【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 車(chē)削系統(tǒng)和銑鏜削系統(tǒng)）的特點(diǎn)與要求 10 數(shù)控刀具要求精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便，切削性能強(qiáng)、耐用度高。合理選 用既能提高加工效率又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。 刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素 １、被加工工件的材料、性能：金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。 ２、加工工藝類(lèi)別；車(chē)削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。 ３、工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 ４、刀具能承受的切削用量。 ５、輔助因數(shù)：操作間斷時(shí)間、振動(dòng)、電力波動(dòng)或突然中斷等。 車(chē)削系統(tǒng)（整體式工具系統(tǒng)） １、組成：由刀片（刀具）、刀體、接柄（或柄體）、刀盤(pán)等 ２、可轉(zhuǎn)位刀片的代碼及參數(shù) ３、可轉(zhuǎn)位刀片的斷屑槽槽型：斷屑 自如、排屑流暢 ４、可轉(zhuǎn)位刀片的夾緊方式：楔塊上壓式、杠桿式、螺釘上壓式 要求：夾緊可靠、定位準(zhǔn)確、排屑流暢、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便 ５、可轉(zhuǎn)位刀片的選擇 １）、刀片材料選擇：高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方碳化硼或金剛石 ２）、刀片尺寸選擇：有效切削韌長(zhǎng)度、被吃刀量、主偏角等 ３）、刀片形狀選擇：依據(jù)表面形狀、切削方式、刀具壽命、轉(zhuǎn)位次數(shù)等 ４）、刀片的刀尖半徑選擇： Ａ、粗加工、工件直徑大、要求刀刃強(qiáng)度高、機(jī)床剛度大時(shí)選大刀尖圓弧 Ｂ、精加工、切深小、細(xì)長(zhǎng)軸加工、機(jī)床剛度小選小刀尖圓弧 刀具系統(tǒng)（ 模塊式工具系統(tǒng)） １、組成；刀片（刀具）、刀桿（或柄體）、主軸或刀片（刀具）、工作頭、連接桿、主柄、主軸所組成 ２、數(shù)控銑削刀具的選擇 １）、銑刀類(lèi)型的選擇： Ａ、加工較大平面選擇面銑刀， Ｂ、加工凸臺(tái)、凹槽、小平面立銑刀， 11 Ｃ、加工毛坯面和粗加工孔選擇鑲硬質(zhì)合金玉米銑刀， Ｄ、曲面加工選擇球頭銑刀， Ｅ、加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀， Ｆ、加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀，等等 ２）、銑刀參數(shù)的選擇 Ａ、面銑刀主要參數(shù)選擇 a)、標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑在 Φ16 － Φ630 ）：粗銑時(shí)直徑選小的，精銑時(shí)銑刀直 徑選大的， b)、依據(jù)工件材料和刀具材料以及加工性質(zhì)確定其幾何參數(shù)： 銑削加工通常選前角小的銑刀，強(qiáng)度硬度高的材料選負(fù)前角，工件材料硬度不大選大后角、硬的選小后角，粗齒銑刀選小后角，細(xì)齒銑刀取大后角，銑刀的刃傾角通常在 ５－ １５度，主偏角在４５－９０度 Ｂ、立銑刀主要參數(shù)選擇 a)、刀具半徑 r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓最小曲率半徑 ρ b)、零件的加工高度 H≤（ 1/4－ 1/6） r c)、不通孔或深槽選取 l=H+(5~10)mm d)、加工外形及通槽時(shí)選取 l=H+rε+(5~10)mm e)、加工肋時(shí)刀具直徑為 D=(5~10)b f)、粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑 D D=d+2[δsin(φ/2) δ1]/[1 sin(φ/2)] ３、加工中心刀具的選擇 加工中心刀具通常由刃具和刀柄兩部分組成 ,刃具有面加工用的各種銑刀和孔加工用的各種鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀及絲錐等，刀柄要滿(mǎn)足機(jī)床主軸自動(dòng)松開(kāi)和夾緊定位，并能準(zhǔn)確地安裝各種刃具和適應(yīng)換刀機(jī)械手的夾持等要求。 １）、對(duì)加工中心刀具的基本要求 Ａ、刀具應(yīng)有較高的剛度 Ｂ、重復(fù)定位精度高 Ｃ、刀刃相對(duì)主軸的一個(gè)定位點(diǎn)的軸向和徑向位置應(yīng)能準(zhǔn)確調(diào)整 ２）、孔加工刀具的選擇 Ａ、 鉆孔刀具及其選擇 12 Ｂ、擴(kuò)孔刀具及其選擇 Ｃ、鏜孔刀具及其選擇，應(yīng)特別重視刀桿的剛度 ３）、刀具尺寸的確定 主要是刀具的長(zhǎng)度和直徑的選擇，如加工孔依據(jù)其深度和孔徑選擇 ４、刀柄的選擇 １）、依據(jù)被加工零件的工藝選擇刀柄 ２）、刀柄配備的數(shù)量：與被加工零件品種、規(guī)格、數(shù)量、難易程度、機(jī)床負(fù)荷有關(guān) ３）、正確選擇刀柄柄部形式 ４）、堅(jiān)持選擇加工效率高的刀柄 ５）、綜合考慮合理選用模塊式和復(fù)合式刀柄 工具系統(tǒng) １、工具系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)：向著柔性制造系統(tǒng)和模塊化組合結(jié)構(gòu)發(fā)展 ２、車(chē)削類(lèi)工具系統(tǒng) ３、鏜銑類(lèi)工具系統(tǒng)：分整體 失和模塊式工具系統(tǒng) ４、刀具管理系統(tǒng)： １）、是柔性制造系統(tǒng)中一個(gè)很重要、技術(shù)難度很大的系統(tǒng) ２）、刀具管理系統(tǒng)的任務(wù) ３）、刀具管理系統(tǒng)的基本功能 原始資料、系統(tǒng)計(jì)劃、硬件配置和軟件系統(tǒng)等等。 總結(jié)： 數(shù)控刀具要求精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便，切削性能強(qiáng)、耐用度高。合理選用既能提高加工效率又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。 刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素。 