数控刀具及其工具系统介绍

第十三章数控刀具及其工具系统

对数控刀具要求刀具快换、自动更换和尺寸预调数控刀具工具系统刀具尺寸控制系统与刀具磨损、破损检测本章要求：

了解数控刀具特殊要求；认识车削类、镗铣类数控机床刀具系统结构及特点；掌握数控刀具预调原理和方法。数控刀具及其工具系统介绍第1页第一节对数控刀具要求——为适应多变加工零件要求，数控机床尽可能经过提升刀具及其工具系统标准化、系列化和模块化程度来取得最正确经济效益。1）刀具切削性能应稳定可靠，防止刀具过早损坏而造成无须要停机。2）刀具应有较高寿命。3）确保可靠地断屑、卷屑和排屑。4）能快速地换刀或自动换刀。5）能快速、准确地调整刀具尺寸。6）必须从数控加工特点出发来制订数控刀具标准化、系列化和通用化结构体系。7）应建立刀具及其工具系统信息数据库及其管理系统。8）含有完善刀具组装、预调、编码标识和识别系统。9）应建立切削数据库方便合理使用机床与刀具。数控刀具及其工具系统介绍第2页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调一、刀具快换或自动更换1、刀片转位或更换刀片——精加工仍需尺寸调整。2、更换刀头模块数控刀具及其工具系统介绍第3页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调一、刀具快换或自动更换3、更换刀夹4、手动更换刀柄更换刀夹更换刀柄数控刀具及其工具系统介绍第4页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调一、刀具快换或自动更换5、自动换刀转塔刀架自动换刀利用刀库和机床运动来自动换刀数控刀具及其工具系统介绍第5页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调利用刀库和机械手自动换刀过程：数控刀具及其工具系统介绍第6页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调二、数控刀具尺寸预调1、数控刀具尺寸预调方法表13－1：惯用刀具尺寸调整结构和方法数控刀具及其工具系统介绍第7页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调二、数控刀具尺寸预调1、数控刀具尺寸预调方法示例：

刀具轴向尺寸数显对刀数控刀具及其工具系统介绍第8页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调二、数控刀具尺寸预调1、数控刀具尺寸仪光学测量立式多工位刀具预调仪数控刀具及其工具系统介绍第9页第二节刀具快换、自动更换和尺寸预调二、数控刀具尺寸预调1、数控刀具尺寸仪刀具预调仪功效模块图数控刀具及其工具系统介绍第10页第三节数控刀具工具系统数控刀具工具系统——

用来连接机床主轴和刀具之间辅助系统（含硬件和软件）。除刀具本身以外，还包含实现刀具快换所必需定位、夹持、拉紧、动力传递和刀具保护等部分。按使用范围可分为车削类和镗铣类数控工具系统；按系统结构特点可分为整体式和模块式工具系统。数控刀具及其工具系统介绍第11页第三节数控刀具工具系统一、车削类数控工具系统1、车床刀架形式图14-11常见数控车床刀架形式a）盘形刀架（径向装刀)b）盘形刀架（轴向装刀）c）四方刀架

2、刀具类型数控刀具及其工具系统介绍第12页第三节数控刀具工具系统一、车削类数控工具系统3、工具系统中动力驱动动力驱动钻夹头数控刀具及其工具系统介绍第13页CZG车削类数控工具系统（DIN69880）a）非动力刀夹组合形式b）动力刀夹组合形式数控刀具及其工具系统介绍第14页第三节数控刀具工具系统一、车削类数控工具系统3、工具系统中动力驱动CZG车削类数控工具系统柄部结构数控刀具及其工具系统介绍第15页第三节数控刀具工具系统一、车削类数控工具系统DIN69880工具系统圆柄刀夹基本结构尺寸（单位：mm）数控刀具及其工具系统介绍第16页第三节数控刀具工具系统一、车削类数控工具系统表14-3DIN69880工具系统容槽基本结构尺寸（单位：mm）

数控刀具及其工具系统介绍第17页第三节数控刀具工具系统一、车削类数控工具系统3、工具系统中动力驱动Sandvik模块式车削CZG车削工具系统1—带有椭圆三角短锥接柄刀头模块2—刀柄3—可涨开涨环4—拉杆数控刀具及其工具系统介绍第18页第三节数控刀具工具系统二、镗铣类数控工具系统

系统普通由工具柄、刀具装夹和刀具组成，分为整体式和模块式两大类。自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部尺寸（GB/T10944—)

