數(shù)控車削加工工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第二章數(shù)控車削加工工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)內(nèi)容提要：本章主要介紹數(shù)控車削加工工藝路線的的擬定、常用夾具、刀具及切削用量的選擇第一節(jié)金屬材料的切削加工性工件材料切削加工性可以從多方面進(jìn)行評(píng)定。不同加工情況,可采用不同的指標(biāo)衡量。

粗加工時(shí),通常采用刀具耐用度指標(biāo);

精加工時(shí),通常采用加工表面質(zhì)量指標(biāo)。在刀具耐用度指標(biāo)中以相對(duì)加工性(用kr表示)使用最為方便。即以HBS170～229,σb=0.637GPa的45鋼的Vc60為基準(zhǔn),記作Vc060,其它材料的Vc60與Vc060之比稱kr;根據(jù)kr的大小可方便地判斷出材料加工的難易程度。常用工件材料的kr見下頁表格。Kr越大,材料加工性越好。對(duì)課題引入中提出的問題,查表不難發(fā)現(xiàn)45鋼的kr介于1~1.6之間,而45調(diào)質(zhì)鋼的kr介于0.5～0.65之間,所以45鋼更容易加工。

2.1.1工件材料切削加工性

刀具耐用度指標(biāo)有絕對(duì)指標(biāo)和相對(duì)指標(biāo)之分。絕對(duì)指標(biāo)是以在一定的刀具耐用度(切削時(shí)間)條件下,允許的切削速度的高低來表示材料的切削加工性。對(duì)于切削一般材料,耐用度取60min,用Vc60表示,其具體含義是,切削某種工件材料,當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹?0min時(shí)所允許的切削速度;對(duì)于切削難加工材料,耐用度取20min,用Vc20表示。顯然,在相同條件下,Vc20或Vc20越高,材料的加工性越好。相對(duì)指標(biāo)則是以45鋼的Vc60為基準(zhǔn),記作(Vc060)j,其他材料的Vc60與之的比值稱為相對(duì)加工性,用kr表示,即：kr=Vc60/(Vc060)j

其他指標(biāo)有加工表面質(zhì)量指標(biāo)、切屑控制難易指標(biāo)、切削溫度、切削力、切削功率指標(biāo)。加工表面質(zhì)量指標(biāo)是在相同加工條件下,比較加工后的表面質(zhì)量(如表面粗糙度等)來判定切削加工性的好壞。加工表面質(zhì)量越好,加工性越好。切屑控制難易指標(biāo)是從切屑形狀及斷屑難易與否來判斷材料加工性的好壞。切削溫度、切削力、切削功率指標(biāo)根據(jù)切削加工時(shí)產(chǎn)生的切削溫度的高低、切削力的大小、功率消耗的多少來評(píng)判材料加工性,這些數(shù)值越大,說明材料加工性越差。工件材料的切削加工性分級(jí)基準(zhǔn)值工件材料的切削加工性分級(jí)切削加工性易切削較易切削較難切削難切削等級(jí)代號(hào)12345678硬度HB≤100＞100～150＞150～200＞200～250＞250～300＞300～350＞350～400＞400HRC

＞14～24.8＞24.8～32.3＞32.3～38.1＞38.1～43＞43抗拉強(qiáng)度≤0.441>0.441~0.588>0.588~0.784>0.784~0.98＞0.98~1.176>1.176~1.372>1.372~1.568＞1.568σb(GPa)伸長率≤15＞15～20＞20～25＞25～30＞30～35＞35～40＞45～50＞50~60δ(%)沖擊韌性≤392＞392～588＞588～784＞784～980＞980～1372＞1372～1764＞1764～1962＞1962αk(kJ/m2)導(dǎo)熱系數(shù)≥167.47<167.47~83.74＜83.74~62.8<62.8~41.87＜41.87~33.5＜33.5~25.12<25.12~16.75＜16.75k[W/(m·K)]相對(duì)加工性Κr＞3.0≤3.0～2.5≤2.5～1.6≤1.6～1.0≤1.0～0.65≤0.65～0.5≤0.5～0.15＜0.15典型材料銅鉛合金,退火15Cr,鈦合金45鋼,灰鑄鐵2Cr13調(diào)質(zhì),45Cr調(diào)質(zhì),50CrV調(diào)質(zhì),某些鈦合鋁銅合金,1Cr18Ni9Ti,金,鑄造鎳基高溫合金自動(dòng)機(jī)鋼85鋼65Mn調(diào)質(zhì)鋁鎂合金鈦合金

