第一篇：數(shù)控車床類刀具知識(shí)

數(shù)控車床類刀具知識(shí)

1)刀具材料性能 刀具材料不僅是影響刀具切削性能的重要因素，而且它對(duì)刀具耐用度、切削用量、生產(chǎn)率、加工成本等有著重要的影響。因此，在機(jī)械加工過程中，不數(shù)控車床但要熟悉各種刀具材料的種類、性能和用途，還必須能根據(jù)不同的工件和加工條件，對(duì)刀具材料進(jìn)行合理的選擇。

切削時(shí)，刀具在承受較大壓力的同時(shí)，還與切屑、工件產(chǎn)生劇烈的摩擦，由此而產(chǎn)生較高的切削溫度；在加工余量不均勻和切削斷續(xù)表面時(shí)，加工中心刀具還將受到?jīng)_擊，產(chǎn)生振動(dòng)。為此，刀具切削部分的材料應(yīng)具備下列基本性能。

①硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度，一般情況下，要求其常溫硬度在60HRC以上。通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨損的能力也就越強(qiáng)。耐磨性還取決于材料的化學(xué)成分、顯微組織。刀具材料組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，數(shù)量越多，晶粒越細(xì)，分布越均勻，則耐磨性越好。此外，刀具材料對(duì)工件材料的抗黏附能力越強(qiáng)，耐磨性也越好。

②強(qiáng)度和韌性。由于切削力、沖擊和振動(dòng)等作用，數(shù)控車床刀具材料必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，以避免刀具材料在切削過程中產(chǎn)生斷裂和崩刃。

③耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性。耐熱性是指刀具材料在高溫下保持其硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。耐熱性越好，則允許的切削速度越高，同時(shí)抵抗切削刃塑性變形的能力也越強(qiáng)。

化學(xué)穩(wěn)定性是指刀具材料在高溫下不易和工件材料、周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力。化學(xué)穩(wěn)定性越好，刀具的磨損越慢。除此之外，刀具材料還應(yīng)具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。如工具鋼淬火變形要小加工中心，脫碳層要淺及淬透性要好；熱軋成形刀具應(yīng)具有較好的高溫塑性等。(2)常用刀具材料

①高速鋼。高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼，有較高的熱穩(wěn)定性，切削溫度達(dá)500～650~C時(shí)仍能進(jìn)行切削，有較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性。其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對(duì)于一些形狀復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、數(shù)控車床拉刀、齒輪刀具等尤為重要，是制造這些刀具的主要材料。

高速鋼的品種繁多；按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼；按化學(xué)成分可分為鎢系、鎢鉬系和鉬系高速鋼；按制造工藝不同，分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。

a．普通高速鋼。國內(nèi)外使用最多的普通高速鋼是W6M05Cr4V2(M2鉬系)及W18Cr4V(W18鎢系)鋼，含碳量為0．?％～0．9％，硬度63～66HRC，不適于高速和硬材料切削。

新牌號(hào)的普通高速鋼W6M03Cr4V(W9)是根據(jù)我國資源情況研制的含鎢量較多、含鉬量較少的鎢鉬鋼。其硬度為65～66．5HRC，有較好硬度和韌性的配合，熱塑性、熱穩(wěn)定性都較好，焊接性能、磨削加工性能都較高，磨削效率比M2高20％，表面粗糙度值也小。

b．高性能高速鋼指在普通高速鋼中加入一些合金，如Co、A1等，使其耐熱性、耐磨性又有進(jìn)一步提高，熱穩(wěn)定性高。但綜合性能不如普通高速鋼，數(shù)控車床不同牌號(hào)只有在各自規(guī)定的切削條件下，加工中心才能達(dá)到良好的加工效果。我國正努力提高高性能高速鋼的應(yīng)用水平，如發(fā)展低鈷高碳鋼W12M03Cr4V3CoSSi、含鋁的超硬高速鋼W6MoSCr4V2A!、W10M04Cr4V3A1，提高韌性、熱塑性、導(dǎo)熱性，其硬度達(dá)67～69HRC，可用于制造出口鉆頭、鉸刀、銑刀等。

c．粉末冶金高速鋼?？梢员苊馊蹮挿掍摃r(shí)產(chǎn)生的碳化物偏析。其強(qiáng)度、韌性比熔煉鋼有很大提高?？捎糜诩庸こ邚?qiáng)度鋼、不銹鋼、鈦合金等難加工材料。用于制造大型拉刀和齒輪刀具，特別制造是切削時(shí)受沖擊載荷的刀具效果更好。

②硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是由高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物(如WC、TiC等)粉末，以鈷(C。)為黏結(jié)劑，用粉末冶金方法制成的。硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、數(shù)控車床耐熱性都很高，硬度可達(dá)89—93HRA，在800～1000~C還能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼高十幾倍，允許采用的切削速度達(dá)100～300m／miD_，甚至更高，約為高速鋼刀具的4—10倍，并能切削一般工具鋼刀具不能切削的材料(如淬火鋼、玻璃、大理石等)。但其抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，僅為0．9—1．5GPa；沖擊韌度差，切削時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。

硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料，如車刀、加工中心端銑刀以至深孔鉆等。它制成各種形式的刀片，然后用機(jī)械夾緊或用釬焊方式固定在刀具的切削部位上。

常用的硬質(zhì)合金牌號(hào)按其金屬碳化物的不同分為三類：

鎢

3)刀具失效形式 刀具在切削過程中將逐漸產(chǎn)生磨損。當(dāng)?shù)毒吣p量達(dá)到一定程度時(shí)，可以明顯地發(fā)現(xiàn)切削力加大，切削溫度上升，切屑顏色改變，數(shù)控車床甚至產(chǎn)生振動(dòng)。同時(shí)，工件尺寸可能會(huì)超出公差范圍，機(jī)床電器已加工表面質(zhì)量也明顯惡化。此時(shí)，必須對(duì)刀具進(jìn)行重磨或更換新刀。打時(shí)刀具也可能在切削過程中會(huì)突然損壞而失效，造成刀具破損。刀具的磨損、破損及其使用壽命(也稱耐用度)關(guān)系到切削加工的效率、質(zhì)量和成本，因此它是切削加工中極為重要的問題之一。

①刀具磨損的方式。

a．前刀面磨損(月牙洼磨損)。在切削速度較高、切削厚度較大的情況下加工塑性金屬，當(dāng)?shù)毒叩哪蜔嵝院湍湍バ陨杂胁蛔銜r(shí)，切屑在前刀面上經(jīng)常會(huì)磨出一個(gè)月牙洼。在前刀面上相應(yīng)于產(chǎn)生月牙洼的地方，其切削溫度最高，因此磨損也最大，從而形成一個(gè)凹窩(月牙洼)。月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊。在磨損的過程中，月牙洼寬度逐漸擴(kuò)展。當(dāng)月牙洼擴(kuò)展到使棱邊變得很窄時(shí)，切削刃的強(qiáng)度大為削弱，極易導(dǎo)致崩刃。月牙洼磨損量以其深度KT表示。

b．后刀面磨損。由于加工表面和后刀面間存在著強(qiáng)烈的摩擦，在后刀面上毗鄰切削刃的地方很快被磨出后角為零的小棱面，這種磨損形式叫做后刀面磨損。在切削速度較低、數(shù)控車床切削厚度較小的情況下切削塑性金屬以及加工脆性金屬時(shí)，一般不產(chǎn)生月牙洼磨損，但都存在著后刀面磨損。

c．前刀面和后刀面同時(shí)磨損。機(jī)床電器這是一種兼有上述兩種情況的磨損形式。在切削塑性金屬時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生這種磨損。

②刀具磨損的原因。為了減小和控制刀具的磨損，為了研制新的刀具材料，必須研究刀具磨損的原因和本質(zhì)。切削過程中的刀具磨損具有下列特點(diǎn)：刀具與切屑、工件間的接觸表面經(jīng)常是新鮮表面；接觸壓力非常大，有時(shí)超過被切削材料的屈服強(qiáng)度；接觸表面的溫度很高，對(duì)于硬質(zhì)合金刀具可達(dá)800～1000~C，對(duì)于高速鋼刀具可達(dá)300～600~C。在上述條件下工作，刀具磨損經(jīng)常是機(jī)械的、熱的、化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果，可以產(chǎn)生磨料磨損、冷焊磨損(有的文獻(xiàn)稱為黏結(jié)磨損)、擴(kuò)散磨損和氧化磨損等。

a．磨料磨損。切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度，但其結(jié)構(gòu)中經(jīng)常含有一些硬度極高的微小的硬質(zhì)點(diǎn)，機(jī)床電器能在刀具表面刻劃出溝紋，這就是磨料磨損。數(shù)控車床硬質(zhì)點(diǎn)有碳化物(如Fe3C、TiC、VC等)、氮化物(如TiN、Si：N+等)、氧化物(如SiOz、Alz()，等)和金屬間化合物。磨料磨損在各種切削速度下都存在，但對(duì)低速切削的刀具(如拉刀、板牙等)，磨料磨損是磨損的主要原因。這是因?yàn)榈退偾邢鲿r(shí)，切削溫度比較低，由于其他原因產(chǎn)生的磨損尚不顯著，因而不是主要的。高速鋼刀具的硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金、陶瓷等，故其磨料磨損所占的比重較大。

b．冷焊磨損。切削時(shí)切屑、工件與前、后刀面之間，存在很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，因而它們之間會(huì)發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，冷焊結(jié)產(chǎn)生破裂被一方帶走，從而造成冷焊磨損。

一般說來，工件材料或切屑的硬度較刀具材料的硬度為低，冷焊結(jié)的破裂往往發(fā)生在工件或切屑這一方。但由于交變應(yīng)力、接觸疲勞、熱應(yīng)力以及刀具表層結(jié)構(gòu)缺陷等原因，數(shù)控車床冷焊結(jié)的破裂也可能發(fā)生在刀具這一方，機(jī)床電器這時(shí)，刀具材料的顆粒被切屑或工件帶走，從而造成刀具磨損。

冷焊磨損一般在中等偏低的切削速度下比較嚴(yán)重。研究表明：脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強(qiáng)。在高速鋼刀具正常工作的切削速度和硬質(zhì)合金刀具偏低的切削速度下，正好滿足產(chǎn)生冷焊的條件，故此時(shí)冷焊磨損所占的比重較大。提高切削速度后，硬質(zhì)合金刀具冷焊磨損減輕。

c．?dāng)U散磨損。擴(kuò)散磨損在高溫下產(chǎn)生。切削金屬時(shí)，切屑、工件與刀具接觸過程中，雙方的化學(xué)元素在固態(tài)下相互擴(kuò)散，改變了材料原來的成分與結(jié)構(gòu)，使刀具表層變得脆弱，從而加劇了刀具的磨損。

硬質(zhì)合金中，鈦元素的擴(kuò)散率遠(yuǎn)低于鈷、數(shù)控車床鎢，TiC又不易分解，故在切鋼時(shí)YT類合金的抗擴(kuò)散磨損能力優(yōu)于YG類合金。TiC基、丁i(C，N)基合金和涂層合金(涂覆TiC或TiN)則更佳；機(jī)床電器硬質(zhì)合金中添加鉭、鈮后形成固镕體(W，丁i，Ta，Nb)C，也不易擴(kuò)散，從而提高了刀具的耐磨性。

擴(kuò)散磨損往往與冷焊磨損、磨料磨損同時(shí)產(chǎn)生，此時(shí)磨損率很高。前刀面上離切削刃有一定距離處的溫度最高；該處的擴(kuò)散作用最強(qiáng)烈；于是在該處形成月牙洼。高速鋼刀具的工作溫度較低，與切屑、工件之間的擴(kuò)散作用進(jìn)行得比較緩慢，故其擴(kuò)散磨損所占的比重遠(yuǎn)小于硬質(zhì)合金刀具。< ③刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。刀具磨損到一定程度就不能繼續(xù)使用，否則將降低工件的尺寸精度和已加工表面質(zhì)量，同時(shí)也要增加刀具的消耗和加工成本。數(shù)控車床那么，刀具磨損到什么程度就不能使用呢?這需要制定一個(gè)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。a．刀具磨損過程。后刀面磨損量VB隨切削時(shí)間‘的延長而增大。沈陽第一機(jī)床廠典型的刀具磨損曲線，其磨損過程分三個(gè)階段。

初期磨損階段：這一階段磨損曲線的斜率較大。由于刃磨后的新刀具，其后刀面與加工表面間的實(shí)際接觸面積很小，壓強(qiáng)很大，故磨損很快。新刃磨后的刀面上的微觀粗糙度也加速了磨損。初期磨損量的大小與刀具刃磨質(zhì)量有很大關(guān)系，通常在VB＝o．05～o．1mm之間。數(shù)控車床經(jīng)過研磨的刀具，其初期磨損量小，而且要耐用得多。

正常磨損階段：經(jīng)過初期磨損，后刀面上被磨出一條狹窄的棱面，壓強(qiáng)減小，故磨損量的增加也緩慢下來，并且比較穩(wěn)定，這就是正常磨損階段，沈陽第一機(jī)床廠也是刀具工作的有效階段。這一階段中磨損曲線基本上是一條向上的斜線，其斜率代表刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損強(qiáng)度是比較刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。

