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前言第1章 绪论1.1 数控加工对刀具的要求1.2 数控刀具国内外发展状况1.2.1 数控刀具的种类1.2.2 数控刀具技术的现状1.2.3 我国数控刀具技术的发展现状
第2章 数控刀具基础2.1 刀具的基本概念2.2 刀具的结构2.2.1 刀具切削部分的组成和角度2.2.2 合理选择刀具切削刃部结构形式2.2.3 刀具装夹部分的结构形式2.3 数控可转位刀具2.3.1 可转位刀具的基本概念2.3.2 可转位刀片的型号及表示方法2.3.3 可转位刀片的夹紧方式和典型结构2.3.4 可转位刀片的选用
第3章 数控刀具材料3.1 数控加工对刀具材料的要求3.2 高速钢刀具材料的种类、性能和特点3.2.1 普通高速钢3.2.2 高性能高速钢3.2.3 粉末冶金高速钢3.2.4 涂层高速钢3.2.5 高速钢刀具的选用3.3 硬质合金刀具材料的种类、性能和特点3.3.1 硬质合金的性能及牌号表示方法3.3.2 普通硬质合金的种类、牌号及适用范围3.3.3 超细晶粒硬质合金3.3.4 涂层硬质合金3.4 新型刀具材料的种类、性能和特点3.4.1 陶瓷刀具材料3.4.2 金刚石刀具材料3.4.3 立方氮化硼刀具材料3.5 数控刀具材料的选择
第4章 数控车削刀具4.1 车刀的种类和用途4.2 机夹可转位车刀代码4.2.1 机夹可转位车刀刀片代码4.2.2 机夹可转位外圆和内孔车刀代码4.2.3 机夹可转位式螺纹车刀代码4.2.4 其他机夹可转位式车刀代码4.3 车削加工刀具的选择4.3.1 刀片材质的选择4.3.2 刀片形状的选择4.3.3 主切削刃法后角的选择4.3.4 精度选择4.3.5 刀片夹固形式与有无断屑槽的选择4.3.6 刀片尺寸大小与厚度的选择4.3.7 断屑槽的选择4.3.8 选择可靠的刀片夹紧结构
第5章 数控铣削刀具5.1 概述5.1.1 铣刀的种类和用途5.1.2 铣刀的几何参数5.2 数控加工中常用铣刀及代码5.2.1 数控可转位铣刀刀片及铣刀代码5.2.2 面铣刀5.2.3 立铣刀5.2.4 其他铣刀5.3 可转位铣刀的合理选用5.3.1 可转位铣刀的结构5.3.2 可转位铣刀的角度选择5.3.3 可转位铣刀的齿数(齿距)5.3.4 可转位铣刀的直径5.3.5 刀片牌号的选择
第6章 数控加工中孔加工刀具6.1 孔加工刀具的种类及孔加工的方法及特点6.1.1 孔加工刀具的种类6.1.2 孔加工的方法及特点6.2 麻花钻6.2.1 高速钢麻花钻6.2.2 硬质合金麻花钻6.3 深孔钻6.3.1 单刃外排屑深孔钻6.3.2 内排屑深孔钻6.3.3 喷吸钻6.4 镗刀6.4.1 粗镗刀6.4.2 精镗刀6.5 铰刀6.5.1 高速钢铰刀6.5.2 硬质合金铰刀6.5.3 铰刀的选择
第7章 数控工具系统7.1 概述7.1.1 数控加工中的刀具快换7.1.2 数控工具系统概念7.1.3 机床与工具系统的接口7.2 镗铣类数控机床工具系统的接口及其标准7.2.1 锥度为7∶24的通用刀柄7.2.2 锥度为1∶10的HSK刀柄7.3 镗铣类数控机床工具系统7.3.1 整体式工具系统7.3.2 模块式工具系统7.4 数控车削工具系统7.4.1 数控车削整体式工具系统的特点7.4.2 数控车削模块式工具系统的特点参考文献2100433B
《数控加工刀具及其选用技术。从数控加工生产实际的角度出发,以切削过程的基本理论为基础,以掌握数控机床刀具合理使用技术、发挥数控机床效能为目标,阐述了数控加工的切削基础、刀具材料的种类及其选用原则,以及数控刀具的特点,分析了数控车削刀具、数控铣削刀具和孔加工刀具的种类、特点及合理使用的技术。
数控技术应用比数控加工的覆盖面更广,需要学的知识更多。数控技术应用可以包含以下职业:数控操作、数控编程、数控维修、数控现场技术员、数控工艺编制……数控操作就是数控加工,所以2个专业毕业后,职业有可能相...
