為選擇刀具的關(guān)鍵性指標(biāo)。通常是規(guī)定可靠度P0.9，即9時(shí)刀具切削時(shí)間為T0.9。研究表明，當(dāng)耐用度的隨機(jī)變量接近于正態(tài)分布時(shí)，如以耐用度的平均值T作為標(biāo)準(zhǔn)，刀具的可靠性只有50。 3.2可靠地?cái)嘈?、排屑?刀具必須能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇技辞邢骺刂?。?shù)控機(jī)床上每一工位設(shè)備上。裝置著許多刀具，切削量大，切屑多，因此，在切削塑性金屬時(shí)，必須控制切屑不纏繞在刀具，工件及工藝裝備上，控制切屑不飛濺，保證操作者安全，不影響切削液噴注，不影響零件的定位和輸送，不劃傷已加工表面，使切屑易于清理，為此，采用卷屑槽或斷屑?jí)K的刀具，或用間隙切削或振動(dòng)切削措施提高斷屑效果。 3.3應(yīng)具有高的精度。 刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀體刀桿和刀片反復(fù)裝卸也應(yīng)能保持精度穩(wěn)定。 3.4快速更換及尺寸預(yù)調(diào)。 刀具應(yīng)能快速或自動(dòng)更換，并需有控制和調(diào)整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動(dòng)補(bǔ)償裝置，以減少換刀調(diào)整的停機(jī)時(shí)間。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文下載中心 4數(shù)控刀具的材料 4刀具的材料4.1超硬材料領(lǐng)域。 金剛石(釬焊聚晶、單晶)各類刀具已迅速應(yīng)用于高硬度、高強(qiáng)度、難加工及有色金屬切削加工行業(yè)中。表面改性涂層材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、等，將上述涂層材料用于各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的表面改性涂層處理，滿足高速、高壽命切削加工高強(qiáng)度、高硬度等材質(zhì)工件的生產(chǎn)技術(shù)不同要求。 4.2硬質(zhì)合金材料領(lǐng)城。 硬質(zhì)合金基體材料為適應(yīng)各種表面改性涂層材料的涂覆工藝技術(shù)要求添加各種微量元素，滿足于各種機(jī)加3232藝技術(shù)對(duì)可轉(zhuǎn)位刀片切削性能的要求而發(fā)展的； 4.3冶金高速鋼材料領(lǐng)城 以改進(jìn)制粉、熱壓工藝、添加微量元素創(chuàng)新的粉末冶金高速鋼材料，制成各種成形拉刀、高速滾刀、絲錐、波紋刃立銑刀等刀具，大量應(yīng)用于轎車、摩托車、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)等制造行業(yè)，加工高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵合金等合金材料工件。根據(jù)切削加工技術(shù)不同的要求，其表面分別配涂TiN、TiCN等涂層材料，滿足高速、高效、硬質(zhì)精密機(jī)加工技術(shù)要求。 4.5 發(fā)展方向 從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，重點(diǎn)解決數(shù)控刀具的材料，提高生產(chǎn)效率及加工質(zhì)量，贏得市場(chǎng)。第二章 加工刀具對(duì)于數(shù)控機(jī)床的選擇2.1數(shù)控的系統(tǒng)要求1 需要幾個(gè)數(shù)控軸 刀具一般可根據(jù)其外形分為回轉(zhuǎn)刀具（如銑刀，鉆頭）和方形輪廓刀具（如車刀，鏜刀），因而一般都需要X，Y，Z三個(gè)數(shù)控直線軸對(duì)其進(jìn)行加工以保證其外形尺寸，有所區(qū)別的是對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)軸的要求。加工復(fù)雜的可轉(zhuǎn)位刀具體現(xiàn)得較為明顯。 以加工可轉(zhuǎn)位立銑刀工序中的數(shù)控銑削為例絕大多數(shù)可轉(zhuǎn)位立銑刀都有數(shù)個(gè)（條）均布的切削齒，在每個(gè)齒加工完畢后都應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分度旋轉(zhuǎn)（如圖1所示B軸）進(jìn)行下一個(gè)（條）齒的加工。如果CNC銑床沒(méi)有數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，則應(yīng)在程序中加入無(wú)條件停止指令，機(jī)床運(yùn)動(dòng)停止后通過(guò)人工旋轉(zhuǎn)精密手動(dòng)分度頭實(shí)現(xiàn)分度旋轉(zhuǎn)（應(yīng)注意機(jī)床外罩鎖的影響），然后繼續(xù)執(zhí)行NC程序。精度一般能夠滿足要求。但這樣會(huì)增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)影響工作效率。如果CNC銑床有數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，則分度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可通過(guò)程序中的數(shù)控指令實(shí)現(xiàn)，精度和效率都較高，但增加一個(gè)CNC回轉(zhuǎn)軸也會(huì)使CNC銑床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，CNC系統(tǒng)功能增加，大為增加CNC銑床的價(jià)格。 需要指出的是，精密手動(dòng)分度頭的分度能力是有限的，特別是對(duì)于非整數(shù)的角度往往無(wú)法滿足要求（可轉(zhuǎn)位成形銑刀此類情況較多），此時(shí)只能用CNC回轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)。此類CNC回轉(zhuǎn)軸一般用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密蝸桿副，液壓或氣動(dòng)夾緊，高精度編碼器作為角度檢測(cè)元件，因而具備在行程范圍內(nèi)任意角度的旋轉(zhuǎn)功能。