劇烈磨損階段：刀具經(jīng)過正常磨損階段后，切削刃顯著變鈍，切削力增大，切削溫度升高，這時(shí)刀具的磨損情況發(fā)生了質(zhì)的變化而進(jìn)入劇烈磨損階段。這一階段的磨損曲線斜率很大，即磨損強(qiáng)度很大。此時(shí)刀具如繼續(xù)工作，則不但不能保證加工質(zhì)量，而且刀具材料消耗多，數(shù)控車床經(jīng)濟(jì)上是不合算的。故應(yīng)當(dāng)使刀具避免發(fā)生劇烈磨損。

觀測(cè)前刀面磨損量(月牙洼深度KT)，其磨損曲線也可出現(xiàn)類似上述三個(gè)磨損階段。

b．刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。刀具磨損后將影響切削力、切削溫度和加工質(zhì)量，因此必須根據(jù)加工情況規(guī)定一個(gè)最大的允許磨損值，這就是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。一般刀具的后刀面上都有磨損，它對(duì)加工精度和切削力的影響比前刀面磨損顯著，同時(shí)后刀面磨損量比較容易測(cè)量，因此在刀具管理和金屬切削的科學(xué)研究中多按后刀面磨損尺寸來制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。通常所謂磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達(dá)到的最大值，沈陽第一機(jī)床廠以VB表示。

制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)需考慮被加工對(duì)數(shù)控車床象的特點(diǎn)和加工條件的具體情況。

工藝系統(tǒng)的剛性較差時(shí)應(yīng)規(guī)定較小的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。后刀面磨損后，切削溫度升高。加工不同的工件材料，切削溫度的升高也不相同。在相同的切削條件下，加工合金鋼的切削溫度高于碳素鋼，加工高溫合金及不銹鋼的切削溫度又高于一般合金鋼。在切削難加工材料時(shí)，一般應(yīng)選用較小的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)；加工一般材料，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)可以大一些。

加工精度及表面質(zhì)量要求較高時(shí)，數(shù)控車床應(yīng)當(dāng)減小磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，沈陽第一機(jī)床廠以確保加工質(zhì)量。例如在精車時(shí)，應(yīng)控制VB在0．1—0．3mm的范圍內(nèi)。c．刀具耐用度。

刀具耐用度的定義：刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間，稱為刀具耐用度，以丁表示。它是指凈切削時(shí)間，不包括用于對(duì)刀、測(cè)量、快進(jìn)、回程等非切削時(shí)間。

刀具耐用度是很重要的數(shù)據(jù)。在同一條件下切削同一工件材料時(shí)，可以用刀具耐用度來比較不同刀具材料的切削性能；同一刀具材料切削各種工件材料，數(shù)控車床又可以用刀具耐用度來比較工件材料的切削加工性；也可以用刀具耐用度來判斷刀具幾何參數(shù)是否合理。工件材料、刀具材料的性能對(duì)刀具耐用度影響最大。在切削用量中，影響刀具耐用度最主要的因素是切削速度，其次是進(jìn)給量、切削深度。此外，刀具幾何參數(shù)對(duì)刀具耐用度也有重要影響。

切削速度與刀具耐用度的關(guān)系：切削速度與刀具耐用度的關(guān)系是用實(shí)驗(yàn)方法求得的。實(shí)驗(yàn)表明切削速度對(duì)使用壽命的影響小，即刀具的切削性能較好。

進(jìn)給量、切削深度與刀具耐用度的關(guān)系：切削速度對(duì)刀具使用壽命的影響最大，沈陽第一機(jī)床廠其次是進(jìn)給量，切削深度影響最小。所以在優(yōu)選切削用量以提高生產(chǎn)率時(shí)，數(shù)控車床其選擇先后順序應(yīng)為：首先盡量選用大的切削深度d，然后根據(jù)加工條件和加工要求選取允許的最大進(jìn)給量／，最后才在刀具使用壽命或機(jī)床功率所允許的情況下選取最大的切削速度wc。4)數(shù)控鏜銑類刀具選擇 鏜銑類數(shù)控機(jī)床按加工方式不同可分為鉆削刀具、鏜削刀具、銑削刀具、螺紋加工刀具、鉸削刀具等。

①鉆削刀具。數(shù)控車床鉆削是鏜銑類數(shù)控機(jī)床在實(shí)心材料上加工出孔的常見辦法。鉆削還用于擴(kuò)孑L、锪孑L。鉆頭按結(jié)構(gòu)分類有整體式、刀體焊接式、刀刃焊接式、可轉(zhuǎn)位鉆頭；按柄部形狀分類可分為直柄鉆頭、加工中心直柄扁尾鉆頭、(莫氏)錐柄鉆頭；按刃溝形狀分類有右螺旋鉆頭、左螺旋鉆頭、直刃鉆頭；按刀體截面形狀分類有內(nèi)冷鉆頭、雙刃帶鉆頭、乎刃溝鉆頭；按長度分類有標(biāo)準(zhǔn)鉆頭、長型鉆頭、短型鉆頭；按用途分有中心鉆、擴(kuò)孔鉆、锪鉆、階梯鉆、導(dǎo) 向鉆等。

a．中心鉆。中心鉆先在實(shí)心工件上加工出中心孔，起到定位和引導(dǎo)鉆頭的作用。

b．麻花鉆。麻花鉆一般為高速鋼材料，制造容易，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。但標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆有許多缺點(diǎn)，如：不利屑的卷曲、切削性能差、排屑性能差、磨損快。

c．修磨麻花鉆。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的缺點(diǎn)，可對(duì)其進(jìn)行修磨，一般有以下幾種方法：修磨主切削刃；修磨橫刃；修磨前刀面；修磨棱邊；修磨分屑槽。d．?dāng)U孔鉆。加工中心應(yīng)用擴(kuò)孔鉆，加工效率高，質(zhì)量好。e．锪鉆。用于加工沉頭孔和端面凸臺(tái)等。

f．硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式鉆頭。用于擴(kuò)孔，數(shù)控車床也可加工實(shí)心孔，加工中心加工效率高、質(zhì)量好。

g．加工中心用槍鉆。用于長徑比在5以上的深孑Lh口工。

②鏜削刀具。分為單刃鏜刀、雙刃鏜刀。

a．單刃鏜刀。單刃鏜刀是把類似車刀的刀尖裝在鏜刀桿上而形成的。刀尖在刀桿上的安裝位置有兩種：刀頭垂直鏜桿軸線安裝，適于加工通孔；刀頭傾斜鏜桿軸線安裝，適于盲孔、臺(tái)階孔的加工。

b．雙刃鏜刀。雙刃鏜刀常用的有定裝式、機(jī)夾式和浮動(dòng)式三種。雙刃鏜刀的好處是徑向力得到平衡，工件孑L徑尺寸由鏜刀尺寸保證。浮動(dòng)鏜刀的刀塊能在徑向浮動(dòng)，加工時(shí)消除了機(jī)床、刀具裝夾誤差及鏜桿彎曲等誤差，但不能矯正孔直線度誤差和孑L的位置度誤差。

③銑削刀具。

a．端銑刀。端銑刀主要用于加工平面，數(shù)控車床但是主偏角為90‘的端銑刀還能用于加工淺臺(tái)階。端銑刀一般做成可轉(zhuǎn)位式。

b．立銑刀。立銑刀使用靈活，有多種加工方式。立銑刀按構(gòu)成方式可分為整體式、焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種；按功能特點(diǎn)可分為通用立銑刀、鍵槽立銑刀、平面立銑刀、球頭立銑刀、圓角立銑刀、多功能立銑刀、倒角立銑刀、T形槽立銑刀等。

c．盤形銑刀。包括槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀。槽銑刀有一個(gè)主切削刃，用于加工淺槽。兩面刃銑刀有一個(gè)主切削 刃、一個(gè)副切削刃，可用于加工臺(tái)階。三面刃銑刀有一個(gè)主切削刃、加工中心兩個(gè)副切削刃，用于切槽及加工臺(tái)階。鋸片銑刀比槽銑刀更窄，用于切斷、切窄槽。

d．成形銑刀。為了提高效率，滿足生產(chǎn)要求，有些零件可以采用成形銑刀進(jìn)行銑削。④鉸削刀具。鉸刀主要用于孔的精加工及高精度孑L的半精加工。圓柱鉸刀比較常見，但其加工性能不是很好，且無法加工有鍵槽的孔。加工中心廣泛應(yīng)用帶負(fù)刃傾角的鉸刀和螺旋齒鉸刀。螺旋齒鉸刀有兩種，一種是普通螺旋齒鉸刀，其刀齒有一定的螺旋角，切削平穩(wěn)，能夠加工帶鍵槽的孔；另一種是螺旋推鉸刀。其特點(diǎn)是螺旋角很大，切削刃長，連續(xù)參加切削，數(shù)控車床所以切削過程平穩(wěn)無振動(dòng)，切屑呈發(fā)條狀向前排出，避免了切屑擦傷已加工孑L壁。

⑤螺紋加工刀具。加工中心一般使用絲錐作為螺紋加工刀具，絲錐加工螺紋的過程叫攻螺紋。一般絲錐的容屑槽制成直的，也有的做成螺旋形。螺旋形容屑槽排屑容易，切屑呈螺旋狀。加工右旋通孔螺紋時(shí)，選用左旋絲錐；加工右旋盲孔螺紋時(shí)，選用右旋絲錐。

⑥刀柄。鏜銑類數(shù)控機(jī)床使用的刀具種類繁多，而每種刀具都有特定的結(jié)構(gòu)及使用方法，要想實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的固定，必須有一中間裝置，該裝置必須能夠裝夾刀具又能在主軸上準(zhǔn)確定位。裝夾刀具的部分(直接與刀具接觸的部分)叫工作頭，而安裝工作頭又直接與主軸接觸的標(biāo)準(zhǔn)定位部分就叫刀柄。加工中心一般采用7；24錐柄，加工中心這是因?yàn)檫@種錐柄不自鎖，并且與直柄相比有高的定心精度和剛性。數(shù)控車床刀柄要配上拉釘才能固定在主軸錐孔上，刀柄與拉釘都已標(biāo)準(zhǔn)化，刀柄型號(hào)主要有30、40、45、50、60等，刀柄標(biāo)志代號(hào)有JT、BT、ST等，其中JT表示以國際ISO 7388、美< ⑦鏜銑類裝夾工具系統(tǒng)。加工中心的工具系統(tǒng)是刀具與加工中心的連接部分，由工作頭、刀柄、拉釘、接長桿等組成，起到固定刀具及傳遞動(dòng)力的作用。數(shù)控車床工具系統(tǒng)是能在主軸和刀庫之間交換的相對(duì)獨(dú)立的整體。機(jī)床工具系統(tǒng)的性能往往影響到加工中心的加工效率、質(zhì)量、刀具的壽命、切削效果。另外，加工中心使用的刀柄、刀具數(shù)量繁多，合理地調(diào)配工具系統(tǒng)對(duì)成本的降低也有很大意義。

加工中心使用的工具系統(tǒng)是指鏜銑類工具系統(tǒng)，可分為整體式與模塊式兩類。

a．整體式工具系統(tǒng)把刀柄和工作頭做成一體，使用時(shí)選用不同品種和規(guī)格的刀柄即可使用，優(yōu)點(diǎn)是使用方便、可靠，缺點(diǎn)是刀柄數(shù)量多。

b．模塊式工具系統(tǒng)是指刀柄與工作頭分開，做成模塊式，然后通過不同的組合而達(dá)到使用目的，減少了刀柄的個(gè)數(shù)。(5)加工中心刀庫及換刀方法

①刀庫。刀庫是用來儲(chǔ)存加工刀具及輔助工具的，數(shù)控車床是自動(dòng)換刀裝置中最主要的部件之一。由于多數(shù)加工中心的取送刀具位置都是在刀庫中某一固定刀位，因此刀庫還需要有使刀具運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)來保證換刀的可靠性。刀庫中刀具的定位機(jī)構(gòu)是用來保證要更換的每一把刀具或刀套都能準(zhǔn)確地停在換刀位置上。機(jī)床其控制部分可以采用簡(jiǎn)易位置控制器，或類似半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的伺服位置控制，也可以采用電氣和機(jī)械相結(jié)合的銷定位方式，一般要求其綜合定位精度達(dá)到o．1～亂5mm，即可采用電動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)為刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。

a．刀庫的類型按刀庫的結(jié)構(gòu)形式可分為圓盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁旌拖湫褪降稁?，前兩種較為常見。

圓盤式刀庫其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也較多。但因刀具采用單環(huán)排列，空間利用率低，因此出現(xiàn)了將刀具在盤中采用雙環(huán)或多環(huán)排列的形式，以增加空間利用率。但這樣使刀庫的外徑擴(kuò)大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也增大，選刀時(shí)間也長，所以，圓盤式刀庫一般用于刀具容量較小的刀庫。

