數(shù)控加工工藝設(shè)計說明書樣本

數(shù)控車床刀具夾具及量具數(shù)控車床刀具在數(shù)控機床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率在相稱大限度上是受到刀具制約。雖大多數(shù)車刀和銑刀等與普通加工所采用刀具基本相似，但對某些工藝難度較大零件，其刀具特別是刀具切削某些幾何參數(shù)，尚需作特殊解決，才干滿足加工規(guī)定。1.1數(shù)控加工對刀具規(guī)定1.1.1對刀具性能規(guī)定（1）強度高為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)Ω哂捕炔牧狭慵庸r，能大切深和快走刀，規(guī)定刀具必要具備很高強度；對于刀桿細(xì)長刀具(如深孔車刀)，還應(yīng)具備較好抗震性能。（2）精度高為適應(yīng)數(shù)控加工高精度和自動換刀等規(guī)定，刀具及其刀夾都必要具備較高精度。如有整體式立銑刀徑向尺寸精度高達(dá)0．005mm等。（3）切削速度和進(jìn)給速度高為提高生產(chǎn)效率并適應(yīng)某些特殊加工需要，刀具應(yīng)能滿足高切削速度或進(jìn)給速度規(guī)定。如采用聚晶金剛石復(fù)合車刀加工玻璃或碳纖維復(fù)合材料時，其切削速度高達(dá)100m／min以上；日本UHSl0型數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)100000r／min，進(jìn)給速度高達(dá)15m／min。（4）可靠性好要保證數(shù)控加工中不會因發(fā)生刀具意外損壞及潛在缺陷而影響到加工順利進(jìn)行，規(guī)定刀具及與之組合附件必要具備較好可靠性和較強適應(yīng)性。（5）耐用度高刀具在切削過程中不斷磨損，會導(dǎo)致加工尺寸變化，隨著刀具磨損，還會因刀刃(或刀尖)變鈍，使切削阻力增大，既會使被加工零件表面精度大大下降，同步還會加劇刀具磨損，形成惡性循環(huán)。因而，數(shù)控加工中刀具，無論在粗加工、精加工或特殊加工中，都應(yīng)具備比普通機床加工所用刀具更高耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對刀次數(shù)，從而保證零件加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。耐用度高刀具，至少應(yīng)完畢l一2個大型零件加工，能完畢l一2個班次以上加工則更好。（6）斷屑及排屑性能好有效地進(jìn)行斷屑及排屑性能，對保證數(shù)控機床順利、安全地運營具備非常重要意義。以車削加工為例，如果車刀斷屑性能不好，車出螺旋形切屑就會纏繞在刀頭、工件或刀架上，既也許損壞車刀(特別是刀尖)，還也許割傷已加工好表面，甚至?xí)l(fā)生傷人和設(shè)備事故。因而，數(shù)控車削加工所用硬質(zhì)合金刀片上，經(jīng)常采用三維斷屑槽，以增大斷屑范疇，改進(jìn)斷屑性能。此外，車刀排屑性能不好，會使切屑在前刀面或斷屑槽內(nèi)堆積，加大切削刃(刀尖)與零件間摩擦，加快其磨損，減少零件表面質(zhì)量，還也許產(chǎn)生積屑瘤，影響車刀切削性能。因而，應(yīng)常對車刀采用減小前刀面(或斷屑槽)摩擦系數(shù)等辦法(如特殊涂層解決及改進(jìn)刃磨效果等)。對于內(nèi)孔車刀，需要時還可考慮從刀體或刀桿里面引入冷卻液，并能從刀頭附近噴出沖排構(gòu)造。1.1.2對刀具材料規(guī)定這里所講刀具材料，重要是指刀具切削某些材料，較多指刀片材料。刀具材料必要具備重要性能：（1）較高硬度和耐磨性較高硬度和耐磨性是對切削刀具一項基本規(guī)定。普通狀況下，刀具材料硬度越高，其耐磨性也越好，其常溫硬度應(yīng)在62HRC以上。（2）較高耐熱性耐熱性又稱為紅硬性，是衡量刀具材料切削性能重要標(biāo)志。該性能是指刀具材料在高溫工作狀態(tài)下，仍具備正常切削所必須硬度、耐磨性、強度和韌性等綜合性能。（3）足夠強度和韌性刀具材料具備足夠強度和韌性，以承受切削過程中很大壓力(如重切)、沖擊和震動，而不崩刃和折斷。（4）較好導(dǎo)熱性對金屬類刀具材料，其導(dǎo)熱系數(shù)越大，由刀具傳出和散發(fā)熱量也就越多，使切削溫度減少得快，有助于提高刀具耐用度。（5）良好工藝性在刀具制造過程中，需對刀具材料進(jìn)行鍛造、焊接、粘接、切削、燒結(jié)、壓力成型等加工及熱解決等；在使用過程中，又規(guī)定其具備較好可磨削性、抗粘接性和抗擴(kuò)散性等。（6）較好經(jīng)濟(jì)性在滿足加工前提下，刀具材料還應(yīng)具備經(jīng)濟(jì)性。1.2刀具分類1.2.1按刀具材料分類為適應(yīng)機械加工技術(shù)，特別是數(shù)控機床加工技術(shù)高速發(fā)展，刀具材料也在大力發(fā)展之中，除了量大、面廣高速鋼及硬質(zhì)合金材料外，新型刀具材料正不斷涌現(xiàn)。（1）高速鋼高速鋼是慣用刀具材料之一，它具備穩(wěn)定綜合性能，在復(fù)雜刀具和精加工刀具中，仍占重要地位。其典型鋼號有：W18Cr4V、W9Cr4V2和W9M03Cr4V3Col0等。（2）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是高速切削時慣用刀具材料，它具備高硬度、高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強度和沖擊韌性比高速鋼差，故不適當(dāng)用在切削振動和沖擊負(fù)荷大加工中。