《数控车技术分册》-第三章

3.1数控车削常用刀具3.1.1数控刀具的要求和特点要求(1)要有高的切削效率。(2)要有高的精度和重复定位精度。(3)要有高的可靠性和耐用度。(4)实现刀具尺J‘的预调和快速换刀。(5)具有完善的模块式工具系统。(6)建立完备的刀具管理系统。(7)要有在线监控及尺寸补偿系统。2.特点数控车床能兼作粗、精车削，因此在粗车时，要强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大吃刀量、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。此外，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。日前，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。返回下一页3.1数控车削常用刀具3.1.2常用刀具的名称上一页下一页返回3.1数控车削常用刀具

除此以外，还有球头车刀，梯形螺纹车刀等，因使用较少，本帝不一一作介绍。上一页下一页返回3.1数控车削常用刀具3.1.3刀具的材质数控车床的刀具材料往往是指刀具切削部分的材料，即可以更换的刀头的材料。刀具材料应具有较高的强度、硬度、耐热性、耐磨性、导热性及良好的经济性。日前采用较多的刀具材料有以下儿种:(1)高速钢。普通车床材料较多的采用通用型的高速钢，而数控车采用的是比通用型高速钢大10倍左右的耐用度的高速钢。主要牌号为W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2等。(2)硬质合金。硬质合金比高速钢的耐用性好，同时价格也相对较高。广加工铸铁和有色金属零件，常用的牌号有YG类，YT类、YW类。(3)涂层刀具。在高速钢或者硬质合金表面涂上一层特殊的材料，耐用度提高。一般能提高1一10倍的耐用度，特别是高速钢涂层的刀具上。(4)非金属材料刀具。主要有陶瓷、立方氮化硼、金刚石。详细分类列表见图3-1。返回下一页上一页3.1数控车削常用刀具3.1.4刀具的参数1.刀杆的参数主要从选择刀杆的角度来考虑刀杆的参数，选择刀杆型号见图3-2。选择刀杆参数2.刀片的参数(1)刀尖角。刀尖角的大小决定厂刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35º-90º。R型圆刀片，在重切削时具有较好的稳定性，但易产生较大的径向力。下一页返回上一页3.1数控车削常用刀具2.刀片的参数(1)刀尖角。刀尖角的大小决定厂刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35。-90。R型圆刀片，在重切削时具有较好的稳定性，但易产生较大的径向力。①刀具的形状代号见表3-3。②刀片形状适用场合见表3-4。刀片可分为正型和负型两种基本类型。正型刀片:对于内轮廓加工、小型车床加工、工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂时应优先选择正型刀片。负型刀片: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。(2)车刀刀具的主切削刃后角代码，如表3-5所示。(3)车刀刀具尺寸公差代号见表3-6。(4)车刀刀具槽孔代号见表3-7。(5)车刀刀片厚度的代号见表3-8。刀片的厚度是指刀片底面和切削刃最高部分之间的高度。(6)车刀刀尖圆弧代号见表3-9。下一页返回上一页3.1数控车削常用刀具3.车刀刀片的加工性能(见表3-10)常见的车削用量与材料的参考表见表3-11。上一页返回3.2数控车床常用夹具3.2.1数控车床夹具的特点(1)数控车床夹具必须适应数控车床的高精度、高效率、多方向同时加工、数字程序控制及单件小批生产的特点。(2)数控车床夹具的新要求:①推行标准化、系列化和通用化。②发展组合夹具和拼装夹具，降低生产成本。③提高精度。④提高夹具的高效自动化水平。返回下一页3.2数控车床常用夹具3.2.2数控夹具的介绍1.数控车床卡盘分类(1)三爪自定心卜盘(如图3-4所示)。优点:可自动定心，装夹方便，应用较广。缺点:夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的工件。选用要求:一般来说，外形比较规则的棒类零件使用三爪自定心卜盘。(2)四爪单动卜盘。四个爪都可单独移动，安装工件时需找正，夹紧力大，适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大的工件。四爪卜盘的外形如图3-5所示。它的四个爪通过四个螺杆独立移动。它的特点是能装夹形状比较复杂的非回转体，如正方形、长方形等，而且夹紧力大。由于其装夹后不能自动定心，所以装夹效率较低，装夹时必须用划线盘或百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心对齐。下一页返回上一页3.2数控车床常用夹具(3)花盘。形状不规则的工件，无法使用三爪或四爪卜盘装夹的工件，可用花盘装夹。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上的许多长槽用以穿放螺栓，工件可用螺栓直接安装在花盘上，如图3-6所示。也可以把辅助支承角铁(弯板)用螺钉牢固夹持在花盘上，工件则安装在弯板上。如图3-7所示为加工一轴承座端面和内孔时，在花盘上装夹的情况。为厂防止转动时因重心偏向一边而产生振动，在工件的另一边要加平衡铁。工件在花盘上的位置需经仔细找正。)(4)液压夹盘。数控车床为高效加工和高精度加工设备，为满足多种零件的高精度加工需要应当选配合适的自动夹盘。有专门生产液压夹盘的生产厂商给国内大型企业提供设备。根据零件加工的不同需要，可以选择三种不同的夹头。选用要求:适用于自动定心径向夹紧装置、顶尖定心。返回上一页下一页3.2数控车床常用夹具2.夹具的介绍(1)软爪。数控卜盘通常都配备有未经淬火的卜爪，即所谓软爪。软爪分为内夹和外夹两种形式，卜盘闭合时夹紧工件的软爪为内夹式软爪，卜盘张开时撑紧工件的软爪为外夹式软爪。如图3一8所示，软爪是以端面齿槽与卜爪座定位，通过螺钉和日爪座中的T形螺母，固定在卜爪座上。数控卜盘工作时，软爪在卜爪座的带动下，作闭合或张开运动，将工件夹紧或松开。夹持不同工件时，通过改变软爪在卜爪座上的位置来改变数控卜盘的夹持尺寸。在加工批量较大的轴类或盘类零件时，为防止破坏工件已加工表面，保证工件被夹持面和被加工面的同轴度要求，须将液压卜盘软爪的夹持面车削一下。车削内夹式软爪的传统方法如图3-8所示，先在液压卜盘软爪内侧夹持一个圆形支撑板来支撑软爪，然后再对软爪的夹持面进行车削加工，使软爪夹持面直径尺寸与工件被夹持部位直径尺寸大致相等。为使软返回上一页下一页3.2数控车床常用夹具