鏈?zhǔn)降稁欤m用于刀庫容量較大的場(chǎng)合。數(shù)控車床鏈的形狀可以根據(jù)機(jī)床的布局配置，也可將換刀位突出以利于換刀。當(dāng)需要增加鏈?zhǔn)降稁斓牡毒呷萘繒r(shí)，只需增加鏈條的長度，在一定范圍內(nèi)，機(jī)床無需變更刀庫的線速度及慣量。一般刀具數(shù)量30一120把時(shí)都采用鏈?zhǔn)降稁臁?/p>

另外，按設(shè)置部位的不同，刀庫可以分為頂置式、側(cè)置式、懸掛式和落地式等多種類型。按交換刀具還是交換主軸，刀庫可分為普通刀庫(簡(jiǎn)稱刀庫)和主軸箱刀庫。

b．刀庫的容量確定。刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要。對(duì)若干種工件進(jìn)行分析表明，各種加工所必需的刀具數(shù)量是4把銑刀可完成工件95％左右的銑削工藝，10把孔加工刀具可完成70％的鉆削工藝，因此14把刀的容量就可完成70％以上工件的鉆銑工藝機(jī)床。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，數(shù)控車床則80％的工件(中等尺寸，復(fù)雜程度一般)完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)為40種以下。所以對(duì)于一般的中、小型立式加工中心，配有14～40把刀具的刀庫就能夠滿足70％一95％工件的加工需要。

c．刀庫的選刀方式。目前，加工中心刀庫使用的選刀方式有順序選刀和任意選刀兩種。順序選刀是在加工之前將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中，／頃序不能有差錯(cuò)，加工時(shí)按順序調(diào)刀。加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。數(shù)控車床其優(yōu)點(diǎn)是刀庫的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡(jiǎn)單，機(jī)床因此這種方式適合加工批量較大、工件品種數(shù)量較少的中、小型自動(dòng)換刀裝置。

隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具任選功能。任選刀具的換刀方式可以有刀套編碼、刀具編碼和記憶等方式。數(shù)控車床刀具編碼或刀套編碼都需要在刀具或刀套安裝用于識(shí)別的編碼條，搖臂鉆床一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼原理進(jìn)行編碼。

刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具編碼。由于每把刀具都具有自己的代碼，刀具可以放在刀庫中的任何一個(gè)刀座內(nèi)，這樣不僅刀庫中的刀具可以在不同的工序中多次重復(fù)使用，而且換下的刀具也不用放回原來的刀座，這對(duì)裝刀和選刀都十分有利，刀庫的容量也可以相應(yīng)地減少，而且還可以避免由于刀具順序的差錯(cuò)所造成的事故。但是由于每把刀具上都帶有專用的編碼系統(tǒng)，使刀具的長度加長，制造困難，刀具剛度降低，同時(shí)使得刀庫和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜。對(duì)于刀套編碼的方式，一把刀具只對(duì)應(yīng)一個(gè)刀套，從一個(gè)刀套中取出的刀具必須放回同一刀套中，取送刀具十分麻煩，換刀時(shí)間長。因此，無論是刀具編碼還是刀套編碼都給換刀系統(tǒng)帶來麻煩。搖臂鉆床目前，絕大多數(shù)加工中心都使用記憶式的任選換刀方式。這種方式是第一次給刀庫裝刀時(shí)，控制系統(tǒng)記憶刀庫中的每個(gè)刀套號(hào)和該刀套上的刀具號(hào)，刀具在使用中不一定被送還到原來的刀套上，但是控制系統(tǒng)仍能記住該刀具號(hào)所在的新刀套號(hào)。數(shù)控車床這種方式有利于縮短換刀、選刀時(shí)間。由于這種方式經(jīng)常改變刀具號(hào)與刀套的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在重新啟動(dòng)機(jī)床時(shí)必須使刀庫回零，校驗(yàn)一下顯示器上顯示的內(nèi)容與實(shí)際刀具的情況。

刀庫選刀方式一般采用就近移動(dòng)原則，即無論采取哪種選刀方式，在根據(jù)程序指令把下一工序要用的刀具移到換刀位置時(shí)，都要向距離換刀最近的方向移動(dòng)，以節(jié)省選刀時(shí)間。

②換刀及刀具交換裝置。數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)刀庫與機(jī)床主軸之間刀具傳遞和刀具裝卸的裝置稱為刀具交換裝置。刀具的交換方式通常分為無機(jī)械手換刀和有機(jī)械手換刀兩大類。a．無機(jī)械手換刀的方式是利用刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換。這種換刀機(jī)構(gòu)不需要機(jī)械手，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。由于交換刀具時(shí)機(jī)床不工作，所以不會(huì)影響加工精度，數(shù)控車床但會(huì)影響機(jī)床的生產(chǎn)率。其次因刀庫尺寸限制，裝刀數(shù)量不能太多。這種換刀方式常用于小型加工中心。

b．采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用得最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性，搖臂鉆床而且可以減少換刀時(shí)間。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)類型多種多樣，因此換刀運(yùn)動(dòng)也有所不同。

(6)刀具安裝、標(biāo)定及工件坐標(biāo)系的建立

①刀具安裝。加工中心使用的刀具由刀桿、通用刀柄、拉釘三部分組成(刀柄和拉釘型號(hào)參考具體設(shè)備說明)，經(jīng)裝配后方能根據(jù)加工需要依次裝入刀庫。

②加工中心常用對(duì)刀儀器。

量塊：一般用于刀具Z向標(biāo)定。

Z向設(shè)定器：一般用于刀具Z向標(biāo)定。

尋邊器：標(biāo)定刀具X、y向位置。尋邊器常見有電子式和機(jī)械式兩種。

找正器：用于確定圓心。

機(jī)內(nèi)對(duì)刀器：用于刀具X、y、Z向標(biāo)定。

機(jī)外對(duì)刀儀：在機(jī)床外測(cè)量刀具長度、直徑和幾何角度等，不占機(jī)時(shí)。3D測(cè)頭：自動(dòng)測(cè)量刀具X、y、Z向的位置和補(bǔ)償值。

③工件坐標(biāo)系的建立。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控加工的重要內(nèi)容之一。數(shù)控車床建立工件坐標(biāo)系實(shí)際就是將用戶選定的編程坐標(biāo)系告知CNC系統(tǒng)，若不能正確建立工件坐標(biāo)系，即使編程指令正確，機(jī)床仍可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。搖臂鉆床機(jī)床的誤動(dòng)作有可能損壞刀具、機(jī)床，甚至可能會(huì)傷害到用戶。

由于數(shù)控加工中心系統(tǒng)功能不同，建立工件坐標(biāo)系的具體方法有所不同。但基本原理相類似。

a．直接法。直接法即試切法。啟動(dòng)主軸，選定一把基準(zhǔn)刀接觸工件上表面，設(shè)置Zo，即將基準(zhǔn)刀Z向補(bǔ)償值設(shè)為“o”；其他刀也觸碰同一表面，標(biāo)定其他刀的Z向補(bǔ)償值。用刀具接觸工件側(cè)面設(shè)置X。、Yo。測(cè)量刀具直徑或根據(jù)刀具公稱直徑確定刀具半徑補(bǔ)償值。b．間接法。刀具不旋轉(zhuǎn)，選擇一把基準(zhǔn)刀接觸量塊或Z向設(shè)定器，設(shè)置Z。將基準(zhǔn)刀Z向補(bǔ)償值設(shè)為“0”，其他刀觸碰同一表面，標(biāo)定Z向補(bǔ)償值。Xo、y。及刀具半徑補(bǔ)償值的確定相同。

c．機(jī)內(nèi)對(duì)刀。機(jī)內(nèi)對(duì)刀通常使用機(jī)床自備的機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀。數(shù)控車床以主軸端面為基準(zhǔn)，各把刀具從Z向觸碰對(duì)刀儀，系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)出各刀相對(duì)某一基準(zhǔn)點(diǎn)的長度作為刀具長度補(bǔ)償值(每把刀的長度補(bǔ)償值均不為“o

第二篇：數(shù)控車床刀具實(shí)習(xí)報(bào)告

數(shù)控車床（刀具）實(shí)習(xí)報(bào)告

一：刀具基本概述

刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。絕大多數(shù)的刀具是機(jī)用的，但也有手用的。由于機(jī)械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。

二：刀具材料

制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。通常當(dāng)材料硬度高時(shí)，耐磨性也高；抗彎強(qiáng)度高時(shí)，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。

硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片都已用化學(xué)氣相沉積涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁，使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。

由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來越多，切削加工的自動(dòng)化水平和對(duì)加工精度的要求越來越高。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展和應(yīng)用新的刀具材料；進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強(qiáng)度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強(qiáng)度間的矛盾；進(jìn)一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實(shí)現(xiàn)最佳化。

刀具材料大致分如下幾類：高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。

一般加工中心常用有以下幾種材質(zhì)刀具：碳素工具鋼，合金工具鋼，高速鋼，硬質(zhì)合金，超硬材料。

1碳素工具鋼

碳素工具鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.65%-1.35%的優(yōu)質(zhì)高碳鋼。用做刀具的牌號(hào)一般是T10A和T12A，常溫硬度60-64HRC。當(dāng)切削刃熱至200-250度時(shí)，其硬度和耐磨性就會(huì)迅速下降，從而喪失切削性能。2合金工具鋼

為了改善碳素工具鋼的性能，常在其中加入適量合金元素如錳、鉻、鎢、硅和釩等，從而形成了合金工具鋼，常用牌號(hào)有9sicr,GCr15,CrWMn等。合金工具鋼與碳素工具鋼相比，其熱處理后的硬度相近，而耐熱性和耐磨性略高，熱處理性也較好。但與高速鋼相比，合金工具鋼的切削速度和使用壽命又遠(yuǎn)不如高速鋼，使其應(yīng)用受到很大的限制。因此，合金工具鋼一般僅用于取代碳素工具鋼。3高速鋼

高速鋼是一種含鎢、鋁、鉻、釩等合金元素較多的高合金工具鋼。高速鋼主要優(yōu)點(diǎn)是具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且耐熱性和淬火性良好，其允許的切削速度是碳素工具鋼和合金工具鋼的兩倍以上。高速鋼刃磨后切削刃鋒利，故又稱之為鋒鋼和白鋼。高速鋼是一種綜合性能好、應(yīng)用范圍較廣的刀具材料，常用來制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的刀具，如成形車刀，銑刀，鉆頭，鉸刀。拉刀，齒輪刀具等。硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是用粉末冶金方法制造的合金材料，它是由高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物WC、TiC等粉末，用鈷等金屬粘結(jié)劑在高溫下燒結(jié)而成。

硬質(zhì)合金的硬度較高，常溫下可達(dá)89-93HRA，耐磨性和耐熱性均高于工具鋼，在800-1000度時(shí)仍能正常切削，其切削速度是高速鋼的幾倍，刀具壽命也提高了幾十倍，并能加工高速鋼刀具難以切削加工的材料，因此被廣泛應(yīng)用。但是它也存在抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度比高速鋼低，刃口不能磨得像高速鋼刀具那樣鋒利等不足之處。4超硬材料

超硬材料主要是批金石、立涼席氮化硼和陶瓷。金剛石是自然界中最硬的材料，其硬度可達(dá)10000HV。天然金剛石價(jià)格昂貴。很少使用。人造金剛石以石墨為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。主要用于高速精細(xì)車削、鏜削有色金屬及其合金和非金屬材料。切削銅合金或鋁合金時(shí)切削速度可達(dá)800-3800M/MIN。由于金剛石具有較高的耐磨性，加工尺寸和刀具使用壽命長。所以常應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床上，加工后的粗糙度可達(dá)0.1-0.025um.但金剛石刀具耐熱性較差，切削溫度不宜超過700-800度。強(qiáng)度低、脆性大、對(duì)振動(dòng)敏感，只宜微量切削。刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，中國是全球最具發(fā)展?jié)摿Φ牡毒呤袌?chǎng)，不少跨國刀具集團(tuán)在自身發(fā)展戰(zhàn)略中，把擴(kuò)大在中國的刀具銷售作為首選，各企業(yè)的亞太總部、研發(fā)中心、培訓(xùn)中心、物流中心紛紛落戶中國，從而以中國為中心輻射亞洲，更加直接便捷地服務(wù)于客戶，更好地滿足亞太地區(qū)客戶的需求。

數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具材料的要求：

金屬切削過程中，切削層金屬在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性變形，刀具與工件、切屑之間擠壓與摩擦使刀具切削部分產(chǎn)生很高的溫度，在斷續(xù)切削加工中還會(huì)受到機(jī)械沖擊及熱沖擊的影響。

加劇刀具的磨損，甚至使刀具破損，因此刀具切削部分的材料必須具備以下幾個(gè)條件

1.較高的硬度和耐磨性

刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好刀具材料在常溫下的硬度應(yīng)在62HRC以上 2.足夠的強(qiáng)度和韌性

刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時(shí)在沖擊和振動(dòng)條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性

一般用抗彎強(qiáng)度表示刀具材料的強(qiáng)度，用沖擊值表示刀具材料的韌性 3.較高的耐暖性

耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度及韌性的性能是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)。這種性能也稱刀具材料紅硬性 4.較好的導(dǎo)熱性

刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，刀具傳出的熱量越多，有利于降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度

三：刀具結(jié)構(gòu) 1：結(jié)構(gòu)要素

A:待加工表面----工件上有待切除的表面。

已加工表面----工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。

過渡表面(同義詞：加工表面)----工件上由切削刃形成的那部分表面，它將在下一個(gè)行程，刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除，或者由下一個(gè)切削刃切除。前面(前刀面)----刀具上切屑流過的表面。它直接作用于被切削的金屬層，并控制切屑沿其排出的B:刀面

后面(后刀面)----與工件上切削中產(chǎn)生的表面相對(duì)的表面。

主后面(同義詞：主后刀面)----刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。它對(duì)著過渡表面。

副后面副后刀面)----刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。它對(duì)著已加工表面。

主切削刃----起始于切削刃上主偏角為零的點(diǎn)，并至少有一段切削刃擬用來在工件上切出過渡表面的那個(gè)整段切削刃。

副切削刃----切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于切削刃上主偏角為零的點(diǎn)，但它向背離主切削刃的方向延伸。

各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。角度參考系

切削平面----通過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。

主切削平面Ps----通過切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切并垂直于基面的平面。它切于過渡表面，也就是說它是由切削速度與切削刃切線組成的平面。

副切削平面----通過切削刃選定點(diǎn)與副切削刃相切并垂直于基面的平面。

基面Pt----通過切削刃選定點(diǎn)垂直于合成切削速度方向的平面。在刀具靜止參考系中，它是過切削刃選定點(diǎn)的平面，平行或垂直于刀具在制造、刃磨和測(cè)量時(shí)適合于安裝或定位的一個(gè)平面或軸線，一般說來其方位要垂直于假定的主運(yùn)動(dòng)方向。

假定工作平面----在刀具靜止參考系中，它是過切削刃選定點(diǎn)并垂直于基面，一般說來其方位要平行于假定的主運(yùn)動(dòng)方向。

法平面Pn----通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面。C:刀具角度

前角----前面與基面間的夾角。

后角----后面與切削平面間的夾角。楔角----前面與后面間的夾角。

主偏角----主切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測(cè)量。副偏角----副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測(cè)量。刀尖角----主切削平面與副切削平面間的夾角，在基面中測(cè)量。刃傾角----主切削刃與基面間的夾角，在主切削平面中測(cè)量。

2：裝夾部分

有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機(jī)床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。

帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對(duì)焊而成。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。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準(zhǔn)部分，如鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、內(nèi)表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準(zhǔn)部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具。刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機(jī)械夾固式三種： 整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃； 焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上； 機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。

硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)；瓷刀具都采用機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)。刀具切削部分的幾何參數(shù)對(duì)切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度，減小刀頭的散熱體積。

在選擇刀具的角度時(shí)，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等，必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造和測(cè)量用的標(biāo)注角度在實(shí)際工作時(shí)，由于刀具的安裝位置不同和切削運(yùn)動(dòng)方向的改變，實(shí)際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同，但通常相差很小。

四:數(shù)控機(jī)床的換刀系統(tǒng)

1回轉(zhuǎn)形式的自動(dòng)換刀裝置：

a:刀架抬起b：刀架轉(zhuǎn)位c：刀架加緊 2帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)

刀庫分類：盤式刀庫，鏈?zhǔn)降稁?，格子盒式刀庫。換刀方式：直接在刀庫與主軸直接換刀的自動(dòng)換刀裝置；用機(jī)械手在刀庫與主軸之間的換刀裝置；用機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進(jìn)行換刀的自動(dòng)換刀裝置。3刀具交換裝置

利用刀庫與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具的交換裝置；刀庫機(jī)械手的刀具交換裝置。

4機(jī)械手的形式

單臂單爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手；單臂雙爪式回轉(zhuǎn)式機(jī)械手；雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手；雙機(jī)械手；雙臂往復(fù)交叉式機(jī)械手；雙臂端面夾緊式機(jī)械手。5輔助裝置等等

五：常見刀具的磨損和改進(jìn) 1磨損原因

刀具材料

刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對(duì)于加工效率、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對(duì)矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵。對(duì)于石墨刀具，普通的涂層可在選材上適當(dāng)選擇韌性相對(duì)較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的；對(duì)于金剛石涂層石墨刀具，可在選材上適當(dāng)選擇硬度相對(duì)較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍低一點(diǎn)的； 刀具的幾何角度

石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動(dòng)，反過來，石墨工件也不容易崩缺；

1．前角，采用負(fù)前角加工石墨時(shí)，刀具刃口強(qiáng)度較好，耐沖擊和摩擦的性能好，隨著負(fù) 前角絕對(duì)值的減小，后刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢(shì)，采用正前角加工時(shí)，隨著前角的增大，刀具越鋒利，但刀具刃口強(qiáng)度被削弱，反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負(fù)前角加工時(shí)，切削阻力大，增大了切削振動(dòng)，采用大正前角加工時(shí)，刀具磨損嚴(yán)重，切削振動(dòng)也較大。一般粗加工應(yīng)選擇較小前角刀具或負(fù)前角刀具。

2．后角，如果后角的增大，則刀具刃口強(qiáng)度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后，切削振動(dòng)加強(qiáng)。后角越小，彈性恢復(fù)層同后刀面的摩擦接觸長度越大，它是導(dǎo)致切削刃及后刀面磨損的直接原因之一。從這個(gè)意義上來看，增大后角能減小摩擦，可以提高已加工表面質(zhì)量和刀具使用壽命。

3．螺旋角，螺旋角較小時(shí)，同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件的刃長最長，切削阻力最大，刀具承受的切削沖擊力最大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)都是最大的。當(dāng)螺旋角去較大時(shí)，銑削合力的方向偏離工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇，因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)也都有所增大。因此，刀具角度變化對(duì)刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)的影響是前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的，所以在選擇方面一定要多加注意。通過對(duì)石墨材料的加工特性做了大量的科學(xué)測(cè)試，PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度，從而使得刀具的整體切削性能大大提高。刀具的涂層

金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇，也最能體現(xiàn)石墨刀具優(yōu)越的使用性能；金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性；但是在國內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段，還有成本的投入都是很大的，所以金剛石涂層在不會(huì)有太大發(fā)展，不過我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上，優(yōu)化刀具的角度，選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu)，在某種程度上是可以在石墨加工當(dāng)中應(yīng)用的。

金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別，所以在設(shè)計(jì)金剛石涂層刀具時(shí)，由于石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當(dāng)放大，容削槽也變大，也不會(huì)降低其刀具鋒口的耐磨性；對(duì)于普通的TiAlN涂層，雖然比無涂層的刀具其耐磨有顯著的提高，但比起金剛石涂層來說，在加工石墨時(shí)它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小，以增加其耐磨性。[4]刀具表面處理技術(shù)又有了新發(fā)展，移動(dòng)菠菜發(fā)布的國外最新消息：利用固態(tài)的納米結(jié)構(gòu)硼原子團(tuán)對(duì)刀具表面進(jìn)行改性處理，可較大幅度提高刀具壽命。對(duì)金剛石涂層來說，世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發(fā)相關(guān)涂層技術(shù)，但是至今為止，國外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅僅限于歐洲；PARA作為一款優(yōu)秀的石墨加工刀具，同樣采用世界最先進(jìn)的涂層技術(shù)對(duì)刀具進(jìn)行表面處理，以確保加工壽命的同時(shí)，保證刀具的經(jīng)濟(jì)實(shí)用。刀具刃口的強(qiáng)化

刀具刃口鈍化技術(shù)是一個(gè)還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)合金刀具刃口，存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是金剛石涂層刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺陷，使其鋒值減少或消除，達(dá)到圓滑平整，既鋒利堅(jiān)固又耐用的目的。加工條件

選擇適當(dāng)?shù)募庸l件對(duì)于刀具的壽命有相當(dāng)大的影響。1．切削方式（順銑和逆銑），順銑時(shí)的切削振動(dòng)小于逆銑的切削振動(dòng)。順銑時(shí)的刀具切入厚度從最大減小到零，刀具切入工件后不會(huì)出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象，工藝系統(tǒng)的剛性好，切削振動(dòng)??；逆銑時(shí)，刀 具的切入厚度從零增加到最大，刀具切入初期因切削厚度薄將在工件表面劃擦一段路徑，此時(shí)刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或殘留在工件表面的切屑顆粒，都將引起刀具的彈刀或顫振，因此逆銑的切削振動(dòng)大；

2．吹氣（或吸塵）和浸漬電火花液加工，及時(shí)清理工件表面的石墨粉塵，有利于減小刀具二次磨損，延長刀具的使用壽命，減少石墨粉塵對(duì)機(jī)床絲杠和導(dǎo)軌的影響；

3．選擇合適的高轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的大進(jìn)給量。

綜述以上幾點(diǎn)，刀具的材料、幾何角度、涂層、刃口的強(qiáng)化及機(jī)械加工條件，在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色，缺一不可，相輔相成的。一把好的石墨刀具，應(yīng)具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節(jié)約加工成本。

2改進(jìn)辦法

1刃口磨損 改進(jìn)辦法：提高進(jìn)給量；降低切削速度；使用更耐磨的刀片材質(zhì)；使用涂層刀片。2崩碎

改進(jìn)辦法：使用韌性更好的材質(zhì)；使用刃口強(qiáng)化的刀片；檢查工藝系統(tǒng)的剛性；加大主偏角。3熱變形

改進(jìn)辦法：降低切削速度；減少進(jìn)給；減少切深；使用更具熱硬性的材質(zhì)。4切深處破損

改進(jìn)辦法：改變主偏角；刃口強(qiáng)化；更換刀片材質(zhì)。5熱裂紋 改進(jìn)辦法：正確使用冷卻液；降低切削速度；減少進(jìn)給；使用涂層刀片。6積屑

改進(jìn)辦法：提高切削速度；提高進(jìn)給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液；使刃口更鋒利。7月牙洼磨損

改進(jìn)辦法：降低切削速度；降低進(jìn)給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液。8斷裂

改進(jìn)辦法：使用韌性更好的材質(zhì)或槽型；減少進(jìn)給；減少切深；檢查工藝系統(tǒng)的剛性。

注意：通常當(dāng)后刀面磨損達(dá)0.7毫米時(shí)，應(yīng)更換刀片刃口；精加工時(shí)最大磨損量為0.04毫米。

六：總結(jié)（感想）

通過數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)，了解了機(jī)床加工零件的流程。繪制零件圖（了解零件的加工類型，加工外形，加工基準(zhǔn)和尺寸要求），編制加工工藝的程序并確定工位，在機(jī)床上裝夾和分中（對(duì)刀），最后開啟機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行加工。

同時(shí)對(duì)加工過成中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和改進(jìn)，如刀具的磨損和主軸的跳動(dòng)，安裝工件的松動(dòng)，加工過程中的熱變形，對(duì)薄壁件加工時(shí)的加工速度的控制和安裝都將決定加工零件的質(zhì)量。

第三篇：刀具知識(shí)

數(shù)控加工刀具的選擇

2006年3月6日 08:07 中國刀具在線

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。

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(duì)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。

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，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐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。

在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。

在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：

盡量減少刀具數(shù)量；

一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；

粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；

先銑后鉆；

先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；

在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。

一、模具新鋼種——超硬型高速鋼

研究和發(fā)展模具新鋼種，是改善和提高模具鋼的強(qiáng)韌性，延長模具的使用壽命的重要途徑。我國模具工業(yè)在迅速發(fā)展，我國的材料工作者在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合本國資源情況和特點(diǎn)，引進(jìn)和研制了不少新型模具鋼。經(jīng)過生產(chǎn)上的考核篩選，一些性能優(yōu)異、工藝性能也比較好的鋼種受到模具制造和使用單位的歡迎，使模具的使用壽命達(dá)到甚至超過國內(nèi)外同類模具的水平，如北京鋼鐵學(xué)院與大冶鋼廠研制的無Co超硬高速鋼W12Cr4Mo3V3N(簡(jiǎn)稱V3N)的各項(xiàng)性能優(yōu)良，獲中華人民共和國國家發(fā)明獎(jiǎng)，中華人民共和國專利(91102252)，V3N模具性能比現(xiàn)用普通高速鋼提高2～10倍，相當(dāng)于國際市場(chǎng)現(xiàn)用含 10%Co的高速鋼，已成功地推廣應(yīng)用在工模具生產(chǎn)中，可使壽命成倍增加。

二、V3N成分及性能特點(diǎn)

W12Cr4Mo3V3N(簡(jiǎn)稱V3N)是鎢-鉬系含氮無鈷超硬型高速鋼，V3N的化學(xué)成分c:1.21%； W: 11.88%； Mo: 2.95%； Cr4.00%； V:2.87%； N: 0.075%.新型超硬高速鋼V3N成分設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：

高C： C對(duì)冷作模具鋼的強(qiáng)韌性、耐磨性有決定性的影響。含碳量增加，則抗壓強(qiáng)度及耐磨性增加。因此，抗沖擊及高強(qiáng)韌冷作模具鋼含碳量較高。