其慣用牌號有：YG類，如YG6和YG8等用于加工鑄鐵及有色金屬，YG6A和YG8A可用于加工硬鑄鐵和不銹鋼等；YT類，如YT5、YTl5和YT30等，重要用于加工鋼料；YW類，如YWl和YW2等，可廣泛用于加工鑄鐵、有色金屬、各種鋼及其合金等。（3）涂層刀具為提高刀具可靠性，進(jìn)一步改進(jìn)其切削性能和提高加工效率，通過“涂鍍”這一新工藝，使硬質(zhì)合金和高速鋼刀具性能大大提高。涂層硬質(zhì)合金刀片耐用度至少可提高1～3倍，而涂層高速鋼刀具耐用度則可提高2—10倍。涂層刀具是在高速鋼及韌性較好硬質(zhì)合金基體上，通過氣相沉積法，涂覆一層極薄(0．005～0．012mm)、耐磨性高難熔金屬化合物，如TiC、TiN、TiB2、TiAIN等。國產(chǎn)硬質(zhì)合金刀片牌號有YB215和YB415等。（4）非金屬材料刀具用作刀具非金屬材料重要有：陶瓷、金剛石及立方氮化硼等。1）陶瓷刀具陶瓷材料具備很高硬度和耐磨性，很強耐高溫性，較好化學(xué)穩(wěn)定性和較低摩擦系數(shù)，經(jīng)常制成可轉(zhuǎn)位機夾刀片，當(dāng)前已開始用于制造車、銑等成型刀具之中。這種刀具特別適合于高速加工鑄鐵，也適合高速加工鈦合金及高溫合金等難加工材料。2）金剛石刀具重要指由人造金剛石制成刀具，它具備極高硬度和耐磨性，普通制成普通機夾刀片或可轉(zhuǎn)位機夾刀片，用于鈦或鋁合金高速精車，以及對具有耐磨硬質(zhì)點復(fù)合材料(如玻璃纖維、碳或石墨制品等)加工。3）立方氮化硼刀具這是一種硬度及抗壓強度接近金剛石人工合成超硬材料，具備很高耐磨性、熱穩(wěn)定性(轉(zhuǎn)化溫度為1370℃)、化學(xué)穩(wěn)定性和良好導(dǎo)熱性等。這種刀具宜于精車各種淬硬鋼，也適于高速精車合金鋼。由于這種材料脆性大、抗彎強度和韌性均較差，故不適當(dāng)承受沖擊及低速切削，也不適于加工各種軟金屬。1.2.2按刀片裝夾形式分類由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度，以及機床類型、工藝方案不同，車刀種類也非常多。依照與刀體連接固定方式不同，車刀重要可分為焊接式與機械夾固式兩大類。（1）焊接式車刀將硬質(zhì)合金刀片用焊接辦法固定在刀體上，稱為焊接式車刀。這種車刀長處是構(gòu)造簡樸、制造以便、剛性較好；缺陷是由于存在焊接應(yīng)力，使刀具材料使用性能受到影響，甚至浮現(xiàn)裂紋。此外，刀桿不能重復(fù)使用，硬質(zhì)合金刀片不能充分回收運用，導(dǎo)致刀具材料揮霍。圖4-1焊接式車刀1—切斷刀2—右偏刀3—左偏刀4—彎頭車刀5—直頭車刀6—成形車刀7—寬刃精車刀8—外螺紋車刀9—端面車刀10—內(nèi)螺紋車刀11—內(nèi)槽車刀l2—通孔車刀13—盲孔車刀依照工件加工表面以及用途不同，焊接式車刀又可分為切斷刀、外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀以及成形車刀等，如圖4-1所示。（2）機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀如圖4-2所示，機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀由刀桿1、刀片2、刀墊3，以及夾緊元件4構(gòu)成。刀片每邊均有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一種位置便可繼續(xù)使用。車刀上硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片按GB／T2076—1987規(guī)定有等邊等角(如正方形、正三角形、正五邊形等)、等邊不等角(如菱形)、等角不等邊(如矩形)、不等角不等邊(如平行四邊形)和圓形等5種，其某些刀片如圖4-3所示。圖4-2機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀1一刀桿2一刀片3一刀墊4一夾緊元件圖4-3硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片1.2.3按刀頭或刀片形狀分類數(shù)控車削慣用車刀普通分為:尖形車刀、圓弧形車刀、成型車刀和特殊形狀車刀。（1）尖形車刀以直線形切削刃為特性車刀普通稱為尖形車刀。此類車刀刀尖(同步也為其刀位點)由直線形主、副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)、外圓車刀，左、右端面車刀，切槽(斷)車刀及刀尖倒棱很小各種外圓和內(nèi)孔車刀。用此類車刀加工零件時，其零件輪廓形狀重要由一種獨立刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到，它與另兩類車刀加工時所得到零件輪廓形狀原理是截然不同。（2）圓弧形車刀圓弧形車刀是較為特殊數(shù)控加工用車刀(見圖4-4所示)。其特性是，構(gòu)成主切削刃刀刃形狀為一圓度誤差或輪廓誤差很小圓弧；該圓弧上每一點都是圓弧形車刀刀尖，因而，刀位點不在圓弧上，而是在該圓弧圓心上；車刀圓弧半徑理論上與被加工零件形狀無關(guān)，并可按需要靈活擬定或經(jīng)測定后確認(rèn)。