数控刀具的选择.ppt

数控刀具选择,2,美、德、日等世界制造业发达的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。刀具与机床一直是互相制约又相互促进的。今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发展起来的先进刀具一起共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了数控加工的新时代。通过本章的学习使学生掌握正确选用数控刀具所必备的基础知识。,3,数控刀具的基本特点数控刀具的材料数控刀具合理选用可转位车刀的选用旋转刀具的选择工具系统选择,4,切削刀具由传统的机械工具实现了向高科技产品的飞跃，刀具的切削性能有显著的提高。切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃，大大提高了切削加工的效率。刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段向面向用户、面向使用的高级阶段的飞跃，成为用户可利用的专业化的社会资源和合作伙伴。切削刀具从低值易耗品过渡到全面进入“三高一专（高效率、高精度、高可靠性和专用化）”的数控刀具时代，实现了向高科技产品的飞跃；成为现代数控加工技术的关键技术；与现代科学的发展紧密相连，是应用材料科学、制造科学、信息科学等领域的高科技成果的结晶。,数控刀具的类型与特点,5,数控刀具的基本特征,数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。,数控刀具的类型与特点,6,数控刀具的类型与特点,7,按照刀具结构分：,整体式：钻头、立铣刀等,镶嵌式：包括刀片采用焊接和机夹式,特殊形式：复合式、减振式等,机夹可转位刀具得到广泛应用，数量上已达到整个数控刀具的30%40%，金属切除率占总数的80%90%,数控刀具的类型与特点,8,按照切削工艺分：,车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等,铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等,钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等,镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等,车削刀具图片,铣削刀具图片,钻削刀具图片,镗削刀具图片,数控刀具的类型与特点,9,外圆车刀,内孔车刀,螺纹车刀,常用车刀,数控刀具的类型与特点,10,面铣刀,方肩铣刀,仿形铣刀,三面刃和螺纹铣刀,整体硬质合金铣刀,常用铣刀,数控刀具的类型与特点,11,铰刀,钻头,丝锥,钻削刀具,数控刀具的类型与特点,12,粗镗刀,精镗刀,镗削刀具,数控刀具的类型与特点,13,数控刀具的材料,切削刀具材料的硬度和韧性,1923年发明的硬质合金(WC-Co)，其后因添加了TiC、TaC而改善了耐磨性，1969年开发了CVD技术，使涂层硬质合金快速普及。自1974年起，开发了TiC-TiN系金属陶瓷,14,高速钢刀具,高速钢(HSS)刀具过去曾经是切削工具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应用，大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高速钢刀具，高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工材料以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造中仍有较大的比重。但经过市场探索一些高端产品逐步已被硬质合金工具代替。,数控刀具的材料,15,硬质合金刀具,普通硬质合金,新型硬质合金,超细晶粒硬质合金,涂层硬质合金,金属陶瓷,粒径在1m以下，这种材料具有硬度高、韧性好、切削刀可靠性高等优异性能,保持了普通硬质合金机体的强度和韧性，又使表面有很高的硬度和耐磨性,TiC(N)基硬质合金，其性能介于陶瓷和硬质合金之间,新型硬质合金刀具加工实例,数控刀具的材料,16,新型硬质合金刀具加工实例,加工示意图,加工切削参数,数控刀具的材料,17,陶瓷刀具,不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数；可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀具高3-10倍。,数控刀具的材料,18,超硬刀具,是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。,超硬刀具加工实例,数控刀具的材料,19,超硬刀具加工实例,加工模具示意图,高速加工切削参数,数控刀具的材料,20,硬质合金的分类和标志,P类,蓝色（包括P01P50),系高合金化的硬质合金牌号。