数控车床常用数控刀具和切削用量的选择和数控机床编程及加工

第四节数控车床常用数控刀具和切削用量的选择复习上节课内容数控系统的插补原理逐点比较法数控机床的特点数控机床的发展方向教学内容数控刀具的种类和特点1可转位刀片的应用及代码2数控加工刀具的选择3第一章

数控刀具及其选用车削、铣削加工知识补充教学目的了解数控加工中数控刀具的种类和特点，理解数控加工的工具系统，了解常用的数控刀具材料，了解可转位刀片的应用及代码，掌握数控加工刀具的选择。补充：一、车削加工知识

卧式车床加工的典型表面

（一）车外圆面1)90．车刀a)右偏刀b）左偏刀c）左偏刀外形对于前置刀架来说，右偏刀是车刀从车床尾架向主轴箱方向进给的车刀

（一）车外圆面偏刀的使用a）右偏刀的使用b)车台阶c）车端面（一）车外圆面2)75。车刀：刀头强度好，较耐用，适用于粗车轴类零件及强力切削余量较大的零件。

75。车刀车外圆

（二）车端面和阶台车刀的选择：45·、90·、75·车刀的安装:车刀的刀尖要对准工件的中心车刀刀尖不对准工件中心的后果中心处留有凸头中心处会使刀尖崩碎

（三）切断及车槽在切削加工中，若棒料较长，需按要求切断后再车削，或在车削完成后把工件从原材料上切割下来，称之为切断。车削外圆、内孔及轴肩部分的沟槽称为车槽。

（三）切断及车槽切断刀：切断刀以横向进给为主，前端的切削刃为主切削刃，两侧的切削刃为副切削刃.高速钢切断刀（三）切断及车槽2.直沟槽的车削a）窄沟槽的车削b）宽沟槽的车削(四)车孔一次装夹中加工工件(五)车螺纹1.车刀的装夹梯形螺绞车刀的安装方法用对刀板对刀用万能角尺对刀(五)车螺纹2．螺纹的车削方法(以三角螺纹为例)车螺纹时的进刀方法

直进式法左右切削法

斜进法

补充：二、铣削加工知识铣削的典型加工方法铣平面铣平面铣平面铣阶台面铣沟槽铣沟槽切断铣曲面铣削的典型加工方法

铣健糟铣健糟铣T形糟铣燕尾槽铣v形槽铣成形面铣型腔铣螺旋面（一）铣平面工件安装在平口钳上（二）铣沟槽常见的沟槽形式

（三）切断用夹板增强锯片铣刀的刚性

2.1.1数控刀具的种类（按切削工艺分类）（1）外圆车刀（2）割刀（3）螺纹刀（4）镗刀钻削刀具（1）面铣刀（2）立铣刀（3）球头刀（4）键槽刀（5）燕尾槽铣刀（6）锯片铣刀2.1.2数控加工刀具特点刀具刚性好，切削效率高刀具精度高刀具的可靠性高，抗震及热变形好刀具尺寸能够预调互换性好，换刀速度快具有完善的工具系统具有刀具管理系统2.1.3数控加工的工具系统工具系统：刀具与机床的接口。除刀具本身之外，还包括实现刀具快换所必需的定位、夹紧、抓拿及刀具保护等机构。模块式工具系统将工具的柄部和工作部分分割开来，制成各种系统化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成一套套不同规格的工具。一、数控机床工具系统的组成刀具系统：由数控机床主轴前端锥孔或刀架配套的刀柄、刀杆和刀头或通用刀具等组成。刀具系统的基本形式

一、数控机床工具系统的组成刀柄形式：JT（ISO7288）：表示数控机床用的锥柄柄部带有机械手夹持槽，后面的数字为相应的ISO锥度号。如JT40代表大端直径44mm的7：24锥度。ST（ISO0297）：没有机械手夹持槽。BT（MAS403）：表示用于日本标准MAS403的带有机械手夹持槽的连接。二、典型工具系统（1）回转刀架回转式刀架

四方刀架方形刀体（机夹式）（3）活动顶尖及尾架2、TSG整体式镗铣类工具系统把锥柄和连杆制成一体，不同工作部分都具有相同结构的刀柄。TSG工具系统中的刀柄由四部分组成：JT：表示工具柄部形式，见表2-150：对圆锥表示锥度规格，圆柱表示直径Q：表示工具的用途，见表2-232：表示工具的规格100：表示刀柄的工作长度JT50：表示自动换刀机床用7：24圆锥工具柄，锥柄为50#Q：表示前部为弹簧夹头32：表示最大夹持直径32mm100：表示刀柄的工作长度（锥柄大端直径处到弹簧夹头前端面距离）为100mm适用于：长期反复使用、不需拼装的简单刀具