圖4-4圓弧車刀當(dāng)某些尖形車刀或成型車刀(如螺紋車刀)刀尖具備一定圓弧形狀時，也可作為此類車刀使用。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)、外表面，特別適當(dāng)于車削各種光滑連接(凹形)成型面。（3）成型車刀成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件輪廓形狀完全由車刀刀刃形狀和尺寸決定。在數(shù)控車削加工中，常用成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。當(dāng)確有必要選用時，則應(yīng)在工藝文獻(xiàn)或加工程序單上進(jìn)行詳細(xì)闡明。（4）特殊形狀車刀在實際生產(chǎn)加工中，某些零件(如圖4-5所示)可用3把刀，即一把90°外圓車刀加工φ26、φ22外圓及端面，一把鏜孔刀加工R10圓弧及φ16孔，一把切槽刀加工另一端φ22外圓及倒角和切斷。圖4-5零件圖圖4-6特殊形狀車刀但由于3把車刀加工、換刀時間、空運營走刀都增多，效率不高。如采用圖4-6所示特殊形狀車刀，一把刀設(shè)兩組刀補，分別調(diào)用，不用換刀即可完畢該零件加工，減少刀具換刀和空運營時間，大大提高生產(chǎn)效率。用此類車刀加工零件時也應(yīng)在工藝準(zhǔn)備文獻(xiàn)或加工程序單中對刀具形狀、尺寸和刀位點予以詳細(xì)闡明。1.3刀具應(yīng)用數(shù)控車床刀具切削某些幾何參數(shù)對零件表面質(zhì)量及切削性能、加工效益影響極大，應(yīng)依照零件形狀、件數(shù)、材料種類、刀具安裝位置以及工件加工辦法、機床性能等規(guī)定，對的選取刀具種類、幾何形狀及幾何參數(shù)。1.3.1尖形車刀尖形車刀種類較多，如90°偏刀、切槽刀、鏜孔刀等等。這種刀在數(shù)控車床上應(yīng)用廣泛，各種車刀幾何參數(shù)、用法與選取辦法，與普通車床車削時選取辦法基本相似，但也要依照數(shù)控車床加工特點(如走刀線路及加工干涉)等全面考慮后選用，合用于批量小、精度規(guī)定普通各類零件加工。數(shù)控車床在加工時具備持續(xù)性，如所示零件圖4-7，可用一把車刀將φ35、φ20、圖4-7零件圖圖4-8尖形車刀R50及兩個45°錐面一次加工出來，那么車刀主偏角應(yīng)取50°～52°，副偏角取50°～52°(見圖4-8)，這樣既可保證刀頭有足夠強度，又可保證在車削兩個45°錐面時主、副切削刃不致發(fā)生加工干涉(即主、副切削刃不參加切削某些不遇到工件表面)。選取尖形車刀形狀可依照零件幾何輪廓靈活制定，盡量一刀多用，但須保證所選車刀不會發(fā)生干涉幾何角度。可用作圖或計算辦法，如副偏角大小，不不大于做圖或計算所得不發(fā)生干涉極限角度值6°～8°即可，同步又要保證有足夠刀尖角，以保證刀頭有足夠強度。1.3.2圓弧形車刀數(shù)控車削加工用尖形車刀和成型車刀選用辦法基本上與普通車削用刀具相似，只需注意到尖形車刀主、副偏角大小不至于在車削過程中發(fā)生加工干涉現(xiàn)象即可。這里著重簡介圓弧形車刀選用。圓弧形車刀是與普通車削加工用圓弧成型車刀性質(zhì)完全不同特殊車刀，它合用于某些精度規(guī)定較高凹曲面零件(見圖4-9)或一刀即可完畢跨各種象限外圓弧面零件(見圖4-10)車削。圖4-9凹曲面零件車削圖4-10手輪圓弧形車刀合用于某些精度規(guī)定高、批量大大外圓曲面或凹曲面車削，以及其她刀具所不能完畢加工。圓弧形車刀具備寬刃切削性質(zhì)，能使精車余量相稱均勻，從而改進(jìn)切削性能，使零件尺寸、形位公差、精度容易得以保證，還能一刀車出各種象限圓弧面。如圖4-11所示外圓弧輪廓，無論采用何種形狀及角度尖形車刀也不也許由一條圓弧加工程序一刀車出，而運用圓弧形車刀就能十分簡便地完畢。圓弧形車刀幾何參數(shù)除了前角和后角外，重要為圓弧切削刃形狀及半徑。選取車刀圓弧半徑大小時，應(yīng)考慮兩點：第一，車刀切削刃圓弧半徑應(yīng)當(dāng)不大于或等于零件凹形輪廓上圖4-11外圓弧輪廓加工最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；第二，該半徑不適當(dāng)選取太小，否則既難于制造，又會因其刀頭強度太弱或刀體散熱能力差，使車刀容易受到損壞。當(dāng)車刀圓弧半徑已經(jīng)選定或通過測量并予以確認(rèn)之后，應(yīng)特別注意圓弧切削刃形狀誤差對加工精度影響?，F(xiàn)以圖4-11為例對圓弧形車刀加工原理分析如下。在車削時，車刀圓弧切削刃與被加工輪廓曲線作相對滾動。這時，車刀在不同切削位置上，其“刀尖”在圓弧切削刃上也有不同位置(即切削刃圓弧與零件輪廓相切切點)，意即切削刃對工件切削是以無數(shù)個持續(xù)變化位置“刀尖”進(jìn)行。為了使這些不斷變換位置“刀尖”能按加工原理所規(guī)定規(guī)律(“刀尖”所在半徑處處等距)運動，并便于編程，規(guī)定圓弧形車刀刀位點必要在該圓弧刃圓心位置上。對于無刀尖圓弧半徑補償經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，就必要以圓弧車刀圓弧中心運動軌跡來編制程序。要滿足車刀圓弧刃半徑處處等距，就必要保證該圓弧刃具備很小圓度誤差，即近似為一條抱負(fù)圓弧，因而需要通過特殊制造工藝(如光學(xué)曲線磨削等)，才干將其圓弧刃做得精確。至于圓弧形車刀前、后角選取，原則上與普通車刀相似，只但是形成其前角(不不大于0°時)前刀面普通都為凹球面，形成其后角后刀面普通為圓錐面。