【文章內(nèi)容簡介】 量大小，主要從加工成本上考慮對(duì)刀具選擇的影響。例如在大量生產(chǎn)時(shí)采用特殊刀具，可能是合算的，而在單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具更適合一些。 （ 2）機(jī)床類型 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 21 完成該工序所用的 數(shù)控機(jī)床對(duì)選擇的刀具類型（鉆、車刀或銑刀）的影響。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下，允許采用高生產(chǎn)率的刀具，例如高速切削車刀和大進(jìn)給量車刀。 （ 3）數(shù)控加工方案 不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具。例如孔的加工可以用鉆及擴(kuò)孔鉆，也可用鉆和鏜刀來進(jìn)行加工。 （ 4）工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影響刀具類型和規(guī)格的選擇，例如特型表面要采用特殊的刀具來加工。 （ 5）加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影響刀具的結(jié)構(gòu)形狀和切削用量，例如毛坯粗銑加工時(shí)，可采用粗齒銑刀，精銑時(shí)最好用細(xì)齒銑刀。 （ 6）加工精度 加工精度影響精加工刀具的類型和結(jié)構(gòu)形狀，例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀或鏜刀來加工。 （ 7）工件材料 工件材料將決定刀具材料和切削部分幾何參數(shù)的選擇，刀具材料與工件的加工精度、材料硬度等有關(guān)。 數(shù)控刀具的材料和車刀的種類 ，大體可分為五大類： （ 1）高速鋼 （ 2）硬質(zhì)合金鋼 （ 3）陶瓷 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 22 （ 4）立方氮化硼 （ 5）聚晶合金鋼 車刀形狀及使用情形 1 一般使用之車刀尖型式有下列幾種： (1)粗車刀：主要是用來切削大量 且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時(shí)表面光度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。 (2)精車刀：此刀刃可用油石礪光，以便車出非常圓滑的表面光度，一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。 (3)圓鼻車刀：可適用許多不同型式的工作是屬于常用車刀，磨平頂面時(shí)可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面，也可當(dāng)精車刀來使用。 (4)切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。 (5)螺絲車刀 (牙刀 )：用于車削螺桿或螺帽，依螺紋的形式分 60 度，或 55 度 V 型牙刀， 29 度梯形牙刀、方形牙刀。 (6)鏜 孔車刀：用以車削鉆過或鑄出的孔。達(dá)至光制尺寸或真直孔面為目的。 (7)側(cè)面車刀或側(cè)車刀：用來車削工作物端面，右側(cè)車刀通常用在精車軸的未端，左側(cè)車則用來精車肩部的左側(cè)面。 2 因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可區(qū)分為： 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 23 (1)右手車刀：由右向左，車削工件外徑。 (2)左手車刀：由左向右，車削工件外徑。 (3)圓鼻車刀：刀刃為圓弧形，可以左右方向車削，適合圓角或曲面之車削。 (4)右側(cè)車刀：車削右側(cè)端面。 (5)左側(cè)車刀：車削左側(cè)端面。 (6)切斷刀 ：用于切斷或切槽。 (7)內(nèi)孔車刀：用于車削內(nèi)孔。 (8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋。 (9)內(nèi)螺紋車刀：用于車削內(nèi)螺紋。 數(shù)控刀具的選擇 麻花鉆鉆一通孔 車外表面及端面的車刀 T01。 車 Φ2 Φ3 Φ36 的孔 ， 內(nèi)順圓弧面和內(nèi)逆圓弧面的鏜刀 T02。 切槽寬為 3mm 的切槽 刀 T03。 攻 M32 3﹙ ﹚螺紋的內(nèi)螺紋刀 T04. 刀具卡如 下 表所列。 