數(shù)控加工教材

數(shù)控加工教材1)刀具及材料2)加工基礎(chǔ)3)夾具車刀車刀角度前角後角余偏角刃傾角副偏角刀尖圓弧半徑前角前角前角對切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影響都很大。前角的影響

1.正前角大，切削刃鋒利。2.前角每增加1°，切削功率減少1％。3.正前角大，刀刃強度下降；負前角過大，切削力增加。4.大負前角用于5.切削硬材料6.需切削刃強度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件7.大正前角用于8.切削軟質(zhì)材料9.易切削材料10.被加工材料及機床剛性差時切削排出與前角的關(guān)係前角與壽命的關(guān)係,前角變化對切削速度、主切削力、溫度的影響

後角

后角后角使刀具后面與工件間摩擦減小，使刀尖具有自由切入工件的功能。后角的影響

1.后角大，后刀面磨損小。2.后角大，刀尖強度下降。3.小后角用于4.切削硬材料5.需切削刃強度高時6.大后角用于7.切削軟材料8.切削易加工硬化的材料刀具後角示意圖刀具後角的變化與磨損量的關(guān)係余偏角(1)余偏角等于90°減主偏角，其作用是緩和沖擊力，對進給力，背向力，切削厚度都有影響。余偏角的影響1.進給量相同時，余偏角大，刀片與切屑接觸的長度增加，切削厚度變薄，使切削力分散作用在長的刀刃上，刀具耐用度得以提高。2.余偏角大，分力a'也隨之增加，加工細長軸時，易發(fā)生撓曲。3.余偏角大，切屑處力性能變差。4.余偏角大，切削厚度變薄，切削寬度增加，將使切屑難以碎斷。

余偏角(2)小余偏角用于1.切深小的精加工2.切削細而長的工件3.機床剛性差時大余偏角用于1.工件硬度高，切削溫度大時2.大直徑零件的粗加工3.機床剛性高時余偏角與與切削厚厚度的關(guān)關(guān)係余偏角與與切削力力的關(guān)係係余偏角與與刀具耐耐用度的的關(guān)係刃傾角刃傾角是是前刀面面傾斜的的角度。。重切削削時，切切削開始始點的刀刀尖上要要承受很很大的沖沖擊力，，為防止止刀尖受受此力而而發(fā)生脆脆性損傷傷，故需需有刃傾傾角。推推薦車削削時為3°～5°；銑銑削時10°～～15°°刃傾角的的影響1.刃傾傾角為負負時，切切屑流向向工件；；為正時時，反向向排出。。3.刃傾傾角為負負時，切切削刃強強度增大大，但切切削背向向力也增增加，易易產(chǎn)生振振動。刃傾角示示意圖刀尖圓弧弧半徑刀尖圓弧弧半徑對刀尖的的強度及及加工表表面粗糙糙度影響響很大，，