高V： V強(qiáng)烈細(xì)化晶粒，強(qiáng)烈提高耐磨性、紅硬性及二次硬化能力。但含量過多會(huì)明顯惡化可鍛性及磨削性。含N：N可細(xì)化晶粒，又有析出強(qiáng)化的作用，且機(jī)械性能及焊接性能都較好。

主要技術(shù)性能：V3N鋼具有硬度高、耐磨性好、高的紅硬性和一定的韌性，在冷作模具鋼上應(yīng)用效果十分顯著。該鋼與含鈷高速鋼相比，價(jià)格低廉且易加工，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可得到高硬?HRC67～70)、高紅硬性(625℃4小時(shí)，HRC63～65)和高耐磨性，韌性和抗彎強(qiáng)度均不低于普通型高速鋼，可克服模具刃口塌陷和崩裂等早期損壞。

三、V3N鋼模具的加工工藝

模具熱處理方法和加工工藝的選擇同樣要根據(jù)模具的工作條件、失效方式和對(duì)性能的不同要求來確定。應(yīng)不斷改善熱處理設(shè)備，改進(jìn)熱處理工藝，使材料的強(qiáng)度、韌性得到最佳配合，并嚴(yán)格遵循熱處理工藝，控制加熱溫度、時(shí)間、冷卻速度，從而保證模具的使用性能。

1，鍛造

V3N鋼含有大量的一次碳化物和二次碳化物，若保留在淬火組織中，將急劇降低模具所有壽命。只有通過對(duì)原材料改鍛，擊碎碳化物，才能使其呈細(xì)小、均勻的形貌分布于鋼基體，提高整體力學(xué)性能。

V3N鋼導(dǎo)熱性差，鍛坯加熱時(shí)應(yīng)充分預(yù)熱，始鍛溫度1170℃，終鍛溫度950℃，設(shè)備可采用250kg(小件)和400kg空氣錘，開始采用輕錘快打，中間用重錘打，最后慢打輕打，鍛后于石棉粉箱中緩冷取出后即進(jìn)行退火處理。

2，鍛后退火

可采用等溫退火或普通860 oC退火4小時(shí).機(jī)械加工

鍛后硬度較高，采用等溫或普通退火后，機(jī)加可順利進(jìn)行，淬火后因工硬度較高，故工件成型磨削難度較大，可采用鐠鈮剛玉加鉻制作的砂輪進(jìn)行磨削。

熱處理工藝

V3N鋼在1220～1230℃淬火時(shí)，由于存在未熔碳化物，硬度偏低，系淬火溫度不足；在1260～1270℃淬火時(shí)，晶粒明顯過大，系過熱現(xiàn)象。選擇1230～1240℃淬火加熱溫度既能使碳化物和合金元素充分溶解到奧氏體中去，又能保持較細(xì)晶粒(10～10級(jí))。

V3N超硬高速鋼模具部件采用1220～1230℃經(jīng)550℃四次回火，硬度可控制在HRC64～67，具體可根據(jù)零件尺寸的大小從熱處理工藝上進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到硬度和強(qiáng)度較理想的配合，V3N超硬型高速鋼淬火后有較多殘余奧氏體，據(jù)測(cè)定約為25%～30%，必須盡量消除減少，為此進(jìn)行多次高溫回火使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。進(jìn)行4次高溫回火后，大部分殘余奧氏體發(fā)生了馬氏體轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。V3N鋼二次硬化效應(yīng)溫度比普通高速鋼高30～40℃，這一特性十分寶貴，表明V3N鋼有更高紅硬性。

精加工后的深冷處理

經(jīng)深冷處理后，由于殘留奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變以及超細(xì)碳化物的析出，模具零件硬度和耐磨性將進(jìn)一步改善，耐磨性可提高40%，既縮短回火時(shí)間節(jié)省了能量，又明顯提高了模具使用壽命。

高速鋼模具深冷處理工藝過程為：模具除油污→放入保溫罐中→少量多次注入液氮(196℃)→保溫浸泡2.5h→取出模具迅速放入60～70℃熱水中。

四、V3N鋼在冷作模具的應(yīng)用與效果

V3N超硬冷作模具壽命均比 Cr12MoV、Cr12等常用模具壽命提高3～5倍，比現(xiàn)用普通高速鋼提高2～10倍，經(jīng)濟(jì)效益更為顯著，V3N鋼制模具性能相當(dāng)于國際市場(chǎng)現(xiàn)用含10%Co的高速鋼。

某廠硅鋼片沖模原來都是采用CrWMn、Cr12MoV等鉻鋼制作的，但由于硅鋼等硬面脆，故模具耗損量大，采用V3N鋼制作模具，經(jīng)濟(jì)效果明顯

五、結(jié)語

V3N超硬高速鋼各項(xiàng)性能優(yōu)良，適合加工沖裁模等冷作模具，壽命顯著提高。

V3N鋼熱加工工藝較嚴(yán)格，1220～1230℃淬火，550℃4次1小時(shí)回火，精加工后再經(jīng)深冷處理可獲得高硬度、高耐磨性和良好的韌性配合，使用過程中還可定期對(duì)凹模進(jìn)行去應(yīng)力回火以延長壽命。

電火花加工機(jī)床自20世紀(jì)50年代在中國誕生以來，走過了漫長而快速的發(fā)展道路，技術(shù)日益先進(jìn)，應(yīng)用越來越廣，目前已在中國模具工業(yè)中占有十分重要的地位，每年都有1萬多臺(tái)新的電火花加工機(jī)床進(jìn)入模具制造領(lǐng)域。在模具型面加工中，電火花加工機(jī)床雖然受到高速銑削的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但由於其獨(dú)特性能和技術(shù)的不斷進(jìn)步，電火花加工機(jī)床今后仍將在模具工業(yè)中發(fā)揮其獨(dú)特的作用，并獲得進(jìn)一步的發(fā)展。20世紀(jì)50年代以前，中國模具制造基本是用手工工具配以一般通用機(jī)床進(jìn)行。50年代后期，電加工工藝開始在模具制造中應(yīng)用。從60年代初開始，兩種電火花加工機(jī)床（電火花成形機(jī)床和電火花線切割機(jī)床）在模具制造中的應(yīng)用不斷發(fā)展，促進(jìn)了模具制造技術(shù)的提高和模具工業(yè)的發(fā)展。隨著電加工技術(shù)的不斷發(fā)展，電加工在模具加工中所占比例逐步提高，電火花加工機(jī)床在模具工業(yè)的應(yīng)用也越來越多。90年代開始，隨著高速加工在模具制造中的應(yīng)用逐步發(fā)展，電加工機(jī)床的地位受到了挑戰(zhàn)。但直到目前，電加工在模具制造仍舊起著極其重要的作用

歷史回顧

中國第一臺(tái)電火花加工機(jī)床誕生於1954年。1958年研制成功的DM5540型電脈沖機(jī)床具有效率高、電極損耗小的優(yōu)點(diǎn)，從而開始了電加工機(jī)床進(jìn)入以模具加工為主的時(shí)期。“鋼打鋼”電加工工藝的研究成功解決了電極與沖頭的配合問題，這使電加工機(jī)床在模具（特別是沖壓模具）加工中得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。1965年出現(xiàn)的晶體管脈沖電源的沖D6140電火花成形機(jī)床拓寬了電加工在型腔模具加工中的應(yīng)用?？煽毓桦娫春途w管電源的電加工機(jī)床，在70年代得到較大的發(fā)展，它們與不斷完善的平動(dòng)頭相結(jié)合，使型腔模電火花平動(dòng)工藝日趨成熟，促進(jìn)了型腔模電火花加工的新發(fā)展。

電火花線切割機(jī)床從60年代起得到迅速發(fā)展。1964年中國開發(fā)了光電跟蹤電火花線切割機(jī)床和快速走絲電火花線切割機(jī)床。1969年出現(xiàn)快速走絲數(shù)控電火花線切割機(jī)床。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，80年代電火花機(jī)床有了新的突破，陸續(xù)出現(xiàn)了一些高性能的數(shù)控電火花加工機(jī)床。80年代中國還自行開發(fā)了場(chǎng)效應(yīng)管脈沖電源、數(shù)控平動(dòng)裝置及工藝技術(shù)和低速走絲線切割技術(shù)，使中國的數(shù)控電火花加工得到迅速發(fā)展。隨著中外合資企業(yè)生產(chǎn)電火花加工機(jī)床和引進(jìn)數(shù)控電火花加工技術(shù)及機(jī)床，電火花加工機(jī)床在中國模具工業(yè)中的應(yīng)用越來越多，作用也越來越重要。中國90年代生產(chǎn)的HCX250、DK76、CC100、DK7632等數(shù)控低速走絲線切割機(jī)床對(duì)沖壓模具加工來說，不論從工藝、技術(shù)、功能、加工精度、效率，表面質(zhì)量及對(duì)超硬材料的加工性能等方面都有很大提高。S205TNC、HCD400K、GW7452、SC110、SF310、B50等一系列性能價(jià)格比極具競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)控電火花成形機(jī)床的出現(xiàn)，使中國的電火花成形機(jī)床在模具工業(yè)的應(yīng)用，更展示了它們的多功能、高精度、穩(wěn)定可靠、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)。

目前概況

目前，電火花線切割加工的精度已達(dá)到2微米，最佳加工表面粗糙度可低於Ra0.3微米，這對(duì)諸如IC引線框架模等精密模具的加工具有十分重要的意義。由於大錐度（已可達(dá)到±30度-40度有的甚至能作90度的切割)和大厚度（已有可切割1米厚度的機(jī)床）方面的技術(shù)進(jìn)展，以及自動(dòng)穿絲、自動(dòng)定位等技術(shù)的進(jìn)步，電火花切割加工在塑料和鋁型材料擠出模及沖壓模制造中充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)。精密電火花線切割加工和研磨、拋光相結(jié)合的加工方式，在模具加工中正在不斷發(fā)展。由於鏡面電火花加工技術(shù)的發(fā)展，精密電火花成形機(jī)床在精密型腔模具加工方面，起著越來越重要的作用。有的電火花成形機(jī)的加工表面粗糙度可達(dá)Ra0.1微米。電加工雖然已受到高速銑削的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，但它仍舊有 廣泛的前景。例如在模具的深窄小型腔、窄縫、溝糟、拐角、冒孔等加工方面，具有其他加工方法難以替代的作用?！半娀鸹ㄣ娤骷庸ぁ薄ⅰ盎旆奂庸ぁ薄ⅰ澳：刂啤?、“微細(xì)電火花加工”等技術(shù)的發(fā)展和直線電機(jī)及專家系統(tǒng)的應(yīng)用，也使電火花加工機(jī)床繼續(xù)保持良好的發(fā)展。數(shù)控高速電火花小孔加工機(jī)性能的不斷提高使它的用途越來越廣。

現(xiàn)在，電火花加工技術(shù)與模具制造已密不可分。一方面是電火花加工技術(shù)的發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，另一方面是模具工業(yè)的發(fā)展，向電火花加工提出了越來越高的要求，促使電火花加工技術(shù)的發(fā)展。兩者相輔相成，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。近年來，中國模具行業(yè)每年新增加的電加工機(jī)床都在1萬臺(tái)以上，它們?cè)谀＞吖I(yè)中發(fā)揮著極其重要的作用。在現(xiàn)在的模具生產(chǎn)中，大約三分之一的加工工作是由電火花加工機(jī)床完成的。由此可見它們?cè)谀＞吖I(yè)中的重要作用。

前景展望

日益加劇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求模具制造周期越來越短，工業(yè)產(chǎn)品零件大型化和精度的不斷提高要求模具日趨大型化和精密化。電火花加工技術(shù)亦要跟上這些要求。因此，快速、大型、精密、大厚度切割等都是電火花加工機(jī)床今后的發(fā)展方向。當(dāng)然，不斷提高電火花加工機(jī)床的可靠性、繼續(xù)降低電極損耗、進(jìn)一步簡(jiǎn)化操作、提高自動(dòng)化程度及降低機(jī)床成本，仍舊是電火花加工機(jī)床的發(fā)展方向。高速銑削技術(shù)的發(fā)展促使電加工機(jī)床能加工更復(fù)雜、更精密及微細(xì)的型面和關(guān)鍵零件。

高速走絲線切割機(jī)床是中國獨(dú)創(chuàng)的機(jī)床。它自60年代以來經(jīng)過30多年的不斷發(fā)展和完善，現(xiàn)已成為模具加工不可缺少的裝備，也是中國模具生產(chǎn)企業(yè)中裝備數(shù)量最多的電火花加工機(jī)床。目前它的切割速度有的已超過250mm2/min，加工精度達(dá)到±0.01mm，工件表面粗糙度為Ra1.25微米，因而可以在較低的價(jià)位上滿足一般模具加工的需要。但隨著模具制造的要求越來越高和面對(duì)低速走絲線切割機(jī)床的高性能，它就面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢(shì)。今后高速走絲切割機(jī)床的發(fā)展策略應(yīng)該是揚(yáng)長避短，以發(fā)展中低檔機(jī)床為主，使機(jī)床向適當(dāng)?shù)募庸ぞ?、良好的加工穩(wěn)定性和容易操作及優(yōu)良的性能價(jià)格比的方向發(fā)展。為此，高速走絲線切割機(jī)床應(yīng)在基於PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)方面、數(shù)字自適應(yīng)脈沖電源、加工參數(shù)的優(yōu)化及自動(dòng)選取、人工智能技術(shù)的運(yùn)用、機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、螺距誤差與間隙補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用、多次切割工藝的應(yīng)用進(jìn)行研究，以及計(jì)算機(jī)軟件的不斷改進(jìn)來提高機(jī)床的整體加工性能。