这类合金主要用于加工长切屑的黑色金属,M类，黄色（包括M10M40），系中合化的硬质合金牌号。这类合金为通用型，适于加工长切屑或短切屑的黑色金属及有色金属,切削刀具用硬质合金根据国际标准ISO分类，把所有牌号分成用颜色标志的三大类，分别用P、M、K表示,M类,K类,红色（包括K10K40），系单纯WC的硬质合金牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料,数控刀具的材料,21,讨论分析:,根据国际标准ISO分类的硬质合金牌号P、M、K，分别相当于我国国家标准的哪一类硬质合金？,数控刀具的材料,22,市场经济不断地推进，现代企业在高目标和低成本的追求过程中，已逐渐改变了传统的“大而全”、“小而全”的模式，取而代之的是以投入最小的人力、物力获得最大效益的“主题”生产。体现在金属切削刀具领域，成本已不再是简单的购买刀具的费用，一方面，采用什么样的刀具会影响到产品工艺、机床的选型和配置、生产效率、产品质量等，因而受到越来越多的重视；另一方面，自制刀具是否划算？人力物力的投入也成为企业考虑的问题。企业内部的成本核算推进了生产过程的专业化服务。因此，对一般机械加工企业来说，刀具的配置，更多的是如何选、如何用，而不是在如何设计与制造上。,数控刀具合理选用,23,数控刀具合理选用,24,刀片的夹紧方式,各种夹紧方式是为适用于不同的应用范围设计的。为了帮助您选择具体工序的最佳刀具，按照适合性对它们分类，适合性有1-3个等级，3为最佳选择。,山特维克可乐满车刀的夹紧方式选择,数控刀具合理选用,25,刀片形状的选择,正型（前角）刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型（前角）刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。,数控刀具合理选用,26,刀片形状的选择,根据加工轮廓选择刀片形状,一般外圆车削常用80凸三角形、四方形和80菱形刀片；仿形加工常用55、35菱形和圆形刀片；在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。,数控刀具合理选用,27,刀具前角的作用,前角对切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影响都很大,28,刀具前角的作用,29,余偏角等于90减主偏角，其作用是缓和冲击力，对进给力，背向力，切削厚度都有影响,刀具前角的作用,30,副偏角具有减少已加工表面与刀具摩擦的功能。一般为515,刀具副偏角的作用,31,刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车削时为35；铣削时1015,刀具刃倾角的作用,32,刀尖圆弧半径对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大，一般适宜值选进给量的23倍,刀尖圆弧半径的作用,33,可转位车刀的选用,断屑槽的参数直接影响到切削的卷曲和折断，目前刀片的断屑槽形式较多，各种断屑槽刀片的使用情况不尽相同，选用时一般参照具体的产品样本,MITSUBISHI推荐的适用于加工钢材的断屑槽形,34,可转位铣刀的选用特点,可转位铣刀的选用,类型的选择,可转位面铣刀、立铣刀、槽铣刀、专用铣刀等,可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式,刀片牌号和断屑槽形的选择,可转位铣刀直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸,为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型,齿数的选择,角度的选择,直径的选择,合理选择刀片硬质合金牌号的主要依据是被加工材料的性能和硬质合金的性能。用于铣削的刀片槽形一般有轻型、中型和重型,旋转刀具的选择,35,可转位铣刀类型的选择,可转位铣刀的类型,可转位面铣刀：主要用于加工较大平面选择，主要有平面粗铣刀、平面精铣刀、平面粗精复合铣刀三种,可转位槽铣刀：主要有三面刃铣刀、两面刃铣刀、精切槽铣刀,可转位立铣刀：主要用于加工凸台、凹槽、小平面、曲面等。主要有立铣刀、孔槽铣刀、球头立铣刀、R立铣刀、T型槽铣刀、倒角铣刀、螺旋立铣刀、套式螺旋立铣刀等,可转位专用铣刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取决于所用机床和零件的加工要求,旋转刀具的选择,36,可转位铣刀齿数（齿距）的选择,可转位铣刀的齿数,粗齿铣刀：大余量粗加工、软材料、切削宽度较大、机床功率较小,中齿铣刀：通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性,密齿铣刀：用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工,不等分齿距铣刀：防止工艺系统出现共振，使切削平稳，在铸钢、铸铁件的大余量粗加工中建议优先选用不等分齿距的铣刀,旋转刀具的选择,37,可转位铣刀角度的选择,可转位铣刀的角度,主偏角：可转位铣刀的主偏角有90、88、75、70、60、45等几种,前角：铣刀的前角可分解为径向前角和轴向前角。