一般般適宜值值選進給給量的2～3倍倍。刀尖圓弧弧半徑的影響1.刀尖尖圓弧半半徑大，表面面粗糙度度數(shù)值下降，表面質(zhì)質(zhì)量提高高。2.刀尖尖圓弧半半徑大，刀刃刃強度增增加。3.刀尖尖圓弧半半徑過大，切切削力增增加，易易產(chǎn)生振振動。4.刀尖尖圓弧半半徑大，刀具具前、后后面磨損損減小。。5.刀尖尖圓弧半半徑過大，切切屑處理理性能惡惡化刀尖圓弧弧小用于于1.切深深削的精精加工2.細長長軸加工工3.機床床剛性差差時刀尖圓弧弧半徑刀尖圓弧弧大用于于1.需要要刀刃強強度高的的黑皮切切削，斷斷續(xù)切削削2.大直直徑工件的粗粗加工3.機床床剛性好好時刀尖圓弧弧半徑與與表面粗粗糙度的的關(guān)係刀尖圓弧弧半徑與與脆性損損傷對刀刀具耐用用度的影影響刀尖圓弧弧半徑與與刀具磨磨損車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––刃口口磨損刃口磨損損(如如下圖示示)提高進給給量降低切削削速度使用更耐耐磨的刀刀片材質(zhì)質(zhì)應(yīng)用涂層層刀片材材質(zhì)車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––崩碎碎崩碎(如下圖圖示)使用更強強韌的材材質(zhì)考慮對刃刃口強化化的刀片片檢查工藝藝系統(tǒng)的的剛性加大主偏偏角車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––熱變變形熱變形(如下圖圖示)降低切削削速度減少進給給量減少切深深(doc)使用更具具熱硬性性的材質(zhì)質(zhì)車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––切深深處破損損切深處破破損改變主偏偏角考慮對刃刃口強化化的刀片片使用不同同的刀片片材質(zhì)車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––熱裂裂紋正確使用用冷卻液液降低切削削速度減少進給給量應(yīng)用涂層層刀片材材質(zhì)車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––積屑屑使用更強強韌的刀刀片槽型型和材質(zhì)質(zhì)減少進給給量減少切深深(doc)檢查工藝藝系統(tǒng)的的剛性車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––月牙牙洼磨損損降低進給給率降低切削削速度應(yīng)用涂層層材質(zhì)或或金屬陶陶瓷刀片片使用冷卻卻液車刀片磨磨損分析析和改進進辦法––斷裂裂提高切削削速度提高進給給量使用涂層層材質(zhì)或或金屬陶陶瓷刀片片使用冷卻卻液刃口鋒利利(更小小的倒圓圓)平面銑刀刀切削刃刃各角度度的功能能名稱代號功能效果軸向前角A.R決定切屑排出方向正角時：切削性能良好徑向前角R.R決定切削刃鋒利程度負角時：切屑排出性能良好余偏角CH決定切削厚度角度大時：切削厚變薄,切削時沖擊力小,但背向力大