而采用端面齒盤定位的CNC回轉(zhuǎn)軸卻只能進(jìn)行等分轉(zhuǎn)度，不適用于此類情況。 某些可轉(zhuǎn)位立銑刀有刃傾角s，在銑削刀片槽或容屑槽時(shí)都應(yīng)將槽底面轉(zhuǎn)刃傾角s，使其與CNC銑刀軸線垂直，此時(shí)需要一個(gè)回轉(zhuǎn)軸（如圖1所示A軸）旋轉(zhuǎn)刃傾角s。 受精密手動(dòng)分度頭的裝夾結(jié)構(gòu)和剛性的限制，將其作為A軸效果不佳。因此應(yīng)選擇具有較高剛性的CNC回轉(zhuǎn)軸作為A軸。 可見(jiàn)如果某CNC銑床加工的可轉(zhuǎn)位刀具品種單一且無(wú)刃傾角，可以選擇3軸CNC（X，Y，Z）銑床加精密手動(dòng)分度頭，可降低加工成本。否則應(yīng)選擇5軸CNC銑床（X，Y，Z，A，B）。 2. 需要幾個(gè)數(shù)控軸聯(lián)動(dòng) CNC系統(tǒng)的若干軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)功能最能體現(xiàn)CNC系統(tǒng)的性能和其檔次高低，也往往決定著CNC系統(tǒng)的價(jià)格，因此應(yīng)根據(jù)加工刀具產(chǎn)品的具體情況來(lái)仔細(xì)選擇。對(duì)于加工一般可轉(zhuǎn)位刀具的CNC銑床而言，具有2個(gè)直線軸的直線和圓弧插補(bǔ)功能就可以加工幾乎所有的ISO標(biāo)準(zhǔn)刀片槽形式，其它運(yùn)動(dòng)都可單軸插補(bǔ)完成。如果也選擇多達(dá)5-6軸聯(lián)動(dòng)的CNC系統(tǒng)則沒(méi)有必要。要求比較高的是一些螺旋類精加工刀具。以下以加工等螺旋角等前角錐度立銑刀為例（參見(jiàn)圖2）： 從圖2中可以看出，若要加工（含銑削及磨削）這種立銑刀，CNC機(jī)床應(yīng)具備：X軸和A軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)切削螺旋槽；Z軸：X-A插補(bǔ)時(shí)也參加插補(bǔ)保證每個(gè)截面螺旋角相等；Y軸：由于前角00且軸向每個(gè)截面半徑都不相等從而使偏移量e也處處不相等，為保證每個(gè)截面前角都相等，X-A-Z聯(lián)動(dòng)時(shí)Y軸也要參加插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。因此CNC機(jī)床應(yīng)具備X-Y-Z-A 4軸聯(lián)動(dòng)的插補(bǔ)功能。 同理可知：X-Y-Z-A-B 5軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)可完成同上的球頭立銑刀的加工。 3 需要什么數(shù)控系統(tǒng)加工一般精度的可轉(zhuǎn)位刀具，選擇具有間隙補(bǔ)償和螺距誤差補(bǔ)償?shù)陌腴]環(huán)CNC系統(tǒng)的 數(shù)控機(jī)床就可以滿足要求，而對(duì)較高精度刀具（如整體材質(zhì)的精加工刀具）的精加工可以選擇閉環(huán)CNC系統(tǒng)。需要注意的是：為編程方便，CNC編程軟件系統(tǒng)都應(yīng)具有工件坐標(biāo)系的平移和旋轉(zhuǎn)功能，并支持幾何線性的多種表達(dá)方式。 現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的編程方法較多，相對(duì)而言，以ISO標(biāo)準(zhǔn)G，M代碼編程的CNC系統(tǒng)具有較大的靈活性，能滿足多品種中小批量的生產(chǎn)要求，但初期編程速度較慢，機(jī)床準(zhǔn)備工作時(shí)間較長(zhǎng)。而具有針對(duì)某類刀具產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的專業(yè)化軟件包的CNC系統(tǒng)則可以滿足某些復(fù)雜刀具的大批量加工，生產(chǎn)效率高，對(duì)人員素質(zhì)要求較低，但價(jià)格昂貴且需要不斷升級(jí)軟件包以滿足出現(xiàn)的新產(chǎn)品。 選擇CNC系統(tǒng)時(shí)還應(yīng)注意：現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的功能較多，可以根據(jù)實(shí)際情況去掉一些基本不用或近期很少用到的功能（例如某些用于FMS的接口和軟件）以降低購(gòu)買成本。 以上通過(guò)幾個(gè)例子討論了針對(duì)加工刀具產(chǎn)品的CNC機(jī)床選擇方法和大概原則，實(shí)際情況遠(yuǎn)不止這些。總之應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品具體情況靈活地作出選擇，以滿足市場(chǎng)對(duì)精度和成本的雙重要求。2.2刀具對(duì)機(jī)床的要求數(shù)控機(jī)床對(duì)夾具的要求比較簡(jiǎn)單，單件生產(chǎn)時(shí)一般采用通用夾具。當(dāng)批量生產(chǎn)時(shí)，為了節(jié)省加工工時(shí)，應(yīng)使用專用夾具。數(shù)控機(jī)床的夾具應(yīng)定位可靠，可自動(dòng)夾緊或松開(kāi)工件。夾具還應(yīng)具有良好的排屑、冷卻性能。 數(shù)控機(jī)床的刀具應(yīng)該具有以下特點(diǎn)： 1具有較高的精度、耐用度，幾何尺寸穩(wěn)定、變化小。 2刀具能實(shí)現(xiàn)機(jī)外預(yù)調(diào)和快速換刀，加工高精度孔時(shí)要經(jīng)試切削確定其尺寸。 3刀具的柄部應(yīng)滿足柄部標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 4很好地控制切屑的折斷和排出。 5具有良好的可冷卻性能。夾具是機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。又稱卡具。刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。