第4章机床文档

1、第4章 数控车床的刀具选择4.1数控刀具的种类及特点4.2数控刀具的选择4.3数控车床的对刀 4.1.1数控刀具的种类 1刀具类型与装夹刀具类型与装夹 常用车刀类型如图常用车刀类型如图4.1所示，刀具装夹结构如图所示，刀具装夹结构如图4.2所示。所示。 4.1数控刀具的种类及特点4.1数控刀具的种类及特点右 端 面外圆车刀左 端 面外圆车刀尖 头外圆车刀切断刀切槽刀左螺纹车刀右螺纹车刀右内螺纹车刀左内螺纹车刀内孔切槽刀内孔车刀图4.1 常用车刀类型4.1数控刀具的种类及特点图图4.2 刀具在刀架上的安装刀具在刀架上的安装（a）普通转塔刀架；）普通转塔刀架；(b) 12位自动回转刀架位自动回转刀

2、架4.1数控刀具的种类及特点 4.1.2数控刀具的特点 数控车床所采用的可转位车刀，与通用数控车床所采用的可转位车刀，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如表要求和特点如表4.1所示。所示。4.1数控刀具的种类及特点表4.1可转位车刀特点4.2数控刀具的选择 以WALTER系列车削刀具为例，讨论车削刀具的选用及使用问题 4.2

3、.1数控车床刀具的选刀过程 选刀工作过程从第选刀工作过程从第1图标图标“零件图样零件图样”开始，经开始，经箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标“选定刀具选定刀具”，以完成选刀工作。其中，第一条，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型代码或择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型代码或I

4、SO断屑范围代码、选择加工条件脸谱，这条路断屑范围代码、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。才能确定所选用的刀具。 4.2数控刀具的选择图图4.3 数控车床刀具的选刀过程数控车床刀具的选刀过程4.2.1数控车床刀具的选刀过程1.机床影响因素机床影响因素为保证加工方案的可行性、经济性，获得最为保证加工方案的可行性、经济性，获得最佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素：床有关的如下因素：1）机床类型：数控车床、车削中心；）机床类型：数控车床、车削中心；

5、2）刀具附件：）刀具附件： 刀柄的形状和直径，左切和刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；右切刀柄；3）主轴功率；）主轴功率；4）工件夹持方式。）工件夹持方式。4.2.1数控车床刀具的选刀过程(2)选择刀杆选择刀杆 选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大的刀选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大的刀杆，同时要考虑以下几个因素：杆，同时要考虑以下几个因素： 1）夹持方式；）夹持方式； 2）切削层截面形状，即切削深度和进给量；）切削层截面形状，即切削深度和进给量； 3）刀柄的悬伸。）刀柄的悬伸。4.2.1数控车床刀具的选刀过程(3)刀片夹紧系统刀片夹紧系统 1）杠杆式夹紧系统）杠杆式夹紧系统 杠杆式夹紧系统是

6、最常用的刀片夹紧方式。杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为：定位精度高，切屑流畅，操作其特点为：定位精度高，切屑流畅，操作简便，可与其它系列刀具产品通用。简便，可与其它系列刀具产品通用。 2）螺钉夹紧系统）螺钉夹紧系统 特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工4.2.1数控车床刀具的选刀过程(4)选择刀片形状选择刀片形状4.2.1数控车床刀具的选刀过程 刀片形状主要参数选择方法如下：刀片形状主要参数选择方法如下： 1）刀尖角）刀尖角 刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可

7、能大的状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在刀尖角。通常这个角度在35o到到90o之间。之间。 2）刀片基本类型）刀片基本类型 刀片可分为正型和负型两种基本类型。正型刀片：刀片可分为正型和负型两种基本类型。正型刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工负型刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片条件较差时应优先选择负型刀片 。4.2.1数控车床刀具的选刀过程 (5)工

8、件影响因素工件影响因素 选择刀具时，必需考虑以下与工件有关的因素：选择刀具时，必需考虑以下与工件有关的因素： 1）工件形状：稳定性； 2）工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型； 3）毛坯类型：锻件、铸件等； 4）工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等； 5）表面质量；6）加工精度；7）切削深度； 8）进给量；9）刀具耐用度。4.2.1数控车床刀具的选刀过程（6）选择工件材料代码）选择工件材料代码按照不同的机加工性能，加工材料分成按照不同的机加工性能，加工材料分成6个个工件材料组，他们分别和一个字母和一种工件材料组，他们分别和一个字母和一种颜色对应，以确定被加工工件的材料组符颜色对应，以