圓弧形車刀前、后刀面特殊形狀，是為了滿足在刀刃每一種切削點上，都具備恒定前角和后角，以保證切削過程穩(wěn)定性及加工精度。為了制造車刀以便，在精車時，其前角多選取為0°(無凹球面)。1.3.3成型車刀在數(shù)控車床加工中，對某些小半徑圓弧、非矩形槽和各類螺紋加工，可將車刀刃磨成與零件輪廓形狀尺寸完全相似形狀，直接加工而成，其車刀幾何角度基本與普通車床相似。但要注意由于此類車刀在車削時因接觸面較大加工時易引起振動，從而導(dǎo)致加工質(zhì)量下降，故在選用時要謹(jǐn)慎。當(dāng)確有必要選用時，可通過改進(jìn)切削用量、編程工藝解決等來避免振動產(chǎn)生。1.3.4特殊形狀車刀鑒于數(shù)控車床加工特性，對于某些零件，如圖4-5、4-6所示，為了提高生產(chǎn)效率可采用某些特殊形狀車刀(可依照零件形狀靈活制定)，一把刀有2個(或幾種)刀頭，設(shè)兩組刀補，各自取用，不用換刀，一把刀將零件加工完畢，這樣就可大大提高生產(chǎn)效率。這些車刀刀頭某些幾何參數(shù)與普通車刀基本相似，在決定與否選用此類車刀時，必要符合如下幾種條件：一方面，被加工材料應(yīng)屆易加工材料(如銅、鋁、塑料等等)，使刀具磨損較?。涣硪环矫?，零件件數(shù)多、批量較大，否則無必要；再次，刀具在制造、刃磨上(或換刀片)應(yīng)比較以便；最后，選用刀具形狀應(yīng)便于零件加工，有助于提高加工效率。1.3.5原則化刀具為了適應(yīng)數(shù)控車床加工，減少輔助時間，并不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，節(jié)約刀具費用，減輕操作者勞動強度，數(shù)控車床應(yīng)大力推廣使用系列化、原則化刀具(只要更換刀片，刀刃與工件之間相對位置基本不變)，以方刀體為特性車刀，在國標(biāo)中對可轉(zhuǎn)位機夾外圓車刀、內(nèi)孔刀、切斷刀、螺紋刀、圓頭刀等都做了詳細(xì)規(guī)定，不重磨刀片已有各種原則形狀和系列化型號(規(guī)格)可供選用。精密制造技術(shù)發(fā)展為數(shù)控車床機夾刀具提供了較好應(yīng)用環(huán)境，刀片和刀桿定位精度越來越高，滿足了數(shù)控車床加工需要，縮短了工藝準(zhǔn)備周期。1.3.5.1刀片材質(zhì)選取車刀刀片材料重要有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等。其中應(yīng)用最多是高速鋼、硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。高速鋼普通是型坯材料，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，且刃磨以便，適于各種特殊需要非原則刀具。硬質(zhì)合金刀片和涂層硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)秀，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有原則規(guī)格系列，詳細(xì)技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。選取刀片材質(zhì)，重要根據(jù)被加工工件材料、被加工表面精度、表面質(zhì)量規(guī)定、切削載荷大小，以及切削過程中有無沖擊和振動等。1.3.5.2刀片尺寸選取刀片尺寸大小(刀片切削刃長度1)取決于必要有效切削刃長度L。有效切削刃長度L與背吃刀量ap和車刀主偏角Kr關(guān)于(見圖4-12)。使用時可查閱關(guān)于《刀具手冊》選用。圖4-12刀片尺寸各尺寸1.3.5.3刀片形狀選取刀片形狀重要根據(jù)被加工工件表面形狀、切削辦法、刀具壽命和刀片轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選取。刀片是機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀一種最重要構(gòu)成元件。按照國標(biāo)GB／T2076—1987，大體可分為帶圓孔、帶沉孔、無孔三大類。形狀有三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等，共17種。圖4-13所示為常用幾種刀片形狀及角度。正三角形刀片可用于主偏角為60°或90°外圓、端面和內(nèi)孔車刀，由于此刀片刀尖角小，強度差，耐用度低，故只宜用較小切削用量。正方形刀片刀尖角為90°，其強度和散熱性能均有所提高，重要用于45°、60°、75°等外圓車刀，端面車刀和鏜孔車刀。正五邊形刀尖角為108°，其強度、耐用度高，散熱面積大，但切削徑向力大，只宜在加工系統(tǒng)剛性較好狀況下使用。菱形刀片和圓弧刀片重要用于成型表面和圓弧表面加工，其形狀及尺寸可結(jié)合加工對象規(guī)定參照國標(biāo)來選取。圖4-13可轉(zhuǎn)位刀片形狀及角表4—1所示為被加工表面形狀及合用刀片形狀數(shù)控車床夾具車床夾具重要是指安裝在車床主軸上夾具，此類夾具和機床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)。車床類夾具重要提成兩大類：各種卡盤，合用于盤類零件和短軸類零件加工夾具；中心孔、頂尖定心定位安裝工件夾具，合用于長度尺寸較大或加工工序較多軸類零件。

