高速切削-课件 (5).ppt

常州冶金技师学院陈飞,1,第四章数控加工用刀具与夹具系统性,常州冶金技师学院陈飞,常州冶金技师学院陈飞,2,第四章数控加工用刀具与夹具,讲授内容：数控加工用刀具的种类与特点数控车削用刀具数控铣削用刀具系统对刀仪简介数控加工用夹具,常州冶金技师学院陈飞,3,第四章数控加工用刀具与夹具,数控加工用刀具的种类与特点一、刀具种类数控加工用刀种类:常规刀具和模块化刀具。1.数控刀具从结构上可分为(1)整体式(2)镶嵌式-焊接式和机夹式。(3)减振式-主要用于镗孔(4)内冷式-深孔加工(5)特殊形式,常州冶金技师学院陈飞,4,第四章数控加工用刀具与夹具,目前数控刀具主要采用机夹可转位刀具2.数控刀具从材料上可分为(1)高速钢刀具(2)硬质合金刀具-使用最普遍(3)陶瓷刀具(4)立方氮化硼刀具(5)聚晶金刚石刀具3.数控刀具从切削工艺上可分为(1)车削刀具(2)钻削刀具,常州冶金技师学院陈飞,5,第四章数控加工用刀具与夹具,(3)镗削刀具(4)铣削刀具二、刀具的特点1.刀片及刀柄高度的通用化、标准化、系列化。2.刀片或刀具的寿命及经济寿命指标的合理性。3.刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。,常州冶金技师学院陈飞,6,第四章数控加工用刀具与夹具,4.刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。5.数控刀具有高的精度和重复定位精度。6.刀柄的强度要高、刚度要高及耐磨性要好。7.刀柄或工具系统的装机质量要好。8.刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。9.刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化,实现刀具尺寸的预调和快速换刀。,常州冶金技师学院陈飞,7,第四章数控加工用刀具与夹具,三、对刀具的要求1.强度高实现在粗加工或对高硬材料加工时能有较大切削深度和较快进给。2.精度高要求刀具与刀夹必须具有较高精度,来适应高精度数控的加工和在自动换刀时保持较高精度。3.切削速度和进给速度高4.可靠性好保证在加工中刀具发生各种意外下能继续加工。,常州冶金技师学院陈飞,8,第四章数控加工用刀具与夹具,5.使用寿命长在长期工作下刀具保持不磨损的能力,来保证加工质量和提高生产效率。6.断屑及排屑性能好在刀头切削部分开有各种形状的断屑槽,改善断屑性能顺利排屑，来保证数控机床顺利、安全运行和保证加工质量。,练习题,常州冶金技师学院陈飞,9,第四章数控加工用刀具与夹具,数控车削用刀具一、机夹可转位刀片及代码按国际柄准IS018321985，可转位刀片的代码表示方法是由10位字符串组成的，其排列如下：,常州冶金技师学院陈飞,10,第四章数控加工用刀具与夹具,1-刀片的几何形状及其夹角。2-刀片主切削刃后角(法后角)。3-公差表示刀片内接圆d与厚度s的精度级别。4-刀片形式、紧固方法或断屑槽。5-刀片边长、切削刃长。6-刀片厚度。7-修光刀刀尖圆角半径，或主偏角，或修光刃后角8-切削刃状态尖角切削刃或倒棱切削刃。9-进刀方向或倒刃宽度。10各刀具公司的补充符号或倒刃角度。,常州冶金技师学院陈飞,11,第四章数控加工用刀具与夹具,例：,3.公差,6.刀片厚度,常州冶金技师学院陈飞,12,第四章数控加工用刀具与夹具,二、数控车削刀具系统的形式形式一：刀块形式。特点：用凸键定位，螺钉夹紧定位可靠，夹紧牢固，刚性好，但换装费时，不能自动夹紧。形式二：圆柱柄上铣齿条结构。特点：可实现自动夹紧，换装也快捷，刚性较刀块的形式稍差。,常州冶金技师学院陈飞,13,第四章数控加工用刀具与夹具,三、数控车削用刀具的选用1.