刀具卡 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱及規(guī)格 刀尖半徑 /mm 數(shù)量 加工表面 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 24 1 T0101 93176。外圓車刀 1 端面、外圓柱面 2 T0202 鏜孔刀 1 內(nèi)孔 3 T0303 內(nèi)槽刀 B=3 1 內(nèi)槽 4 T0404 60176。內(nèi)螺紋刀 1 內(nèi)螺紋 5 Φ20 麻花鉆 四把刀如圖所示： 1 號(hào)刀 2 號(hào)刀 3 號(hào)刀 4 號(hào)刀 麻花鉆 數(shù)控車削加工的裝刀與對(duì)刀 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 25 一 數(shù)控車削加工的裝刀 （一）外圓車刀裝刀 （ 1）車刀刀桿不能伸出刀架過長 車刀刀桿伸出過長則刀桿剛性減弱，切削時(shí)在主切削力的作用下，容易產(chǎn)生比賽女 性和振動(dòng)，影響工件表面的粗糙度。因此一般不超過刀桿厚度的 倍。 （ 2）車刀的墊片要平整、數(shù)量少 車刀的墊片要平整，一般只用2~3 片，并與刀架對(duì)齊。墊片的片數(shù)太多或不平整，會(huì)使車刀切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。 （ 3）車刀刀尖高度要適當(dāng) 1）車刀面、錐面、成形面時(shí)，刀尖應(yīng)與工件軸線等高。 2）粗車外圓時(shí)，刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍高。 3）精車細(xì)長抽時(shí)，刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍低。 (4) 車刀刀桿裝刀方向要正確 車刀刀桿中心線應(yīng)與走刀方向垂直，否則影響車刀工作主、副偏角。 2 外圓車刀刀尖與工作中心 線等高的裝刀方法 （ 1） 根據(jù)尾座頂尖的高度裝刀，使外圓車刀刀尖與尾座頂尖的高度等高。 （ 2） 把車刀靠近工件端面，用目測(cè)估計(jì)車刀的高低，然后緊固車刀試車端面，再根據(jù)工作端面的中心裝準(zhǔn)車刀。 （ 3） 根據(jù)車床主軸中心高度，用鋼直尺測(cè)量方法裝刀。 3 緊固方法 車刀裝上后，要緊固刀架螺釘。緊固時(shí)要輪流擰緊螺釘，一定要使 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 26 用專用扳手，不允許再加套管等加力工具，以免螺釘受力過大而損壞。 （二）內(nèi)孔車刀裝刀 1 裝刀原則 （ 1）伸出長度 內(nèi)孔車刀伸出長度要根據(jù)加工孔的深度確定，既要保證能夠加工到要求的孔深 ，刀架不與工件相碰，又不能懸出刀架太長，減弱刀桿剛性。一般車到要求孔深后，刀架與工件還有 5~10mm 間隙即可。 （ 2）裝刀高度 1) 粗車孔時(shí)，刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍低。 2）精車孔時(shí)，刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍高。 （ 3）裝刀方向 孔加工車刀刀桿中心線應(yīng)與走刀方向平行，否則也會(huì)影響車刀工作的主、副偏角。 （三）螺紋車刀裝刀 螺紋車刀安裝的正確與否，對(duì)螺紋車削的精度有明顯的影響。 1. 螺紋車刀裝刀法 螺紋車刀有軸向安裝和法向安裝兩種方法。軸向安裝時(shí)，車刀一側(cè)刃工作前角變小、后角增大，而另一側(cè)刃則相反，切削條件不一致 ，但不會(huì)帶來牙形誤差。適用于精車各種螺紋以及軸向齒廓為直線的蝸桿。法向安裝螺紋車刀可使兩側(cè)刃的工作前、后角相等，切削條件一致，切削順利，但會(huì)使牙形產(chǎn)生誤差，主要用于粗車螺紋升角大于 3176。的螺紋，以及車削法向直廓的蝸桿 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 27 2. 螺紋車刀刀尖裝刀高度 螺紋車刀刀尖安裝高度應(yīng)和工件軸線等高。為防止硬質(zhì)合金車刀高速切削時(shí)扎刀，刀尖允許高于螺紋百分之一螺紋大經(jīng) 。而低速切削的高速鋼螺紋車刀的刀尖，則允許稍低于工件軸線。 3. 螺紋車刀裝刀方向 螺紋車刀刃行角的平分線應(yīng)垂直螺紋軸線。有三種方法，對(duì)刀精度低，只用于一般螺紋切屑，對(duì)刀精度搞 ，用百分表找正刃行的刃磨基面，對(duì)刀精度最高，用于車屑精度螺紋。三種方法應(yīng)正確選擇。 （四） 切槽、切斷刀裝刀 １ . 伸長長度 切槽、切斷刀安裝時(shí)，不宜伸出過長，以防止切斷時(shí)刀頭顫動(dòng)。裝刀時(shí)確保切到槽底或切斷不發(fā)生碰撞面刀桿伸出長度最小。 ２ . 裝刀方向 切槽、切斷刀的中心線與工件軸線垂直，以確保兩幅偏角對(duì)稱 ３ . 安裝底面 切斷刀安裝部位的地面要修磨平直，或者安裝時(shí)會(huì)引起副后角的變化，故在刃磨切斷刀之前，先把底面磨平，刃磨后用直角尺檢查兩幅后角的大小。 ４ . 裝刀高度 （ 1） 切槽或切實(shí)心工件時(shí)，切槽、切斷刀的主切刃不能高于或低于工件中心，否者會(huì) 使工件中心形成凸臺(tái)，并損壞刀頭。 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 28 （ 2） 切斷空心工件時(shí)，切斷刀主切屑刃一般應(yīng)比工件軸線稍低。 二、數(shù)控加工中與對(duì)刀有關(guān)的概念 （一）刀位點(diǎn) 代表刀具的基準(zhǔn)點(diǎn)，也是對(duì)刀時(shí)的注視點(diǎn)，一般刀具上的一點(diǎn)。奸形車刀刀位點(diǎn)為假象刀尖點(diǎn)，刀尖帶圓弧時(shí)到位點(diǎn)為刀尖點(diǎn)或圓弧中心，鉆頭刀位點(diǎn)為鉆尖，平底立銑刀刀位點(diǎn)為端面中心，球刀銑刀刀位點(diǎn)為球尖或球心。 如圖 11 所示 數(shù) 控 系 統(tǒng) 控 制 刀 具 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 ， 準(zhǔn) 確 圖 11 說是控制刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。手動(dòng)編程時(shí)，程序中所給出的各點(diǎn)（基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)）坐 標(biāo)值就是指刀位點(diǎn)的坐標(biāo)值；自動(dòng)編程時(shí)程序輸出的坐標(biāo)值就是刀位點(diǎn)在每一有序位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，刀具軌跡就是由一系列有序的刀位點(diǎn)的位置點(diǎn)和連接這些位置點(diǎn)的直線（直線插補(bǔ)）或圓弧（圓弧插補(bǔ)）組成的。 （二）起刀點(diǎn) 起刀點(diǎn)是刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，既零件加工程序開始時(shí)刀位點(diǎn)的起始位置，而且往往還是程序運(yùn)動(dòng)的 重點(diǎn)。有時(shí)也指一點(diǎn)循環(huán) 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 29 程 序的起點(diǎn)。 如圖 41 所示 （三）對(duì)刀點(diǎn)與對(duì)刀 對(duì)刀點(diǎn)是用于確定刀具與工件的相對(duì)位置關(guān)系的點(diǎn)，是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系點(diǎn)。對(duì)刀就是將刀具的刀位點(diǎn)置于對(duì)刀點(diǎn)上，以 便建立工件坐標(biāo)系。當(dāng)采用 G92 Xα Zβ指令簡歷工件坐標(biāo)系時(shí)，對(duì)到點(diǎn)就是程序開始時(shí)，到位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系內(nèi)的起點(diǎn)（此時(shí)對(duì)到點(diǎn)與起刀點(diǎn)重合），其對(duì)到工程就是在程序開始前，將到位點(diǎn)置于 G92 Xα Zβ指令要求的工件坐標(biāo)系內(nèi)的 Xα Zβ坐標(biāo)位置上，也就是說，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)是根據(jù)起刀點(diǎn)的位置來決定，當(dāng)采用G54~G59 指令簡歷工件坐標(biāo)系時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)就是工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，其對(duì)刀過程就是確定出刀位點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值并將此值輸入到 CNC 系統(tǒng)的零點(diǎn)偏置寄存器對(duì)應(yīng)位置中，從而確 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 30 定工件坐標(biāo)系在鋸床坐標(biāo)系內(nèi)的 位置。