目前低速走絲電火花線切割機(jī)床和電火花成形機(jī)床的進(jìn)口量很大，特別是數(shù)控電火花加工機(jī)床，中國機(jī)床市場(chǎng)占有率較低。對(duì)比國內(nèi)外產(chǎn)品，中國設(shè)備與國外先進(jìn)設(shè)備之間確實(shí)存在較大差距。根據(jù)中國模具工業(yè)發(fā)展情況和國內(nèi)外主要電加工機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)狀況，展望未來，首要將發(fā)展重點(diǎn)放在中低檔普及型數(shù)控電加工機(jī)床上。這一方面是因?yàn)榇罅康膫€(gè)體經(jīng)營及股份制模具生產(chǎn)企業(yè)正大量需要，另一方面，這是中國電加工機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)力所能及并占有一定優(yōu)勢(shì)。為了保證機(jī)床的穩(wěn)定可靠，一些關(guān)鍵部件和元器件可采用高質(zhì)量的國外產(chǎn)品。為了提高數(shù)控電火花加工機(jī)床的工藝水平，今后在脈沖電源（例如節(jié)能型無電阻電源、毫微秒級(jí)高峰值電流電源、微細(xì)加工電源、新型等能量脈沖電源、超精加工電源、專用輔助電源等）及電源波形檢測(cè)、處理、控制技術(shù)等方面，在包括穩(wěn)定性技術(shù)、適應(yīng)控制技術(shù)、能量控制技術(shù)、各類加工工藝技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等綜合技術(shù)的專家系統(tǒng)方面，在剛度、熱平衡、主軸頭等的設(shè)計(jì)、個(gè)性化、集成化及造型和外觀設(shè)計(jì)方面，在工作液的改進(jìn)及其環(huán)保處理方面，在走絲系統(tǒng)和穿絲技術(shù)的改進(jìn)方面等，都應(yīng)加強(qiáng)研究和開發(fā)，以求不斷進(jìn)步。

細(xì)微電火花加工和電火花高速精微小孔加工機(jī)床以其獨(dú)特的優(yōu)越性而呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景，在今后的模具加工中的作用將逐漸增大。微進(jìn)給機(jī)構(gòu)和電火花微細(xì)加工伺服系統(tǒng)及微型傳感器的研制、細(xì)小電極的制作、微小型電火花加工狀態(tài)檢測(cè)等，都是發(fā)展細(xì)微電火花加工的關(guān)鍵。中國生產(chǎn)的D703型數(shù)控高速電火花小孔加工機(jī)床的工藝指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，加工的小孔深徑比已超過1000:1，可加工不銹鋼、硬質(zhì)合金、銅、鋁等各種導(dǎo)電難加工材料，可從斜面和曲面穿入，直接使用自來水工作液等特點(diǎn)，最高加工速度可達(dá)60mm/min。DS703、SP200、SD1等高速電火花小孔加工機(jī)床也都具有良好的加工性能，很具發(fā)展前景。

模具技術(shù)的發(fā)展使型面更加復(fù)雜，微細(xì)型腔更多，而且隨著對(duì)模具壽命要求的不斷提高，模具材料隨之更硬。對(duì)此，電火花加工機(jī)床有其獨(dú)特的優(yōu)越性。

隨著環(huán)保要求的提高和綠色制造戰(zhàn)略的提出，綠色電火花加工的概念已被提上議事日程，并且已被提到電火花加工的可持續(xù)戰(zhàn)略的高度。綠色電火花加工主要包括高效節(jié)能脈沖電源、提高脈沖電源的電磁兼容性和“三廢”處理及防火防爆等內(nèi)容。展望未來，中國在綠色電火花加工方面必須有突破，才能使電火花加工機(jī)床獲得可持續(xù)發(fā)展并適應(yīng)加入WTO后的新形勢(shì)。

綜上所述，電火花加工機(jī)床不但在過去和現(xiàn)在在模具工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，而且今后也必將發(fā)揮其重要作用。

第四篇：數(shù)控車床(數(shù)控機(jī)床)知識(shí)

數(shù)控車床（數(shù)控機(jī)床）知識(shí)大全

34、數(shù)控車床的調(diào)試與驗(yàn)收方法

89、數(shù)控車床操作規(guī)程

1314、數(shù)控機(jī)床的知識(shí)

（二）1819、數(shù)控車床的選用要點(diǎn)

第五篇：數(shù)控車床加工中刀具補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控車削中的應(yīng)用 摘要：

全面介紹了數(shù)控車床加工過程中的刀具補(bǔ)償，并且對(duì)數(shù)控車床不具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)的刀具補(bǔ)償計(jì)算方法進(jìn)行了闡述。數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償是數(shù)控系統(tǒng)中的重要功能, 正確地使用該功能, 在數(shù)控車削加工實(shí)踐中能起到保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的作用。通過刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖噶糠治龊蛻?yīng)用, 介紹刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控車削編程加工中的正確使用方法。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；加工；刀具補(bǔ)償 Abstract:

A comprehensive introduction of CNC lathe machining process, and the blade compensating for CNC lathe tool radius compensation function does not have the blade compensating calculation method is discussed in this paper.The numerical control turning tool radius compensation is the important function of CNC system, correctly use the function, in the numerical control turning processing practice can play to ensure the product quality and improve production efficiency.Through the compensation for the tool radius vector analysis and application is introduced, and the tool radius compensation in the numerical control turning processing the correct use of programming method.Keywords: CNC lathe, Processing;Blade compensating

前言

數(shù)控車床通常連續(xù)實(shí)行各種切削加工，刀架在換刀時(shí)前一刀具刀尖位置和新?lián)Q的刀具位置之間會(huì)產(chǎn)生差異，刀具安裝也存在誤差、刀具磨損和刀尖圓弧半徑等誤差，若不利用刀具補(bǔ)償功能予以補(bǔ)償，就切削不出符合圖樣要求形狀的零件。此外，合理利用刀具補(bǔ)償還可以簡(jiǎn)化編程。數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償可分為兩類，即刀具位置補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。在車削過程中，刀尖圓弧半徑中心與編程軌跡會(huì)偏移一個(gè)刀尖圓弧半徑值r,用指令補(bǔ)償因刀尖半徑引起的偏差的這種偏置功能，稱為刀具半徑補(bǔ)償。

具有補(bǔ)償功能的數(shù)控車，編程時(shí)，不用計(jì)算刀尖半徑中心軌跡，只要按工件輪廓編程即可(按照加工圖上的尺寸編寫程序)；在執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，刀具會(huì)自動(dòng)偏移一個(gè)刀具半徑值；當(dāng)?shù)毒吣p，刀尖半徑變?。坏毒吒鼡Q，刀尖半徑變大時(shí)，只需更改輸入刀具半徑的補(bǔ)償值，不需修改程序。補(bǔ)償值可通過手動(dòng)輸入方式，從控制面板輸入，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出刀具半徑中心運(yùn)動(dòng)軌跡。

第一章 刀具半徑補(bǔ)償?shù)暮?jiǎn)介

一.刀具半徑補(bǔ)償

1.刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

正像使用了刀具長度補(bǔ)償在編程時(shí)基本上不用考慮刀具的長度一樣，因?yàn)橛辛说毒甙霃窖a(bǔ)償，我們?cè)诰幊虝r(shí)可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長補(bǔ)償對(duì)所有的刀具都適用，而刀具半徑補(bǔ)償則一般只用于銑刀類刀具。當(dāng)銑刀加工工件的外或內(nèi)輪廓時(shí)，就用得上刀具半徑補(bǔ)償，當(dāng)用端面銑刀加工工件的端面時(shí)則只需刀具長度補(bǔ)償。因?yàn)榈毒甙霃窖a(bǔ)償是一個(gè)比較難以理解和使用的一個(gè)指令，所以在編程中很多人不愿使用它。但是我們一旦理解和掌握了它，使用起來對(duì)我們的編程和加工將帶來很大的方便。當(dāng)編程者準(zhǔn)備編一個(gè)用銑刀加工一個(gè)工件的外形的程序時(shí)，首先要根據(jù)工件的外形尺寸和刀具的半徑進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算坐標(biāo)值來明確刀具中心所走的路線。此時(shí)所用的刀具半徑只是這把銑刀的半徑值，當(dāng)辛辛苦苦編完程序后發(fā)現(xiàn)這把銑刀不太適合要換用其他直徑的刀具，編程員就要不辭辛勞地重新計(jì)算刀具中心所走的路線的坐標(biāo)值。這對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的工件問題不太大，對(duì)于外形復(fù)雜的模具來說重新計(jì)算簡(jiǎn)直是太困難了。一個(gè)工件的外形加工分粗加工和精加工，這樣粗加工程序編好后也就是完成了粗加工。因?yàn)榻?jīng)過粗加工，工件外形尺寸發(fā)生了變化，接下來又要計(jì)算精加工的刀具中心坐標(biāo)值，工作量就更大了。此時(shí)，如果用了刀具半徑補(bǔ)償，這些麻煩都迎刃而解了。我們可以忽略刀具半徑，而根據(jù)工件尺寸進(jìn)行編程，然后把刀具半徑作為半徑補(bǔ)償放在半徑補(bǔ)償寄存器里。臨時(shí)更換銑刀也好、進(jìn)行粗精加工也好，我們只需更改刀具半徑補(bǔ)償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了，對(duì)程序基本不用作一點(diǎn)修改。2.刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖褂?/p>

刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖褂檬峭ㄟ^指令G41、G42來執(zhí)行的。補(bǔ)償有兩個(gè)方向，即沿刀具切削進(jìn)給方向垂直方向的左面和右面進(jìn)行補(bǔ)償，符合左右手定則;G41是左補(bǔ)償，符合左手定則;G42是右補(bǔ)償，符合右手定則，如圖3所示。圖3刀具半徑補(bǔ)償使用的左右手定則在使用G41、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)特別注意使補(bǔ)償有效的刀具移動(dòng)方向與坐標(biāo)。刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬段恢煤苤匾绻褂貌划?dāng)?shù)毒咚庸さ穆窂饺菀壮鲥e(cuò)，如圖4所示。圖4刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬段恢萌绻笹42補(bǔ)償有效的過程為刀具從位置1到2，則銑刀將切出一個(gè)斜面如圖4中所示的A-B斜面。正確的走刀應(yīng)該是在刀具沒有切削工件之前讓半徑補(bǔ)償有效，然后進(jìn)行正常的切削。如圖4所示，先讓銑刀在從位置1移動(dòng)到位置3的過程中使補(bǔ)償有效，然后從位置3切削到位置2繼續(xù)以下的切削，則不會(huì)出現(xiàn)A-B斜面。因此，在使用G41、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)采取以下步驟：☆設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值;☆讓刀具移動(dòng)來使補(bǔ)償有效(此時(shí)不能切削工件);☆正確地取消半徑補(bǔ)償(此時(shí)也不能切削工件)。記住，在切削完成而刀具補(bǔ)償結(jié)束時(shí)，一定要用G40使補(bǔ)償無效。G40的使用同樣遇到和使補(bǔ)償有效相同的問題，一定要等刀具完全切削完畢并安全地推出工件以后才能執(zhí)行G40命令來取消補(bǔ)償。

二．刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

把實(shí)際的刀具半徑存放在一個(gè)可編程刀具半徑偏置寄存器中D ##；(可編程刀具半徑偏置寄存器號(hào)。)假設(shè)刀具的半徑為零，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進(jìn)行編程;CNC系統(tǒng)將該編號(hào)(寄存器號(hào))對(duì)應(yīng)的刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑取出，對(duì)刀具中心軌跡進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，生成實(shí)際的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡。2.刀具半徑補(bǔ)償指令

a)刀具半徑左補(bǔ)償 b)刀具半徑右補(bǔ)償

刀具半徑補(bǔ)償分為：

(1)刀具半徑左補(bǔ)償：用G41定義，刀具位于工件左側(cè)；(2)刀具半徑右補(bǔ)償：用G42定義，刀具位于工件右側(cè)；(3)取消刀具半徑補(bǔ)償：G40。

(4)刀具半徑偏置寄存器號(hào)：用非零的D## 代碼選擇；

對(duì)于車削數(shù)控加工，由于車刀的刀尖通常是一段半徑很小的圓弧，車床而假設(shè)的刀尖點(diǎn)(一般是通過對(duì)刀儀測(cè)量出來的)并不是刀刃圓弧上的一點(diǎn)。因此，加工中心在車削錐面、倒角或圓弧時(shí)，可能會(huì)造成切削加工不足(不到位)或切削過量(過切)的現(xiàn)象。切削錐面時(shí)因切削加工不足而產(chǎn)生的加工誤差。