常用的前角组合形式如下：双负前角、双正前角、正负前角(轴向正前角、径向负前角)三种,各种角度中最主要的是主偏角和前角(制造厂的产品样本中对刀具的主偏角和前角一般都有明确说明),铣刀角度的功能,旋转刀具的选择,38,面铣刀直径选择：主要是根据工件宽度选择，同时要考虑机床的功率、刀具的位置和刀齿与工件接触形式等，也可将机床主轴直径作为选取的依据，面铣刀直径可按D1.5d（d为主轴直径）选取。一般来说，面铣刀的直径应比切宽大20%50%.两次走刀铣削平面，轨迹之间须有重叠部分,旋转刀具的选择,39,刀片牌号和断屑槽形的选择,可转位铣刀刀片牌号和断屑槽形,一般用户选用可转位铣刀时，均由刀具制造厂根据用户加工的材料及加工条件配备相应牌号的硬质合金刀片,P类合金（含金属陶瓷）：P01P05P10P15P20P25P30P40P50,M类合金：M10M20M30M40,K类合金：K01K10K20K30K40,断屑槽形的选择,旋转刀具的选择,40,面铣刀切削刃各角度的功能,旋转刀具的选择,41,基本刃形,前角的正负,基本刃形的组合,旋转刀具的选择,42,45面铣刀,为一般加工首选，背向力大，约等于进给力。加工薄壁零件时，工件会发生挠曲，导致加工精度下降。切削铸铁时，有利于防止工件边缘产生崩落,旋转刀具的选择,43,面铣加工视频,90面铣刀,适用于薄壁零件、装夹较差的零件和要求准确90成形场合，进给力等于切削力，进给抗力大，易振动，要求机床具有较大功率和刚性,旋转刀具的选择,44,铣削开放或封闭的槽、面或孔时均有上佳表现,旋转刀具的选择,45,各种高效铣削方法,插铣视频,旋转刀具的选择,46,多功能圆刀片铣刀,刀片可多次转位，切削刃强度高，切削刃强度高；随切深不同，其主偏角和切屑负载均会变化，切屑很薄，最适合加工耐热合金,旋转刀具的选择,47,球头立铣刀,通用性：仿形铣和曲面铣，以坡走铣或螺旋插补铣加工型腔适用于高速加工,旋转刀具的选择,48,各种整体硬质合金铣刀,旋转刀具的选择,49,螺纹铣刀,螺纹铣削的优点：螺纹铣削免去了采用大量不同类型丝锥的必要性；加工具有相同螺距的任意螺纹直径；加工始终产生的是短切屑，因此不存在切屑处置方面的问题；刀具破损的部分可以很容易地从零件中去除；不受加工材料限制，那些无法用传统方法加工的材料可以用螺纹铣刀进行加工；采用螺纹铣刀，可以按所需公差要求加工，螺纹尺寸是由加工循环控制的；与传统HSS(高速钢)攻丝相比，采用硬质合金螺纹铣削可以提高生产率,旋转刀具的选择,50,螺纹铣刀分类,圆柱螺纹铣刀：它的螺纹切削刃与丝锥不同，刀具上无螺旋升程，加工中的螺旋升程靠机床运动实现；该刀具既可加工右旋螺纹，也可加工左旋螺纹；适用于钢、铸铁和有色金属材料的中小直径螺纹铣削，切削平稳，耐用度高。缺点是刀具制造成本较高，结构复杂，价格昂贵,机夹螺纹铣刀：适用于较大直径(如D25mm)的内、外螺纹加工；刀片易于制造，价格较低，有的螺纹刀片可双面切削；抗冲击性能较整体螺纹铣刀稍差,旋转刀具的选择,51,丝锥的选择：工件材料的可加工性是攻螺纹难易的关键，对于高强度的工件材料，丝锥的前角和下凹量（前面的下凹程度）通常较小，以增加切削刃强度。下凹量较大的丝锥则用在切削扭矩较大的场合，长屑材料需较大的前角和下凹量，以便卷屑和断屑；加工较硬的工件材料需要较大的后角，以减小磨擦和便于冷却液到达切削刃，加工软材料时，太大的后角会导致螺孔扩大；螺旋槽丝锥主要用于盲孔的螺纹加工。加工硬度、强度高的工件材料，所用的螺旋槽丝锥螺旋角较小，这可改善其结构强度,丝锥,攻螺纹是在数控铣床和加工中心上加工小螺纹孔最常用的方法,旋转刀具的选择,52,工具系统选择,数控车床工具系统,镗铣类整体式工具系统,工具系统是针对数控机床要求与之配套的刀具必须可快换和高效切削而发展起来的，是刀具与机床的接口。,工具系统分类,镗式铣工类具模系块统,模块式刀柄通过将基本刀柄、接杆和加长杆（如需要）进行组合，可以用很少的组件组装成非常多种类的刀柄。整体式刀柄用于刀具装配中装夹不改变，或不宜使用模块式刀柄的场合。,53,工具系统型号表示方法,1.柄部型式及尺寸JT：表示采用国际标准ISO7388号加工中心机床用锥柄柄部；BT：表示采用日本标准MAS403号加工中心机床用锥柄柄部；其后数字为相应的ISO锥度号：如50和40分别代表大端直径69.85和44.45的7:24锥度。2.刀柄用途及主参数XD装三面铣刀刀柄MW-无扁尾氏锥柄刀柄XS装三面刃铣刀刀柄M有扁尾氏锥柄刀柄Z（J）-装钻夹头刀柄（贾式锥度加J）XP装削平柄铣刀刀柄用途后的数字表示工具的工作特性，其含义随工具不同而异。3.工作长度,工具系统选择,54,常用刀柄,面铣刀刀柄,整体钻夹头刀柄,工具系统选择,55,常用刀柄,镗刀柄,工具系统选择,56,常用刀柄,莫式锥度刀柄,快换式丝锥刀柄,钻夹头刀柄,工具系统选择,57,常用刀柄,ER弹簧夹头刀柄,ER弹簧夹头,侧压式立铣刀柄,工具系统选择,58,ISO7388及DIN69871的A型拉钉,ISO7388及DIN69871的B型拉钉,MASBT的拉钉,拉钉是带螺纹的零件，常固定在各种工具柄的尾端。