數(shù)控車削加工規(guī)定夾具應(yīng)具備較高定位精度和剛性，構(gòu)造簡樸、通用性強，便于在機床上安裝夾具及迅速裝卸工件、自動化等特性。2.1各種卡盤夾具在數(shù)控車床加工中，大多數(shù)狀況是使用工件或毛坯外圓定位，如下幾種夾具就是靠圓周來定位夾具。

2.1.1三爪卡盤

⑴三爪卡盤特點三爪卡盤(如圖1所示)，是最慣用車床通用卡具，三爪卡盤最大長處是可以自動定心，夾持范疇大，裝夾速度快，但定心精度存在誤差，不適于同軸度規(guī)定高工件二次裝夾。

為了防止車削時因工件變形和振動而影響加工質(zhì)量，工件在三爪自定心卡盤中裝夾時，其懸伸長度不適當(dāng)過長。如：工件直徑≤30mm，其懸伸長度不應(yīng)不不大于直徑3倍；若工件直徑>30mm，其懸伸長度不應(yīng)不不大于直徑4倍。同步也可避免工件被車刀頂彎、頂落而導(dǎo)致打刀事故。

⑵卡爪

CNC車床有兩種慣用原則卡盤卡爪，是硬卡爪和軟卡爪，見圖2所示。

圖2

三爪自定心卡盤硬卡爪和軟卡爪當(dāng)卡爪夾持在未加工面上，如，鑄件或粗糙棒料表面，需要大夾緊力時，使用硬卡爪；普通為保證剛度和耐磨性，硬卡爪要進(jìn)行熱解決，硬度較高。當(dāng)需要減小兩個或各種零件直徑跳動偏差，以及在已加工表而不但愿有夾痕時，則應(yīng)使用軟卡爪。軟卡爪通慣用低碳鋼制造，軟爪在使用前，為配合被加工工件，要進(jìn)行鏜孔加工。

軟爪裝夾最大特點是工件雖經(jīng)多次裝夾仍能保持一定位置精度。大大縮短了工件裝夾校正時間。在車削軟爪或每次裝卸零件時，應(yīng)注意固定使用同一扳手方孔，夾緊力也要均勻一致，改用其她扳手方孔或變化夾緊力大小，都會變化卡盤平面螺紋移動量，從而影響裝夾后定位精度。

2．1.2液壓動力卡盤

三爪卡盤常用有機械式和液壓式兩種。液壓卡盤，動作敏捷、裝夾迅速、以便，能實現(xiàn)較大壓緊力，能提高生產(chǎn)率和減輕勞動強度。但夾持范疇變化小，尺寸變化大時需重新調(diào)節(jié)卡爪位置。自動化限度高數(shù)控車床經(jīng)常使用液壓自定心卡盤，特別合用于批量加工。

液壓動力卡盤夾緊力大小可通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)油壓進(jìn)行控制，以適應(yīng)棒料、盤類零件和薄壁套筒零件裝夾。

2.1.3可調(diào)卡爪式卡盤

可調(diào)卡爪式四爪卡盤如圖3所示。每個基體卡座上卡爪，能單獨手動粗、精位置調(diào)節(jié)。可手動操作分別移動各卡爪，使零件夾緊、定位。加工前，要把工件加工面中心對中到卡盤(主軸)中心。

圖3

可調(diào)卡爪式四爪卡盤可調(diào)卡爪式四爪卡盤要比其她類型卡盤需要用更多時間來夾緊和對正零件。因而，對提高生產(chǎn)率來說至關(guān)重要CNC車床上很少使用這種卡盤?？烧{(diào)卡爪式四爪卡盤普通用于定位、夾緊不同心或構(gòu)造對稱零件表面。用四爪卡盤、花盤，角鐵(彎板)等裝夾不規(guī)則偏重工件時，必要加配重。

2.1.4高速動力卡盤

為了提高數(shù)控車床生產(chǎn)效率，對其主軸提出越來越高規(guī)定，以實現(xiàn)高速、甚至超高速切削。當(dāng)前有數(shù)控車床甚至達(dá)到100000r／min。對于這樣高轉(zhuǎn)速，普通卡盤已不合用，而必要采用高速動力卡盤才干保證安全可靠地進(jìn)行加工。

隨著卡盤轉(zhuǎn)速提高，由卡爪、滑座和緊固螺釘構(gòu)成卡爪組件離心力急劇增大，卡爪對零件夾緊力下降。實驗表白：φ380

㎜楔式動力卡盤在轉(zhuǎn)速為2000r／min時，動態(tài)夾緊力只有靜態(tài)1／4。圖4 A型中心孔尺寸

圖5 B型中心孔高速動力卡盤常增設(shè)離心力補償裝置，運用補償裝置離心力抵消卡爪組件離心力導(dǎo)致夾緊力損失。另一種辦法是減輕卡爪組件質(zhì)量以減小離心力。3.軸類零件中心孔定心裝夾

在兩頂尖間安裝工件。對于長度尺寸較大或加工工序較多軸類零件，為保證每次裝夾時裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。