一般有色易切削鋼較易切削鋼普通材料稍難切削材料

難切削材料很難切削切削加工性2.1.2影響材料切削加工性的主要因素

材料的物理力學(xué)性能、化學(xué)成分、金相組織是影響材料切削加工性的主要因素。

1.材料的物理力學(xué)性能

就材料物理力學(xué)性能而言,材料的強(qiáng)度、硬度越高,切削時(shí)抗力越大,切削溫度越高,刀具磨損越快,切削加工性越差;強(qiáng)度相同,塑性、韌性越好的材料,切削變形越大,切削力越大,切削溫度越高,并且不易斷屑,故切削加工性越差。材料的線膨脹系數(shù)越大、導(dǎo)熱系數(shù)越小,加工性也越差。

2.化學(xué)成分就材料化學(xué)成分而言,增加鋼的含碳量,強(qiáng)度、硬度提高,塑性、韌性下降。顯然,低碳鋼切削時(shí)變形大,不易獲得高的加工表面;高碳鋼切削抗力太大,切削困難;中碳鋼介于兩者之間,有較好的切削加工性。增加合金元素會(huì)改變鋼的切削加工性,例如,錳、硅、鎳、錫等都能提高鋼的強(qiáng)度和硬度。石墨的含量、形狀、大小影響著灰鑄鐵的切削加工性,促進(jìn)石墨化的元素能改善鑄鐵的切削加工性,例如,碳、硅、鋁、銅、鎳等;阻礙石墨化的元素能降低鑄鐵的切削加工性,例如,錳、磷、硫、鉻、釩等。

3.金相組織就材料的金相組織而言,鋼中的珠光體有較好的切削加工性,鐵素體和滲碳體則較差;托氏體和索氏體組織在精加工時(shí)能獲得質(zhì)量較好的加工表面,但必須適當(dāng)降低切削速度；奧氏體和馬氏體切削加工性很差。

難加工材料種類繁多,高錳鋼、不銹鋼是常用的難加工材料。高錳鋼加工硬化嚴(yán)重,造成切削困難;導(dǎo)熱性差,僅為45鋼的1/4,切削溫度高,刀具易磨損;韌性大、塑性好,變形嚴(yán)重,不易斷屑。

不銹鋼中由于鉻、鎳含量較大,強(qiáng)度、韌性較好,加工硬化嚴(yán)重,易粘刀,斷屑困難;切屑與前刀面接觸長度較短,刀尖附近應(yīng)力較大,易崩刃;導(dǎo)熱性差,切削溫度高,刀具耐用度低。不難看出,這些材料性能相差甚大,所以加工特點(diǎn)也不相同。只要從材料特性去把握它的切削特點(diǎn),就能通過改變切削條件,來解決它們的切削問題。

2.1.3改善工件材料切削加工性的途徑1.進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?/p>

一般說來,將工件材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚硎歉纳撇牧锨邢骷庸ば缘闹饕胧?。?duì)于性質(zhì)很軟、塑性很高的低碳鋼,加工時(shí)不易斷屑、容易硬化。往往采用正火的辦法,提高其強(qiáng)度和硬度、降低韌性,從而改善其切削加工性。對(duì)于硬度很高的高碳工具鋼,加工時(shí)刀具極易磨損?？梢圆捎们蚧嘶鸬霓k法,降低其硬度,從而改善其切削加工性?！局R(shí)鏈接】實(shí)踐證明,材料硬度一般在170～230HBS左右時(shí),其切削加工性最好。

2.改變加工條件

合理選擇刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切削用量也是改善材料切削加工性的有效措施。對(duì)于鋁及鋁合金等易切削材料,為了減小積屑瘤和加工硬化等對(duì)已加工表面質(zhì)量帶來的不利影響,通常選用大前角刀具和高的切削速度,并盡量把刀磨得鋒利、光整。對(duì)于不銹鋼材料,為了克服其容易加工硬化、導(dǎo)熱性差、切削溫度高、不易斷屑等突出問題,通常采用韌性好的K類硬質(zhì)合金刀片、選用較大的前角和小的主偏角、采用較大的進(jìn)給量等。3.采用新技術(shù)

采用新的切削加工技術(shù)也是解決某些難加工材料切削問題的有效措施。這些新加工技術(shù)是加熱切削、低溫切削、振動(dòng)切削,在真空中切削等。例如,對(duì)耐熱合金、淬硬鋼、不銹鋼等難加工材料在切削部位加工工件上進(jìn)行電阻、高頻感應(yīng)、電弧加熱切削,通過切削區(qū)中材料溫度的增高,降低材料的抗剪切強(qiáng)度,減小接觸面間的摩擦系數(shù),可減小切削力。另外,加熱切削能減小沖擊振動(dòng),使切削過程平穩(wěn),從而提高了刀具的使用壽命?？傊?確定了材料的切削加工性能,對(duì)合理選擇刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切削用量以及改善材料切削加工性提供了重要依據(jù)。練習(xí)與思考