具体要根据箱体的加工精度、使用用途及大小来选定机床,有齿轮箱、电控箱、防爆箱等等,齿轮箱的技术要求相对要高点,主要是各齿轮的中心距和箱体的结合面;防爆箱是隔爆面的平面度与光洁度(表面粗糙度)。一般采用...
得看什么品牌 青岛有些厂子还买日本二手的大隗卧式加工中心呢
数控加工中心刀具换刀系统的设计
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数控加工中心刀具库自动换刀系统
职业技术学院 毕 业 论 文 题目: 数控加工中心自动换刀系统 学 生: 学 号: 院 (系): 专 业: 指导教师: 2013 年 5 月 3 日 Ⅰ 数 控 加 工 中 心 刀 具 库 自 动 换 刀 系 统 摘 要 本设计介绍了加工中心自动换刀装置的机械手运动的部分设计及控制系统的设计, 最终实现自动换刀动作, 介绍了目前加工中心常用的刀库, 及其在加工中心上的应用情 况,从而可以看出在数控方面的发展趋势。 换刀装置作为加工中心的重要组成部分, 其主要作用在于减少加工过程中的非切削 时间,提高生产率,降低生产成本,进而提升机床乃至整个生产线的生产力。加工中心 自动换刀装置是实现多工序连续加工的重要装置, 其结构设计及其控制是实现加工中心 设计制造的关键。加工中心的换刀过程较为复杂,动作多,动作间的相互协调多,进而 自动换刀系统的好坏直接影响加工效率的高低。 带有自动换刀系统的
在数控加工中,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。
数控加工刀具补偿的两种类型: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)。
数控加工刀具补偿的两种方法:人工预刀补 (人工输入CAM 软件的刀补量进行编程实现刀补);数控系统具有自动刀具补偿功能(程序调用刀具列表参数进行刀补)。经过生产实践证明,如果能灵活应用刀具半径补偿和长度补偿功能,合理设置刀具半径补偿值及长度补偿值,对数控加工将有重要的意义。
下面重点讨论刀具的半径补偿和刀具的长度补偿。
1.刀具的半径补偿
若数控装置不具备刀具半径自动补偿功能,要想加工出合格的零件,则只有按刀具中心轨迹进行编程,在编程时就要把刀具的半径计算到每一步的程序中,那么数据计算就很复杂。特别是当刀具磨损后,刀具直径发生变化,必须重新计算刀具中心轨迹,修改程序,这样很难保证加工的精度。如果数控系统具备刀具半径补偿功能,则编程时只需按工件实际轮廓线进行。数控系统会自动计算刀具中心轨迹坐标,使刀具
偏离工件轮廓一个半径值,即进行半径补偿。
1.1 刀具半径补偿的方法
根据ISO 标准规定,工件假定不动,刀具运动。沿刀具的运动方向看,当刀具处在工件切削轮廓左侧时,称为刀具半径左补偿,用G41 表示;当刀具处在工件切削轮廓右侧时,称刀具半径右补偿,用G42 表示。如图所示。
1.2 刀具半径补偿的工作过程
刀具半径补偿的工作过程分三步:即刀补的建立、刀补进行和刀补的取消。
(1)刀补的建立。刀补的建立,就是指刀具从起点接近工件时,刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。G41、G42 只能在含有G00 或GO1 的程序段有效。
(2)刀补的进行。刀补一旦建立,便一直有效,即刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量,直到刀补取消。此时半径补偿在G00、G01 情况下均有效。
(3)刀补取消。使用G40 取消刀具半径补偿,使用该指令后,G41、G42 指令无效。
1.3 刀具半径补偿功能在数控铣削和加工中心编程中应用
(1)避免计算刀具中心轨迹,可直接用零件轮廓尺寸编程。计算复杂形状工件刀具中心轨迹是比较麻烦的,只要采用刀具半径补偿,铣刀自动向被加工工件轮廓外侧位移一个刀具半径,不必再计算铣刀中心轨迹,
(2)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,而逐步减少切削余盈的方法,来达到粗、精加工的目的。如采用半径为R 的刀具,在粗加工时.设置刀其半径值为R+d (d 为精加工余量).在精加工时,设置刀具半径值为R,就可以用同一加工程序,完成工件的粗加工与精加工。
(3)刀具因磨损、重磨、换新刀而引起直径改变后,不需修改程序.只需更改刀具参数的刀补值。在生产中,刀具磨损或更换新刀具时,会发生刀具半径尺寸变化,采用刀具半径补偿,只要重新设置刀具半径值,不必改变加工程序.就可以解决刀具半径变化同题。
(4)改变刀具补偿值对零件进行加工修正。