3.1中心孔

中心孔是軸類零件慣用定位基準(zhǔn)，工件裝在主軸頂尖和尾座頂尖之間，但車床兩頂尖軸線如不重疊（先后方向），車削工件將成為圓錐體。因而，必要橫向調(diào)節(jié)車床尾座，使兩頂尖軸線重疊。

中心孔類型選取，不可忽視。軸類零件兩端用來支承、裝夾用中心孔，有四種類型。其構(gòu)造與用途均有區(qū)別，適應(yīng)不同加工精度與裝夾規(guī)定，不可混用。因而，選取時應(yīng)注意遵循下述原則：

⑴對于精度普通軸類零件，中心孔不需要重復(fù)使用，可選用A型中心孔，如圖4。

⑵對于精度規(guī)定高，工序較多需多次使用中心孔軸類零件，應(yīng)選用B型中心孔。B型中心孔比A型多一種1200度保護(hù)錐，用來保護(hù)60度錐面不致碰傷。如圖5。

⑶C型中心孔是將上述兩種中心孔圓柱孔某些，用內(nèi)螺紋來代替。對于需要在軸向固定其她零件工件，可選用這種帶內(nèi)螺紋中心孔。

⑷R型中心孔與A型區(qū)別是將60度面錐面變?yōu)閳A弧面，因而與頂尖接觸變?yōu)榫€接觸，可自動糾正少量位置偏差。合用于定位精度規(guī)定高軸類零件，但很少使用。

3.2自動夾緊撥動卡盤。

工件安裝在頂尖和車床尾座頂尖上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)車床尾座螺桿并向主軸方向頂緊工件時，頂尖也同步頂壓起著自動復(fù)位作用彈簧，頂尖在向左移動同步，套筒也將與頂尖同步移動。在套筒槽中裝有杠桿，當(dāng)套筒隨著頂尖運動時，杠桿左端觸頭則沿錐環(huán)斜面繞著支撐銷軸線作逆時針方向擺動，從而使杠桿右端觸頭夾緊工件，并將機床主軸轉(zhuǎn)矩傳給工件。

3.3撥齒頂尖

撥齒頂尖。殼體可通過原則變徑套或直接與車床主軸孔聯(lián)結(jié)，殼體內(nèi)裝有用于坯件定心頂尖，撥齒套通過螺釘與殼體聯(lián)結(jié)，止退環(huán)可防止螺釘松動。數(shù)控車床普通采用此夾具加工φ10～φ660mm直徑軸類零件。

3.4復(fù)合卡盤與一夾一頂復(fù)合卡盤不但可合用在兩頂尖間安裝工件，還合用于一夾一頂安裝工件為保證加工過程中剛性較好，車削較重工件時采用一端夾住另一端用后頂尖辦法。為了防止工件由于切削力作用而產(chǎn)生軸向位移，必要在卡盤內(nèi)裝一限位支承，或運用工件臺階限位，這樣能承受較大軸向切削力，軸向定位精確。

4.數(shù)控車床所用量具數(shù)控車床加工時所用到量具備內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡尺、內(nèi)測千分尺、百分表及表座、內(nèi)徑表、螺紋環(huán)塞規(guī)、鋼板尺、公法線千分尺、杠桿百分表等。數(shù)控銑床刀具夾具及量具數(shù)控銑床對刀具規(guī)定及銑刀種類對刀具規(guī)定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需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)節(jié)切削用量特點。當(dāng)工件各處加工余量相差懸殊時，通用銑床遇到這種狀況很容易采用分層銑削辦法加以解決，而數(shù)控銑削就必要按程序規(guī)定走刀路線邁進(jìn)，遇到余量大時無法象通用銑床那樣“隨機應(yīng)變”，除非在編程時可以預(yù)先考慮到，否則銑刀必要返回原點，用變化切削面高度或加大刀具半徑補償值辦法從頭開始加工，多走幾刀。但這樣勢必導(dǎo)致余量少地方經(jīng)常走空刀，減少了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這樣辦。2）銑刀耐用度要高

特別是當(dāng)一把銑刀加工內(nèi)容諸多時，如刀具不耐用而磨損較快，就會影響工件表面質(zhì)量與加工精度，并且會增長換刀引起調(diào)刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成接刀臺階，減少了工件表面質(zhì)量。除上述兩點之外，銑刀切削刃幾何角度參數(shù)選取及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱?？傊?，依照被加工工件材料熱解決狀態(tài)、切削性能及加工余量，選取剛性好，耐用度高銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床生產(chǎn)效率和獲得滿意加工質(zhì)量前提。慣用銑刀種類1）盤銑刀

普通采用在盤狀刀體上機夾刀片或刀頭構(gòu)成，慣用于端銑較大平面。2）端銑刀

端銑刀是數(shù)控銑加工中最慣用一種銑刀，廣泛用于加工平面類零件，圖4-3是兩種最常用端銑刀。端銑刀除用其端刃銑削外，也慣用其側(cè)刃銑削，有時端刃、側(cè)刃同步進(jìn)行銑削，端銑刀也可稱為圓柱銑刀。圖4-1兩種端銑刀3）成型銑刀

成型銑刀普通都是為特定工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計制造，合用于加工平面類零件特定形狀（如角度面、凹槽面等），也合用于特形孔或臺。圖4-2示出是幾種慣用成型銑刀。圖