1.了解材料切削加工性的目的何在?2.影響工件材料切削加工性的因素有哪些?根據(jù)不銹鋼材料難加工的原因給出針對(duì)性的措施。3.如何改善工具鋼的切削加工性?第二節(jié)數(shù)控車削加工工藝路線的擬定2.2.1數(shù)控車削加工方案的確定

（根據(jù)編程步驟從圖樣分析確定加工方案）

一般根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型確定零件表面的數(shù)控車削加工方法及加工方案。1．?dāng)?shù)控車削外表面及端面加工方案的確定：(1)加工精度為IT7~IT8級(jí)、Ra0.8~1.6μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用普通型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車的方案加工。

(2)加工精度為IT5~IT6級(jí)、Ra0.2~0.63μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、細(xì)車的方案加工。

(3)加工精度高于IT5級(jí)、Ra<0.08μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用高檔精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精密車的方案加工。(4)對(duì)淬火鋼等難車削材料，其淬火前可采用粗車、半精車的方法，淬火后安排磨削加工。

2．?dāng)?shù)控車削加工內(nèi)表面加工方案的確定

(1)加工精度為IT8~IT9級(jí)、Ra1.6~3.2μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用普通型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車的方案加工。

(2)加工精度為IT6~IT7級(jí)、Ra0.2~0.63μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、細(xì)車的方案加工。

(3)加工精度為IT5級(jí)、Ra＜0.2μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用高檔精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精密車的方案加工。

(4)對(duì)淬火鋼等難車削材料，淬火前可采用粗車、半精車的方法，淬火后安排磨削加工。2.2.2數(shù)控加工工藝分析

1.對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝性分析

以統(tǒng)一基準(zhǔn)標(biāo)注方法或直接標(biāo)注坐往往在考慮裝配等使用特性方面的標(biāo)尺寸的方法既便于編程,也便于尺寸之問題,從而不得不采取局部分散的標(biāo)注方間的相互協(xié)調(diào),同時(shí)又保持了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、法,如右圖所示。然而，這樣一來會(huì)給工工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與工件原點(diǎn)設(shè)置的序安排與數(shù)控加工帶來諸多不便。一致性。

從方便編程的角度考慮，同時(shí)考慮到數(shù)控機(jī)床加工精度及重復(fù)定位精度都較高，所以宜將局部分散的標(biāo)注方法改為統(tǒng)一基準(zhǔn)標(biāo)注方法。

分析構(gòu)成零件輪廓的幾何元素條件（1）三角形角度（2）勾股定理a2+b2=c2（3）三角函數(shù)

定位基準(zhǔn)的選擇3.分析工件結(jié)構(gòu)的工藝性圖(a)所示零件,需用三把不同寬度的切槽刀切槽,如無特殊需要,顯然是不合理的,若改成圖(b)所示結(jié)構(gòu),只需一把刀即可切出三個(gè)槽。既減少了刀具數(shù)量,少占了刀架刀位,又節(jié)省了換刀時(shí)間。2.2.3工序的劃分?jǐn)?shù)控車削加工工序的劃分方法：１.以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序２.以一個(gè)完整數(shù)控程序連續(xù)加工內(nèi)容為一道工序４.以粗、精加工劃分工序５.按加工部位劃分工序３.以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工

為一道工序數(shù)控經(jīng)常以一個(gè)完整的程序劃分３.以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工

為一道工序４.以粗、精加工劃分工序５.按加工部位劃分工序第一道工序第二道工序第三道工序第四道工序非數(shù)控車削加工工序的安排

(1)零件上有不適合數(shù)控車削加工的表面，如漸開線齒形、鍵槽、花鍵表面等，必須安排相應(yīng)的非數(shù)控車削加工工序。(2)零件表面硬度及精度要求均高，熱處理需安排在數(shù)控車削加工之后，則熱處理之后一般安排磨削加工。

(3)零件要求特殊，不能用數(shù)控車削加工完成全部加工要求，則必須安排其他非數(shù)控車削加工工序，如噴丸、滾壓加工、拋光等。

(4)零件上有些表面根據(jù)工廠條件采用非數(shù)控車削加工更合理，這時(shí)可適當(dāng)安排這些非數(shù)控車削加工工序，如銑端面打中心孔等。

數(shù)控加工工序與普通工序的銜接

數(shù)控工序前后一般穿插有其他普通工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾，最好的辦法是相互建立狀態(tài)要求，如：要不要留加工余量，留多少；定位面的尺寸精度要求及形位公差；對(duì)矯形工序的技術(shù)要求；對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)要求等。其目的是達(dá)到相互能滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。數(shù)控以外的加工，為別的工序2.2.4加工順序的安排

