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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)論文</b></p><p> 專業(yè) 數(shù)控技術(shù) 年級(jí) 學(xué)習(xí)形式 </p><p> 學(xué)號(hào) 姓名 </p><p> 題目 數(shù)控加工中刀具的選用 </p&g
2、t;<p> 指導(dǎo)老師 職稱 </p><p> 指導(dǎo)老師 職稱 </p><p><b> 中文摘要</b></p><p> 此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要解決的問題是數(shù)控加工
3、工藝、車削刀具的選擇、各種刀具的掌握、工序與工步的劃分、銑削刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機(jī)床的熟練操作。</p><p> 運(yùn)用數(shù)控原理、數(shù)控工藝、數(shù)控程序設(shè)計(jì)、專業(yè)軟件等專業(yè)知識(shí)和數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作的一次綜合練習(xí),能讓我感觸當(dāng)代科學(xué)的前沿,體驗(yàn)數(shù)控魅力,為人們的生活帶來方便,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)數(shù)控技術(shù),熟練數(shù)控機(jī)床的操作,掌握數(shù)控,開發(fā)數(shù)控內(nèi)在潛力。</p><p> 關(guān)鍵
4、詞:工藝分析;工藝路線;刀具選擇;數(shù)控編程;確定切削用量目錄</p><p><b> 一、引言1</b></p><p> 二、科學(xué)選擇數(shù)控刀具1</p><p> ?。ㄒ唬┻x擇數(shù)控刀具的原則1</p><p><b> 三、刀具的選擇2</b></p><p&g
5、t; ?。ㄒ唬┐_定切削用量2</p><p> (二)選擇數(shù)控銑削用刀具3</p><p> ?。ㄈ┻x擇數(shù)控銑削用刀具 3</p><p> 四、刀具的分類 4</p><p> ?。ㄒ唬?shù)控加工刀具4</p><p> ?。ǘ┩獗砻娴毒?</p><p> (三)孔加工刀
6、具6</p><p> ?。ㄋ模┞菁y加工工具8</p><p> ?。ㄎ澹X輪加工刀具8</p><p><b> 結(jié)論10</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b> 致謝15</b></p
7、><p><b> 一、引言</b></p><p> 數(shù)控(英文名字:Numerical Control 簡稱:NC)技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或?qū)S糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制,因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控 (Computerized Numerical Control ),簡稱CNC,國外一般都稱為C
8、NC,很少再用NC這個(gè)概念了。數(shù)控車床,車削中心,是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔,機(jī)床就具有廣泛的加工工藝性能,可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜的工件。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能,并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。</p><p> 二、科學(xué)選擇數(shù)控刀具</p><p> ?。ㄒ唬┻x擇數(shù)控刀具的原則</p>
9、;<p> 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí),應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命,而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種,前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定,后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 </p><p> 選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具,由于換
10、刀時(shí)間短,為了充分發(fā)揮其切削性能,提高生產(chǎn)效率,刀具壽命可選得低些,一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具,刀具壽命應(yīng)選得高些,尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí),該工序的刀具壽命要選得低些。當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支較大時(shí),刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí),為保證至少完成一次走刀,避免切削時(shí)中途換刀,刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確
11、定。與普通機(jī)床加工方法相比,數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求,不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高,而且要求尺寸穩(wěn)定,耐用度高,這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。</p><p><b> 刀具的選擇</b></p><p><b> 確定切削用量</b><
12、/p><p> 數(shù)控編程時(shí),編程人員必須確定每道工序的切削用量,并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對于不同的加工方法,需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度,充分發(fā)揮刀具切削性能,保證合理的刀具耐用度,并充分發(fā)揮機(jī)床的性能,最大限度提高生產(chǎn)率,降低成本。 </p><p><b> 確定主軸轉(zhuǎn)速 </