（单位：mm）

数控刀具及其工具系统介绍第19页第三节数控刀具工具系统自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部尺寸（GB/T10944—)

（单位：mm）

数控刀具及其工具系统介绍第20页二、镗铣类数控工具系统1、整体式镗铣类工具系统（TSG）

工具系统中柄部形式和尺寸代号、工具代号及意义分别见表13－2、13－3。数控刀具及其工具系统介绍第21页二、镗铣类数控工具系统2、模块式镗铣类工具系统（TMG）第三节数控刀具工具系统数控刀具及其工具系统介绍第22页二、镗铣类数控工具系统2、模块式镗铣类工具系统（TMG）（1）圆柱定心径向销钉锁紧式（TMG21）

1）拆装方便

2）夹紧力大

3）刀柄刚性好

4）制造精度要求高

5）组装方便第三节数控刀具工具系统圆柱定心径向销钉锁紧结构1—定位销2—固定螺钉3—锥端滑销4—紧固螺钉数控刀具及其工具系统介绍第23页二、镗铣类数控工具系统2、模块式镗铣类工具系统（TMG）（2）圆锥定心轴向螺栓锁紧式（TMG10）

1）定心精度高联结刚性好；

2）拆卸、组装、调整工作量大；

3）废品率低，结构简单，成本比TMG21低。第三节数控刀具工具系统圆锥定心轴向螺栓锁紧式（TMG10）工具系统数控刀具及其工具系统介绍第24页二、镗铣类数控工具系统3、高速铣削用工具系统第三节数控刀具工具系统在高速旋转中离心力使主轴锥孔扩张数控刀具及其工具系统介绍第25页二、镗铣类数控工具系统3、高速铣削用工具系统第三节数控刀具工具系统德国HSK刀柄与主轴联结结构与工作原理a）HSK刀柄b）主轴数控刀具及其工具系统介绍第26页二、镗铣类数控工具系统3、高速铣削用工具系统第三节数控刀具工具系统美国KM刀柄与主轴联结结构1—KM刀柄2—主轴3—拉杆数控刀具及其工具系统介绍第27页二、镗铣类数控工具系统3、高速铣削用工具系统第三节数控刀具工具系统日本BIG－plus刀柄（图上半部）与BT刀柄（图下半部）数控刀具及其工具系统介绍第28页二、镗铣类数控工具系统3、高速铣削用工具系统第三节数控刀具工具系统高精度液压夹头1—加压螺钉2—油腔3—油腔4—装刀孔5—刀具数控刀具及其工具系统介绍第29页一、刀具尺寸控制系统第四节刀具尺寸控制系统与

刀具磨损、破损检测尺寸检测——刀具尺寸控制（赔偿）——加工a）尺寸控制系统工作原理b）拉杆—摆块式赔偿装置数控刀具及其工具系统介绍第30页二、刀具磨损检测与控制第四节刀具尺寸控制系统与

刀具磨损、破损检测镗刀磨损测量

1—参考表面2—磨损传感器3—测量装置4—刀具触头1、刀具磨损直接检测与赔偿数控刀具及其工具系统介绍第31页二、刀具磨损检测与控制第四节刀具尺寸控制系统与

刀具磨损、破损检测装有测力轴承加工中心主轴1、3—测力轴承2—电缆线2、刀具磨损间接测量和监测（1）以刀具寿命为判断依据（2）以刀具寿命为判断依据数控刀具及其工具系统介绍第32页二、刀具磨损检测与控制第四节刀具尺寸控制系统与

刀具磨损、破损检测表面粗糙度与刀具磨损之间关系2、刀具磨损间接测量和监测（3）以加工表面粗糙度为判断依据数控刀具及其工具系统介绍第33页二、刀具磨损检测与控制第四节刀具尺寸控制系统与

刀具磨损、破损检测2、刀具磨损间接测量和监测激光检测工件表面粗糙度1—参考探测器2—激光发生器3—斩波器4—测量探测器数控刀具及其工具系统介绍第34页三、刀具破损检测第四节刀具尺寸控制系统与

刀具磨损、破损检测1、光电式1—光源2—钻头3—光敏元件1—钻头2—气动压力开关3—喷嘴2、气动式数控刀具及其工具系统介绍第35页思索题：1.对数控刀含有哪些特殊要求？

2.自动化加工用刀具快换有哪些基本方式，各有何优缺点?3.举例说明车刀尺寸预调方法。

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