数控加工系统的工艺装备课件

1,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,第一节、数控刀具系统,数控机床刀具有几千种个规格，耐用、稳定、易调、可换,一、数控机床对刀具的要求,（1）适应高速切削要求，具有良好的切削性能 （2）高的可靠性 （3）较高的尺寸耐用度 （4）高精度,2,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,一、数控机床对刀具的要求,（5）可靠的断削及排屑措施 （6）精确而迅速的调整 （7）自动且快速的换刀 （8）刀具工作状态监测装置 （9）刀具标准化、模块化、通用化,3,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,二、数控机床所用刀具材料的类型及选择,1、刀具材料应具备的性能 （1）较高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）较高的耐热性 （4）较高的导热性 （5）良好的工艺性,4,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,2、高速钢使用普遍 （1）通用型高速钢 （2）高性能高速钢 （3）粉末冶金高速钢 3、硬质合金 ISO分为三类 （1）WC基硬质合金 （2）TiC硬质合金 4、涂层刀具,5,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,5、陶瓷刀具材料 （1）氧化铝系陶瓷 （2）氮化硅系陶瓷 （3）复合氮化硅氧化铝系陶瓷 6、金刚石等,三、数控车刀刀具,广泛采用不重磨机夹可转位车刀。 特点：1）刀片各刃可转位轮流使用，减少换刀时间 2）刀刃不重磨，有利于采用涂层刀片 3）断削槽型压制而成，尺寸稳定，节省硬质合金 4）刀杆刀槽的制造精度高,8,内孔车刀,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,9,螺纹车刀,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,10,切断（槽）车刀,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,11,四、铣刀及其他旋转刀具,（一）、数控铣削刀具系统要求,1.刀具切削部分几何参数及其切削参数须规范化、合理化 2.刀具切削部分材料及切削参数选择必须与工件材料相匹配 3.刀具磨损及耐用度值规定必须合理 4.刀片在刀具中的定位方式及其结构必须优化 5.刀具安装后在机床中的定位应保持一定精度 6.换刀后刀具应在机床中仍有高的重复定位精度 7.刀具的刀柄应有足够的强度、刚度及耐磨性 8.刀柄及其工具对机床的重量影响应有相应的控制 9.刀片、刀柄切入的位置、方向必须正确 10.刀片、刀柄各参数应通用化、规格化、系列化 11.工具系统应进一步优化,12,数控铣床刀具系统,13,（二）、刀柄,1.刀柄的作用,14,MAS403刀柄的尺寸,15,2.刀柄的分类 （1）按结构分 （2）按刀柄与主轴的连接形式分 （3）按刀具夹紧方式分 （4）按允许的转速分 （5）按所夹持的刀具种类分 （6）特殊刀柄,16,一面定位,二面定位,刀柄与主轴的连接形式,17,HSK刀柄,18,弹簧夹头式,侧向夹紧式,液压夹紧式,冷缩夹紧式,19,低速刀柄,高速刀柄,20,增速刀柄,中心冷却刀柄,多刀刀柄,角度刀柄,21,3、常用刀柄使用方法,（1）将刀柄放入卸刀座并锁紧； （2）根据刀具直径尺寸选择相应的卡簧，清洁工作表面； （3）将卡簧按入锁紧螺母； （4）将铣刀装入卡簧孔中，并根据加工深度控制刀具伸出长度； （5）用扳手顺时针锁紧螺母； （6）检查，将刀柄装上主轴。,弹簧夹头刀柄的使用：,22,弹簧夹头刀柄,卡簧,23,在数控铣床上使用的刀具主要为铣刀，包括面铣刀、立铣刀、球头铣刀、三面刃盘铣刀、环形铣刀等，除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀、镗刀等）、丝锥等。,（三）、旋转刀具,1.刀具种类,（1）立铣刀 （2）球头铣刀 （3）环形铣刀,常用铣刀：,24,立（端）铣刀,25,直线铣削,斜线铣削,圆弧铣削,螺旋铣削,钻式铣削,立铣刀切削方式,26,球头铣刀,27,机夹式球头铣刀,28,机夹式环形铣刀,29,机夹式环形铣刀及铣削方式,30,面（盘）铣刀,31,三面刃铣刀,32,钻 头,33,镗 刀,34,2.