【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可分為：①車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 　　數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)： 　?、艅傂院茫ㄓ绕涫谴旨庸さ毒撸?，精度高，抗振及熱變形??； 　　⑵互換性好，便于快速換刀； 　?、菈勖?，切削性能穩(wěn)定、可靠； 　?、鹊毒叩某叽绫阌谡{(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間； 　?、傻毒邞?yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?⑹系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。為了達(dá)到高效、多能、快速、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)： 1) 刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化。 2) 刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。 3) 刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。 4) 刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。 5) 刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。 6) 刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好。7) 刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量有限度。 8) 刀片及刀柄插入的位置和方向有要求。 9) 刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化 　2：數(shù)控加工刀具的選擇 　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 　　選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 　　在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。 　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。 　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。 數(shù)控機(jī)床所使用的刀具與普通機(jī)床所用的刀具相比，其刀具類型、材料、刀刃的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及切削方式等均無(wú)多大差別，但為滿足數(shù)控機(jī)床的加工工序集中、零件裝央次數(shù)少、加工精度高、能自動(dòng)換刀等要求，數(shù)控機(jī)床使用的刀具除必須具備普通切削刀具應(yīng)有的特點(diǎn)外，還應(yīng)有以下要求；1）精度要求數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)是利用刀刃與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的軌跡或軌跡的包絡(luò)面來(lái)獲得工件輪廓形狀的。在選換某一刀具加工前，其刀刃應(yīng)能準(zhǔn)確地到達(dá)指定位置，加工過(guò)程中刀刃相對(duì)主軸或刀架的相對(duì)位置還應(yīng)保持不變。這樣才能保證被加工零件的形位尺寸精度與程序要求相一致。因此，數(shù)控刀具應(yīng)有較高的換刀精度和定位精度。2）耐用度要求數(shù)控機(jī)床在加工中為了提高生產(chǎn)率，往往使用很高的切削速度。這會(huì)加快刀具的磨損，而刀具的磨損量在程序編制時(shí)是無(wú)法考慮在內(nèi)的，為保證數(shù)控加工的精度，希望刀具磨損量越少越好，另外，在批量生產(chǎn)中，為保證產(chǎn)品尺寸精度的一致性，也希望刀刃能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持較穩(wěn)定的幾何尺寸。因此，數(shù)控機(jī)床對(duì)其刀具耐用度有很高的要求。3）強(qiáng)度和韌度要求為了承受切削力、沖擊和振動(dòng)，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性。一般，強(qiáng)度用抗彎強(qiáng)度表示，韌性用沖擊值表示。刀具材料中強(qiáng)度高者，韌性也較好，但硬度和耐磨性常因此而下降，這兩個(gè)方面的性能是互相矛盾的。一種好的刀具材料，應(yīng)當(dāng)根據(jù)它的使用要求，兼顧以上兩方面的性能，而有所側(cè)重。 根據(jù)數(shù)控工具的發(fā)展，數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：1）減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；2）加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；3）提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；4）提高刀具的管理及柔性加工的水平；5）擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；6)有效地消除刀具測(cè)量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和蝗銑刀具系統(tǒng)。 為了達(dá)到高效、多能、快速、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)： 1) 刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化。 2) 刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。 3) 刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。 4) 刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。 5) 刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。 6) 刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好。7) 刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量有限度。 8) 刀片及刀柄插入的位置和方向有要求。 9) 刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化3：本課程設(shè)計(jì)所用到的道具以及機(jī)床的選擇綜上所述，W013型深溝球軸承溝位置和平行度測(cè)量?jī)x上的定位平板的加工所選擇的刀具應(yīng)選用銑刀體與刀桿分離制造以刀體孔為基準(zhǔn)與刀桿配合聯(lián)接，或銑刀體與刀桿制成一體的可轉(zhuǎn)位刀片的銑刀，并且根據(jù)加工定位板的大小尺寸可得出：刀具應(yīng)具有較高的使用精度和耐用度；根據(jù)加工定位板所采用的材料得出：刀具應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和韌度。 根據(jù)本設(shè)計(jì)零件的外形特點(diǎn)以及精度要求，可在mastercam系統(tǒng)自帶刀庫(kù)中選取。銑外形時(shí)用直徑為10的平底刀，銑表面用直徑為12的面銑刀，刀具材料都采用高速鋼，銑鍵槽時(shí)可以選用普通的球銑刀就可以滿足要求。為了減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間，以達(dá)到高效、節(jié)能、快速、經(jīng)濟(jì)的目的，加工定位板應(yīng)選用帶有刀庫(kù)并且可以自動(dòng)換刀的數(shù)控銑床。二、夾具的選擇銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類。按工件在銑床上加工的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分為直線進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線進(jìn)給夾具（如仿形裝置）三類。還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同（如氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓）以及裝夾工件數(shù)量的多少（如單件、雙件、多件）等進(jìn)行分類。其中，最常用的分類方法是按通用、專用和組合進(jìn)行分類。銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。機(jī)用平口虎鉗是通過(guò)虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座、螺母、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘可作為夾緊元件?