因此，當(dāng)使用車刀來切削加工錐面時(shí)，必須將假設(shè)的刀尖點(diǎn)的路徑作適當(dāng)?shù)男拚怪邢骷庸こ鰜淼墓ぜ塬@得正確的尺寸，這種修正方法稱為刀尖半徑補(bǔ)償(ToolNoseRadiusCompensation，簡(jiǎn)稱TNRC)。

(1)車刀形狀和位置 車刀形狀和位置是多種多樣的，車床形狀還決定刀尖圓弧在什么位置。此車刀形狀和位置亦必須輸入計(jì)算機(jī)中。

車刀形狀和位置共有九種。車刀的形狀和位置分別用參數(shù)T1—W輸入到刀具數(shù)據(jù)庫中。典型的車刀形狀、位置與參數(shù)的關(guān)系。(2)刀尖半徑和位置的輸入 刀具數(shù)據(jù)庫(TOOL DATA)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。加工中心X、Z為刀具位置補(bǔ)償值(mm)(車床r值不用)；R為刀尖半徑(mm)：T為刀尖位置代碼。如果在程序中輸入下面指令GOO G42 X100．0 Z3．0 TOl01；那么數(shù)控裝置按照01刀具補(bǔ)償欄內(nèi)X、Z、及、了的數(shù)值自動(dòng)修正刀具的安裝誤差(執(zhí)行刀位補(bǔ)償)，車床還自動(dòng)計(jì)算刀尖圓弧半徑補(bǔ)償量，把刀尖移動(dòng)到正確的位置上。(3)刀具半徑的左右補(bǔ)償

1)C,41刀具左補(bǔ)償。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件的左邊，稱為刀具左補(bǔ)償，用C,41代碼編程。

2)C,42刀具右補(bǔ)償。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件的右邊，稱為刀具右補(bǔ)償，用C．42代碼編程。

3)C．40取消刀具左、右補(bǔ)償。車床如需要取消刀具左、右補(bǔ)償，可編人C-40代碼。這時(shí)，車刀軌跡按理論刀尖軌跡運(yùn)動(dòng)。(4)刀具補(bǔ)償?shù)木幊谭椒捌渥饔?加工中心如果根據(jù)機(jī)床初始狀態(tài)編程(即無刀尖半徑補(bǔ)償)，車刀按理論刀尖軌跡移動(dòng)，產(chǎn)生表面形狀誤差6。

如程序段中編人G42指令，車刀按車刀圓弧中心軌跡移動(dòng)，無表面形狀誤差。可看出當(dāng)編人G42指令，到達(dá)戶：點(diǎn)時(shí)，車刀多走一個(gè)刀尖半徑距離。

(5)刀具半徑補(bǔ)償?shù)木幊桃?guī)則 加工中心車床刀具補(bǔ)償必須遵循以下規(guī)則：

1)G40、G41、G42只能用GOO、G01結(jié)合編程。車床不允許與G02、G03等其他指令結(jié)合編程，否則報(bào)警。

2)在編人G40、G41、G42的GOO與G01前后的兩個(gè)程序段中，X、Z值至少有一個(gè)值變化。否則產(chǎn)生報(bào)警。

3)在調(diào)用新的刀具前，必須取消刀具補(bǔ)償，否則產(chǎn)生報(bào)警。

二、刀具刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 G40、G41、G42指令

數(shù)控程序是針對(duì)刀具上的某一點(diǎn)即刀位點(diǎn)進(jìn)行編制的，車刀的刀位點(diǎn)為理想尖銳狀態(tài)卜的假想刀尖A點(diǎn)或刀尖圓弧圓心O點(diǎn)（見圖1 43）但實(shí)際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一理想尖銳點(diǎn)，而是一段圓弧。當(dāng)切削加土?xí)r刀具切削點(diǎn)在刀尖圓弧上變動(dòng)（見圖1-44），造成實(shí)師切削點(diǎn)與刀位點(diǎn)之問的位置有偏差，故造成過切或少切（見圖 1一44）。這種由于刀尖不是一理想尖銳點(diǎn)而是一段圓弧，造成的加工誤差，可用刀尖半徑補(bǔ)償功能來消除。系統(tǒng)執(zhí)行到含有T代碼的程序段時(shí)，是否對(duì)刀共進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償，以及以何種力式補(bǔ)償，由G代碼中的G40、G41、G42決定。G40：取消刀尖半徑補(bǔ)償，刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與編程軌跡一致； G41：刀尖半徑左補(bǔ)償，洽進(jìn)給方向，刀尖位置在編程軌跡左邊時(shí) G42：刀尖半徑右補(bǔ)償，錯(cuò)進(jìn)給方向．刀尖位置在編程軌跡右邊時(shí)。刀尖半徑補(bǔ)償G41/G42是在加工平面內(nèi)，沿進(jìn)給方向看，根據(jù)刀尖位置在編程軌跡左邊／右側(cè)判斷來區(qū)分的。加工平而的判斷，與觀察方向即第而軸方向有關(guān)。圖1一45（b）為CJK6032數(shù)控機(jī)床的刀尖半徑補(bǔ)償方向。

由于數(shù)控程序是針對(duì)刀具上的刀位點(diǎn)即A點(diǎn)或O點(diǎn)（見圖1一43）進(jìn)行編制的，因此對(duì)刀時(shí)使該點(diǎn)與程序中的起點(diǎn)重合。在沒有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)，按哪點(diǎn)編程，則該點(diǎn)按編程軌跡運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生過切或少切的大小和方向因刀尖圓弧方向及刀尖位置方向而異。當(dāng)有刀具圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)須定義上述參數(shù)，其中刀尖位置方向號(hào)從0至9有10個(gè)方向號(hào)。當(dāng)按假想刀尖A點(diǎn)編程時(shí)，刀尖位置方向因安裝方向不同、從刀尖圓弧中心到假想刀尖的方向，有8種刀尖位置方向號(hào)可供選擇，并依次設(shè)為1一8號(hào)：當(dāng)按刀尖圓弧中心O點(diǎn)編程時(shí)，刀尖位置方向則設(shè)定為O或9 號(hào)。該方向的判斷也與第三軸有關(guān)，圖1一46（b）所示的方向?yàn)镃JK6032數(shù)控車床的刀尖安裝方向。刀尖半徑補(bǔ)償?shù)募尤胧菆?zhí)行G41或G42指令時(shí)完成的，當(dāng)前面沒有G41或G42 指今時(shí)，可以不用G40指令，而且直接寫入G41或G42指令即可；發(fā)現(xiàn)前面為G41或 G42指令時(shí)，則先應(yīng)指定G40指令取消前面的刀尖半徑補(bǔ)償后，在寫入G41或G42指令，刀尖半徑補(bǔ)償?shù)娜∠窃贕41或G42指令后面，加G41指令完成。

注：1）當(dāng)前面有G41、G42指令時(shí)，如要轉(zhuǎn)換為G42、G41或結(jié)束半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)先指定G40。指令取消前面的刀尖半徑補(bǔ)償。2）程序結(jié)束時(shí)，必須清除刀補(bǔ)。

3）G41、G42、G40指令應(yīng)在GOO或G01程廳段中加入。4）在補(bǔ)償狀態(tài)下，沒有移動(dòng)的程序段（M 指令、延時(shí)指令等），不能在連續(xù)2 個(gè)以上的程序段中指定，否則會(huì)過切或欠切。

5）在補(bǔ)償啟動(dòng)段或補(bǔ)償狀態(tài)下不得指定移動(dòng)距離為0的G00、G01等指令。

6）在G40刀尖圓弧半徑補(bǔ)償取消段，必須同時(shí)有X、Z兩個(gè)軸方向的位移。

刀具補(bǔ)償量的設(shè)定，是由操作者在CRT/MDI面板上用“刀補(bǔ)值”功能鍵，置人刀具補(bǔ)償寄存器，共中對(duì)應(yīng)梅個(gè)刀其補(bǔ)償號(hào)，都有一組刀補(bǔ)值：刀尖圓弧半徑R 和刀尖位置號(hào)T %1047N1 G92 X60 Z40 N2 T0101N3 G90 G01 G42 X30 Z37 F300 M03 N4 Z25N5 G02 X46 Z17 18 N6 G01 X50 N7 Z0 N8 X54 N9 G00 G40 X60 Z40 T0100 N10 M05 N11 M30 第二章 刀具位置補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償 刀具位置補(bǔ)償

加工過程中，若使用多把刀具，通常取刀架中心位置作為編程原點(diǎn)，即以刀架中心!為程序的起始點(diǎn)，如圖1所示，而刀具實(shí)際移動(dòng)軌跡由刀具位置補(bǔ)償值控制。由圖1（a）可見，刀具位置補(bǔ)償包含刀具幾何補(bǔ)償值和磨損補(bǔ)償值。

圖1 刀具位置補(bǔ)償

由于存在兩種形式的偏移量，所以刀具位置補(bǔ)償使用兩種方法，一種方法是將幾何補(bǔ)償值和磨損補(bǔ)償值分別設(shè)定存儲(chǔ)單元存放補(bǔ)償值，其格式為：

另一種方法是將幾何偏移量和磨損偏移量合起來補(bǔ)償，如圖（b）所示，其格式為：

總補(bǔ)償值存儲(chǔ)單元編號(hào)有兩個(gè)作用，一個(gè)作用是選擇刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值，并執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償功能；另一個(gè)作用是當(dāng)存儲(chǔ)單元編號(hào)00時(shí)可以取消位置補(bǔ)償，例如T0100，表示消去+號(hào)刀具當(dāng)前的補(bǔ)償值。圖2表示位置補(bǔ)償?shù)淖饔茫瑘D2中的實(shí)線是刀架中心A 點(diǎn)的編程軌跡線，虛線是執(zhí)行位置補(bǔ)償時(shí)A 點(diǎn)的實(shí)際軌跡線，實(shí)際軌跡的方位和X、Z軸的補(bǔ)償值有關(guān)，其程序?yàn)椋?N010 G00 X10 Z-10 T0202； N020 G01 Z-30； N030 X20 Z-40 T0200；

圖2 刀具位置補(bǔ)償作用 數(shù)控車床系統(tǒng)刀具結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖3中P為假想刀尖，S為刀頭圓弧圓心，r為刀頭半徑，A為刀架參考點(diǎn)。

圖3 車刀結(jié)構(gòu)

車床的控制點(diǎn)是刀架中心，所以刀具位置補(bǔ)償始終需要。刀具位置補(bǔ)償是用來實(shí)現(xiàn)刀尖圓弧中心軌跡與刀架參考點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)圖3中A與S之間的轉(zhuǎn)換，但是實(shí)際上我們不能直接測(cè)得這兩個(gè)中心點(diǎn)之間的距離矢量，而只能測(cè)得假想刀尖!與刀架參考點(diǎn)$ 之間的距離。為了簡(jiǎn)便起見，不妨假設(shè)刀頭半徑r=0，這時(shí)可采用刀具長度測(cè)量裝置測(cè)出假想刀尖點(diǎn)P相對(duì)于刀架參考點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)表中。

和，并存入刀具

式中：——— 假想刀尖P點(diǎn)坐標(biāo)；

（X，Z）——— 刀架參考點(diǎn)A的坐標(biāo)。至此很容易寫出刀具位置補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式為

式中假想刀尖P的坐標(biāo)

實(shí)際上即為加工零件軌跡點(diǎn)坐標(biāo)，可從數(shù)控加工程序中獲得。此時(shí)，零件輪廓軌跡經(jīng)式（2）補(bǔ)償后，即能通過控制刀架參考點(diǎn)A來實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于圖3中r≠0的情況，在進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償時(shí)，不但需要考慮到刀頭圓弧半徑的補(bǔ)償，而且還要考慮到刀具的安裝方式（具體見2.2）。2 刀具半徑補(bǔ)償

編制加工程序時(shí)，一般是將刀尖看作是一個(gè)點(diǎn)，然而實(shí)際上刀尖是有圓弧的，在切削內(nèi)孔、外圓及端面時(shí)，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但在切削錐面和圓弧時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致刀具的行走軌跡與編程軌跡不相吻合，而有一差值。圖4表示圓弧刀尖有半徑補(bǔ)償和無半徑補(bǔ)償時(shí)的軌跡。從圖中可以看出，采用假想刀尖P編程時(shí)，刀具圓弧中心軌跡如圖4中雙點(diǎn)劃線所示，刀具實(shí)際加工軌跡和工件要求的輪廓形狀存在誤差，誤差大小和圓弧半徑r有關(guān)。若采用刀具圓弧中心編程并使用半徑補(bǔ)償功能時(shí)刀具圓弧中心的軌跡是圖4中的細(xì)實(shí)線，加工軌跡和工件要求的輪廓相等。