更多數(shù)控機(jī)床配件和數(shù)控加工配套的功能部件介紹數(shù)控刀具的主要種類及特點(diǎn) 2.3數(shù)控加工刀具的種類 數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測(cè)量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。1.1從結(jié)構(gòu)上可分為1.整體式2.鑲嵌式可分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位；3減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L(zhǎng)與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具；4內(nèi)冷式切削液通過(guò)刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；5特殊型式如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。2從制造所采用的材料上可分為2.1高速鋼刀具高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。2.2硬質(zhì)合金刀具硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。硬質(zhì)合金刀片按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分為三大類：P類，M類，K類。 P類適于加工鋼、長(zhǎng)屑可鍛鑄鐵（相當(dāng)于我國(guó)的YT類） M類適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當(dāng)于我國(guó)的YW類） M-S類適于加工耐熱合金和鈦合金 K類適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當(dāng)于我國(guó)的YG類） K-N類適于加工鋁、非鐵合金 K-H類適于加工淬硬材料3陶瓷刀具4立方氮化硼刀具5金剛石刀具3從切削工藝上可分為1車削刀具分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時(shí)通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。常規(guī)車削刀具為長(zhǎng)條形方刀體或圓柱刀桿。方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機(jī)床刀盤之間的聯(lián)接是通過(guò)槽形刀架和套筒接桿來(lái)聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，也適用于車削中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。2鉆削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓柱聯(lián)接）等多種。3鏜削刀具分粗鏜、精鏜等刀具。鏜刀從結(jié)構(gòu)上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。4銑削刀具分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。1面銑刀（也叫端銑刀） 面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。2立銑刀 立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。3模具銑刀 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。1鍵槽銑刀2鼓形銑刀3成形銑刀4特殊型刀具 特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強(qiáng)力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動(dòng)反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復(fù)合刀具和接桿類等。2 數(shù)控加工刀具的特點(diǎn)為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)：1刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化。2刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。3刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。4刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。5刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對(duì)機(jī)床主軸的相對(duì)位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。6刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好。7刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量有限度。8刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。9刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。刀具的選擇1、 數(shù)控銑加工常用刀具的種類 數(shù)控銑加工刀具種類很多，為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，所用刀具正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化的方向發(fā)展，主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求，又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。