刀具选择,（1）根据加工表面的特点和尺寸选择刀具的类型 （2）根据工件材料和加工要求选择刀片材料及尺寸 （3）根据加工条件选择刀柄,35,加工形状与铣刀的选择,36,粗加工铣刀选择,37,精加工铣刀选择,38,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,四、加工中心的刀具系统,加工中心的刀具由刀具和刀柄组成，能满足自动换刀功能 1、刀柄 可安装不同刀具，存在刀库中，供加工时选用。刀柄和机床的主轴孔相对应，加工中心刀柄是系列化、标准化产品，其柄部和机械手抓拿部分已有相应的国际和国家标准。 我国制订的标准中刀柄有两种形式,39,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,2、加工中心的工具系统 数控工具系统一般由刀柄，接长杆和各种刀具组成，是铣镗类工具系统。 （1）整体式 刀柄和夹持刀具的工作部分做成一体。 （2）模块式 工具的柄部和工作部分分开，制成各种系列化的模块，然后通过不同的模块组装成所需要的工具。,40,第三章 数控加工系统的工艺装备,整体式,模块式,2.类型,四川机电职业技术学院,41,加工中心刀具系统,42,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,第三节 数控夹具系统,一、数控夹具的要求,（1）精度要求： 比普通机床精度和刚度高，减少定位误差和夹紧误差、粗加工的变形误差。 （2）定位要求： 完全定位，每个定位面相对数控机床的坐标原点均应有精确的坐标尺寸，简化定位和安装要求。 （3）空间要求： 各运动件、固定件之间相互之间不干涉。 （4）快速重调要求：夹具在更换加工工件中能具有快速重调或更换定位、夹紧的功能。提高机床利用率。,43,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,二、数控夹具的选用方法,1）车床加工回转零件选通用快速自动夹紧卡盘 2）加工以底面作定位的箱体零件，选槽系或孔系为基座的组合夹具。 3）加工不规则工件，或同时加工多个相同或不同零件时，专用夹具。,44,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,三、各类数控夹具的典型结构,（一）车床类夹具,自动定心三抓卡盘（盘类）；拨盘与顶尖、自动定心中心架、自动转塔刀架（轴类）。 要求：装卸快、夹紧可靠、变形小、一次装夹完成加工 1、用于盘类零件的夹具,45,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,2、用于轴类的零件的夹具 毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖之间，工件主轴上的拨动卡盘传动旋转。 要求拨动卡盘：粗加工时以传递最大转矩，高速加工时加工：顶尖使毛坯定位：能快速调整,46,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,（二）钻 、铣、镗类和加工中心用夹具,1、对数控钻、 、镗类夹具定位的共同要求 （1）工件在夹具上的定位：一般是完全定位并与数控加工原点相联系 a）圆柱体工件：基准重合，以内孔、外圆或中心孔作定位基准 b）壳体零件：用三坐标平面作定位基准 c）零件一次安装需同时加工多方向表面时，一面两孔定位,47,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,（2）夹具在机床上定位 为减少更换夹具的时间，应力求采用无校正的定位方式，如在机床上设置与夹具相配的定位元件，在组合夹具的基座上设计定位孔，以便保证编程原点的位置。 对于夹具定位件在机床上的安装方式，由于数控机床主要加工批量不大的小批和成批零件，在机床工作台上会经常更换夹具，这样易磨损机床台面上的定位槽，且在槽中装卸定位件十分费力。 在机床上用槽定向的夹具，其定位元件常常不固定在夹具体上而固定在机床工作台上，当夹具向机床上安装时，夹具体上有引导棱边的淬火套导向,48,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,2、主要结构类型 （1）通用型 a、小批可共多次重复使用的不可调通用夹具 b、适用于成组加工由基础组合件组装，仅制造少量专用调整安装件的可调通用夹具 c、适用于成批生产的通用性强的机床标准附件,49,虎 钳,50,虎 钳,51,铣削用三爪卡盘,52,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,（2）组合夹具类 与机床相配套的夹具要求有柔性，能及时地适应加工品种和规模变化的需要。柔性化的重要方法是组合法。 分为：孔系和槽系两种基本形式,53,第三章 数控加工系统的工艺装备,四川机电职业技术学院,孔系为新兴的结构，与槽系相比