13、b></p><p> 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來選擇。其計(jì)算公式為:n=1000 v/7 1D式中: v——切削速度,單位為mm/min,由刀具的耐用度決定; n一一主軸轉(zhuǎn)速,單位為 r/min, D為工件直徑或刀具直徑,單位為mm。計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n,最后要選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 </p><p><b> 確定進(jìn)給速度 </b&g
14、t;</p><p> 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù),主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給速度的原則:當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí),為提高生產(chǎn)效率,可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100一200mm/min范圍內(nèi)選取;在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí),宜選擇較低的進(jìn)給速度,一般在20一50mm/min范圍內(nèi)選取;當(dāng)加
15、工精度,表面粗糙度要求高時(shí),進(jìn)給速度應(yīng)選小些,一般在20--50mm/min 范圍內(nèi)選取;刀具空行程時(shí),特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí),可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 </p><p><b> 確定背吃刀量 </b></p><p> 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定,在剛度允許的條件下,應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量,這樣可以減少走刀次數(shù),提
16、高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量,可留少量精加工余量,一般0.2一0.5mm,總之,切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。 </p><p> 同時(shí),使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng),以形成最佳切削用量。 切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù),而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性
17、能和機(jī)床動(dòng)力性能(功率、扭矩),在保證質(zhì)量的前提下,獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 </p><p><b> 選擇數(shù)控銑削用刀具</b></p><p> 數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀,其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中,常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀
18、和螺紋刀等。在數(shù)控加工中,應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成,如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同,但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)(如加工路線、加工干涉等)進(jìn)行全面的考慮,并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。 </p><p> 圓弧形車刀是
19、以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖,因此,刀位點(diǎn)不在圓弧上,而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面,特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑,以免發(fā)生加工過淺,該半徑不宜選擇太小,否則不但制造困難,還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。 </p>&l
20、t;p><b> 選擇數(shù)控銑削用刀具</b></p><p> 在數(shù)控加工中,銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀,該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:一是銑刀半徑RD 應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin,一般取RD=(0.8一 0.9)Rmin。二是零件的加工高度H< (1/4-1/6)RD,以保證刀具有足夠的剛度。三是用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí),由于槽底兩次走刀需
21、要搭接,而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,即直徑為 d=2Re=2(R-r),編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95 (Rr)。對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。 </p><p><b> 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)</b></p><p> 刀具究竟從什么位置開始移動(dòng)到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始,必須確定刀
