刀具和刀庫課件

第六章數(shù)控機床刀具和刀庫6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.2數(shù)控機床常用刀具及工具系統(tǒng)6.3刀具測量與調(diào)整6.4數(shù)控車床刀架6.5加工中心刀庫第六章數(shù)控機床刀具和刀庫6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.1.1數(shù)控加工對刀具的要求6.1.2數(shù)控機床刀具技術(shù)的發(fā)展6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.1.1數(shù)控加工對刀具刀具材料從以下幾個方面在進行發(fā)展：①具有較高的硬度和耐磨性；②具有較高的強度和韌性；③具有良好的耐熱性和導(dǎo)熱性；④應(yīng)具有較好的抗粘結(jié)性；⑤應(yīng)具有良好的工藝性。刀具材料從以下幾個方面在進行發(fā)展：高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具金剛石、立方氮化硼（CBN）材料為代表的超硬刀具還發(fā)展了陶瓷刀具高速鋼刀具

涂層技術(shù)是刀具技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。CVD（化學(xué)氣相沉積）和PVD技術(shù)（物理氣相沉積）。提高刀具的耐磨性、耐高溫性、抗粘結(jié)性、耐熱沖擊性等。涂層技術(shù)是刀具技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。CVD（化6.2數(shù)控機床常用刀具及工具系統(tǒng)6.2.1數(shù)控機床刀具分類1．按照刀具結(jié)構(gòu)分①整體式②鑲嵌式③其他特殊結(jié)構(gòu)型式6.2數(shù)控機床常用刀具及工具系統(tǒng)6.2.1數(shù)控機床刀具2．按照制造刀具所用的材料分①高速鋼刀具②硬質(zhì)合金刀具③金剛石刀具④其他材料刀具2．按照制造刀具所用的材料分3．按照切削工藝分①車削刀具②孔加工刀具③鏜銑削刀具等3．按照切削工藝分6.2.2數(shù)控機床用刀具材料1．高速鋼高速鋼是含鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Ｃr）、釩（Ｖ）、鈷（Ｃo）等元素的高合金鋼。6.2.2數(shù)控機床用刀具材料2．硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是采用高硬度的金屬碳化物（ＷC、TiC、NbC等）與金屬粘接劑（Ｃo、Ni等）通過粉末冶金的方法制造的燒結(jié)體。2．硬質(zhì)合金3．陶瓷陶瓷材料是在氧化鋁（Al2O3）基體內(nèi)加入氧化物、碳化物或氮化物的無機非金屬材料。4．立方氮化硼（簡稱CBN）是氮化硼（BN）的同素異形體3．陶瓷5．金剛石（1）天然單晶金剛石（2）人造聚晶金剛石（PCD）5．金剛石6．金屬陶瓷（Cermet）金屬陶瓷是以碳化鈦（TiC）、氮化鈦（TiN）以及碳氮化鈦（TiCN）為基體，以鎳（Ni）為粘結(jié)劑，加入少量其他材料（如Cr、Mo、W等）構(gòu)成的復(fù)合材料。6．金屬陶瓷（Cermet）7．涂層硬質(zhì)合金刀具材料在硬質(zhì)合金或高速鋼的基體上（其中以涂層硬質(zhì)合金刀具材料應(yīng)用最為廣泛），涂上極薄的一層或多層硬度高、耐磨性好、抗氧化、耐腐蝕、抗粘結(jié)的金屬化合物材料所構(gòu)成的新型刀具材料。7．涂層硬質(zhì)合金刀具材料6.2.3常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)6.2.3.1整體式刀具6.2.3.2機夾式刀具1．機夾可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)組成6.2.3常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)圖5.4機夾式刀具結(jié)構(gòu)組成示意圖圖5.4機夾式刀具結(jié)構(gòu)組成示意圖2．機夾可轉(zhuǎn)位刀具的類型3．機夾可轉(zhuǎn)位刀具刀片的定位與夾緊（a）偏心夾緊（b）杠桿夾緊（c）上壓式（d）螺釘夾緊圖5.5幾種機夾可轉(zhuǎn)位刀具定位與夾緊結(jié)構(gòu)示意圖2．機夾可轉(zhuǎn)位刀具的類型（a）偏心夾緊（b）5.2.4數(shù)控機床刀具的選用在選用數(shù)控刀具時一般遵循如下原則：①應(yīng)盡可能選用機夾可轉(zhuǎn)位涂層刀具；②應(yīng)根據(jù)工件形狀選擇適當?shù)牡毒咝问?；③在大批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡量采用各種高效刀具；5.2.4數(shù)控機床刀具的選用選擇刀片時應(yīng)考慮的因素1．工件材料的類別2．工件材料的狀況3．切削工藝的類別4．被加工的工件的幾何形狀5．要求刀片能承受的切削參數(shù)容量6．被加工件的生產(chǎn)批量選擇刀片時應(yīng)考慮的因素5.2.5數(shù)控機床工具系統(tǒng)1．數(shù)控機床工具系統(tǒng)的應(yīng)用意義和發(fā)展2．常用數(shù)控機床工具系統(tǒng)