爪行程的中央部位成为夹持工件的位置，车削夹持尺寸不同的软爪就要用不同直径尺寸的支撑板，因此车削内夹式软爪前，需要事先准备多种不同尺寸规格的支撑板。因为软爪内侧夹持有支撑板，软爪的夹持面不可能全部被车削加工，而且加工尺寸一旦过量，就得更换新的支撑板，对软爪重新进行加工。车削软爪时，支撑板被夹持在软爪内侧，而液压卜盘实际工作时，工件却被夹持在软爪的外侧。(2)硬爪。一般把卜盘配的三爪叫做硬爪，其整体淬火硬度在60HRC以上，不进行车爪，直接进行夹持工件。一般可以在硬爪上焊接铜、低碳钢等软质材料，从而转变为软爪。(3)其他夹具。包括专门设计的组合夹具和专用夹具。种类繁多，在此不一一介绍。返回上一页下一页3.2数控车床常用夹具3.2.3夹具的选择和工件装夹方法的确定(1)夹具的选择。数控加工时夹具有两个要求:一是夹具应该具有足够的精度和刚度;二是夹具有可靠的定位基准。选用夹具时通常应考虑以下儿点:①单件小批量生产时，尽量选用可调整夹具、组合夹具及其他通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。②成批生产时，可考虑采用专用夹具，结构力求简单。③装卸工件要求迅速方便，以减少车床停机的时间。④夹具在车床上安装应准确可靠，以保证工件在正确位置上的加工。(2)夹具的类型。数控车床上的夹具主要有两类:一类用于盘类和短轴类零件，工件毛坯装在可调夹具的夹盘(三爪、四爪)中，由卜盘传动旋转;另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶尖间，工件由主轴上的拨动卜盘传动旋转。返回下一页3.2数控车床的常用夹具3.2.4综合举例1.常见的轴类零件图3-9是我们常见的轴类零件的加工(单件小批量)，下面对其需要哪些夹具进行分析，见表3-12。2.工厂大批量加工如图3-10所示工件(手柄)一般来说，采用三爪硬爪也可以完成加工。但是，考虑到工厂大批量加工，在加工前，先车削内孔直径18mm、长度超过12mm的软爪。如表3-13所示为轴类零件加工夹具的选择。返回图3-1数控刀具材料返回图3-2数控刀具刀杆返回图3-4三爪自定心卡盘返回图3-5四爪单动卡盘

返回图3-6在花盘上安装零件返回图3-7在花盘上用杳板安装零件返回图3-9东由类零件图

返回表3-12轴类零件加工夹具洗择返回图3一10东由类零件图返回表3-13轴类零件加工夹具选择返回表3-3常用车刀刀具形状代号表3-3常用车刀刀具形状代号