22、具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置,這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對刀來確定,所以,該點(diǎn)又稱對刀點(diǎn)。在編制程序時(shí),要正確選擇對刀點(diǎn)的位置。對刀點(diǎn)設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查;引起的加工誤差小。對刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上,也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上,為了提高零件的加工精度,對刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí),可通過手
23、工對刀操作,把刀具的刀位點(diǎn)放到對刀點(diǎn)上,即“刀位點(diǎn)”與“對刀點(diǎn)”的重合。所謂 “刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn),車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn);球頭銑刀是球頭的球心,鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對刀操作,對刀精度較低,且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對刀鏡、對刀儀、自動(dòng)對刀裝置等,以減少對刀時(shí)間,提高對刀精度。加工過程中需要換刀時(shí),應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置,換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外
24、部,以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。 </p><p><b> 刀具的分類</b></p><p><b> 數(shù)控加工刀具</b></p><p> 刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具,包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等;螺紋加工工
25、具,包括絲錐、板牙、自動(dòng)開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等;齒輪加工刀具,包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外,還有組合刀具。</p><p> 按切削運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的刀刃形狀,刀具又可分為三類。通用刀具,如車刀、刨刀、銑刀(不包括刀具,這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀,如成形成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、
26、鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀和鋸等;成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件,如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。</p><p> 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便,剛性好,耐用度和精度高。在滿足加
27、工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。</p><p> 選取刀具時(shí),要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí),可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。</p>
28、<p><b> 外表面刀具</b></p><p><b> 車刀</b></p><p> 車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分,包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。車刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面,刀尖角成。車刀的切削部分和柄部(即裝夾部分)的結(jié)合方
29、式主要有整體式、焊接式、機(jī)械夾固式和焊接-機(jī)械夾固式。機(jī)械夾固式車刀可以避免硬質(zhì)合金刀片在高溫焊接時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋,并且刀柄可多次使用。機(jī)械夾固式車刀一般是用螺釘和壓板將刀片夾緊,裝可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)械夾固式車刀。刀刃用鈍后可以轉(zhuǎn)位繼續(xù)使用,而且停車換刀時(shí)間車刀短,因此取得了迅速發(fā)展。 </p><p> 車刀用于高速鋼車刀和精加工用的硬質(zhì)合金車刀,負(fù)前角的平面型適用于加工高強(qiáng)度鋼和粗切鑄鋼件的硬質(zhì)合金車刀。帶倒棱
30、的平面型是在正前角平面上磨有負(fù)倒棱以提高切削刃強(qiáng)度,適用于加工鑄鐵和一般鋼件的硬質(zhì)合金車刀。對于要求斷屑的車刀,可用帶負(fù)倒棱的圓弧面型,或在平面型的前面上磨出斷屑槽。</p><p> 車刀前面的型式主要根據(jù)工件材料和刀具材料的性質(zhì)而定。最簡單的是平面型,正前角的平面型適用于高速鋼車刀和精加工用的硬質(zhì)合金車刀,負(fù)前角的平面型適用于加工高強(qiáng)度鋼和粗切鑄鋼件的硬質(zhì)合金車刀。帶倒棱的平面型是在正前角平面上磨有負(fù)倒棱以
