數(shù)控刀具及其選用ppt課件VIP

.,第2章數(shù)控刀具及其選用,了解數(shù)控刀具的種類(lèi)及特點(diǎn)、如何正確選擇和使用數(shù)控加工刀具；學(xué)會(huì)根據(jù)被加工材料來(lái)合理選擇數(shù)控刀具的材料和切削參數(shù)。,.,2.1數(shù)控刀具的種類(lèi)及特點(diǎn),2.1.1數(shù)控刀具的種類(lèi),數(shù)控刀具-主要指數(shù)車(chē)、數(shù)銑及加工中心上使用的刀具。,.,2.1.1數(shù)控刀具的種類(lèi),.,2.1.1數(shù)控刀具的種類(lèi),.,刀具剛性好，切削效率高,要有高的精度和重復(fù)定位精度,要有高的可靠性和耐用度,能實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀,具有完善的工具系統(tǒng),具有刀具管理系統(tǒng),要有在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng),2.1.2數(shù)控刀具的特點(diǎn),.,為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡可能采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。夾緊刀片的方式要選擇得比較合理，刀片最好選擇涂層硬質(zhì)合金刀片。目前，數(shù)控車(chē)床用得最普遍的是硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具兩種。,數(shù)控車(chē)床能兼作粗精車(chē)削，因此粗車(chē)時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿(mǎn)足粗車(chē)時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。精車(chē)時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。,2.1.2數(shù)控刀具的特點(diǎn),.,2.1.3數(shù)控加工的工具系統(tǒng),由于在數(shù)控機(jī)床上要加工多種工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量較多。,數(shù)控加工的工具系統(tǒng)：由數(shù)控刀具及實(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)組成，是刀具與機(jī)床的接口。作用：實(shí)現(xiàn)刀具快換及高效切削。,數(shù)控加工典型工具系統(tǒng)的種類(lèi)：車(chē)削類(lèi)工具系統(tǒng)、TSG整體式鏜銑類(lèi)工具系統(tǒng)、TMG鏜銑類(lèi)模塊式工具系統(tǒng)。,.,2.1.3數(shù)控加工的工具系統(tǒng),工具系統(tǒng)的組成：刀柄、刀桿、刀頭或通用刀具。,數(shù)控機(jī)床常用刀柄類(lèi)型（刀柄錐度為7：24）有：JT類(lèi)帶有機(jī)械手夾持槽；ST類(lèi)無(wú)機(jī)械手夾持槽；BT類(lèi)日本標(biāo)準(zhǔn)（MAS403），帶機(jī)械手夾持槽。,.,車(chē)削類(lèi)工具系統(tǒng),車(chē)削類(lèi)工具系統(tǒng)與數(shù)控車(chē)床的回轉(zhuǎn)刀架配套：,a.立式方形刀架+方形刀體或圓柱刀桿；,b.臥式多刀位刀架+模塊化車(chē)削工具系統(tǒng)。,臥式多刀位刀架,.,TSG整體式鏜銑類(lèi)工具系統(tǒng)：把錐柄和刀桿制成一體；工具系統(tǒng)的柄部形式有直柄和錐柄兩種。,TSG整體式鏜銑類(lèi)工具系統(tǒng),.,TMG鏜銑類(lèi)模塊式工具系統(tǒng),模塊式工具系統(tǒng)組成,TMG工具系統(tǒng)是把整體式刀具分解成柄部（主柄模塊）、中間連接塊（連接模塊）、工作頭部（工作模塊）三個(gè)主要部分，然后通過(guò)各種連接結(jié)構(gòu)，在保證刀桿連接精度、強(qiáng)度、剛性的前提下，將這三部分連接成整體。,.,TMG21工具系統(tǒng),TMG鏜銑類(lèi)模塊式工具系統(tǒng),.,刀具系統(tǒng)與加工中心的刀具庫(kù),可裝20把刀的無(wú)臂式ATC刀具庫(kù),.,可裝24把刀的有臂式ATC刀具庫(kù),刀具系統(tǒng)與加工中心的刀具庫(kù),.,數(shù)控刀具的選擇：根據(jù)零件的材料種類(lèi)、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知條件來(lái)決定刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角）、進(jìn)給量、切削速度和刀片牌號(hào)。,2.1.4數(shù)控刀具的材料,刀具的材料是指切削部分的材料。刀具材料的性能必需滿(mǎn)足：硬度、強(qiáng)度和韌性、耐磨性、耐熱性等條件。同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性。,.,數(shù)控刀具的材料,高速鋼,YG類(lèi)硬質(zhì)合金（ISO-K類(lèi)）,YT類(lèi)硬質(zhì)合金（ISO-P類(lèi)）,高性能高速鋼,普通高速鋼,硬質(zhì)合金,YW類(lèi)硬質(zhì)合金（ISO-M類(lèi)）,金屬陶瓷,純氧化鋁類(lèi)（白色陶瓷）,TiC添加類(lèi)（黑色陶瓷）,聚晶立方碳化硼（PCBN）,聚晶金剛石（PCD）,常用數(shù)控刀具的材料,.,2.2可轉(zhuǎn)位刀片的應(yīng)用及代碼,可轉(zhuǎn)位刀具是將預(yù)先加工好并帶有若干個(gè)切削刃的多邊形刀片，用機(jī)械夾固的方法夾緊在刀體上的一種刀具。由刀片和刀體組成。當(dāng)在使用過(guò)程中一個(gè)切削刃磨鈍了后，只要將刀片的夾緊松開(kāi)，轉(zhuǎn)位或更換刀片，使新的切削刃進(jìn)入工作位置，再經(jīng)夾緊就可以繼續(xù)使用。,可轉(zhuǎn)位刀具的兩個(gè)特征：其一，刀體上安裝的刀片，至少有兩個(gè)預(yù)先加工好的切削刃供使用。其二，刀片轉(zhuǎn)位后的切削刃在刀體上位置不變，并具有相同的幾何參數(shù)。,.,2.2.1可轉(zhuǎn)位刀具的基本結(jié)構(gòu),1、可轉(zhuǎn)位刀具的組成,可轉(zhuǎn)位刀具一般由刀片、刀墊、夾緊元件和刀體組成。