机床主轴内的拉紧机构借助它把刀柄拉紧在主轴中。数控机床刀柄有不同的标准，机床刀柄拉紧机构也不统一，故拉钉有多种型号和规格,拉钉的选择：根据数控机床说明书选择；对机床自带的拉钉进行测量后来确定,注意：如果拉钉选择不当，装在刀柄上使用可能会造成事故。,拉钉的种类及选择,工具系统选择,59,60,第2章数控刀具及其选用,了解数控刀具的种类及特点、如何正确选择和使用数控加工刀具；学会根据被加工材料来合理选择数控刀具的材料和切削参数。,61,2.1数控刀具的种类及特点,2.1.1数控刀具的种类,数控刀具-主要指数车、数铣及加工中心上使用的刀具。,62,2.1.1数控刀具的种类,63,2.1.1数控刀具的种类,64,刀具刚性好，切削效率高,要有高的精度和重复定位精度,要有高的可靠性和耐用度,能实现刀具尺寸的预调和快速换刀,具有完善的工具系统,具有刀具管理系统,要有在线监控及尺寸补偿系统,2.1.2数控刀具的特点,65,为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具两种。,数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。,2.1.2数控刀具的特点,66,2.1.3数控加工的工具系统,由于在数控机床上要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量较多。,数控加工的工具系统：由数控刀具及实现刀具快换所必需的定位、夹紧、抓拿及刀具保护等机构组成，是刀具与机床的接口。作用：实现刀具快换及高效切削。,数控加工典型工具系统的种类：车削类工具系统、TSG整体式镗铣类工具系统、TMG镗铣类模块式工具系统。,67,2.1.3数控加工的工具系统,工具系统的组成：刀柄、刀杆、刀头或通用刀具。,数控机床常用刀柄类型（刀柄锥度为7：24）有：JT类带有机械手夹持槽；ST类无机械手夹持槽；BT类日本标准（MAS403），带机械手夹持槽。,68,车削类工具系统,车削类工具系统与数控车床的回转刀架配套：,a.立式方形刀架+方形刀体或圆柱刀杆；,b.卧式多刀位刀架+模块化车削工具系统。,卧式多刀位刀架,69,TSG整体式镗铣类工具系统：把锥柄和刀杆制成一体；工具系统的柄部形式有直柄和锥柄两种。,TSG整体式镗铣类工具系统,70,TMG镗铣类模块式工具系统,模块式工具系统组成,TMG工具系统是把整体式刀具分解成柄部（主柄模块）、中间连接块（连接模块）、工作头部（工作模块）三个主要部分，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接精度、强度、刚性的前提下，将这三部分连接成整体。,71,TMG21工具系统,TMG镗铣类模块式工具系统,72,刀具系统与加工中心的刀具库,可装20把刀的无臂式ATC刀具库,73,可装24把刀的有臂式ATC刀具库,刀具系统与加工中心的刀具库,74,数控刀具的选择：根据零件的材料种类、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知条件来决定刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进给量、切削速度和刀片牌号。,2.1.4数控刀具的材料,刀具的材料是指切削部分的材料。刀具材料的性能必需满足：硬度、强度和韧性、耐磨性、耐热性等条件。同时考虑经济性。,75,数控刀具的材料,高速钢,YG类硬质合金（ISO-K类）,YT类硬质合金（ISO-P类）,高性能高速钢,普通高速钢,硬质合金,YW类硬质合金（ISO-M类）,金属陶瓷,纯氧化铝类（白色陶瓷）,TiC添加类（黑色陶瓷）,聚晶立方碳化硼（PCBN）,聚晶金刚石（PCD）,常用数控刀具的材料,76,2.2可转位刀片的应用及代码,可转位刀具是将预先加工好并带有若干个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。由刀片和刀体组成。当在使用过程中一个切削刃磨钝了后，只要将刀片的夹紧松开，转位或更换刀片，使新的切削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。,可转位刀具的两个特征：其一，刀体上安装的刀片，至少有两个预先加工好的切削刃供使用。其二，刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变，并具有相同的几何参数。,77,2.2.1可转位刀具的基本结构,1、可转位刀具的组成,可转位刀具一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成。各部分的作用为：,刀片：承担切削，形成被加工表面。刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。刀体：刀片及刀垫的载体，承担和传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床的联接。