31、提高切削刃強(qiáng)度,適用于加工鑄鐵和一般鋼件的硬質(zhì)合金車刀。對于要求斷屑的車刀,可用帶負(fù)倒棱的圓弧面型,或在平面型的前面上磨出斷屑槽。車刀按用途可分為外圓、臺(tái)肩、端面、切槽、切斷、螺紋和成形車刀等。還有專供自動(dòng)線和數(shù)字控制機(jī)床用的車刀。</p><p><b> 刨刀</b></p><p> 刨刀根據(jù)用途可分為縱切、橫切、切槽、切斷和成形刨刀等。刨刀的結(jié)構(gòu)基本上與車
32、刀類似,但刨刀工作時(shí)為斷續(xù)切削,受沖擊載荷。因此,在同樣的切削截面下,刀桿斷面尺寸較車刀大1.25~1.5倍,并采用較大的負(fù)刃傾角(-10°~-20°),以提高切削刃抗沖擊載荷的性能。為了避免刨刀刀桿在切削力作用下產(chǎn)生彎曲變形,從而使刀刃啃入工件,通常使用彎頭刨刀。重型機(jī)器制造中常采用焊接-機(jī)械夾固式刨刀,即將刀片焊接在小刀頭上,然后夾固在刀桿上,以利于刀具的焊接、刃磨和裝卸。在刨削大平面時(shí),可采用滾切刨刀,其切削部
33、分為碗形刀頭。圓形切削刃在切削力的作用下連續(xù)旋轉(zhuǎn),因此刀具磨損均勻,壽命很高。</p><p><b> 銑刀</b></p><p> 銑刀,是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。工作時(shí)各刀齒依次間歇地切去工件的余量。銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺(tái)階、溝槽、成形表面和切斷工件等。</p><p><b> 圓柱形銑
34、刀 </b></p><p> 用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上,按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細(xì)齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少,刀齒強(qiáng)度高,容屑空間大,適用于粗加工;細(xì)齒銑刀適用于精加工。 </p><p><b> 面銑刀 </b></p><p> 用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面,端面
35、和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細(xì)齒之分。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式 3種。 </p><p><b> 立銑刀 </b></p><p> 用于加工溝槽和臺(tái)階面等,刀齒在圓周和端面上,工作時(shí)不能沿軸向進(jìn)給。當(dāng)立銑刀上有通過中心的端齒時(shí),可軸向進(jìn)給。 </p><p><b> 三面刃銑刀 </b></p&g
36、t;<p> 用于加工各種溝槽和臺(tái)階面,其兩側(cè)面和圓周上均有刀齒。 </p><p><b> 角度銑刀 </b></p><p> 用于銑削成一定角度的溝槽,有單角和雙角銑刀兩種。 </p><p><b> 鋸片銑刀 </b></p><p> 用于加工深槽和切斷工件,其
37、圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時(shí)的摩擦,刀齒兩側(cè)有15′~1°的副偏角。 </p><p><b> T形銑刀 </b></p><p><b> 用來銑T形槽。 </b></p><p><b> 孔加工刀具</b></p><p><b> 鉆
38、頭</b></p><p> 鉆頭是用以在實(shí)體材料上鉆削出通孔或盲孔,并能對已有的孔擴(kuò)孔的刀具。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。鉆頭刃磨時(shí),應(yīng)盡量使麻花鉆的兩主切削刃刃磨得對稱,使兩個(gè)主切削刃的徑向力相互抵消,以防止鉆頭引偏及孔徑擴(kuò)大。</p><p> 1、在鉆削鋼件時(shí),請保證充分的冷卻量并使用金屬切削液。</p><p>
39、 2、良好的鉆桿鋼性與導(dǎo)軌間隙能提高鉆孔的精度及鉆頭的壽命 </p><p> 3、請確保磁座與工件之間的平整與清潔。</p><p> 4、鉆薄板時(shí),要將工件加固,鉆大型工件時(shí),請保證工件的穩(wěn)固 。</p><p> 5、在鉆孔開始與結(jié)束時(shí),進(jìn)給量應(yīng)降低1/3 。 </p><p> 6、對鉆削時(shí)出現(xiàn)大量細(xì)小粉未的材料,如鑄鐵、鑄銅
40、等,可以不使用冷卻液,而采用壓縮空氣幫助排屑。</p><p> 7、請及時(shí)清除纏繞在鉆體上的鐵屑,以保證排屑順暢 。</p><p><b> 擴(kuò)孔鉆</b></p><p> 擴(kuò)孔鉆一般用于孔的半精加工或終加工,用于鉸或磨前的預(yù)加工或毛坯孔的擴(kuò)大,有3到4個(gè)刃帶,無橫刃,前角和后角沿切削刃的變化小,加工時(shí)導(dǎo)向效果好,軸向抗力小,切削條
41、件優(yōu)于鉆孔。</p><p><b> 鉸刀</b></p><p> 鉸刀具有一個(gè)或多個(gè)刀齒、用以切除已加工孔表面薄層金屬的旋轉(zhuǎn)刀具, 具有直刃或螺旋刃的旋轉(zhuǎn)精加工刀具,用于擴(kuò)孔或修孔。鉸刀用于鉸削工件上已鉆削(或擴(kuò)孔)加工后的孔,主要是為了提高孔的加工精度,降低其表面的粗糙度,是用于孔的精加工和半精加工的刀具,加工余量一般很小。 </p><
42、;p> 用來加工圓柱形孔的鉸刀比較常用。用來加工錐形孔的鉸刀是錐形鉸刀,比較少用。按使用情況來看有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀,機(jī)用鉸刀又可分為直柄鉸刀和錐柄鉸刀。手用的則是直柄型的。</p><p> 用來加工圓柱形孔的鉸刀比較常用。用來加工錐形孔的鉸刀是錐形鉸刀,比較少用。按使用情況來看有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀,機(jī)用鉸刀又可分為直柄鉸刀和錐柄鉸刀。手用的則是直柄型的。</p><p>&l
43、t;b> 鏜刀</b></p><p> 鏜刀是鏜削刀具的一種,一般是圓柄的,也有較大工件使用方刀桿一般見于立車,最常用的場合就是里孔加工,擴(kuò)孔,仿形等。但是并不是只能加工里孔,端面外園也是可以加工的,只是習(xí)慣上不這樣是使用。鏜刀是鏜削刀具的一種,一般是圓柄的,也有較大工件使用方刀桿,最常用的場合就是內(nèi)孔加工,擴(kuò)孔,仿形等。有一個(gè)或兩個(gè)切削部分、專門用于對已有的孔進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工