TMT系統(tǒng)和我國的TSG82系統(tǒng)等。（1）TSG82整體式工具系統(tǒng)5.2.5數(shù)控機床工具系統(tǒng)圖5.9TSG82工具系統(tǒng)圖譜圖5.9TSG82工具系統(tǒng)圖譜（2）TMG21模塊式工具系統(tǒng)（2）TMG21模塊式工具系統(tǒng)3．數(shù)控機床工具系統(tǒng)選擇（1）在結(jié)構(gòu)選型上考慮整體式工具系統(tǒng)還是模塊式工具系統(tǒng)整體式工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但是使用范圍單一；模塊式工具系統(tǒng)價格較高，但是使用范圍廣、靈活機動。長期反復(fù)使用，不需要拼裝的簡單刀柄，以配備整體式刀柄為宜。對于多品種小批單件生產(chǎn)，以選用模塊式工具系統(tǒng)為宜。如果擁有較多數(shù)控機床，選用模塊式工具系統(tǒng)可以取得明顯的經(jīng)濟效益。3．數(shù)控機床工具系統(tǒng)選擇（2）刀柄數(shù)量的選擇一般是日常加工所需刀柄數(shù)量的2到3倍。（3）刀柄種類選擇（4）注意刀柄及刀具結(jié)構(gòu)標準標準有很多，在選用時應(yīng)確認機床所采用的標準。（2）刀柄數(shù)量的選擇6.3刀具測量與調(diào)整5.3.1刀具的分類和調(diào)整方法1．刀具測量分類按照測量進行地點分為在線測量和離線測量。按照測量裝置測頭與刀具接觸形式分為接觸式測量和非接觸式測量。按照測量設(shè)備工作原理有機械式、光學(xué)式和機電式等。6.3刀具測量與調(diào)整5.3.1刀具的分類和調(diào)整方法2．刀具調(diào)整方法在對刀具進行調(diào)整時，根據(jù)刀具及工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，采用相應(yīng)的方法調(diào)整刀具尺寸參數(shù)。刀具尺寸調(diào)整主要分：徑向尺寸調(diào)整、軸向尺寸調(diào)整及兩者的綜合調(diào)整。可以采用不同的調(diào)整方法和調(diào)整結(jié)構(gòu)來滿足相應(yīng)調(diào)整要求。2．刀具調(diào)整方法5.3.2刀具預(yù)調(diào)儀1．刀具預(yù)調(diào)儀分類2．刀具預(yù)調(diào)儀選購與使用5.3.2刀具預(yù)調(diào)儀圖5.13立式刀具預(yù)調(diào)儀圖5.13立式刀具預(yù)調(diào)儀6.4數(shù)控車床刀架5.4.1數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和要求1．數(shù)控車床刀架的發(fā)展與性能要求6.4數(shù)控車床刀架5.4.1數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)（a）立式刀架（b）臥式刀架圖5.14數(shù)控車床用刀架（a）立式刀架2．數(shù)控車床刀架結(jié)構(gòu)形式①排式刀架②立式回轉(zhuǎn)刀架③臥式回轉(zhuǎn)刀架2．數(shù)控車床刀架結(jié)構(gòu)形式5.4.2典型數(shù)控車床刀塔結(jié)構(gòu)與工作原理5.4.2典型數(shù)控車床刀塔結(jié)構(gòu)與工作原理圖5.15

MJ-50數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)簡圖圖5.15MJ-50數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)簡圖6.5加工中心刀庫6.5.1加工中心刀庫分類與形式主要有盤式和鏈式兩種。放置方式又有軸向、徑向和斜向安裝6.5加工中心刀庫6.5.1加工中心刀庫分圖5.16盤式刀庫圖5.16盤式刀庫