各部分的作用為：,刀片：承擔(dān)切削，形成被加工表面。刀墊：保護(hù)刀體，確定刀片(切削刃)位置。夾緊元件：夾緊刀片和刀墊。刀體：刀片及刀墊的載體，承擔(dān)和傳遞切削力及切削扭距，完成刀片與機(jī)床的聯(lián)接。,.,2.2.1可轉(zhuǎn)位刀具的基本結(jié)構(gòu),2、可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示規(guī)則,可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)通過(guò)上面10個(gè)字符來(lái)表示：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1表示刀片形狀及夾角；2表示主切削刃后角；3表示刀片尺寸（d、s）公差；4表示刀片斷屑及夾固形式；5表示切削刃長(zhǎng)度；6表示刀片厚度；7表示修光刃的代碼；8表示特殊需要的代碼；9表示進(jìn)刀方向、倒刃角度；10為廠商補(bǔ)充代號(hào)等。,.,2.2.1可轉(zhuǎn)位刀具的基本結(jié)構(gòu),3、常用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的選用,（1）車(chē)外圓的刀片：一般要選通用性較高的及在同一刀片上切削刃數(shù)較多刀片。粗車(chē)時(shí)選較大尺寸，精車(chē)、半精車(chē)時(shí)選較小尺寸。,常用刀片形狀：S形、T形、C形、R形、W形、D形、V形。,（2）切斷刀片：使用直接壓制出斷屑槽形的切斷刀片。,（3）切槽刀片：切深槽用切斷刀片，切淺槽用成型刀片。,（4）螺紋刀片：常用的是L形，又分內(nèi)、外螺紋刀片。,（5）切削刃長(zhǎng)度的選擇：根據(jù)背吃刀量進(jìn)行選擇。,（6）刀尖圓弧的選擇：粗車(chē)時(shí)盡可能采用較大刀尖圓弧半徑，精車(chē)時(shí)一般用較小圓弧半徑。,.,2.2.1可轉(zhuǎn)位刀具的基本結(jié)構(gòu),3、常用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的選用,（8）刀片后角的選擇：0后角一般用于粗、半精車(chē)；5、7、11后角一般用于半精、精車(chē)、仿形及加工內(nèi)孔。,（7）刀片厚度的選擇：通常是根據(jù)背吃刀量與進(jìn)給量來(lái)選用。,（9）刀片精度的選擇：可轉(zhuǎn)位刀片家規(guī)定16種精度，其中6種適合于車(chē)刀，代號(hào)為H、E、G、M、N、U，H最高，U最低，普通車(chē)床粗、半精加工用U級(jí)，對(duì)刀尖位置要求較高的或數(shù)控車(chē)床用M，更高級(jí)的用G。,.,刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一。選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素，要使刀具的尺寸與被加工工件的尺寸和形狀相適應(yīng)。,2.3數(shù)控加工刀具的選擇,刀具選擇的基本原則：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高；在滿(mǎn)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。,具體應(yīng)用見(jiàn)P62-63數(shù)控車(chē)削、數(shù)控銑削刀具的選擇。,2.3.1數(shù)控加工刀具的選用原則,.,刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素有：,如操作間斷時(shí)間、振動(dòng)、電力波動(dòng)或突然中斷等。,數(shù)控刀具的選擇,被加工工件的材料、性能,如金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。,加工工藝類(lèi)別,車(chē)削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。,加工工件信息,工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,刀具能承受的切削用量,輔助因數(shù),切削用量三要素，包括主軸轉(zhuǎn)速、切削速度與切削深度。,.,1）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(pán)形銑刀，如圖所示。,數(shù)控刀具的選擇,.,2）曲面類(lèi)零件,加工曲面類(lèi)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，一般采用球頭銑刀。粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀,如圖所示。,數(shù)控刀具的選擇,.,數(shù)控刀具的選擇,3）銑小平面或臺(tái)階面,銑小平面或臺(tái)階面一般采用通用銑刀，如圖所示。,.,數(shù)控刀具的選擇,4）鍵槽,銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀，如圖所示。,.,數(shù)控刀具的選擇,5）孔加工,孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類(lèi)刀具，如圖所示。,.,合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。,2.3.2加工過(guò)程中切削用量的確定,.,合理選擇切削用量，具體要考慮以下幾個(gè)因素：切削深度t。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。切削寬度b。一般b與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，一般b的取值范圍為：b=（0.60.9）d。切削速度v。v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系。主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定。計(jì)算公式為：n=1000v/d。進(jìn)給速度F。F應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。計(jì)算公式：