（1）铣刀工具系统

a刀柄及拉钉2.1.4典型刀具材料及工艺范围数控加工刀具对刀具材料的基本要求有足够的硬度，刀具材料高于工件材料硬度有足够的强度和韧性有足够的耐磨性有足够的耐热性常用的数控刀具材料高速钢（国内使用最为普遍）硬质合金陶瓷和金属陶瓷合金刀具聚晶金刚石（PCB）聚晶立方氮化硼（PCBN2.2可转位刀片的应用及代码可转位刀具：

将预先加工好的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。可转位车刀的组成

可转位车刀的内部结构刀杆刀垫可转位刀片夹固元件刀片刀垫卡簧杠杆弹簧螺钉刀柄我国可转位刀片的型号共用10个号位的内容来表示主要参数的特征]——刀片的形状及其夹角。2——刀片的主切削刃后角(法后角)：3——刀片内接圆d与厚度S的精度级别。个——刀结构型式、紧固方法或断屑槽。5——刀边长，切削刃长.6———刀厚度。7——刀尖因角半径或主偏角或修光刃后角。8——切削刃状态，刀尖切削刃或倒棱切削刃。9----进刀方向或倒刃宽度10----厂商的补充符号或倒刃角度.2.3数控加工刀具的选择选用原则刀具的选用应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量、以及其他相关因素正确选用刀具和刀柄。刀具选择的基本原则是：所选刀具应与被加工材料相适应、安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。2.3.2加工过程中切削用量的确定切削用量包括主轴转速S（切削速度v）、背吃刀量aP、进给量F。

合理选择切削用量的原则是：粗加工时，选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工和精加工时，通常选择较小的背吃刀量和进给量，尽可能提高切削速度。一、背吃刀量aP

定义：工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，单位为（mm）,亦称切削深度。车削外圆时的背吃刀量：计算公式为：aP=（dw-dm）/2dw——待加工表面直径(mm)：dm----已加工表面直径(mm)。切断、车槽时背吃刀量等于车刀主切削刀的宽度。进给量和背吃刀量车外圆车端面切断背吃刀量aP

背吃刀量主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。在刚度允许的情况下，应以最少的进给次数切除加工余量，最好一次切除余量。

精加工余量可小于普通机床，一般取（0.1～0.5）mm。二、进给量（进给速度）F（mm/min或mm/r）定义：进给量是工件或刀具每转一转，工件与刀具在进结方向上的相对位移。车削时，进给量f为工件每转一转，车刀沿进给方向移动的距离，其单位为mm/r。

车削时的进给速度Vf

(mm/s)为：Vf=nfn-工件转速（r/min）三、切削速度νc（m/min或m/s）定义：它是指切削刀刃上的选定点相对于工件主运动的瞬时速度，是衡量主运动大小的参数，单位为小m/s或m/min。当主运动为旋转运动时(如车削加工)。切削速度的计算公式为：νc=πdn/1000式中：n——工件转速(r/min)；d——工件待加工表面直径(mm)。课堂小结数控刀具的种类数控机床工具系统的组成可转位刀片的代码数控加工刀具的选用原则加工过程中切削用量的确定课后作业1.何谓数控工具系统?由哪几部分组成?2.可转位刀具的优点是什么?3.车削直径为Ф60mm的短轴外圆，若要求一次进给车至Ф55mm，当选用v=80m/min的切削速度时，背吃刀量和主轴转速应选多大?谢谢！数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC软件介绍在程序管理界面下，可进行有关数控加工程序文件的各种操作，如读入程序、编辑修改及查错编译等。每一个工件程序由若干个程序段组成；每一个程序段完成一个加工步骤；每一个程序指令有程序段号和若干个指令代码组成，指令代码在程序段中的位置可以是任意的，同组指令在同一程序段中不能重复使用；最后一个程序段由指令代码M02作为程序结束标志。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍

在运行加工程序之前，必须通过参数设置对机床和刀具进行调整，使其与加工要求相符，这样才能正确地进行加工或模拟加工。OpenSoftCNC软件系统的参数主要有以下内容：①基本设置设置可修改的基本参数。②刀具设置设置刀具编号、类型和刀具补偿等参数。③轴参设置设置和查看坐标轴参数。④工件坐标设置设置G54—G59等工件坐标系的原点