9、确定被加工工件的材料组符号代码号代码 。4.2.1数控车床刀具的选刀过程(7)确定刀片的确定刀片的断 屑 槽 型 代断 屑 槽 型 代码或码或ISO断屑断屑范围代码范围代码 负型刀片的断负型刀片的断屑范围屑范围4.2.1数控车床刀具的选刀过程(7)确定刀片的确定刀片的断 屑 槽 型 代断 屑 槽 型 代码或码或ISO断屑断屑范围代码范围代码 正型刀片的断正型刀片的断屑范围屑范围4.2.1数控车床刀具的选刀过程(8)选择加工条件脸谱选择加工条件脸谱 三类脸谱代表了不三类脸谱代表了不同的加工条件：很同的加工条件：很好、好、不足。好、好、不足。 4.2.1数控车床刀具的选刀过程(9)选定刀具选定刀具

10、1）选定刀片材料）选定刀片材料根 据 被 加 工 工 件 的 材 料 组 符 号 标 记 、根 据 被 加 工 工 件 的 材 料 组 符 号 标 记 、WALTER槽型、加工条件脸谱，就可得出槽型、加工条件脸谱，就可得出WALTER推荐刀片材料代号推荐刀片材料代号 2）选定刀具）选定刀具 根据工件加工表面轮廓，从刀杆订货页码根据工件加工表面轮廓，从刀杆订货页码中选择刀杆。中选择刀杆。 根据选择好的刀杆，从刀片订货页码中选根据选择好的刀杆，从刀片订货页码中选择刀片择刀片 4.2.2数控车床选刀实例 以图示零件为以图示零件为例来分析数控例来分析数控车床选用车床选用WALTER刀刀具的过程具的过程

11、4.2.2数控车床选刀实例 1.刀杆选择刀杆选择 根据零件轮廓选择图示刀杆类型，根据切根据零件轮廓选择图示刀杆类型，根据切削深度，机床刀夹尺寸，从产品目录样本削深度，机床刀夹尺寸，从产品目录样本中选择刀杆型号中选择刀杆型号PDJN R/L 2525 M11 2.工件材料工件材料45钢钢 选择工件材料组选择工件材料组 P 4.2.2数控车床选刀实例3.加工条件加工条件加工条件见下表加工条件见下表4.2.2数控车床选刀实例4.断屑槽型选择见下图。断屑槽型选择见下图。 4.2.2数控车床选刀实例 根据粗加工切削深度根据粗加工切削深度3mm，进给量，进给量0.4mm/r，选择负型刀片，选择负型刀片NM

12、7槽型。槽型。 根据精加工切削深度根据精加工切削深度0.5mm，进给量，进给量0.1mm/r，选择正型刀片，选择正型刀片NS4槽型。槽型。4.2.2数控车床选刀实例 5.刀具材料刀具材料 粗加工材料为粗加工材料为WAP10，精加工材料为，精加工材料为WAK10 6.刀片选择刀片选择 粗加工，从产品目录样本中选择粗加工，从产品目录样本中选择DNMG 110408-NM7；精加工，从产品目录样本；精加工，从产品目录样本 中选择中选择DNMG 110408-NS4 7.确定切削用量确定切削用量4.2.2数控车床选刀实例 根据粗加工切削深度3mm，进给量0.4mm/r，查WALTER（所选刀具的供应商

13、）加工数据得切削速度320m/min。 根据精加工切削深度0.5mm，进给量0.1mm/r，查WALTER（所选刀具的供应商）加工数据得切削速度400 m/min。4.3数控车床的对刀1、一般对刀、一般对刀 一般对刀是指在机一般对刀是指在机床上使用相对位置床上使用相对位置检测手动对刀。下检测手动对刀。下面以面以Z向对刀为例说向对刀为例说明对刀方法，见下明对刀方法，见下图图 。4.3数控车床的对刀 刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿端面，再沿X向退刀，将右端面与加工原向退刀，将右端面与加工原点距离点距离N输入数控系统，即完成这把刀具输入数控系统，即

14、完成这把刀具Z向对刀过程。向对刀过程。 手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的出传统车床的“试切试切-测量测量-调整调整”的对刀的对刀模式，占用较多的在机床上时间。此方法模式，占用较多的在机床上时间。此方法较为落后。较为落后。4.3数控车床的对刀 2、机外对刀仪对刀、机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测量机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间具台基准之间X及及Z方向方向的距离。利用机外对刀的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相床后将对刀

15、长度输入相应刀具补偿号即可以使应刀具补偿号即可以使用，如图所示。用，如图所示。4.3数控车床的对刀 3.自动对刀自动对刀 自动对刀是通过刀尖自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。自动对正刀具补偿值。自动对刀过程如图所示。刀过程如图所示。4.4 本章小结 本章主要介绍了数控机床的常用刀具种类本章主要介绍了数控机床的常用刀具种类及选择，以瓦尔特系列可转位车刀为例，及选择，以瓦尔特系列可转位车刀为例，重点讲述了刀具的选择步骤和方法，由