工具系統(tǒng)向著柔性制造系統(tǒng)和模塊化組合結(jié)構(gòu)發(fā)展 13 2 底座零件的加工分析 查表對(duì)不同零件進(jìn)行選材，表格如下 ： 表 21具鋼的牌號(hào)、成分、性能和用 途 牌號(hào) 化學(xué)成分 ω Me/％ 硬度 用途舉例 C Mn Si 退火狀態(tài) 試樣淬火 HBS不大于 淬火溫度/℃和冷卻劑 HRC 不小于 T T7A ～ ≤ ≤ 187 800～ 820水 62 淬火、回火后，常用于制造能承受震動(dòng)、沖擊，并且在硬度適中情況下有較好韌性的工具，如鑿子、沖頭、木工工具、大錘等 T T8A ～ ≤ ≤ 187 780～ 800水 62 淬火、回火后，常用于制造要求有較高硬度和耐磨性的工具、如沖頭、木工 工具、剪切金屬用剪刀等。 T8Mn、T8MnA ～ ～ ≤ 187 780～ 800水 62 性能和用途和 T8 相似，但加入了錳提高淬透性，故可以制作橫截面較大的工具。 T T9A ～ ≤ ≤ 192 760～ 780水 62 用于制造一定韌性的工具，如沖模、沖頭、鑿巖石用鑿子等。 TT10A ～ ≤ ≤ 197 760～ 780水 62 用于制造耐磨性要求較高，不受劇烈震動(dòng)，具有一定韌性及具有鋒利 刃口的各種工具，如刨刀、車(chē)刀、鉆頭、絲錐、手鋸鋸條、拉絲模、冷沖模等。 14 T1T11A ～ ≤ ≤ 207 760～ 780水 62 用途與 T10鋼基本相同，一般習(xí)慣上采用T10 鋼 T1T12A ～ ≤ ≤ 207 760～ 780水 62 用于制造不受沖擊、要求高硬度的工具，如絲錐、銼刀、刮刀、絞刀、板牙、量具等 T1T13A ～ ≤ ≤ 217 760～ 800水 62 適用于制造不受震動(dòng)、要求極高 硬度的各種工具，如剃刀、刮刀、刻字刀具等 表 23牌號(hào)、力學(xué)性能及用途（摘自 GB9439— 88） 牌號(hào) 鑄件類(lèi)別 鑄件壁厚 /mm 鑄件最小抗拉強(qiáng)度 ?b / 適用范圍及舉例 HT100 鐵素體 灰鑄鐵 ～ 10 130 低載荷和不重要零件，如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等 10～ 20 100 20～ 30 90 30～ 50 80 HT150 珠光體 +鐵素體灰鑄鐵 ～ 10 175 承受中等應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于 100MPa）的零件，如支柱、底座、齒輪箱、工作臺(tái)、刀架、端蓋 、閥體、管路附件及一般無(wú)工作條件要求的零件 10～ 20 145 20～ 30 130 30～ 50 120 HT200 珠光體 灰鑄鐵 ～ 10 220 承受較大應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于 300MPa）和較重要零件，如汽缸體、齒輪、機(jī)座、飛輪、床身、缸套、活塞、剎車(chē)輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、軸承座、液壓缸等 10～ 20 195 20～ 30 170 30～ 50 160 HT250 ～ 10 270 10～ 20 240 20～ 30 220 30～ 50 200 HT300 孕育鑄鐵 10～ 20 290 承受彎曲應(yīng)力（小于 500MPa）及抗拉應(yīng)力的重要零件，如齒輪、凸輪、車(chē)床卡盤(pán)、剪床和壓力機(jī)的機(jī)身、床身、高壓油壓缸、滑閥殼體等 20～ 30 250 30～ 50 230 HT350 10～ 20 340 20～ 30 290 30～ 50 260 15 具、刀具的選擇及切削用量的確定 、工件裝夾方法的確定 1．夾具的選擇 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?？紤]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(zhuān)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(zhuān)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。 2．夾具的類(lèi)型 數(shù)控車(chē)床上的夾具主要有兩類(lèi)：一類(lèi)用于盤(pán)類(lèi)或短軸類(lèi)零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤(pán)（三爪、四爪）中，由卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類(lèi)用于軸類(lèi)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(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 數(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。 、換刀點(diǎn)的設(shè)置 1．刀具的選擇 與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院谩⒕雀?，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。（ 1）車(chē)削用刀具及其選擇 數(shù)控車(chē)削 常用的車(chē)刀一般分尖形車(chē)刀、圓弧形車(chē)刀以及成型車(chē)刀三類(lèi)。 1）尖形車(chē)刀 尖形車(chē)刀是以直線形切削刃為特征的車(chē)刀。這類(lèi)車(chē)刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如 90176。內(nèi)外圓車(chē)刀、左右端面車(chē)刀、切槽（切斷）車(chē)刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車(chē)刀。 尖形車(chē)刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車(chē)削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。 2）圓弧形車(chē)刀 圓弧形車(chē)刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車(chē)刀。該車(chē)刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車(chē) 刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。 圓弧形車(chē)刀可以用于車(chē)削內(nèi)外表面，特別適合于車(chē)削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車(chē)刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是車(chē)刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車(chē)刀損壞。 3）