数控车削用刀具类型(1)尖形车刀特点:以直线形切削刃为特征,零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到。(2)圆弧形车刀特点:主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或轮廓度误差很小的圆弧,用于车削内、外表面，特别适宜加工各种光滑连接的成形面。,常州冶金技师学院陈飞,14,第四章数控加工用刀具与夹具,(3)成形车刀特点:加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。2.常用车刀的几何参数选择根据零件的形状、刀具的安装位置及加工方法等确定。(1)尖形车刀的几何参数选择主要指刀具的几何角度。(如:主偏角、副偏角前角、后角等)(2)圆弧形车刀的几何参数选择,常州冶金技师学院陈飞,15,第四章数控加工用刀具与夹具,1)圆弧形车刀的选用对于某些精度要求较高的凹曲面车削或大外圆弧面的批量车削，以及尖形车刀所不能完成的加工，宜选用圆弧形车刀进行。2)圆弧形车刀的几何参数圆弧形车刀的几何参数除了前角及后角外，主要为车刀圆弧切削刃的形状及半径。半径选择：(一)选择不大于零件凹形轮廓上的最小半径,以免发生加工干涉。(二)半径不宜太小，否则难制造刀头刚性差刀体散热差等问题。,练习题,常州冶金技师学院陈飞,16,第四章数控加工用刀具与夹具,数控铣削用刀具系统一、常规数控刀具1.常规数控刀柄及拉钉结构(1)刀柄:采用7:24圆锥工具柄。作用:安装各种切削刃具,实现在机床主轴定位、在自动换刀下被机械手夹持和搬运。(2)拉钉:作用：实现刀柄在机床主轴内的拉紧。2.典型刀具系统的种类及使用范围,常州冶金技师学院陈飞,17,第四章数控加工用刀具与夹具,(1)整体式数控刀具系统JT45-Q32-120,刀柄工作长度,工具的规格,工具的用途,对圆锥表示锥度规格,对圆柱表示直径,工具柄部型式,常州冶金技师学院陈飞,18,第四章数控加工用刀具与夹具,(2)模块式数控刀具系统所谓模块式是将整体式刀杆分解成刀柄（主柄）、中间连接块（连接杆）、工作部（工作头）三个主要部分，然后通过各种连接结构，在保证连杆连接精度、刚性的前提下，将三个部分连接成一整体。3.常规7：24锥度刀柄存在问题(1)单独锥面定位(2)在高速旋转时，主轴端部锥孔的扩张量大于锥柄的扩张量。,常州冶金技师学院陈飞,19,第四章数控加工用刀具与夹具,二、高速数控刀具刀柄1.适用于刀具与高速主轴的连接方法(1)对现有的标准7:24锥孔连接的结构进行改进，消除连接时连接面之间的间隙，改善静态性能。(2)严格规定公差配合，增大轴向拉力。(3)不改变标准7:24锥孔连接时，采用锥孔和端面同时接触定位方式。(4)改用小锥度，并采用空心短锥柄结构，实现锥体和端面同时接触定位。,常州冶金技师学院陈飞,20,第四章数控加工用刀具与夹具,(5)增大配合预过盈量，同时采取措施防止主轴膨胀，改善标准锥柄的高速性能。(6)取消键连接，采用磨擦力或三棱圆传递转矩结构。(7)采用收缩配合。(8)刀柄上安装自动平衡装置。(9)刀柄上安装减振装置。2.HSK刀柄(是一种新型高速锥型刀柄)优点:(1)接口采用锥面和端面两面同时定位。(2)刀柄为中空，锥体较短，质量较轻。,常州冶金技师学院陈飞,21,第四章数控加工用刀具与夹具,(3)采用1:10人锥度，楔形效果较好，有较强的抗扭能力。(4)有较高的重复安装精度。(5)在高速转动产生离心力作用下，刀柄能牢固锁紧。缺点:(1)与现有主轴不兼容。(2)主轴制造工艺难度大，。(3)空心影响刀具刚性。(4)刀柄制造精度高，成本较高。,常州冶金技师学院陈飞,22,第四章数控加工用刀具与夹具,三、数控刀具选择1.数控刀具刀柄的选择方法(1)直柄工具的刀柄：立铣刀刀柄和弹簧夹头刀柄。