(5)补偿的半径值可通过波龙BLUM 激光对刀仪自动测量得出。
1.4 刀具半径补偿在实际应用中的注意事项
以上阐述了灵活应用刀具半径补偿功能、合理设置刀具半径补偿值,在数控加工中的重要意义。然而在实际使用时,还必须注意以下几点:
(1)使用刀具半径补偿和去除刀具半径补偿时,刀具必须在所补偿的平面内移动(也就是只适合等高加工),且移动距离应大于刀具半径补偿值。若加工半径小于刀具半径的内圆弧.进行半径补偿将会产生过切现象.只有过渡圆角半径大于等于刀具半径与精加工余量的和的情况下,才能正常切削。
(2)建立或撤消刀补,必须在刀具移动指令GOO 或G01 模式下使用.不可用于圆弧切削指令G02,G03 中.且G41、G42 不能重复使用。
(3)D00-D99 为刀具补偿号,D00 意味着取消刀具补偿,刀具补偿值在加工或运行之前,必须设定在补偿存储器中。
(4)若程序中没有G41,G42 指令,即使波龙BLUM 激光对刀仪测量出了半径值也是不会进行补偿的。
2, 刀具长度补偿
数控铣床的轴内孔为标准莫氏锥孔,刀柄为标准莫氏外圆锥。安装时.以数控铣床的锥孔作为定位基准面.把主轴的端面与刀柄轴线的交点,定为刀具的零点。刀头的端面到刀柄的端面(刀具零点)的距离,叫刀具的长度(如图所示)。其值可用波龙BLUM 对刀仪自动测出,并自动输入数控系统的刀具列表中。
2.1 刀具长度补偿的基本概念
数控加工中心所使用的刀具,每把刀具的长度不一定相同,同时由于刀具的磨损或其他原因,引起刀具长度发生变化,使用刀具长度补偿指令,可以不必通过手动重新调整刀具或手动重新对刀,而是通过BLUM 对刀仪自动测出刀具长度来补偿长度方向的误差。
2.2 刀具长度补偿的方法
长度补偿的方法,可用自动补偿。将不同长度的刀具,通过波龙BLUM 对刀仪测出长度。对刀仪会自动把刀具长度数值输人刀具参数表,避免人工对刀并抄数输入时产生的人为错误。
刀具长度补偿指令为G43,G44, G49。
刀具长度补偿的编程格式:G43/G44/G49 G00/G01 Z_H_;
其中,
G43 为刀具长度正向补偿指令;
G44 为刀具长度负向补偿指令;
G49 为撤销刀具长度补偿指令Z 为指令中指定的终止位置;
H 后面为00 至99 的任意两位数字,该数字为长度补偿值的补偿号,补偿量要预先手动输入或通过波龙BLUM 对刀仪自动输入机床控制器的对应刀具列表中。当数控装置读到该程序段时.数控装置会到H 所指定的刀具长度补偿地址内读取长度补偿值,并自动进行补偿。
2.3 刀具长度补偿的工作过程
当执行G 长度补偿指令时,刀具刀位点实际到达点位置,等于指令中指定点的位置与长度补偿寄存器中的补偿值相加,相当于把刀具抬起一个长度补偿值的高度(z 实际值=Z 指令值+(H??)。同理,当执行G44 长度补偿指令时,刀具刀位点实际到达点位置,等于指令中指定点的位置与长度补偿寄存器中的补偿值相减,相当于把刀具向下伸长一个长度补偿值的高度(Z 实际值二Z 指令值-(Hxx)。另外,长度补偿值也可以设负值,当用G43 指令中对应的补偿值设为负值,相当于G44 指令中对应的补偿值设为正值的效果,同理,当用G44 指令中对应的补偿值设为负值,相当于G43 指令中对应的补偿值设为正值的效果。
2.4 刀具长度补偿功能在数控铣削编程中应用
(1)用于刀具Z 向的补偿。
(2)使刀具在轴向(Z 向)的实际位移量,比程序给定值增加或减少一个偏置量。
(3)使用刀具长度补偿功能,可以在当实际使用刀具与编程或对刀时,标准刀具长度有出人时,或刀具磨损后刀具长度变短时,不需重新改动程序或重新进行对刀调整,仅只需改变刀具数据库中刀具长度补偿量即可。
(4)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。
(5)利用刀具长度补偿,可以减少对刀次数。在数控铣床上加工零件时,当某一零
件需要多把刀而共用一个刀柄,或多把刀分别装在同一规格的刀柄上时,以第一把刀
为基准,测量并记录刀位点与刀柄端部距离,当用第二把刀时,测量第二把刀刀位点
与刀柄端部距离,与第一把刀进行比较,在用第二把刀的时候,程序中用刀具长度补
偿指令,并将两把刀与刀柄端部的距离之差值作为补偿量(注意分析是正值还是负值,
不再赘述),只要工件没有重新装夹,第二把刀仍然可以用第一把刀对刀设置的G54 坐
标系,原理与加工中心中应用刀具长度补偿相同。
(6)利用波龙BLUM 对刀仪自动测量可大大提高测量的准确性及稳定性。
2.5 使用G43/G44/G49 指令的注意事项
(1)刀具在Z 方向要有直线运动G00/G01,同时要在一定的安全高度上,否则会造成事故。
(2)H00-H99 为刀具补偿号,H00 意味着取消刀具长度补偿,刀具长度补偿值在加工或运行之前,必须手动输入或利用对刀仪自动输入至刀具列表中。