44、的刀具。鏜刀可在鏜床、車床或銑床上使用。 </p><p> 鏜刀是精密孔加工中不可缺少的重要刀具,其加工孔的精度能達(dá)到IT6級(jí),表面粗糙度可達(dá)到’Ra0.8~1.6μm,常見的型式有螺紋式微調(diào)鏜刀、偏心式微調(diào)鏜刀、滑槽式雙刃鏜刀以及浮動(dòng)鏜刀等。這些微調(diào)鏜刀各具特點(diǎn),在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,其中螺紋差動(dòng)式微調(diào)鏜刀構(gòu)思新穎,微調(diào)精度高,可自動(dòng)消除螺紋間隙,是一種具有發(fā)展前途的微調(diào)鏜刀。</p>&
45、lt;p><b> 螺紋加工工具</b></p><p><b> 絲錐</b></p><p> 一種加工內(nèi)螺紋的刀具,沿軸向開有溝槽。也叫螺絲攻。絲錐根據(jù)其形狀分為直槽絲錐, 螺旋槽絲錐和螺尖絲錐。直槽絲錐加工容易,精度略低,產(chǎn)量較大。一般用于普通車床,鉆床及攻絲機(jī)的螺紋加工用,切削速度較慢。螺旋槽絲錐多用于數(shù)控加工中心鉆盲孔用,
46、加工速度較快,精度高,排屑較好、對中性好。</p><p><b> 板牙</b></p><p> 板牙相當(dāng)于一個(gè)具有很高硬度的螺母,螺孔周圍制有幾個(gè)排屑 板牙孔,一般在螺孔的兩端磨有切削錐。板牙按外形和用途分為圓板牙、方板牙、六角板牙和管形板牙(見圖 板牙的類型)。其中以圓板牙應(yīng)用最廣,規(guī)格范圍為M 0 .25 ~M68毫米。當(dāng)加工出的螺紋中徑超出公差時(shí) ,
47、可將板牙上的調(diào)節(jié)槽切開,以便調(diào)節(jié)螺紋的中徑。板牙可裝在板牙扳手中用手工加工螺紋,也可裝在板牙架中在機(jī)床上使用。板牙加工出的螺紋精度較低,但由于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便,在單件、小批生產(chǎn)和修配中板牙仍得到廣泛應(yīng)用。</p><p><b> 齒輪加工刀具</b></p><p><b> 滾刀</b></p><p> 刀齒
48、沿圓柱或圓錐作螺旋線排列的齒輪加工刀具﹐用于按展成法加工圓柱齒輪﹑蝸輪和其他圓柱形帶齒的工件。根據(jù)用途的不同﹐滾刀分為齒輪滾刀﹑蝸輪滾刀﹑非漸開線展成滾刀和定裝滾刀等。</p><p> 齒輪滾刀常用的加工外嚙合直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具。加工時(shí)﹐滾刀相當(dāng)于一個(gè)螺旋角很大的螺旋齒輪﹐其齒數(shù)即為滾刀的頭數(shù)﹐工件相當(dāng)于另一個(gè)螺旋齒輪﹐彼此按照一對螺旋齒輪作空間嚙合﹐以固定的速比旋轉(zhuǎn)﹐由依次切削的各相鄰位置的刀齒齒形包
49、絡(luò)成齒輪的齒形。常用的滾刀大多是單頭的﹐在大量生產(chǎn)中﹐為了提高精度和光潔度也常采用多頭滾刀。單頭滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)﹐齒輪繞本身軸線轉(zhuǎn)過一個(gè)齒﹔多頭滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)﹐齒輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)與滾刀頭數(shù)相等。蝸輪滾刀的滾刀在螺旋升角小于5°時(shí)﹐常制成直容屑槽﹐便于制造和刃磨﹔螺旋升角大的滾刀常制成螺旋容屑槽﹐以免刀齒的一側(cè)刃以大負(fù)前角切削的不利情況。 用高速鋼制造的中小模數(shù)齒輪滾刀一般采用整體結(jié)構(gòu)。模數(shù)在10毫米以上的滾刀﹐為了節(jié)約高速鋼﹑避免鍛造困難和
50、改善金相組織﹐常采用鑲片結(jié)構(gòu)。鑲片滾刀的結(jié)構(gòu)形式很多﹐常用的為鑲齒條結(jié)構(gòu)﹐即刀齒部分用高速鋼制成齒條狀﹐熱處理后緊固在刀體上。用硬質(zhì)合金制造滾刀﹐可以顯著提高切削速度和切齒效率。整體硬質(zhì)合金滾刀已在鐘表和儀器制造工業(yè)中廣泛地用于加工各種小模數(shù)齒輪。中等模數(shù)的整體和鑲片硬質(zhì)合金滾刀已用于加工鑄鐵和膠木齒輪。模數(shù)小于 3毫米的硬質(zhì)合金滾刀也用于 </p><p><b> 插齒刀</b><
51、;/p><p> 一種齒輪形或齒條形齒輪加工刀具。插齒刀用于按展成法加工內(nèi)、外嚙合的直齒和斜齒圓柱齒輪。插齒刀的特點(diǎn)是可以加工帶臺(tái)肩齒輪、多聯(lián)齒輪和無空刀槽人字齒輪等。特形插齒刀還可加工各種其他廓形的工件,如凸輪和內(nèi)花鍵等。插齒刀按外形分為盤形、碗形、筒形和錐柄4種。盤形插齒刀主要用于加工內(nèi)、外嚙合的直齒、斜齒和人字齒輪。碗形插齒刀主要加工帶臺(tái)肩的和多聯(lián)的內(nèi)、外嚙合的直齒輪,它與盤形插齒刀的區(qū)別在于工作時(shí)夾緊用的螺
52、母可容納在插齒刀的刀體內(nèi),因而不妨礙加工。筒形插齒刀用于加工內(nèi)齒輪和模數(shù)小的外齒輪,靠內(nèi)孔的螺紋旋緊在插齒機(jī)的主軸上。錐柄插齒刀主要用于加工內(nèi)嚙合的直齒和斜齒齒輪。</p><p><b> 結(jié)論</b></p><p> 在選擇刀具的類型和規(guī)格時(shí),主要考慮以下因素的影響:</p><p><b> (1)生產(chǎn)性質(zhì)</b&
53、gt;</p><p> 在這里生產(chǎn)性質(zhì)指的是零件的批量大小,主要從加工成本上考慮對刀具選擇的影響。例如在大量生產(chǎn)時(shí)采用特殊刀具,可能是合算的,而在單件或小批量生產(chǎn)時(shí),選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具更適合一些。</p><p><b> ?。?)機(jī)床類型</b></p><p> 完成該工序所用的數(shù)控機(jī)床對選擇的刀具類型(鉆、車刀或銑刀)的影響。在能夠保證工
54、件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下,允許采用高生產(chǎn)率的刀具,例如高速切削車刀和大進(jìn)給量車刀。</p><p><b> (3)數(shù)控加工方案</b></p><p> 不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具。例如孔的加工可以用鉆及擴(kuò)孔鉆,也可用鉆和鏜刀來進(jìn)行加工。</p><p> ?。?)工件的尺寸及外形</p><p&g