4-2幾種慣用成型銑刀4）球頭銑刀。合用于加工空間曲面零件，有時也用于平面類零件較大轉(zhuǎn)接凹圓弧補加工。圖4-5是一種常用球頭銑刀。圖4-3球頭銑刀鼓形銑刀。圖4-6是一種典型鼓形銑刀，重要用于對變斜角類零件變斜角面近似加工。除上述幾種類型銑刀外，數(shù)控銑床也可使用各種通用銑刀。但因不少數(shù)控銑床主軸內(nèi)有特殊拉刀裝置，或因主軸內(nèi)孔錐度有別，須配制過渡套和拉桿。圖4-4一種典型鼓形銑刀數(shù)控銑床夾具定位裝置夾緊裝置銑床夾具構(gòu)成 夾詳細(xì)連接元件對刀元件銑床夾具典型構(gòu)造直線進(jìn)給式銑床夾具安裝在銑床工作臺上，加工中同工作臺一起按直線進(jìn)給方式運動。按裝夾工件數(shù)目不同可分為單件夾具和多件夾具。單件夾具合用于單件小批生產(chǎn)，而多件夾具合用于成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)中、小零件加工。直線進(jìn)給式單件銑床夾具如圖4-5所示銑連桿結(jié)合面所用專用夾具。直線進(jìn)給式多件銑床夾具如圖4-6所示軸端銑方頭夾具。圖4-61-對刀塊2-支承釘3-防轉(zhuǎn)銷4-夾詳細(xì)5-開口壓板6-螺母7-定位銷8-定位鍵圖4-6軸端銑方頭夾具1-夾詳細(xì)2-定位鍵3-手柄4-回轉(zhuǎn)座5-楔塊6-螺母7-壓板8-V型塊圓周進(jìn)給式銑床夾具多數(shù)安裝在銑床回轉(zhuǎn)工作臺上。加工過程中，夾具隨回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)作持續(xù)圓周進(jìn)給運動。工作臺上普通有各種工位，每個工位都安裝一套夾具。一種工位是安裝工件工位，另一種工位是拆卸工件工位，這樣實現(xiàn)切削加工和裝卸工件同步進(jìn)行。生產(chǎn)效率很高，是高效銑床夾具，合用于大批量生產(chǎn)中小型零件加工。如圖4-7銑撥叉夾具就是一種圓周進(jìn)給式銑床夾具。圖4-7銑撥叉夾具1-拉桿 2-定位銷 3-開口墊圈 4-擋銷 5-轉(zhuǎn)臺 6-液壓缸靠模銑床夾具靠模銑床夾具用于專用或通用銑床上加工各種成形面。靠模夾具作用是使主進(jìn)給運動和由靠模獲得輔助運動合成為加工所需仿形運動。按照主進(jìn)給運動運動方式，靠模銑床夾具可分為直線進(jìn)給和圓周進(jìn)給兩種。如圖4-8所示為直線進(jìn)給式靠模銑夾具4-9所示為圓周進(jìn)給式靠模銑夾具。圖4-8直線進(jìn)給式靠模銑夾具示意圖1一工件2一銑刀3一靠模4一滾子5一滾子滑座6一銑刀滑座圖4-9圓周進(jìn)給式靠模銑夾具示意圖1一工件2一靠模3一回轉(zhuǎn)工作臺4一滑座5一滾子6一銑刀數(shù)控銑床量具數(shù)控銑床量具普通有有內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡尺、百分表及表座、板尺、公法線千分尺、杠桿百分表等。數(shù)控鉆床刀具、夾具及量具數(shù)控鉆床所用刀具數(shù)控鉆床所用刀具備麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐等。麻花鉆如圖3.1所示麻花鉆構(gòu)造圖3.1麻花鉆構(gòu)造圖柄部（尾部）—夾持頸部—連接作用導(dǎo)向某些—導(dǎo)向作用切削某些—肩負(fù)重要切削工作擴(kuò)孔鉆如圖3.2所示擴(kuò)孔鉆構(gòu)造圖3.2擴(kuò)孔鉆構(gòu)造圖鉸刀如圖3.3所示幾種鉸刀構(gòu)造圖圖3.3幾種鉸刀構(gòu)造圖（a）整體式手用鉸刀(b）可調(diào)式手用鉸刀(c）機用鉸刀(d)套式鉸刀(e)錐度鉸刀絲錐圖3.4絲錐機構(gòu)圖數(shù)控鉆床所用夾具鉆床夾具（簡稱鉆模）——重要用于加工孔，涉及鉆套、鉆模板、定位元件、夾緊裝置、夾詳細(xì)等重要類型：EQ\o\ac(○,1)固定式：加工精度高。EQ\o\ac(○,2)回轉(zhuǎn)式：環(huán)繞某一軸線分布軸向或徑向孔系。EQ\o\ac(○,3)移動式：鉆工件同一表面上孔，孔徑≤10mm。EQ\o\ac(○,4)翻轉(zhuǎn)式：加工小工件不同表面上孔，重≤100N。EQ\o\ac(○,5)蓋板式：無夾詳細(xì)，大件上孔加工。EQ\o\ac(○,6)滑柱式：通用可調(diào)，制造周期短，應(yīng)用廣。固定式鉆模如圖3.5所示圖3.5固定式鉆模1-定位套 2-定位銷 3-墊圈4-螺母5-鉆套 6-分度盤