3 结束语及相关产品
刀具补偿功能,在数控加工中有着非常重要的作用。数控机床中的刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能,极大方便了计算和编程。对其灵活、合理地运用,是保证数控加工有效性、准确性的重要因素。
由于数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件装夹次数少的特点,对所使用的数控刀具提出了更高的要求。从刀具性能上讲,数控刀具应高于普通机床所使用的刀具。 选择数控刀具时,首先要应优先选用标准刀具,必要时才可选用各种高效率的复合刀具及特殊的专用刀具。在选择标准数控刀具时,应结合实际情况,尽可能选用各种先进刀具,如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。 在选择数控机床加工刀具时,还应考虑以下几方面的问题:
(1)数控刀具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求,刀具材料应与工件材料相适应。
(2)切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量,刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时,同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定,以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。
(3)精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求,刀具必须具有较高的精度,如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm。
(4)可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行,要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。
(5)耐用度高。数控加工的刀具,不论在粗加工或精加工中,都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度,以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数,从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。
(6)断屑及排屑性能好。数控加工中,断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理,切屑易缠绕在刀具和工件上,会损坏刀具和划伤工件已加工表面,甚至会发生伤人和设备事故,影响加工质量和机床的安全运行,所以要求刀具具有较好的断屑和排屑性能。
(1)生产性质 在这里生产性质指的是零件的批量大小,主要从加工成本上考虑对刀具选择的影响。例如在大量生产时采用特殊刀具,可能是合算的,而在单件或小批量生产时,选择标准刀具更适合一些。
(2)机床类型 完成该工序所用的数控机床对选择的刀具类型(钻、车刀或铣刀)的影响。在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下,允许采用高生产率的刀具,例如高速切削车刀和大进给量车刀。 (
3)数控加工方案 不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具。例如孔的加工可以用钻及扩孔钻,也可用钻和镗刀来进行加工。
(4)工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择,例如特型表面要采用特殊的刀具来加工。
(5)加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量,例如毛坯粗铣加工时,可采用粗齿铣刀,精铣时最好用细齿铣刀。
(6)加工精度 加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状,例如孔的最后加工依据孔的精度可用钻、扩孔钻、铰刀或镗刀来加工。
(7)工件材料 工件材料将决定刀具材料和切削部分几何参数的选择,刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。