以此方式建立工件坐標(biāo)系與刀具的當(dāng)前位置無關(guān)，若采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，程序開始運(yùn)行時(shí)，刀具的起始位置不以定非得在某一固定位置（起刀點(diǎn)），工件坐標(biāo)系原點(diǎn)并不是根據(jù)起刀點(diǎn)來確定的，此時(shí)對(duì)刀點(diǎn)與起刀點(diǎn)可不重合，因此對(duì)刀點(diǎn)與起刀點(diǎn)是兩個(gè)不同德概念，盡管在編程中它們常常選在同一點(diǎn)但有時(shí)對(duì)刀點(diǎn)是不能作為起刀點(diǎn)的 （四）對(duì)刀基準(zhǔn)（點(diǎn)） 它是對(duì)刀時(shí)為確定對(duì)刀點(diǎn)的位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，該基準(zhǔn)可以是點(diǎn)、線或面，它可設(shè)在工件上（如定位基準(zhǔn)或測(cè)量基準(zhǔn)）或夾具上（如夾具定位元件的起始基準(zhǔn)）或機(jī)床上。如圖（圖中單位為 mm）所示 為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)、刀位點(diǎn)、起刀點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)、對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)和對(duì)刀 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 31 參考點(diǎn)之間的關(guān)系與區(qū)別。 （五） 對(duì)刀參考點(diǎn) 它是用于代表刀架、刀臺(tái)或刀盤在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的位置的參考點(diǎn)，即 CRT 上顯示的機(jī)床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值表示的點(diǎn)，也稱刀架中心或道具參考點(diǎn)，如圖中的 B 點(diǎn)?？衫么俗鴺?biāo)值進(jìn)行對(duì)刀操作。數(shù)控車床回參考點(diǎn)時(shí)應(yīng)使刀架中心與機(jī)床參考 點(diǎn)重合 （六） 換刀點(diǎn) 它是數(shù)控程序中指定用于還刀的位置點(diǎn)。數(shù)控車床上加工時(shí)，需要經(jīng)常換刀，在程序編制時(shí)，就要設(shè)置換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)避免與工件、夾具和機(jī)床干涉普通數(shù)控車床的換刀點(diǎn)由編程員指定，通常將其與對(duì)刀點(diǎn)重合。車削中心、加工中心的換刀點(diǎn)一般為固定點(diǎn)。不能將換刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)混為一談。 三 確定對(duì)刀點(diǎn)（或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)）的一般原則 對(duì)刀點(diǎn)（或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)）可以設(shè)在被加工零件上，也可以設(shè)在零件定位基準(zhǔn)有固定尺寸聯(lián)系的夾具的某一位置（如專門設(shè)置在夾具上的對(duì)刀元件）或機(jī)床上（如三爪自定心開盤前端面）。其選擇原 則如下： （ 1） 對(duì)刀點(diǎn)的位置容易確定 : （ 2） 能夠方便換刀，以便于換刀點(diǎn)重合： （ 3） 采用 G54~G59 指令簡歷工件坐標(biāo)系時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合： （ 4） 批量加工時(shí)，為應(yīng)用調(diào)整法獲得尺寸，即一次對(duì)刀可加工一批工件，對(duì)刀點(diǎn)（或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)）應(yīng)選在夾具定位元件的起始 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 32 基準(zhǔn)上，并將變成原點(diǎn)與定位基準(zhǔn)重合，以便直接按定位基準(zhǔn)對(duì)刀或?qū)?duì)刀點(diǎn)選在夾具中專設(shè)的對(duì)刀元件上，以方便對(duì)刀。