常見的有單鏈結(jié)構(gòu)、多鏈結(jié)構(gòu)、“S”形折疊回繞結(jié)構(gòu)等圖5.17鏈式刀庫常見的有單鏈結(jié)構(gòu)、多鏈結(jié)構(gòu)、“S”形折疊回5.5.2典型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)與操作1．V400型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)及換刀過程5.5.2典型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)與操作圖5.18

V400換刀過程動作原理示意圖圖5.18V400換刀過程動作原理示意圖圖5.19

V400型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)圖5.19V400型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)2．VP1050型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)及換刀過程2．VP1050型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)及換刀過程圖5.20

VP1050型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)圖5.20VP1050型加工中心刀庫結(jié)構(gòu)圖5.23

VP1050型加工中心自動換刀過程示意圖圖5.23VP1050型加工中心自動換刀過程示意圖第六章數(shù)控機床刀具和刀庫6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.2數(shù)控機床常用刀具及工具系統(tǒng)6.3刀具測量與調(diào)整6.4數(shù)控車床刀架6.5加工中心刀庫第六章數(shù)控機床刀具和刀庫6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.1.1數(shù)控加工對刀具的要求6.1.2數(shù)控機床刀具技術(shù)的發(fā)展6.1數(shù)控機床刀具和刀庫概述6.1.1數(shù)控加工對刀具刀具材料從以下幾個方面在進行發(fā)展：①具有較高的硬度和耐磨性；②具有較高的強度和韌性；③具有良好的耐熱性和導(dǎo)熱性；④應(yīng)具有較好的抗粘結(jié)性；⑤應(yīng)具有良好的工藝性。刀具材料從以下幾個方面在進行發(fā)展：高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具金剛石、立方氮化硼（CBN）材料為代表的超硬刀具還發(fā)展了陶瓷刀具高速鋼刀具

涂層技術(shù)是刀具技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。CVD（化學(xué)氣相沉積）和PVD技術(shù)（物理氣相沉積）。提高刀具的耐磨性、耐高溫性、抗粘結(jié)性、耐熱沖擊性等。涂層技術(shù)是刀具技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。CVD（化6.2數(shù)控機床常用刀具及工具系統(tǒng)6.2.1數(shù)控機床刀具分類1．按照刀具結(jié)構(gòu)分①整體式②鑲嵌式③其他特殊結(jié)構(gòu)型式6.2數(shù)控機床常用刀具及工具系統(tǒng)6.2.1數(shù)控機床刀具2．按照制造刀具所用的材料分①高速鋼刀具②硬質(zhì)合金刀具③金剛石刀具④其他材料刀具2．按照制造刀具所用的材料分3．按照切削工藝分①車削刀具②孔加工刀具③鏜銑削刀具等3．按照切削工藝分6.2.2數(shù)控機床用刀具材料1．高速鋼高速鋼是含鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Ｃr）、釩（Ｖ）、鈷（Ｃo）等元素的高合金鋼。6.2.2數(shù)控機床用刀具材料2．硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是采用高硬度的金屬碳化物（ＷC、TiC、NbC等）與金屬粘接劑（Ｃo、Ni等）通過粉末冶金的方法制造的燒結(jié)體。2．硬質(zhì)合金3．陶瓷陶瓷材料是在氧化鋁（Al2O3）基體內(nèi)加入氧化物、碳化物或氮化物的無機非金屬材料。4．立方氮化硼（簡稱CBN）是氮化硼（BN）的同素異形體3．陶瓷5．金剛石（1）天然單晶金剛石（2）人造聚晶金剛石（PCD）5．金剛石6．金屬陶瓷（Cermet）金屬陶瓷是以碳化鈦（TiC）、氮化鈦（TiN）以及碳氮化鈦（TiCN）為基體，以鎳（Ni）為粘結(jié)劑，加入少量其他材料（如Cr、Mo、W等）構(gòu)成的復(fù)合材料。6．金屬陶瓷（Cermet）7．涂層硬質(zhì)合金刀具材料在硬質(zhì)合金或高速鋼的基體上（其中以涂層硬質(zhì)合金刀具材料應(yīng)用最為廣泛），涂上極薄的一層或多層硬度高、耐磨性好、抗氧化、耐腐蝕、抗粘結(jié)的金屬化合物材料所構(gòu)成的新型刀具材料。7．涂層硬質(zhì)合金刀具材料6.2.3常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)6.2.3.1整體式刀具6.2.3.2機夾式刀具1．機夾可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)組成6.2.3常用數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)圖5.4機夾式刀具結(jié)構(gòu)組成示意圖圖5.4機夾式刀具結(jié)構(gòu)組成示意圖2．機夾可轉(zhuǎn)位刀具的類型3．機夾可轉(zhuǎn)位刀具刀片的定位與夾緊（a）偏心夾緊（b）杠桿夾緊（c）上壓式（d）螺釘夾緊圖5.5幾種機夾可轉(zhuǎn)位刀具定位與夾緊結(jié)構(gòu)示意圖2．機夾可轉(zhuǎn)位刀具的類型（a）偏心夾緊（b）5.2.4數(shù)控機床刀具的選用在選用數(shù)控刀具時一般遵循如下原則：①應(yīng)盡可能選用機夾可轉(zhuǎn)位涂層刀具；②應(yīng)根據(jù)工件形狀選擇適當?shù)牡毒咝问剑虎墼诖笈可a(chǎn)時，應(yīng)盡量采用各種高效刀具；5.2.4數(shù)控機床刀具的選用選擇刀片時應(yīng)考慮的因素1．工件材料的類別2．工件材料的狀況3．切削工藝的類別4．被加工的工件的幾何形狀5．要求刀片能承受的切削參數(shù)容量6．被加工件的生產(chǎn)批量選擇刀片時應(yīng)考慮的因素5.2.5數(shù)控機床工具系統(tǒng)1．數(shù)控機床工具系統(tǒng)的應(yīng)用意義和發(fā)展2．常用數(shù)控機床工具系統(tǒng)