前角T決定實際切削刃鋒利的程度正角大時：切削性能良好,切屑難熔附負角大時：切削性能差,但切削刃強度高

刃傾角I決定切屑排出方向正角大時：排屑性能良好,但切削刃強度低

平面銑刀刀切削刃刃各角度度高速、超超高速刀刀具材料料高速鋼硬質(zhì)合金金金剛石立方氮化化硼高速鋼(1)高速鋼是是一種加加人了較較多的鎢鎢、鉻、、釩、相相等合金金元素的的高合金金工具鋼鋼，有良良好的綜綜合性能能。其強強度和韌韌性是現(xiàn)現(xiàn)有刀具具材料中中最高的的。高速速鋼的制制造工藝藝簡單，，容易磨磨成鋒利利的切削削刃；鍛鍛造、熱熱處理變變形小，，目前在在復(fù)雜的的刀具，，如麻花花鉆、絲絲錐、拉拉刀、齒齒輪刀具具和成形形刀具制制造中，，仍占有有主要地地位。高速鋼可可分為普普通高速速鋼和高高性能高高速鋼。。普通高速速鋼，如如W18Cr4V廣泛泛用于制制造各種種復(fù)雜刀刀具。其其切削速速度一般般不太高高，切削削普通鋼鋼料時為為40-60m/min。高速鋼(2)高性能高高速鋼，，如W12Cr4V4Mo是是在普通通高速鋼鋼中再增增加一些些含碳量量、含釩釩量及添添加鈷、、鋁等元元素冶煉煉而成的的。它的的耐用度度為普通通高速鋼鋼的1.5-3倍。粉末冶金金高速鋼鋼是70年代投投入市場場的一種種高速鋼鋼，其強強度與韌韌性分別別提高30%-40%和80%-90%．．耐用度度可提高高2-3倍。目目前我國國尚處于于試驗研研究階段段，生產(chǎn)產(chǎn)和使用用尚少。。硬質(zhì)合金金按GB2075—87(參照照采用190標標準)可可分為P、M、、K三類類，P類類硬質(zhì)合合金主要要用于加加工長切切屑的黑黑色金屬屬，用藍藍色作標標志；M類主要要用于加加工黑色色金屬和和有色金金屬，用用黃色作作標志，，又稱通通用硬質(zhì)質(zhì)合金，，K類主主要用于于加工短短切屑的的黑色金金屬、有有色金屬屬和非金金屬材料料，用紅紅色作標標志。P、M、、K(后后面的阿阿拉伯數(shù)數(shù)字表示示其性能能和加工工時承受受載荷的的情況或或加工條條件。數(shù)數(shù)字愈小小，硬度度愈高，，韌性愈愈差。P類相當當于我國國原鎢鈦鈦鉆類，，主要成成分為WC+TiC+Co，，代號為為YT。。K類相當當于我國國原鎢鉆鉆類，主主要成分分為WC+Co，代號號為YG。M類相當當于我國國原鎢鈦鈦鉭鈷類類通用合合金，主主要成分分為WC+TiC+TaC(NbC)+Co，代代號為YW。金剛石(PCD)PCD聚聚晶晶金剛石石20世紀紀50年年代利用用高溫高高壓技術(shù)術(shù)人工合合成金剛剛石粉以以后，70年代代制造出出金剛石石基的切切削刀具具即聚晶晶金剛石石(PCD)。。PCD晶粒呈呈無許許許序排列列狀態(tài)．．不具方方向性，，因而硬硬度均勻勻。它有有很高的的硬度和和導(dǎo)熱性性，低的的熱脹系系數(shù)。高高的彈性性模量和和較低的的摩擦系系數(shù)，刀刀刃非常常鋒利。。它可加加工各種有色色金屬和和極耐磨磨的高性性能非金金屬材料料，如鋁鋁、銅、、鎂及其其合金、、硬質(zhì)合合金、纖纖維增塑塑材料、、金屬基基復(fù)合材材料、木木材復(fù)合合材料等等。金剛石(PCD)PCD焊焊接性、、機械磨磨削性和和斷裂韌韌性最高高，抗磨磨損性和和刃口質(zhì)質(zhì)量居中中，抗腐腐蝕性最最差。金剛石(CVD)CVD厚厚膜CVD金金剛石膜膜中不含含任何粘粘結(jié)劑，，其多晶晶結(jié)構(gòu)又又使其在在各個方方向具有有幾乎相相同的硬硬度，且且沒有解解理面，，因此其其綜合機機械性能能兼具單單晶金剛剛石和聚聚晶金剛剛石(PCD)的優(yōu)點點，而在在一定程程度上又又克服了了它們的的不足，，而且價價格低廉廉。它不不僅可代代替天然然金剛石石、高壓壓人造單單晶金剛剛石和聚聚晶金剛剛石在機機械領(lǐng)域域應(yīng)用而而且大大大拓寬了了其應(yīng)用用范圍：：如制造造各種適適合拉制制軟硬絲絲的高性性能拉絲絲模具；；焊接型型CVD金剛石石工具(使用壽壽命超過過PCD工具的的1-3倍)；；制作形形狀較為為復(fù)雜的的CVD金剛石石涂層硬硬質(zhì)合金金刀具(使用壽壽命比涂涂層前提提高10-50倍)；；其低摩摩擦系數(shù)數(shù)還可用用于摩擦擦部件如如軸承的的耐磨涂涂層等。。