回轉(zhuǎn)式鉆模如圖3.6所示圖3.6回轉(zhuǎn)式鉆模1-定位銷 2-定位套 3-開口墊圈4-螺母 5-定位銷6-工件7-鉆套8-分度盤9手柄10-襯套 11-捏手12-夾詳細(xì)13-擋銷 移動式鉆模如圖3.7所示圖3.7移動式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模如圖3.8所示圖3.8翻板式鉆模1.鉆套2.倒錐螺栓3.彈簧漲套4.圓支承板5.螺母蓋板式鉆模如圖3.9所示圖3.9蓋板式鉆模1-鉆模蓋板2-圓柱銷3-削邊銷 4-支撐釘數(shù)控鉆床量具數(shù)控鉆床所用量具備內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡尺、內(nèi)測千分尺、百分表及表座、內(nèi)徑表、螺紋環(huán)塞規(guī)、鋼板尺、公法線千分尺、杠桿百分表等。

題（6）軸類零件分析該零件毛坯是個直徑為Φ25mm圓柱棒料，該棒類零件安裝到三爪卡盤上后其右端面到三爪卡盤端面距離為63mm。此零件在加工時應(yīng)先車右端面，其車削厚度為為1mm，該零件最右端是個半徑為6mm。球面左端是個Φ12mm圓柱面其長度為4mm，此圓柱面左端是個軸肩，其高度為1mm。此軸肩左端是個圓錐面，其大端直徑為Φ16mm，長度為15mm。圓錐面左端是個Φ16mm圓柱面，其長度為6mm。此圓柱面左端是個軸肩，其高度為2mm，在此端面上有1X45°倒角。該軸肩左端是個M20X2圓柱螺紋，其長度為10mm。該圓柱螺紋左端是槽，槽寬為4mm，此處圓柱面直徑為Φ16mm。槽左端是個軸肩，其高度為4mm。此軸肩左端是個Φ24mm圓柱面，長度為7mm。 題（6）類零件工藝規(guī)程設(shè)計及編程工藝規(guī)程設(shè)計零件工藝分析該零件表面有圓柱、圓錐、圓弧、槽及螺紋構(gòu)成。零件圖上尺寸標(biāo)注完整，編程時按基本尺寸編寫。依照工件圖樣尺寸分布狀況，擬定工件坐標(biāo)系原點O取在工件右端面中心處，換刀點坐標(biāo)為（200、200）。擬定加工路線加工路線按先粗后精，由右至左加工原則。一方面自右向左進(jìn)行粗車，然后從右至左進(jìn)行精車，切槽，最后車螺紋。詳細(xì)路線為先車端面→圓弧面→車臺階面→切削錐度某些→車臺階面→切削螺紋外徑→車臺階面→切削Φ24→切槽→車削螺紋→切下零件。擬定刀具和夾具由于工件不長，只要左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊即可。依照加工規(guī)定需要選用4把刀具。粗車及端面加工選用粗車外圓車刀；精加工選用精車外圓車刀，槽加工選用寬4mm切槽刀；螺紋加工選用60°螺紋刀。將所選刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中，如表1-1所示，便于編程和操作管理。表1-1數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件軸零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格和名稱數(shù)量加工表面刀具半徑備注1T01硬質(zhì)合金90°外圓車刀1車端面及粗車輪0.20mm右偏刀2T02切槽刀1槽及切斷0.15mm3T03硬質(zhì)合金60°螺紋刀1車螺紋0.15mm4T04硬質(zhì)合金90°外圓車刀1精加工輪廓0.15mm右偏刀編制徐祖帥審核批準(zhǔn)共1頁第1頁擬定切削用量數(shù)控車床加工中切削用量涉及切削深度、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，切削用量應(yīng)依照工件材料、硬度、刀具材料及機床等因素來綜合考慮。背吃刀量擬定輪廓加工時，粗車循環(huán)時選取ap=3mm，精車循環(huán)時選取ap=0.25mm；螺紋加工時，粗車循環(huán)時選取ap=0.4mm，逐刀減少，精車循環(huán)時選取ap=0.1mm。主軸轉(zhuǎn)速擬定主軸轉(zhuǎn)速擬定辦法是依照零件上被加工部位直徑，并按零件和刀具材料及加工性質(zhì)等條件所容許切削速度來擬定。在實際生產(chǎn)中，主軸轉(zhuǎn)速可用下式計算：n=1000v/πd式中，n為主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；v為切削速度（m/min）；d為零件待加工表面直徑（mm）。然后，查去有關(guān)手冊擬定切削速度。車直線和圓弧時，粗車切削速度vc=90m/min，精車切削速度vc=120m/min，然后運用上述公式計算主軸轉(zhuǎn)速n。進(jìn)給量擬定查閱有關(guān)手冊并結(jié)合實際狀況擬定粗車時進(jìn)給量普通為0.4mm/r；精車時進(jìn)給量常取0.15mm/r；切斷時進(jìn)給量易取0.1mm/r。車螺紋主軸轉(zhuǎn)速擬定在車削螺紋時，車床主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋螺距大小、驅(qū)動電動機降頻特性及螺紋插補運算速度等各種因素影響。因而，對于不同數(shù)控系統(tǒng)，推薦主軸轉(zhuǎn)速范疇會有所不同。螺紋總切深h=0.6495P=（0.6495x2）mm=1.299mm。綜合前面分析，將擬定加工參數(shù)填入數(shù)控加工工藝卡片，如表1-2所示。表1-2數(shù)控加工工序卡片單位名稱產(chǎn)品名稱和代號零件名稱零件圖號零件軸工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001三爪卡盤FANUC-0i數(shù)控車床工步號發(fā)布內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/（mm）主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）進(jìn)給轉(zhuǎn)速/（mm/min）背吃刀量/（mm）備注1車端面T0125x258001002粗車輪廓T0125x2580010033切槽T0225x25400304精車輪廓T0425x25120080