TMT系統(tǒng)和我國的TSG82系統(tǒng)等。（1）TSG82整體式工具系統(tǒng)5.2.5數(shù)控機床工具系統(tǒng)圖5.9TSG82工具系統(tǒng)圖譜圖5.9TSG82工具系統(tǒng)圖譜（2）TMG21模塊式工具系統(tǒng)（2）TMG21模塊式工具系統(tǒng)3．數(shù)控機床工具系統(tǒng)選擇（1）在結(jié)構(gòu)選型上考慮整體式工具系統(tǒng)還是模塊式工具系統(tǒng)整體式工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但是使用范圍單一；模塊式工具系統(tǒng)價格較高，但是使用范圍廣、靈活機動。長期反復(fù)使用，不需要拼裝的簡單刀柄，以配備整體式刀柄為宜。對于多品種小批單件生產(chǎn)，以選用模塊式工具系統(tǒng)為宜。如果擁有較多數(shù)控機床，選用模塊式工具系統(tǒng)可以取得明顯的經(jīng)濟效益。3．數(shù)控機床工具系統(tǒng)選擇（2）刀柄數(shù)量的選擇一般是日常加工所需刀柄數(shù)量的2到3倍。（3）刀柄種類選擇（4）注意刀柄及刀具結(jié)構(gòu)標準標準有很多，在選用時應(yīng)確認機床所采用的標準。（2）刀柄數(shù)量的選擇6.3刀具測量與調(diào)整5.3.1刀具的分類和調(diào)整方法1．刀具測量分類按照測量進行地點分為在線測量和離線測量。按照測量裝置測頭與刀具接觸形式分為接觸式測量和非接觸式測量。按照測量設(shè)備工作原理有機械式、光學(xué)式和機電式等。6.3刀具測量與調(diào)整5.3.1刀具的分類和調(diào)整方法2．刀具調(diào)整方法在對刀具進行調(diào)整時，根據(jù)刀具及工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，采用相應(yīng)的方法調(diào)整刀具尺寸參數(shù)。刀具尺寸調(diào)整主要分：徑向尺寸調(diào)整、軸向尺寸調(diào)整及兩者的綜合調(diào)整?？梢圆捎貌煌恼{(diào)整方法和調(diào)整結(jié)構(gòu)來滿足相應(yīng)調(diào)整要求。2．刀具調(diào)整方法5.3.2刀具預(yù)調(diào)儀1．刀具預(yù)調(diào)儀分類2．刀具預(yù)調(diào)儀選購與使用5.3.2刀具預(yù)調(diào)儀圖5.13立式刀具預(yù)調(diào)儀圖5.13立式刀具預(yù)調(diào)儀6.4數(shù)控車床刀架5.4.1數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和要求1．數(shù)控車床刀架的發(fā)展與性能要求6.4數(shù)控車床刀架5.4.1數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)（a）立式刀架（b）臥式刀架圖5.14數(shù)控車床用刀架（a）立式刀架