,78,2.2.1可转位刀具的基本结构,2、可转位刀片型号表示规则,可转位刀片型号通过上面10个字符来表示：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1表示刀片形状及夹角；2表示主切削刃后角；3表示刀片尺寸（d、s）公差；4表示刀片断屑及夹固形式；5表示切削刃长度；6表示刀片厚度；7表示修光刃的代码；8表示特殊需要的代码；9表示进刀方向、倒刃角度；10为厂商补充代号等。,79,2.2.1可转位刀具的基本结构,3、常用机夹可转位刀片的选用,（1）车外圆的刀片：一般要选通用性较高的及在同一刀片上切削刃数较多刀片。粗车时选较大尺寸，精车、半精车时选较小尺寸。,常用刀片形状：S形、T形、C形、R形、W形、D形、V形。,（2）切断刀片：使用直接压制出断屑槽形的切断刀片。,（3）切槽刀片：切深槽用切断刀片，切浅槽用成型刀片。,（4）螺纹刀片：常用的是L形，又分内、外螺纹刀片。,（5）切削刃长度的选择：根据背吃刀量进行选择。,（6）刀尖圆弧的选择：粗车时尽可能采用较大刀尖圆弧半径，精车时一般用较小圆弧半径。,80,2.2.1可转位刀具的基本结构,3、常用机夹可转位刀片的选用,（8）刀片后角的选择：0后角一般用于粗、半精车；5、7、11后角一般用于半精、精车、仿形及加工内孔。,（7）刀片厚度的选择：通常是根据背吃刀量与进给量来选用。,（9）刀片精度的选择：可转位刀片家规定16种精度，其中6种适合于车刀，代号为H、E、G、M、N、U，H最高，U最低，普通车床粗、半精加工用U级，对刀尖位置要求较高的或数控车床用M，更高级的用G。,81,刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一。选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素，要使刀具的尺寸与被加工工件的尺寸和形状相适应。,2.3数控加工刀具的选择,刀具选择的基本原则：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高；在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。,具体应用见P62-63数控车削、数控铣削刀具的选择。,2.3.1数控加工刀具的选用原则,82,刀具选择应考虑的主要因素有：,如操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。,数控刀具的选择,被加工工件的材料、性能,如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。,加工工艺类别,车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。,加工工件信息,工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。,刀具能承受的切削用量,辅助因数,切削用量三要素，包括主轴转速、切削速度与切削深度。,83,1）铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图所示。,数控刀具的选择,84,2）曲面类零件,加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头铣刀。粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图所示。,数控刀具的选择,85,数控刀具的选择,3）铣小平面或台阶面,铣小平面或台阶面一般采用通用铣刀，如图所示。,86,数控刀具的选择,4）键槽,铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图所示。,87,数控刀具的选择,5）孔加工,孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图所示。,88,合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。切削用量具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。,2.3.2加工过程中切削用量的确定,89,合理选择切削用量，具体要考虑以下几个因素：切削深度t。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度b。一般b与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般b的取值范围为：b=（0.60.9）d。切削速度v。v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：n=1000v/d。进给速度F。F应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。