(2)各种铣刀刀柄：按铣刀的装刀直径来选取刀柄的规格，莫氏柄立铣刀应选用无扁尾莫氏孔刀柄。(3)钻孔工具刀柄：钻夹头刀柄，配相应的钻夹头夹直柄钻头；莫氏锥柄钻头选用带扁尾莫氏孔刀柄。,常州冶金技师学院陈飞,23,第四章数控加工用刀具与夹具,2.孔加工刀具的选择(1)钻孔刀具及其选择：根据工件材料、及加工质量要求等合理选用。在加工中心上钻孔，普通麻花钻应用最广泛。主要由工作部分和柄部组成。工作部分包括切削部分，导向部分。麻花钻导向部分起导向、修光、排屑和输送切削液作用。为了提高钻头刚性，应尽量选用较短的钻头，但麻花钻的工作长度应大于孔深，以便排屑和输送切削液。,常州冶金技师学院陈飞,24,第四章数控加工用刀具与夹具,在加工中心上钻孔，因无夹具钻模导向，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻斜，故要求钻头的两切削刃必须有较高的刃磨精度(两刃长度一致，顶角对称于钻头中心）。钻削加工直径d：20-60mm、ld3的中等浅孔时，可选用可转位浅孔钻。,常州冶金技师学院陈飞,25,第四章数控加工用刀具与夹具,对深径比大于5而小于100的深孔，由于加工和散热差，排屑困难，钻杆刚性差，易引起孔的轴线偏斜，影响加工精度和生产，故应选用深孔刀具加工，常用喷吸钻加工，直径一般在65-180mm的深孔。,常州冶金技师学院陈飞,26,第四章数控加工用刀具与夹具,钻削大直径孔时，可采用刚性较好的硬质合金扁钻。,常州冶金技师学院陈飞,27,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,28,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,29,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,30,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,31,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,32,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,33,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,34,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,35,第四章数控加工用刀具与夹具,常州冶金技师学院陈飞,36,第四章数控加工用刀具与夹具,镶嵌式,整体式,常州冶金技师学院陈飞,37,第四章数控加工用刀具与夹具,车削刀具,常州冶金技师学院陈飞,38,第四章数控加工用刀具与夹具,铣削刀具,常州冶金技师学院陈飞,39,第四章数控加工用刀具与夹具,镗削刀具,常州冶金技师学院陈飞,40,第四章数控加工用刀具与夹具,钻削刀具,常州冶金技师学院陈飞,41,第四章数控加工用刀具与夹具,模块式,常规式,常州冶金技师学院陈飞,42,第四章数控加工用刀具与夹具,车削刀具,常州冶金技师学院陈飞,43,第四章数控加工用刀具与夹具,刀具,刀座,刀架,常州冶金技师学院陈飞,44,第四章数控加工用刀具与夹具,外圆刀安装,内圆刀安装,螺纹、切槽刀片安装,常州冶金技师学院陈飞,45,第四章数控加工用刀具与夹具,7:24圆锥工具柄结构,常州冶金技师学院陈飞,46,第四章数控加工用刀具与夹具,刀柄作用,常州冶金技师学院陈飞,47,第四章数控加工用刀具与夹具,A型用于不带钢球的拉紧装置,常州冶金技师学院陈飞,48,第四章数控加工用刀具与夹具,B型用于带钢球的拉紧装置,常州冶金技师学院陈飞,49,