数控编程-14.doc

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1、2.5.3加工中心的刀具及其应用加工中心的刀具由成品刀具和标准刀柄两部分组成。其中成品刀具部分通用刀具相同，如钻头、铣刀、绞刀、丝锥等。标准刀柄部分可满足机床自动换刀的需要：能够在机床主轴上自动松开和拉紧定位，并准确地安装各种刀具和刀具和检局，能适应机械手的装刀和卸刀，便于在刀库中进行存取管理和搬运、识别等。2.5.3.1加工中心对刀具的基本要求1.优良的切削性能即要求刀具必须具有承受高速切削和强力切削的性能。在选择刀具材料时，应尽可能选用硬质合金，甚至选用硬度比硬质合金高数倍的立方氮化硼和金刚石等高硬度材料或者选用涂层刀具，以提高刀具的耐磨性、红硬性及韧性。2.较高的性位精度和尺寸精度加工中

2、心的ATC功能要求能快速准确地完成自动换刀。因为加工的零件精度一般都较高，形状也较复杂，因此，要求刀具必须具备较高的形位精度。同时，加工中心的刀具有其特定使用方式，因此刀具的长度也必须满足较高的精度要求。3.刀具、刀片的品种规格多为了在加工中心上通过一次或几次装夹、定位后，最大限度地加工出零件各部分的形状和尺寸，提高机床的利用率，就必须满足刀具、刀片的品种规格多，多适应零件加工的各种要求。2.5.3.2标准刀柄与刀具系统标准刀柄是加工中心必备的辅具，刀柄和机床的主轴孔相对应，加工中心的刀柄已经系列化和标准化，其锥柄和机床手抓卸部分已有相应的标准。符合国家标准GB10944-89自动换刀机床用7

3、：24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄规定的标准刀柄，其结构如图2-25所示。2.5.3.3孔的加工方法及其刀具圆拄孔加工的方式有很多，所使用的刀具也很多。孔加工用刀具的选择方法与钳工、铣工等普通加工中的选择方法基本相同，但因加工中心具有多种特殊性能，使部分孔加工方法及其刀具选择仍有一些区别，先将较特殊部分的有关内容简述如下。1.深孔钻削与刀具深孔钻削一般使用孔钻，而特别深的孔则使用特别的深孔钻（如枪孔钻）。在加工中心等数控机床上加工深孔时，可利用数控系统具有的固定循环功能，以渐进、快退方式（2-26）完成其加工，这种方式可较好地解决及时排屑和钻头冷却等问题。2.扩孔与扩孔钻加工中心上进行

4、扩孔的方式很多，但它比在普通急茬上进行扩孔加工的加工精度要高，同时还可以纠正钻孔时可能生产的加工误差。对于较大的孔，可采用如图2-27所示的可转位扩孔钻进行加工，以提高加工效率。3.镗孔镗孔是加工中心的主要内容，它采用镗刀对箱体等孔系零件进行半精加工或精加工，他能够精确地保证孔系的尺寸精度和形位精度，特别是对上道工序所残留的轴线歪斜或孔距误差等缺陷，通过镗孔加工能够及时补救。所以镗孔是一种对孔系零件较高精度的加工，一般尺寸精度可达IT7IT9级。4.铰孔铰孔是用绞刀对已经加工的孔进行精加工，它往往作为精密孔的最终精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔只能提高孔的尺寸精度、形状精度、减少其表

5、面粗糙度值，而不能提高孔的位置精度。一般铰孔的尺寸精度可达IT7IT9级，表面粗糙度可达Ra1.60.8。5.挤孔挤孔是以专用挤拄通过挤压原理微精加工板件高精度孔的一种方式，其所用刀具如图2-28所示。挤压时允许的加工余量视板材厚薄而顶，一般为直径两的0.0150.03，加工后 孔的尺寸精度可达IT5级，表面粗糙度Ra可达0.1m。在挤孔时，为了防止挤柱轴线与工件不同轴，通常在挤柱上端的较大中心孔内放置一颗钢球，然后在钢球上匀速施加Z向压力，待挤柱从板件孔中落下时，加工即告结束。2.5.3.4面加工方法其刀具1.平面铣削在加工中心上铣削平面时，主要采用不重磨硬质合金端铣刀和镶硬质合金的“玉米”

6、立铣刀。对于平面度要较高的零件，如箱体的箱口平面、机床的工作台面等，通过加工中心铣削，可以代替磨削、刮研等加工方法，不仅可提高工效，而且加工精度的一致性好。为了保证平面铣削的精度，一般都采用两次走刀，即粗铣和精铣，有时甚至安排多次走刀。每次走刀的宽度和铣刀直径应根据加工要求而定。粗铣时铣削力大，刀具直径应小些，以减小切削扭矩；精铣时，加工余量较小，一般以0.150.2mm为宜，铣刀直径尽可能包容整个加工宽度，以提高加工精度和效率。平面铣削时，也可用单齿铣刀进行铣削。这是一种借助普通刀具就能进行平面加工的简单方法，其加工精度较高。但这种方法工作效率较低，不适合于批量生产的场合。在利用立铣刀铣削平