數(shù)控銑刀具的分類有多種方法，根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。 2、數(shù)控銑加工對(duì)刀具的要求 為了保證數(shù)控銑機(jī)床的加工精度，提高數(shù)控銑機(jī)床的生產(chǎn)效率及降低刀具材料的消耗，在選用數(shù)控銑機(jī)床刀具和刀具材料時(shí)，除滿足普通機(jī)床應(yīng)具備的基本條件外，還要考慮在數(shù)控銑機(jī)床中刀具工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、刀具快速調(diào)整與更換，因此對(duì)刀具和刀具材料提出更高的要求。 1.銑刀剛性要好 一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。當(dāng)工件各處的加工余量相差懸殊時(shí)，通用銑床遇到這種情況很容易采取分層銑削方法加以解決，而數(shù)控銑削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進(jìn)，遇到余量大時(shí)無(wú)法象通用銑床那樣“隨機(jī)應(yīng)變”，除非在編程時(shí)能夠預(yù)先考慮到，否則銑刀必須返回原點(diǎn)，用改變切削面高度或加大刀具半徑補(bǔ)償值的方法從頭開(kāi)始加工，多走幾刀。但這樣勢(shì)必造成余量少的地方經(jīng)常走空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這么辦。2.銑刀的耐用度要高 尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，降低了工件的表面質(zhì)量。除上述兩點(diǎn)之外，互換性好，便于快速換刀；刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間； 刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除?系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理，等等這些是數(shù)控加工與普通機(jī)床加工對(duì)刀具的不同要求。 3數(shù)控銑加工刀具類型的選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。生產(chǎn)中，被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù)。1.銑削刀具的選用：加工曲面類零件時(shí)，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀；銑較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀；銑小平面或臺(tái)階面時(shí)一般采用通用銑刀；銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀；2.孔加工刀具的選用：數(shù)控機(jī)床孔加工一般無(wú)鉆模，由于鉆頭的剛性和切削條件差，選用鉆頭直徑D應(yīng)滿足L/D5（L為鉆孔深度）的條件；鉆孔前先用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度；精絞前可選用浮動(dòng)絞刀，絞孔前孔口要倒角；鏜孔時(shí)應(yīng)盡量選用對(duì)稱的多刃鏜刀頭進(jìn)行切削，以平衡鏜削振動(dòng)；盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動(dòng)。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：1盡量減少刀具數(shù)量；2一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；3粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；4先銑后鉆；5先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；6在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低?？傊?，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。2.4切削用量的確定 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括切削速度、背吃刀量或側(cè)吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度地提高生產(chǎn)率，降低成本。 1. 切削速度的確定銑削的切削速度與刀具的耐用度T、每齒進(jìn)給量fz、背吃刀量ap、側(cè)吃刀量ae以及銑刀齒數(shù)Z成反比，與銑刀直徑d成正比。其中原因是fz、ap、ae、Z增大時(shí)，使同時(shí)工作齒數(shù)增多，刀刃負(fù)荷和切削熱增加，加快刀具磨損，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。如果加大銑刀直徑則可以改善散熱條件，相應(yīng)提高切削速度。下表列出了銑削切削速度的參考值。 銑削時(shí)的切削速度參考表 工件材料 硬度（HBS） 切削速度Vc（m/min） 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 225 1842 66150 225325 1236 54120 325425 621 3675 鑄鐵 190 2136 66150 190260 918 4590 260320 4.510 2130 2.進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度F是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。確定進(jìn)給速度的原則：1當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。2在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。