據(jù)國外外專家統(tǒng)統(tǒng)計，僅僅應(yīng)用于于超硬材材料方面面就可以以開發(fā)、、改造出出二千多多種新產(chǎn)產(chǎn)品。CVD厚厚膜抗腐腐蝕性最最好，機機械磨削削性、刃刃口質(zhì)量量和斷裂裂韌性和和抗磨損損性居中中，可焊焊接性差差。金剛石(單晶金金剛石)單晶金剛剛石人工合成成單晶金金剛石刃刃口質(zhì)量量、抗磨磨損性和和抗腐蝕蝕性最好好，焊接接性、機機械磨削削性和斷斷裂韌性性最差。?？偨Y(jié)金剛石刀刀具是目目前高速速切削(2500~5000m/min)鋁合金金較理想想的刀具具材料，，但由于于碳對鐵鐵的親和和作用，，特別是是在高溫溫下，金金剛石能能與鐵發(fā)發(fā)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)，，因此它它不宜于于切削鐵鐵及其合合金工件件立方氮化化硼(CBN)與聚晶晶立方氮氮化硼(PCBN)CBN立立方氮氮化硼(CBN)是純純?nèi)斯ず虾铣傻牟牟牧稀Ｋ?0世紀50年代代末用制制造金剛剛石相似似的方法法合成的的第二種種超硬材材料———CBN微粉,CBN的燒燒結(jié)性能能很差PCBNPCBN是由由CBN微粉粉與少量量粘結(jié)相相(Co、Ni或TiN、TiC或或Al2O3)在高溫溫高壓下下燒結(jié)而而成。CBN是是氮化硼硼的致密密相，有有很高的的硬度(僅次于于金剛石石)和耐耐熱性(1300、1500度)，，優(yōu)良的的化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定件(遠優(yōu)于于金剛石石)和導(dǎo)導(dǎo)熱性，，低的摩摩擦系數(shù)數(shù)。PCBN與與Fe族族元素親親和性很很低，所所以它是是高速切切削黑色色金屬較較理想的的刀具材材料。PCBN刀具具在使用用前有必必要用油油石輕輕輕對刃口口倒角，，以保護護其刃口口夾具1.機床夾具的的概念機床夾具是是機床上用用以裝夾工工件（和引引導(dǎo)刀具））的一種裝裝置。其作作用是將工工件定位，，以使工件件獲得相對對于機床和和刀具的正正確位置，，并把工件件可靠地夾夾緊。裝夾:定位+夾緊2.機床夾具的的分類（1）按專門化化程度分類類1）通用夾具具通用夾具是是指已經(jīng)標標準化的，，在一定范范圍內(nèi)可用用于加工不不同工件的的夾具。例例如，車床床上三爪卡卡盤和四爪爪單動卡盤盤，銑床上上的平口鉗鉗、分度頭頭和回轉(zhuǎn)工工作臺等。。這類夾具具一般由專專業(yè)工廠生生產(chǎn)，常作作為機床附附件提供給給用戶。其其特點是適適應(yīng)性廣，，生產(chǎn)效率率低，主要要適用于單單件、小批批量的生產(chǎn)產(chǎn)中。2）專用夾具具專用夾具是是指專為某某一工件的的某道工序序而專門設(shè)設(shè)計的夾具具。其特點點是結(jié)構(gòu)緊緊湊，操作作迅速、方便便、省力，，可以保證證較高的加加工精度和和生產(chǎn)效率率，但設(shè)計計制造周期期較長、制制造費用也較較高。當產(chǎn)產(chǎn)品變更時時，夾具將將由于無法法再使用而而報廢。只只適用于產(chǎn)產(chǎn)品固定且且批量較大大的生產(chǎn)中中。3）通用可調(diào)調(diào)夾具和成成組夾具其特點是夾夾具的部分分元件可以以更換，部部分裝置可可以調(diào)整，，以適應(yīng)不不同零件的的加工。用用于相似零件件的成組加加工所用的的夾具，稱稱為成組夾夾具。通用用可調(diào)夾具具與成組夾夾具相比，，加工對象象不很明確確，適用范范圍更廣一一些。夾具4）組合夾具具組合夾具是是指按零件件的加工要要求，由一一套事先制制造好的標標準元件和和部件組裝裝而成的夾夾具。由專業(yè)業(yè)廠家制造造，其特點點是靈活多多變，萬能能性強，制制造周期短短、元件能能反復(fù)使用，特別適適用于新產(chǎn)產(chǎn)品的試制制和單件小小批生產(chǎn)。。5）隨行夾具具隨行夾具是是一種在自自動線上使使用的夾具具。該夾具具既要起到到裝夾工件件的作用，，又要與工工件成為一體體沿著自動動線從一個個工位移到到下一個工工位，進行行不同工序序的加工。。（2）按使用的的機床分類類由于各類機機床自身工工作特點和和結(jié)構(gòu)形式式各不相同同，對所用用夾具的結(jié)結(jié)構(gòu)也相應(yīng)應(yīng)地提出了了不同的要要求。