计算公式：车削-F=nf；铣削-F=nfz式中：f-进给量；z-铣刀齿数背吃刀量：机床-刀具系统刚度高时可取大些，预留精加工余量值为0.10.5mm。,2.3.2加工过程中切削用量的确定,90,2.4典型零件数控加工刀具选择实例,2.4.1数控车削刀具选择实例,2.4.2数控铣削刀具选择实例,91,数控铣床刀具补偿及编程,一、数控铣床刀具补偿的含义在数控铣床上，由于程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合，它们在尺寸大小上存在一个刀具半径和刀具长短的差别，为此就需要根据实际加工的形状尺寸算出刀具刀位点的轨迹坐标，据此来控制加工。,92,二、数控铣床刀具补偿类型刀具半径补偿:补偿刀具半径对工件轮廓尺寸的影响.刀具长度补偿:补偿刀具长度方向尺寸的变化.三、刀具补偿的方法人工预刀补：人工计算刀补量进行编程机床自动刀补：数控系统具有刀具补偿功能。,93,四、刀具半径补偿功能,1、刀具半径补偿的作用在数控铣床上进行轮廓铣削时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。人工计算刀具中心轨迹编程，计算相当复杂，且刀具直径变化时必须重新计算，修改程序。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。,94,分为三步：1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。2、刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。,2、刀具半径补偿的过程,95,3、刀具半径补偿指令,刀具半径补偿G41，G42，G40格式：,X、Y、Z值是建立补偿直线段的终点坐标值；D为刀补号地址，用D00D99来指定，它用来调用内存中刀具半径补偿的数值。,96,指令的几点说明：（1）、G41刀径左补偿，G42刀径右补偿。刀补位置的左右应是顺着编程轨迹前进的方向进行判断的。G40为取消刀补。,顺铣,逆铣,97,（2）、在进行刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行。平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行，否则将产生报警。（3）、刀补的引入和取消要求应在G00或G01程序段，不要在G02/G03程序段上进行。（4）、当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。（5）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。（6）、G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。,98,4、刀具半径补偿应用利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的。,99,多把刀加工示例,刀具基准,T01G90G01Z-50F50.,100,五、刀具长度补偿,1、刀具长度补偿的作用：用于刀具轴向(Z向)的补偿.使刀具在轴向的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量.刀具长度尺寸变化时，可以在不改动程序的情况下，通过改变偏置量达到加工尺寸.利用该功能，还可在加工深度方向上进行分层铣削，即通过改变刀具长度补偿值的大小，通过多次运行程序而实现。,101,2、刀具长度补偿的方法将不同长度刀具通过对刀操作获取差值。通过MDI方式将刀具长度参数输入刀具参数表。执行程序中刀具长度补偿指令。,102,3、刀具长度补偿指令,刀具长度补偿G43，G44，G49,（1）格式,G43刀具长度正补偿G44刀具长度负补偿G49取消刀长补偿G43G44G49均为模态指令其中Z为指令终点位置，H为刀补号地址，用H00H99来指定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。,103,执行G43时，（刀具长时，离开刀工件补偿）Z实际值=Z指令值+（Hxx）执行G44时，（刀具短时，趋近工件补偿）Z实际值=Z指令值-（Hxx）,其中（Hxx）是指xx寄存器中的补偿量，其值可以是正值或者是负值。当刀长补偿量取负值时，G43和G44的功效将互换。,104,设（H02）=200mm时N1G92X0Y0Z0设定当前点O为程序零点N2G90G00G44Z10.0H02指定点A，实到点BN3G01Z-20.0实到点CN4Z10.0实际返回点BN5G00G49Z0实际返回点O,示例1,105,使用G43、G44相当于平移了Z轴原点。即将坐标原点O平移到了O点处，后续程序中的Z坐标均相对于O进行计算。使用G49时则又将Z轴原点平移回到了O点。在机床上有时可用提高Z轴位置的方法来校验运行程序。,106,示例2使用01,T02,T03号刀具对工件进行钻、扩、铰加工编程时选01刀具为标准刀具长度.试写出用G43、G44指令对T02,T03刀具向下快速移动100mm时,进行长度补偿的程序段,并说明存储器