3當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。4刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以選擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進(jìn)給速度。 3.背吃刀量（或側(cè)吃刀量）的確定 在保證加工表面質(zhì)量加工質(zhì)量的前提下，背吃刀量(ap)應(yīng)據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。工件表面粗糙度要求為Ra3.212.5m,分粗銑和半精銑兩步銑削加工，粗銑后留半精銑余量0.51.0mm；工件表面粗糙度要求為Ra0.83.2m，可分粗銑、半精銑、精銑三步銑削加工，半精銑時(shí)端銑背吃刀量或圓周銑側(cè)吃刀量取1.52mm，精銑時(shí)端銑背吃刀量取0.51mm，圓周銑側(cè)吃刀量取0.30.5mm。 總之，零件數(shù)控編程具有很大的靈活性，只有正確理解以上工藝參數(shù)，在實(shí)踐中不斷進(jìn)行總結(jié)，才能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的模具零件。數(shù)控機(jī)床對(duì)刀方法以及誤差研究3.1 數(shù)控加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工誤差的原因1編程誤差:主要是數(shù)控編程時(shí)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的插補(bǔ)誤差,主要由于用直線段或圓弧段避近零件輪廓時(shí)產(chǎn)生的。這是影響零件加工精度的一個(gè)重要因素?？梢钥吭黾硬逖a(bǔ)節(jié)點(diǎn)數(shù)解決,但會(huì)增加編程工作量。 2刀尖圓弧誤差:在切削內(nèi)孔、外因或端面時(shí),刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀,但在加工錐面或圓弧時(shí)受刀尖圓弧影響造成過(guò)切或少切。此誤差可通過(guò)測(cè)量刀尖圓弧半徑,采用刀具半徑補(bǔ)償功能來(lái)消除誤差。 3測(cè)量誤差:主要是受量具測(cè)量精度以及測(cè)量者操作方法影響,導(dǎo)致的實(shí)測(cè)尺寸不準(zhǔn)確。此誤差可彌補(bǔ)。 4對(duì)刀誤差:此誤差主要產(chǎn)生在對(duì)刀過(guò)程中,刀具在移動(dòng)到起刀點(diǎn)位置時(shí)受操作系統(tǒng)的進(jìn)給修調(diào)比例值影響。解決辦法是合理選擇進(jìn)給修調(diào)比例,尤其是當(dāng)?shù)毒呖拷鸬饵c(diǎn)位置時(shí)采用最小擋進(jìn)給修調(diào)使刀具精確定位于起刀點(diǎn)位置。 5機(jī)床系統(tǒng)誤差:受機(jī)床本體影響產(chǎn)生的形位公差,此公差一般不可調(diào)整;伺服單元,驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差,主要由系統(tǒng)受機(jī)床脈沖當(dāng)量大小、均勻度及傳動(dòng)路線影響;這些誤差量很小且穩(wěn)定,只有在精密加工時(shí)應(yīng)予以考慮。 3.2 對(duì)刀方法 數(shù)控加工的對(duì)刀,對(duì)其處理的好壞直接影響到加工零件的精度,還會(huì)影響數(shù)控機(jī)床的操作。所謂對(duì)刀,就是在工件坐標(biāo)系中使刀具的刀位點(diǎn)位于起刀點(diǎn)(對(duì)刀點(diǎn))上,使其在數(shù)控程序的控制下,由此刀具所切削出的加工表面相對(duì)于定位基準(zhǔn)有正確的尺寸關(guān)系,從而保證零件的加工精度要求。在數(shù)控加工中,對(duì)刀的基本方法有試切法、對(duì)刀儀對(duì)刀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀等。 1 試切法 根據(jù)數(shù)控機(jī)床所用的位置檢測(cè)裝置不同,試切法分為相對(duì)式和絕對(duì)式兩種。在相對(duì)式試切法對(duì)刀中,可采用三種方法:一是用量具(如鋼板尺等)直接測(cè)量,對(duì)準(zhǔn)對(duì)刀尺寸,這種對(duì)刀方法簡(jiǎn)便但不精確;二是通過(guò)刀位點(diǎn)與定位塊的工作面對(duì)齊后,移開(kāi)刀具至對(duì)刀尺寸,這種方法的對(duì)刀準(zhǔn)確度取決于刀位點(diǎn)與定位塊工作面對(duì)齊的精度;三是將工件加工面先光一刀,測(cè)出工件尺寸,間接算出對(duì)刀尺寸,這種方法最為精確。在絕對(duì)式試切法對(duì)刀中,需采用基準(zhǔn)刀,然后以直接或間接的方法測(cè)出其他刀具的刀位點(diǎn)與基準(zhǔn)刀之間的偏差,作為其他刀具的設(shè)定刀補(bǔ)值。以上試切法,采用“試切測(cè)量調(diào)整(補(bǔ)償)”的對(duì)刀模式,故占用機(jī)床時(shí)間較多,效率較低,但由于方法簡(jiǎn)單,所需輔助設(shè)備少,因此廣泛被用于經(jīng)濟(jì)型低檔數(shù)控機(jī)床中。 2 對(duì)刀儀對(duì)刀 對(duì)刀儀對(duì)刀分為機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀對(duì)刀和機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀兩種。機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀對(duì)刀是將刀具直接安裝在機(jī)床某一固定位置上(對(duì)車床,刀具直接安裝在刀架上或通過(guò)刀夾再安裝在刀架上),此方法比較多地用于車削類數(shù)控機(jī)床中。而機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀必須通過(guò)刀夾再安裝在刀架上(車床),連同刀夾一起,預(yù)先在機(jī)床外面校正好,然后把刀裝上機(jī)床就可以使用了,此方法目前主要用于鏜銑類數(shù)控機(jī)床中,如加工中心等。