；剞D(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。 銑床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過(guò)定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。 銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形槽的配合為H7/hH8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。 作為定位鍵的安裝是夾具通過(guò)兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一條T 形槽中，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形槽間的距離一致。當(dāng)工件在不受任何條件約束時(shí)，其位置是任意的不確定的。由理論力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個(gè)自由度，即沿著X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。六個(gè)自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務(wù)，就是要限制工件的自由度。在夾具中，用分別適當(dāng)?shù)呐c工件接觸的六個(gè)支撐點(diǎn)，來(lái)限制工件六個(gè)自由度的原理，稱為六點(diǎn)定位原理。工件的六個(gè)自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱為完全定位。工件定位時(shí)，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個(gè)支撐點(diǎn)的定位稱為部分定位。在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡(jiǎn)化定位裝置，在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個(gè)自由度。（重復(fù)定位）幾個(gè)定位支撐點(diǎn)重復(fù)限制一個(gè)自由度，稱為過(guò)定位。(1)一般情況下，應(yīng)該避免使用過(guò)定位。通常，過(guò)定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過(guò)定位是應(yīng)該避免的。（2）過(guò)定位亦可合理應(yīng)用雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過(guò)定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過(guò)定位”，反而可以獲得良好的效果。這對(duì)剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。工件本身剛性和支承剛性的加強(qiáng)，是提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中常有應(yīng)用。大家都熟知車削長(zhǎng)軸時(shí)的安裝情況，長(zhǎng)軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個(gè)“過(guò)定位”的定位方式。只要事先能對(duì)工件上諸定位基準(zhǔn)和機(jī)床（夾具）有關(guān)的形位誤差從嚴(yán)控制，過(guò)定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強(qiáng)，尾架的扶持有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質(zhì)量和效率也大為提高。按照加工要求，銑通槽時(shí)應(yīng)限制五個(gè)自由度，即沿x軸移動(dòng)的自由度不需要限制，但若在此方向設(shè)置一止推支撐，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用完全定位。為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，裝夾工件時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1） 盡量采用可調(diào)式、組合式等標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和自動(dòng)化夾具。 2） 便于迅速裝卸工件，以減少數(shù)控機(jī)床停機(jī)時(shí)習(xí)。必要時(shí)才設(shè)計(jì)專用夾具。 3） 減少裝夾次數(shù)，盡量做到一次裝夾便能把工件上的加工表面都加工出來(lái)。 4） 工件的定位基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致，以減少定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。應(yīng)防止過(guò)左位．機(jī)福工件最好選擇一面兩銷作為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床上要細(xì)心撥正。為了找正方便，有的機(jī)床，例如臥式加工中心工作臺(tái)側(cè)面，安裝了專用定位板。 5） 由于通常要求一次裝夾便能完成工件的全部加工工序，因此應(yīng)防止工件夾緊引起的變形。　 數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通常考慮以下幾點(diǎn)：1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。夾具的類型　　數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)?！　?shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。所以，W013型深溝球軸承溝位置和平行度測(cè)量?jī)x上定位板的設(shè)計(jì)加工過(guò)程中，勻采用數(shù)控銑床系統(tǒng)中的夾具設(shè)備，銑上下兩個(gè)端面時(shí)采用通用臺(tái)虎鉗，然后銑四個(gè)側(cè)面時(shí)用吸盤定位，以便確保加工精度以及安裝、拆卸方便，節(jié)省時(shí)間。3 加工工藝分析及加工路線、編程分析1 數(shù)控加工工藝機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程是將原材料轉(zhuǎn)化為成品的全過(guò)程。包括生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、測(cè)試檢驗(yàn)及涂裝等過(guò)程，凡對(duì)加工對(duì)象的尺寸、形狀或性能產(chǎn)生一定變化的均為直接生產(chǎn)過(guò)程。機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程還包括工藝裝備的制造、原材料的供應(yīng)、工件的運(yùn)輸和儲(chǔ)存、設(shè)備的維修及動(dòng)力供應(yīng)等。不使加工對(duì)象發(fā)生變化的稱為輔助生產(chǎn)過(guò)程。數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容：數(shù)控加工與通用的機(jī)床加工在方法與內(nèi)容上有些相似的地方，但也有許多不同。最大的表現(xiàn)在控制方式上。以切削為例，用通用機(jī)床加工零件時(shí)，就某道工序而言，其工步的安排，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)先后順序、位移量、走刀路線及有關(guān)切削參數(shù)的選擇等，都是由操作者自行考慮確定的，且是用手工操作來(lái)控制的。如果采用自動(dòng)機(jī)床或仿型機(jī)床加工，雖然也能達(dá)到對(duì)加工過(guò)程的自動(dòng)控制，但其控制的方式是通過(guò)預(yù)先配置的齒輪、凸輪、擋塊或靠模來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，情況就不同了。在數(shù)控機(jī)床是加工前，我們要把原先在通用機(jī)床上加工時(shí)需要操作人員考慮和決定的操作內(nèi)容及動(dòng)作，按規(guī)定的代碼格式編制成數(shù)控加工程序，記錄在控制介質(zhì)上。加工時(shí)，控制介質(zhì)上的代碼信息輸入數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算與控制，并不斷的向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)能轉(zhuǎn)換部件機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)發(fā)出脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化放大，然后有驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床按所編的程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，就自動(dòng)加工出我們需要的零件。數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個(gè)方面