按所所使用的機機床不同，，夾具又可可分為：車車床夾具、、銑床夾具具、鉆床夾夾具、鏜床夾夾具、磨床床夾具、齒齒輪機床夾夾具和其他他機床夾具具等。（3）按夾緊動動力源分類類根據(jù)夾具所所采用的夾夾緊動力源源不同，可可分為：手手動夾具、、氣動夾具具、液壓夾夾具、氣液液夾具、電動動夾具、磁磁力夾具、、真空夾具具等。3.機床夾具的的組成(1)定位元件它與工件的的定位基準準相接觸，，用于確定定工件在夾夾具中的正正確位置，，從而保證證加工時工件相對于于刀具和機機床加工運運動間的相相對正確位位置。如圖圖6-1中的定位銷銷6。夾具(2)夾緊裝置用于夾緊工工件，在切切削時使工工件在夾具具中保持既既定位置。。如圖6-1中的螺母5和開口墊圈圈4。(3)對刀、引導(dǎo)導(dǎo)元件或裝裝置這些元件的的作用是保保證工件與與刀具之間間的正確位位置。用于于確定刀具具在加工前前正確位置的元件，，稱為對刀刀元件，如如對刀塊。。用于確定定刀具位置置并導(dǎo)引刀刀具進行加加工的元件件，稱為導(dǎo)導(dǎo)引元件。。如圖6-1中的快換鉆鉆套1。圖為用于鉆鉆軸套工件件上φ6H7孔的鉆床夾夾具，工件件以內(nèi)孔及及端面為定定位基準，，在夾具的定位銷銷6及其端面上上定位，即即確定了工工件在夾具具中的正確確位置。擰擰緊螺母5，通過開口墊圈4可將工件夾夾緊，然后后由裝在鉆鉆模板3上的快換鉆鉆套1導(dǎo)引鉆頭進進行鉆孔。。圖6-1鉆床夾具1—快換鉆套2—導(dǎo)向套3—鉆模板4—開口墊圈5—螺母6—定位銷7—夾具體(4)連接元件使夾具與機機床相連接接的元件，，保證機床床與夾具之之間的相互互位置關(guān)系系。(5)夾具體用于連接或或固定夾具具上各元件件及裝置，，使其成為為一個整體體的基礎(chǔ)件件。它與機機床有關(guān)部部件進行連連接、對定定，使夾具具相對機床床具有確定定的位置。。如圖6-1中的夾具體體7。夾具(6)其它元件及及裝置有些夾具根根據(jù)工件的的加工要求求，要有分分度機構(gòu)，，銑床夾具具還要有定定位鍵等。。以上這些組組成部分，，并不是對對每種機床床夾具都是是缺一不可可的，但是是任何夾具具都必須有定位元件件和夾緊裝裝置，它們們是保證工工件加工精精度的關(guān)鍵鍵，目的是是使工件定定準、夾牢牢。4、機床夾具具的功用1）能穩(wěn)定地地保證工件件的加工精精度用夾具裝夾夾工件時，，工件相對對于刀具及及機床的位位置精度由由夾具保證證，不受工工人技術(shù)水水平的影響響，使一批批工件的加加工精度趨趨于一致。。2）能減少輔輔助工時，，提高勞動動生產(chǎn)率使用夾具裝裝夾工件方方便、快速速，工件不不需要劃線線找正，可可顯著地減減少輔助工工時；工件件在夾具中裝裝夾后提高高了工件的的剛性，可可加大切削削用量；可可使用多件件、多工位位裝夾工件件的夾具，并并可采用高高效夾緊機機構(gòu)，進一一步提高勞勞動生產(chǎn)率率。3）能擴大機機床的使用用范圍，實實現(xiàn)一機多多能根據(jù)加工機機床的成形形運動，附附以不同類類型的夾具具，即可擴擴大機床原原有的工藝藝范圍。例例如在車床床的溜板上上或搖臂鉆鉆床工作臺臺上裝上鏜鏜模，就可可以進行箱箱體零件的的鏜孔加工工。二二、工件在在夾具中的的定位夾具(一)六點定位原原理任何未定位位的工件在在空間直角角坐標系中中都具有六六個自由度度。工件定定位的任務(wù)務(wù)就是根據(jù)據(jù)加工要求求限制工件件的全部或或部分自由由度。工件件的六點定定位原理是是指用六個個支撐點來來分別限制制工件的六六個自由度度，從而使使工件在空空間得到確確定定位的的方法。(二)完全定定位與與不完完全定定位工工件的的六個個自由由度完完全被被限制制的定定位稱稱為完完全定定位。。按加加工要要求，，允許許有一一個或或幾個自由由度不不被限限制的的定位位稱為為不完完全定定位。。圖6-2a所示，，在工工件上上加工工不通通槽。。槽寬寬由刀刀具直直徑保保證，，但是是要保保證尺尺寸A，就需需要限制,要保證證尺寸寸B，需要要限制制，，要保保證尺尺寸C，需要要限制制，，所以以六個個自由由度都都要限限制。。圖6-3b所示，，在工工件上上加工工通槽槽，不不需要要保證證尺寸寸C，所以以也不不必限限制，，只只需要要限制制其它五五個自自由度度就可可以了了。這這種定定位雖雖然沒沒有完完全限限制工工件