7、面的过程中，因每个刀齿进行零件的会出现一个冲击，而这种冲击又成周期性，即形成激振频率。当激振频率与机床部件固有频率相等时就会产生共振，使加工过程中产生较大的振动，严重影响零件的加工精度。这时应当调整切削速度，以改变激振频率，达到平稳切削。2.曲面铣削在加工中心上进行曲面铣削时，主要采用球头铣刀进行多轴联动加工。在加工中心上用立铣刀按圆弧插补方式可对直径较大的孔和外圆进行铣削加工。但在编程时，应特别注意切入和切出时的过渡。即对内孔应安排切入和切出的过渡圆弧，对外圆应使刀具沿切向切入，加工完毕后，不要在切入点处取消刀具补偿和对刀，应安排一段沿切向继续运动的距离。这样可以减小切入、切出点的接刀刀痕，

8、改善局部表面的质量。2.5.3.5加工中心刀具定位长度的确定在加工中心上的刀具定位长度是指主轴端面至刀尖的距离，包括TSG辅助、中间连接工具、刃具几部分装在一起的总长（图2-29）。确定刀具定位长度的原则是：在满足零件加工要求的前提下，尽量减少该刀具的长度，以提高刀具系统的刚性。特点是在调转180度方向加工零件时，要初步确定每一把刀具的定位长度范围，为刀具准备提供方便。在确定刀具定位长度时，应根据零件尺寸、编程零点、零件在工作台上大致装夹位置以及机床主轴端面距工作台中心的最大距离和最小距离，凭经验估算出刀具定位长度。2.5.4零件的定位和装夹2.5.4.1加工中心定位基准的选择合理选择定位基准

9、对保证加工中心的加工精度，提高加工中心的生产效率有着重要的作用。具体确定零件的定位几春时，应遵循以下原则：1.尽量使定位基准与设计基准重合，不仅可以避免因基准不重合而引起的定位误差，提高零件的加工精度，而且还可以减少尺寸链的计算，简化编程。同时，还可避免精加工后的零件再经过多次非重要尺寸的加工。2.保证零件在一次装夹中完成尽可能多的加工内容零件在一次装夹定位后，要求尽可能多的表面被集中加工。如箱体零件，最好采用一面两销的定位方式，以便刀具对其他表面都能加工。3.确定设计基准与定位基准的形位公差范围当零件的定位基准与设计基准难以重合时，应认真分析装配图，理解该零件设计基准的设计意图，通过尺寸链的

10、计算，严格规定设计基准与定位基准之间的形位公差范围，确保加工精度。对于带有自动测量功能的加工中心，可在工艺中安排坐标系测量检查共步，从而确保各加工部位与设计基准之间的几何关系。4.工件坐标系原点的确定工件坐标系原点的确定主要应考虑便于编程和测量。确定定位基准时，不必与其原点一定重合，但应考虑坐标系原点能否通过定位基准得到准确的测量，即得到准确的几何关系，同时兼顾到测量方法。如图2-30所示零件在加工中心上加工80H7孔及425H7孔时，425H7孔以80H7孔为基准，编程原点应选择在80H7孔中心上。定位基准与编程原点不重合宜宾最大的分类信息网宜宾通宜宾房租售招聘求职二手买卖，宜宾网址大全宜宾

11、最大的网站站，宜宾通影院www.yi-最受网民喜爱的宜宾本土影院，但仍然能够保证各项精度的控制。反之，如果讲变成原点也选在A、B面上（即P点），则计算复杂，编程不便。2.5.4.2夹具的选择为了保证机床加工的精度，提高生产效率。一般要求加工中心的夹具比普通机床夹具的结构更加紧凑、简单，夹紧动作迅速、准确，操作方便、省力、安全，并且保证足够的刚性。在加工中上不仅可以使用通用夹具，如三爪自定心卡盘、台钳等，而且可根据机床的特点，使用其他夹具。1.可调夹具可调夹具与组合夹具极为相似，但它们也有差异。其根本不同点在于可调夹具具有一系列整体刚性好的夹具体（图2-31）。在夹具体上，设置有可定位、夹压等多

12、功能的T型槽及台阶式光孔、螺孔，配置有多种夹压定位元件。在不同的工位上分别装夹不同类别的零件，或同一工位也可装夹不同类别的零件，家具可在四个工位上分别夹压十多种零件。因此，可调跏家具扩大了夹具的使用范围，它不仅使用于多品种、中小批量生产，而且在少品种、大批量生产中也会体现出明显的优势。2.成组夹具成组夹具是指在使用之前，先对零件进行分类并进行工艺分析，把形状相似、尺寸相近的各种零件进行分组编制成组工艺，然后把定位、夹紧和加工方法相同或相似的零件的零件集中起来，统筹考虑夹具的设计方案，对结构外形相似的零件，采用成组夹具，具有经济、夹压精度高等特点。总之，在加工中心上选择夹具时，应根据零件的精度和

13、结构以及产品的批量等因素进行综合考虑。一般选择夹具的顺序是：优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后考虑专用夹具和成组夹具。2.5.4.3零件的夹紧与安装零件在夹具中定位以后，必须用适当的力将其夹紧，使零件在加工过程中始终保持准确的位置。对夹紧力的选择可参考专门工艺学中的有关内容。2.5.4.4确定零件在工作台上的最佳位置在加工中心上进行多工位零件的加工时，应考虑零件（包括夹具）在作台上的最佳位置，以免机床超程和更换刀具等问题的出现。确定零件在工作台上的最佳位置时，应综合考虑机床行程和各种干涉以及各加工部位的刀具长度等因素。在满足机床不致超程的前提下，多工位加工尽量将零件置于工作台的中间位置。而对单工位或相邻两工位加工，则应将零件靠工作台一侧或一角安置，以减小刀具定位长度值，提高工艺系统的刚性。