采用對(duì)刀儀對(duì)刀需添置對(duì)刀儀輔助設(shè)備,成本較高,裝卸刀具費(fèi)力,但可節(jié)省機(jī)床的對(duì)刀時(shí)間,提高了對(duì)刀精度,一般用于精度要求較高的數(shù)控機(jī)床中。 3 ATC對(duì)刀 AIC對(duì)刀是在機(jī)床上利用對(duì)刀顯微鏡自動(dòng)計(jì)算出刀具長(zhǎng)度的方法。由于操縱對(duì)刀鏡以及對(duì)刀過(guò)程還是手動(dòng)操作和目視,故仍有一定的對(duì)刀誤差。與對(duì)刀儀對(duì)刀相比,只是裝卸刀具要方便輕松些。自動(dòng)對(duì)刀是利用CNC裝置的刀具檢測(cè)功能,自動(dòng)精確地測(cè)出刀具各個(gè)坐標(biāo)方向的長(zhǎng)度,自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值,并且不用停頓就直接加工工件。與前面的對(duì)刀方法相比,這種方法減少了對(duì)刀誤差,提高了對(duì)刀精度和對(duì)刀效率,但需由刀檢傳感器和刀位點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)組成的自動(dòng)對(duì)刀系統(tǒng),而且CNC系統(tǒng)必須具備刀具自動(dòng)檢測(cè)的輔助功能,系統(tǒng)較復(fù)雜,投入資金大,一般用于高檔數(shù)控機(jī)床中。2.4 自動(dòng)對(duì)刀 自動(dòng)對(duì)刀是利用CNC裝置的刀具檢測(cè)自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值功能,自動(dòng)精確地測(cè)出刀具各個(gè)坐標(biāo)方向的長(zhǎng)度,并且不用停頓就直接加工工件。自動(dòng)對(duì)刀亦稱刀尖檢口功能在加工中心上一次安裝工件后,需用刀庫(kù)中的多把刀具加工工件的多個(gè)表面。為提高對(duì)刀精度和對(duì)刀效率,一般采用機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀、ATC對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀等方法,其中機(jī)外對(duì)儀對(duì)刀一般廣泛用于中檔鏗銑類加工中心上。在采用對(duì)刀儀對(duì)刀時(shí),一般先選擇基準(zhǔn)芯棒對(duì)準(zhǔn)好工件表面,以確定工件坐標(biāo)原點(diǎn),然后選擇某一個(gè)方便對(duì)刀的面,采用動(dòng)態(tài)(刀轉(zhuǎn))對(duì)刀方式。 3.3加工誤差的原因及采取的措施 概括起來(lái),產(chǎn)生對(duì)刀誤差的原因有: 1當(dāng)用試切法對(duì)刀時(shí),對(duì)刀誤差主要來(lái)源于試切工件之后的測(cè)量誤差和操作過(guò)程中目測(cè)產(chǎn)生的誤差。 2當(dāng)使用對(duì)刀儀、對(duì)刀鏡對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀時(shí),誤差主要未源于儀器的制造、安裝和測(cè)量誤差,另外使用儀器的技巧欠佳也會(huì)造成誤差。 3測(cè)量刀具時(shí)是在靜態(tài)下進(jìn)行的,而加工過(guò)程是動(dòng)態(tài)的,同時(shí)要受到切削力和振動(dòng)外力的影響,使得加工出來(lái)的尺寸和預(yù)調(diào)尺寸不一致。此項(xiàng)誤差的大小決定于刀具的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。 4在對(duì)刀過(guò)程中,大多時(shí)候要執(zhí)行“機(jī)床回參考點(diǎn)”的操作,在此過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生零點(diǎn)漂移而導(dǎo)致回零誤差,從而產(chǎn)生對(duì)刀誤差。 5機(jī)床內(nèi)部都有測(cè)量裝置,最小度量單位的大小也與誤差有關(guān)。一般說(shuō)來(lái),最小度量單位大的測(cè)裝置其誤差就大,最小度量單位小的測(cè)量裝置其誤差就小。 減小對(duì)刀誤差的主要措施有: 1當(dāng)用試切法對(duì)刀時(shí),操作要細(xì)心。對(duì)刀后還要根據(jù)刀具所加工零件的實(shí)際尺寸和編程尺寸之間的誤差來(lái)修正刀具補(bǔ)償值,還要考慮機(jī)床重復(fù)定位精度對(duì)對(duì)刀精度的影響以及刀位點(diǎn)的安裝高度對(duì)對(duì)刀精度的影響。 2當(dāng)使用儀器對(duì)刀時(shí),要注意儀器的制造、安裝和測(cè)量精度。要掌握使用儀器的正確方法。 3選擇刀具時(shí)要注意刀具的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。 4定期檢查數(shù)控機(jī)床零點(diǎn)漂移情況,注意及時(shí)調(diào)整機(jī)床。 通過(guò)采用試切法與近似定值法法對(duì)零件進(jìn)行加工,每種方法均加工五個(gè)零件。分別測(cè)量其軸向尺寸與其中一個(gè)徑向尺寸(10),求尺寸偏差絕對(duì)值的平均值,平均值大的那一組工件說(shuō)明其對(duì)刀誤差較大。 如果零件的軸向尺寸精度要求高的話,不要用手動(dòng)測(cè)量的試切對(duì)刀,因?yàn)闇y(cè)量時(shí)的人為誤差難以避免,可用系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的那種試切對(duì)刀方法,不過(guò)也要看系統(tǒng)測(cè)量精度是否與需要保證的尺寸精度。如果零件的徑向尺寸要求較高,盡量不要用近似定值法對(duì)刀,此對(duì)刀方法很難保證刀剪準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心。不過(guò)這種方法對(duì)刀零件的軸向尺寸不會(huì)有太大的誤差,因?yàn)閷?duì)刀時(shí)的軸向尺寸是系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的,避免了人為誤差的介入。 