55、t; 工件的尺寸及外形也影響刀具類型和規(guī)格的選擇,例如特型表面要采用特殊的刀具來加工。</p><p> ?。?)加工表面粗糙度</p><p> 加工表面粗糙度影響刀具的結(jié)構(gòu)形狀和切削用量,例如毛坯粗銑加工時(shí),可采用粗齒銑刀,精銑時(shí)最好用細(xì)齒銑刀。</p><p><b> ?。?)加工精度</b></p><p>
56、; 加工精度影響精加工刀具的類型和結(jié)構(gòu)形狀,例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀或鏜刀來加工。</p><p><b> (7)工件材料</b></p><p> 工件材料將決定刀具材料和切削部分幾何參數(shù)的選擇,刀具材料與工件的加工精度、材料硬度等有關(guān)。</p><p> 2.?dāng)?shù)控刀具的性能要求</p><
57、;p> 由于數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件裝夾次數(shù)少的特點(diǎn),對所使用的數(shù)控刀具提出了更高的要求。從刀具性能上講,數(shù)控刀具應(yīng)高于普通機(jī)床所使用的刀具。</p><p> 選擇數(shù)控刀具時(shí),首先要應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具,必要時(shí)才可選用各種高效率的復(fù)合刀具及特殊的專用刀具。在選擇標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控刀具時(shí),應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,盡可能選用各種先進(jìn)刀具,如可轉(zhuǎn)位刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具等。</p&
58、gt;<p> 在選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時(shí),還應(yīng)考慮以下幾方面的問題:</p><p> ?。?)數(shù)控刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)能夠滿足加工要求,刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。</p><p> ?。?)切削性能好。為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量,刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí),同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定
59、要穩(wěn)定,以便實(shí)現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命進(jìn)行管理。</p><p> ?。?)精度高。為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀等要求,刀具必須具有較高的精度,如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá)0.005mm。</p><p> ?。?)可靠性高。要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行,要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。<
60、;/p><p> ?。?)耐用度高。數(shù)控加工的刀具,不論在粗加工或精加工中,都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度,以盡量減少更換或修磨刀具及對刀的次數(shù),從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率和保證加工質(zhì)量。</p><p> (6)斷屑及排屑性能好。數(shù)控加工中,斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣能及時(shí)由人工處理,切屑易纏繞在刀具和工件上,會(huì)損壞刀具和劃傷工件已加工表面</p><p
61、><b> 3.刀具的選擇方法</b></p><p> 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一,不僅影響機(jī)床的加工效率,而且直接影響零件的加工質(zhì)量。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床,而且主軸輸出功率較大,因此與傳統(tǒng)加工方法相比,對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定,安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)
62、化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一,它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面:</p><p> ?。?)根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件,建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。</p><p> (2)根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主,應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具,
63、半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主,應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具,粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具,建議粗加工時(shí)選用精加工淘汰下來的刀具,因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損,涂層磨損修光,繼續(xù)使用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量,但對粗加工的影響較小。</p><p> ?。?)根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的