圖4 圓弧刀尖有半徑補(bǔ)償和無半徑補(bǔ)償時(shí)的軌跡

因?yàn)檐嚨兜陌惭b和幾何形狀較復(fù)雜，下面通過幾個(gè)方面作進(jìn)一步闡述。2.1 假想刀尖P的方位確定

假想車刀刀尖P相對(duì)圓弧中心的方位與刀具移動(dòng)方向有關(guān)，它直接影響圓弧車刀補(bǔ)償計(jì)算結(jié)果。圖5是圓弧車刀假想刀尖方位及代碼。從圖中可以看出，刀尖P的方位有八種，分別用1~8八個(gè)數(shù)字代碼表示，同時(shí)規(guī)定，刀尖取圓弧中心位置時(shí)，代碼為0或9，可以理解為沒有圓弧補(bǔ)償。

圖5 圓弧車刀假想刀尖方位及代碼

2.2 圓弧半徑補(bǔ)償和位置補(bǔ)償?shù)年P(guān)系

如果按照刀架中心A點(diǎn)作為編程起始點(diǎn)，不考慮圓弧半徑補(bǔ)償，則車刀在X軸和Z軸補(bǔ)償值按照?qǐng)D1（b）所示方法確定。既要考慮車刀位置補(bǔ)償，又要考慮圓弧半徑補(bǔ)償，此時(shí)車刀在X軸和Z軸的位置補(bǔ)償值可以按照?qǐng)D6所示方法確定，而將刀具的圓弧半徑r值放入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，在加工時(shí)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行圓弧半徑補(bǔ)償。在刀具代碼T中的補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，存放一組數(shù)據(jù)：X軸Z軸的長度補(bǔ)償值，圓弧半徑補(bǔ)償值和假想刀尖方位（0~9）。操作時(shí)，可以將每一把刀具的四個(gè)數(shù)據(jù)分別輸入刀具補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償（表1）。

圖6 圓弧車刀位置補(bǔ)償 表1 刀具補(bǔ)償值

2.3 圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償軌跡

刀具半徑是否補(bǔ)償以及采用何種方式補(bǔ)償，是由G指令中的G40、G41、G42決定的：

G40———刀具半徑補(bǔ)償取消，即使用該指令后，使G41、G42指令無效。

G41———刀具半徑左補(bǔ)償，即沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具位于工件左側(cè)時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償。

G42———刀具半徑右補(bǔ)償，即沿刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具位于工件右側(cè)時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償。

圖7是使用圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)刀具補(bǔ)償過程。圖7中刀具補(bǔ)償?shù)某绦蚋袷綖椋?G40__； 消除補(bǔ)償；

G41__； 半徑補(bǔ)償起始程序段； __；

圖7 刀具補(bǔ)償過程

從圖7可以看出，在起始程序段中，刀具在移動(dòng)過程中逐漸加上補(bǔ)償值。當(dāng)起始程序段結(jié)束之后，刀具圓弧中心停留在程序設(shè)定坐標(biāo)點(diǎn)的垂線上，距離是半徑補(bǔ)償值。

第三章 數(shù)控車床不具備刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)的刀具補(bǔ)償計(jì)算

當(dāng)數(shù)控車床沒有刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)，用圓頭車刀加工工件時(shí)，就要用計(jì)算的方法來求解刀具半徑補(bǔ)償量。一．按假想刀尖編程加工錐面

如圖8所示，若假想刀尖沿工件輪廓AB移動(dòng)，即

與AB重合，并按AB尺寸編程，則必然產(chǎn)生圖8（a）中ABCD殘留誤差。因此按圖8（b）所示，使車刀的切削點(diǎn)移至AB，并沿AB移動(dòng)，從而可避免殘留誤差，但這時(shí)假想刀尖軌跡

與輪廓在Z方向相差了△z。

式中：r為刀具圓弧半徑；θ為錐面斜角。因此可直接按假想刀尖軌跡以補(bǔ)償△z即可。的坐標(biāo)值編程，在x方向和z方向予

圖8 車錐面刀補(bǔ)償示意圖

二． 按假想刀尖編程加工圓弧

當(dāng)車削圓弧表面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如圖9所示的情況。圖9（a）為車削半徑為R的凸圓弧，由于P的存在，則刀尖# 點(diǎn)所走的圓弧軌跡并不是工件所要求的圓弧形狀。其圓心為“”，半徑為“R+r”，此時(shí)編程人員仍按假想刀尖P點(diǎn)進(jìn)行編程，不考慮刀尖圓弧半徑的影響，但要求加工前應(yīng)在刀補(bǔ)值上給Z向和X向分別加一個(gè)補(bǔ)償量r。同理，在切削凹圓弧，如圖9（b）時(shí)，則在X向和Z向分別減一個(gè)補(bǔ)償量r。

圖9 車圓弧刀補(bǔ)示意圖

三．按刀尖圓弧中心軌跡編程

圖10所示零件是由三段凸圓弧和凹圓弧構(gòu)成的，這時(shí)可用虛線所示的三段等距線進(jìn)行編程，即圓半徑為圓半徑為

圓半徑為，三段圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)由等距的切點(diǎn)關(guān)系求得。這種方法編程比較直觀，常被采用。

圖10 按刀尖圓弧中心編程 第四章 數(shù)控車削中刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖噶?/p>

分析和應(yīng)用 刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖噶?/p>

刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算的主要工作是根據(jù)刀具的方向矢量和半徑矢量計(jì)算各種轉(zhuǎn)接類型轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值,即根據(jù)相鄰編程輪廓段的起止點(diǎn)坐標(biāo)值判斷轉(zhuǎn)接類型, 調(diào)用相應(yīng)的計(jì)算程序計(jì)算出轉(zhuǎn)接點(diǎn)坐標(biāo)值。了解計(jì)算機(jī)軟件關(guān)于刀具補(bǔ)償轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算, 對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有指導(dǎo)作用。為了正確地理解數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程,下面引入矢量的概念(數(shù)控車床的編程為G18平面,以上手刀為例)。(1)直線方向矢量: 指與運(yùn)動(dòng)方向一致的單位矢量, 用L d 表示。(2)圓弧方向矢量: 是指圓弧上某一動(dòng)點(diǎn)的切線方向上的單位矢量, 用L d 表示。

(3)刀尖圓弧半徑矢量: 是指垂直于編程軌跡且大小等于刀尖圓弧半徑、方向指向刀尖圓弧中心的矢量, 用rd 表示。

根據(jù)以上的矢量描述, 數(shù)控系統(tǒng)能夠正確判斷各種轉(zhuǎn)接類型并計(jì)算各轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)值。2 刀具半徑補(bǔ)償過程

刀具半徑補(bǔ)償是數(shù)控車床的重要功能之一。通常采用的對(duì)刀方法都是將刀尖作為刀位點(diǎn), 然而在實(shí)際應(yīng)用中, 為了提高刀具壽命和降低加工表面的粗糙度,一般將車刀刀尖磨成半徑0.2～2 的圓弧, 這樣按零件輪廓編程運(yùn)行后, 實(shí)際起切削作用的是圓弧的各切削點(diǎn), 這樣勢(shì)必會(huì)造成加工誤差。消除由刀尖圓弧引起的加工誤差必須進(jìn)行刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償, 補(bǔ)償參數(shù)包括刀尖半徑R 值和刀尖方位T 值。將刀補(bǔ)參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)之后, 刀具半徑補(bǔ)償?shù)?/p>

方向要在執(zhí)行G41(或G42)之后方可生效。刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行過程分為以下3 個(gè)步驟:(1)起動(dòng)偏置: 從取消偏置方式變?yōu)槠梅绞降某绦蚨畏Q為起動(dòng)偏置程序段。在起動(dòng)偏置的程序段進(jìn)行刀具偏置的過渡運(yùn)動(dòng), 在起動(dòng)程序段的終點(diǎn), 刀尖R 中心位于下個(gè)程序段起點(diǎn), 并在與下個(gè)程序段垂直的位置上, 同時(shí)滿足刀具方向矢量和半徑矢量的條件。起動(dòng)偏置的程序段必須是G00 或G01, 如圖1 所示。

圖1 起動(dòng)偏置

(2)執(zhí)行偏置: 在執(zhí)行了G41(或G42)的程序段中, 刀位點(diǎn)發(fā)生了變化, 由理論刀尖偏移至刀尖R 中心, 而刀尖R 中心軌跡始終垂直于方向矢量且偏離編程軌跡一個(gè)刀尖圓弧半徑矢量, 依靠刀尖圓弧外緣來加工零件輪廓。(3)取消偏置: 在執(zhí)行偏置的方式中如果指令了G40, 則這個(gè)程序段被稱為取消偏置程序段。取消偏置如圖2 所示, 從圖2 中可以看出, 在取消偏置程序段的前一個(gè)程序段, 刀尖不在該程序段的終點(diǎn), 這個(gè)變化是由刀位點(diǎn)造成的, 生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)特別注意, 取消偏置的程序段必須是G00 或G01。3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

在數(shù)控車削加工中, 如果被加工零件的輪廓是正交面(柱面和端面)組成的, 則建立刀具半徑補(bǔ)償與否, 所加工的零件輪廓都是完全一致的, 這樣很容易造成部分操作人員忽視了刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。但在加工非正交面(弧面和錐面)輪廓時(shí), 不進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償就會(huì)發(fā)生過切和余切現(xiàn)象, 這樣勢(shì)必造成零件的不合格或報(bào)廢。在實(shí)際應(yīng)用中要注意以下幾個(gè)方面的 問題:(1)加工小于刀尖半徑的內(nèi)圓弧時(shí), 由于偏置的刀尖圓弧中心找不到正確的圓心軌跡將導(dǎo)致過切, 如圖3 所示。

圖2 取消偏置

圖3 輪廓半徑小于刀尖半徑時(shí)產(chǎn)生過切(2)加工小于刀尖半徑的臺(tái)階時(shí), 由于臺(tái)階小于刀具半徑, 因此在新舊矢量交替時(shí), 偏置的刀尖圓弧中心將向編程的反方向移動(dòng), 產(chǎn)生過切, 如圖4 所示。

(3)在執(zhí)行刀補(bǔ)的程序段中, 如果有加工端面的軌跡時(shí)應(yīng)特別注意, 因?yàn)橛械都夥轿惶?hào), 要特別小心切削方向, 右刀補(bǔ)時(shí), 只能允許偏刀從旋轉(zhuǎn)中心往外切削, 否則會(huì)多切掉一個(gè)刀尖圓弧直徑的量, 如圖5 所示。

圖4 臺(tái)階尺寸小于刀尖半徑時(shí)產(chǎn)生過切

圖5 加工端面的切削方向(4)同樣在執(zhí)行刀補(bǔ)的程序段中, 由于刀位號(hào)已經(jīng)確定, 所以用正偏刀加工倒錐的輪廓時(shí), 系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生過切報(bào)警。

(5)在取消偏置的程序段(G40)中, 刀具刀尖圓弧中心位于前一個(gè)程序段終點(diǎn)垂直的位置上, 可能將造成過切, 此時(shí)應(yīng)指令I(lǐng)、K, 即: G40X(U)_ Z(W)_ I_K_。其中, I、K 為增量值, 且I 為半徑值。這樣指定以后, 刀尖圓弧中心就會(huì)從I、K 方向線與前一個(gè)程序段輪廓線的角平分線位置運(yùn)動(dòng)至終點(diǎn)。

(6)在執(zhí)行偏置的程序段中, 通過調(diào)整刀尖圓弧半徑的大小來控制加工余量和加工精度要優(yōu)于磨耗中的調(diào)整, 特別是在非正交平面的余量控制和調(diào)整中, 因?yàn)樵谀ズ闹蠿 軸和Z 軸是分別控制的, 而改變刀尖圓弧半徑的大小則可以同時(shí)控制兩個(gè)軸的余量, 如圖6所示。

圖6 在執(zhí)行偏置中的加工余量控制__ 4 結(jié)束語

刀具補(bǔ)償功能的作用主要在于簡(jiǎn)化程序，即按零件的輪廓尺寸編程。在加工前，操作者測(cè)量實(shí)際的刀具長度、半徑和確定補(bǔ)償正負(fù)號(hào)，作為刀具補(bǔ)償參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，使得由于換刀或刀具磨損帶來刀具尺寸參數(shù)變化時(shí)，雖照用原程序，卻仍能加工出合乎尺寸要求的零件。此外，刀具補(bǔ)償功能還可以滿足編程和加工工藝的一些特殊要求。

實(shí)際生產(chǎn)中, 數(shù)控車削刀具半徑補(bǔ)償功能基本上應(yīng)用在非柱面的精加工程序段。在起動(dòng)偏置和取消偏置的程序段中, 同時(shí)要伴有刀具移動(dòng)的指令, 否則程序軌跡可能會(huì)發(fā)生變化, 從而造成零件報(bào)廢。同理, 在起動(dòng)偏置和取消偏置的程序段中, 也應(yīng)盡量避免切削工件。一個(gè)零件的加工程序不是唯一的, 但是, 正確使用刀具半徑補(bǔ)償是每一個(gè)編程員必備的基礎(chǔ)知識(shí)。

致 謝

感謝我的老師，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。

感謝我的老師，這片論文的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。而你開開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個(gè)新的環(huán)境.感謝這幾年一起走過的同學(xué)和朋友，是你們的存在，我才不會(huì)那么孤單，多少個(gè)共同努力的日子，將會(huì)是一生中美好的回憶。

在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！

參考文獻(xiàn)

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