第四章 數(shù)控車床加工工序應(yīng)注意的問(wèn)題 4.1. 合理選擇切削用量 對(duì)于高效率的金屬切削加工來(lái)說(shuō)，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。 切削條件的三要素：切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會(huì)上升，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會(huì)減少1/2。 進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對(duì)刀具的影響小。切深對(duì)刀具的影響雖然沒(méi)有切削速度和進(jìn)給量大，但在微小切深切削時(shí)，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會(huì)影響刀具的壽命。 用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。 最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。 然而，在實(shí)際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來(lái)說(shuō)，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。 4.2 合理選擇刀具 1) 粗車時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。 2) 精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。 3) 為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。 3. 合理選擇夾具 1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具； 2) 零件定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。 4.3 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。 1 應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求； 2 應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間。 3 加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則需注意程序的靈活安排。 4 夾具安裝要點(diǎn) 目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點(diǎn)如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。 5進(jìn)行有效合理的車削加工 第五章 數(shù)控車床應(yīng)用的技巧5.1程序首句妙用G00的技巧 目前我們所接觸到的教科書及數(shù)控車削方面的技術(shù)書籍，程序首句均為建立工件坐標(biāo)系，即以G50 X Z作為程序首句。根據(jù)該指令，可設(shè)定一個(gè)坐標(biāo)系，使刀具的某一點(diǎn)在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為(X Z)(本文工件坐標(biāo)系原點(diǎn)均設(shè)定在工件右端面)。采用這種方法編寫程序，對(duì)刀后，必須將刀移動(dòng)到G50設(shè)定的既定位置方能進(jìn)行加工，找準(zhǔn)該位置的過(guò)程如下。 1. 對(duì)刀后，裝夾好工件毛坯； 2. 主軸正轉(zhuǎn)，手輪基準(zhǔn)刀平工件右端面A； 3. Z軸不動(dòng)，沿X軸釋放刀具至C點(diǎn)，輸入G50 Z0，電腦記憶該點(diǎn)； 4. 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一臺(tái)階； 5. X軸不動(dòng)，沿Z軸釋放刀具至C點(diǎn)，停車測(cè)量車削出的工件臺(tái)階直徑，輸入G50 X，電腦記憶該點(diǎn)； 6. 程序錄入方式下，輸入G00 X Z，刀具運(yùn)行至編程指定的程序原點(diǎn)，再輸入G50 X Z，電腦記憶該程序原點(diǎn)。 上述步驟中，步驟6即刀具定位在XZ處至關(guān)重要，否則，工件坐標(biāo)系就會(huì)被修改，無(wú)法正常加工工件。有過(guò)加工經(jīng)驗(yàn)的人都知道，上述將刀具定位到XZ處的過(guò)程繁瑣，一旦出現(xiàn)意外，X或Z軸無(wú)伺服，跟蹤出錯(cuò)，斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重啟后系統(tǒng)失去對(duì)G50設(shè)定的工件坐標(biāo)值的記憶，“復(fù)位、回零運(yùn)行”不再起作用，需重新將刀具運(yùn)行至XZ位置并重設(shè)G50。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后，回G50起點(diǎn)繼續(xù)加工下一件，在操作過(guò)程中稍有失誤，就可能修改工件坐標(biāo)系。鑒于上述程序首句使用G50建立工件坐標(biāo)系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標(biāo)系固定在機(jī)床上，將程序首句G50 XZ改為G00 X Z后，問(wèn)題迎刃而解。其操作過(guò)程只需采用上述找G50過(guò)程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5后，將刀具運(yùn)行至安全位置，調(diào)出程序，按自動(dòng)運(yùn)行即可。