64、情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角,以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時(shí)應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀,齒數(shù)也不要超過4齒。</p><p> 選取刀具時(shí),要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí),可
65、選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。</p><p> 在進(jìn)行自由曲面加工時(shí),由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般很小,故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質(zhì)量上還是在加工效率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀,因此,在確保零件加工不過切的前提下,粗加工和半精加工曲面時(shí),盡量選擇端銑刀。另外,刀具的耐
66、用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個(gè)加工成本大大降低。</p><p> 在加工中心上,所有刀具全都預(yù)先裝在刀庫里,通過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作。必須選用適合機(jī)床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄,以便數(shù)控加工用刀具能夠迅速、準(zhǔn)確地安裝到機(jī)床主軸上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)
67、構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍等方面的內(nèi)容,以保證在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸,合理安排刀具的排列順序。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 馮桂安等.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999:113-135.</p><p> 符 鋼 ,張芳麗.提高機(jī)床制造業(yè)的核心競爭力[J].制造技術(shù)與機(jī)床
68、,2005(1):3-6.</p><p> 張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994:1-17.</p><p> 師鴻飛 等.我國數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(一)[EB/OL].</p><p> 師鴻飛 等.我國數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(二)[EB/OL]. </p
69、><p> 王愛玲,白恩遠(yuǎn).現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床[M].北京:國防工業(yè)出版社,2003:17-24,146-189.</p><p> 許兆豐等.車工工藝學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1980:102-105.</p><p> 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊,第五卷[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:22-3 - 22-109.</p><p>
70、 王昆等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社,1995:1-11,47-49,140.</p><p> 王杰等.機(jī)械制造工程學(xué)[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2004:25-33.</p><p> 良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001:100-106,147-156,200-203,301-318,335-345,355-362.</p
71、><p> 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(上)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社;1983:592-631,732-862,863-886,977-982. </p><p> 貴州工學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室?機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M].貴州:貴州人民出版社,1983:10</p><p><b> 致謝</b></p><
72、;p> 時(shí)光匆匆如流水,轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié),隨著論文的終結(jié),意味著我生命中最春梅的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束,盡管百般不舍,這一天終究會(huì)在熙熙攘攘的喧嘩中決絕的來臨。首先,感謝我的老師們,你們無微不至的關(guān)懷是我四年來不斷進(jìn)步的最大動(dòng)力。在寫作初期,何煥斌老師多次耐心的指導(dǎo),細(xì)心幫助,使我的論文得以完善、定稿。在此,向何煥斌老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。此外,我還要感謝我的同學(xué)和朋友,感謝你們在我四年大學(xué)生活中給我的幫助和鼓勵(lì),讓我的大
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