即使發(fā)生斷電等意外情況，重啟系統(tǒng)后，在編輯方式下將光標(biāo)移至能安全加工又不影響工件加工進(jìn)程的程序段，按自動(dòng)運(yùn)行方式繼續(xù)加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的實(shí)質(zhì)是將工件坐標(biāo)系固定在機(jī)床上，不再囿于G50 X Z程序原點(diǎn)的限制，不改變工件坐標(biāo)系，操作簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，收到了意想不到的效果。中國(guó)金屬加工在線 5.2控制尺寸精度的技巧 1. 修改刀補(bǔ)值保證尺寸精度 由于第一次對(duì)刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時(shí)，可通過(guò)修改刀補(bǔ)使工件達(dá)到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下： a. 絕對(duì)坐標(biāo)輸入法 根據(jù)“大減小，小加大”的原則，在刀補(bǔ)001004處修改。如用2號(hào)切斷刀切槽時(shí)工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補(bǔ)顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號(hào)刀補(bǔ)。 b. 相對(duì)坐標(biāo)法 如上例，002刀補(bǔ)處輸入U(xiǎn)-0.1，亦可收到同樣的效果。 同理，對(duì)于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號(hào)外圓刀加工某處軸段，尺寸長(zhǎng)了0.1mm，可在001刀補(bǔ)處輸入W0.1。 2. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度 對(duì)于大部分?jǐn)?shù)控車床來(lái)說(shuō)，使用較長(zhǎng)時(shí)間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這時(shí)，我們可在粗加工之后，進(jìn)行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號(hào)刀G71粗加工外圓之后，可在001刀補(bǔ)處輸入U(xiǎn)0.3，調(diào)用G70精車一次，停車測(cè)量后，再在001刀補(bǔ)處輸入U(xiǎn)-0.3，再次調(diào)用G70精車一次。經(jīng)過(guò)此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩(wěn)定。 3. 程序編制保證尺寸精度 a. 絕對(duì)編程保證尺寸精度 編程有絕對(duì)編程和相對(duì)編程。相對(duì)編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點(diǎn)位置以該線段起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)而確定的坐標(biāo)系。也就是說(shuō)，相對(duì)編程的坐標(biāo)原點(diǎn)經(jīng)常在變換，連續(xù)位移時(shí)必然產(chǎn)生累積誤差，絕對(duì)編程是在加工的全過(guò)程中，均有相對(duì)統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)，即坐標(biāo)原點(diǎn)，故累積誤差較相對(duì)編程小。數(shù)控車削工件時(shí)，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時(shí)，徑向尺寸最好采用絕對(duì)編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常采用相對(duì)編程，但對(duì)于重要的軸向尺寸，最好采用絕對(duì)編程。 b. 數(shù)值換算保證尺寸精度 很多情況下，圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需的尺寸基準(zhǔn)不一致，故應(yīng)先將圖樣上的基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。如圖2b中，除尺寸13.06mm外，其余均屬直接按圖2a標(biāo)注尺寸經(jīng)換算后而得到的編程尺寸。其中， 29.95mm、16mm及60.07mm三個(gè)尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程4. 修改程序和刀補(bǔ)控制尺寸 數(shù)控加工中，我們經(jīng)常碰到這樣一種現(xiàn)象：程序自動(dòng)運(yùn)行后，停車測(cè)量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達(dá)不到要求，尺寸變化無(wú)規(guī)律。如用1號(hào)外圓刀加工圖3所示工件，經(jīng)粗加工和半精加工后停車測(cè)量，各軸段徑向尺寸如下：30.06mm、23.03mm及16.02mm。對(duì)此，筆者采用修改程序和刀補(bǔ)的方法進(jìn)行補(bǔ)救，方法如下a. 修改程序 原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來(lái)，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm； b. 改刀補(bǔ) 在1號(hào)刀刀補(bǔ)001處輸入U(xiǎn)-0.06。 經(jīng)過(guò)上述程序和刀補(bǔ)雙管齊下的修改后，再調(diào)用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。 數(shù)控車削加工是基于數(shù)控程序的自動(dòng)化加工方式，實(shí)際加工中，操作者只有具備較強(qiáng)的程序指令運(yùn)用能力和豐富的實(shí)踐技能，方能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的工件。 維修中應(yīng)注意的事項(xiàng) （1）從整機(jī)上取出某塊線路板時(shí)，應(yīng)注意記錄其相對(duì)應(yīng)的位置，連接的電纜號(hào)，對(duì)于固定安裝的線路板，還應(yīng)按前后取下