加工順序的安排應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況,選擇工件的定位和安裝方式,重點(diǎn)保證工件的剛度不被破壞,盡量減少變形,因此制定零件數(shù)控車削加工工序順序需遵循下列原則。

(1)先加工定位面，即上道工序的加工能為后面的工序提供精基準(zhǔn)和合適的夾緊表面，不能互相影響。制定零件的整個(gè)工藝路線就是從最后一道工序開始往前推，按照前工序?yàn)楹蠊ば蛱峁┗鶞?zhǔn)的原則先大致安排。

(2)先加工平面，后加工孔；先內(nèi)后外,先加工工件的內(nèi)腔,后進(jìn)行外形加工；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀。(3)根據(jù)加工精度要求的情況,可將粗、精加工合為一道工序。對(duì)精度要求高，粗精加工需分開進(jìn)行的，先粗加工后精加工。(4)以相同定位、夾緊方式安裝的工序，最好接連進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、夾緊次數(shù)及空行程時(shí)間。(5)中間穿插有通用機(jī)床加工工序的要綜合考慮、合理安排其加工順序。(6)在一次安裝加工多道工序中,先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。上述工序順序安排的一般原則不僅適用于數(shù)控車削加工工序順序的安排,也適用于其他類型的數(shù)控加工工序順序的安排。

調(diào)用程序要按加工順序工序安排：

先粗后精先近后遠(yuǎn)

粗加工精加工工步順序和進(jìn)給路線的確定工步順序安排的原則：上述工步順序安排的一般原則同樣適用于其他類型的數(shù)控加工工步順序的安排。３.內(nèi)外交叉４.保證工件加工剛度５.同一把刀把能加工內(nèi)容連續(xù)加工２.先近后遠(yuǎn)１.先粗后細(xì)2.2.5工步順序和進(jìn)給路線的確定確定進(jìn)給路線(1)確定進(jìn)給路線的主要原則

①首先按已定工步順序確定各表面加工進(jìn)給路線的順序。②所定進(jìn)給路線（加工路線）應(yīng)能保證零件輪廓表面加工后的精度和粗糙度

要求。按照零件圖紙要求

③尋求最短加工路線（包括空行程路線和切削路線），減少行走時(shí)間以提高加工效率。

④要選擇零件在加工時(shí)變形小的路線，對(duì)橫截面積小的細(xì)長零件或薄壁零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去余量法安排進(jìn)給路線。⑤簡化數(shù)值計(jì)算和減少程序段,減小編程工作量。⑥據(jù)工件的形狀、剛度、加工余量和機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況,確定循環(huán)加工次數(shù)。循環(huán)即分幾次走刀加工？⑦合理設(shè)計(jì)刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法,避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿零件輪廓順序進(jìn)行的。確定進(jìn)給路線(2)確定粗加工進(jìn)給路線

①常用的粗加工進(jìn)給路線

a.“矩形”循環(huán)進(jìn)給路線。右圖(a)所示為利用數(shù)控系統(tǒng)具有的矩形循環(huán)功能安排的“矩形”循環(huán)進(jìn)給路線。

b.“三角形”循環(huán)進(jìn)給路線。右圖(b)所示為利用數(shù)控系統(tǒng)具有的三角形循環(huán)功能安排的“三角形”循環(huán)進(jìn)給路線。c．沿輪廓形狀等距線循環(huán)進(jìn)給路線。右圖(c)所示為利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能控制車刀沿著零件輪廓等距線循環(huán)的進(jìn)給路線。d．階梯切削路線。右圖所示為車削大余量工件的兩種加工路線，右圖(a)是錯(cuò)誤的階梯切削路線，右圖(b)按1-5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。因?yàn)樵谕瑯颖吵缘读康臈l件下，按右圖(a)的方式加工所剩的余量過多。e．雙向切削進(jìn)給路線。利用數(shù)控車床加工的特點(diǎn)，還可以放棄常用的階梯車削法，改用軸向和徑向聯(lián)動(dòng)雙向進(jìn)刀，順工件毛坯輪廓進(jìn)給的路線.（見右圖）。②最短的粗加工切削進(jìn)給路線

對(duì)以上三種切削進(jìn)給路線，經(jīng)分析和判斷后可知矩形循環(huán)進(jìn)給路線的進(jìn)給長度總和最短。因此，在同等條件下，其切削所需時(shí)間（不含空行程）最短，刀具的損耗最少，為常用粗加工切削進(jìn)給路線，但也有粗加工后的精車余量不夠均勻的缺點(diǎn)，所以一般需安排半精加工。

常用的粗加工循環(huán)進(jìn)給路線

平行于水平軸用直線靠近輪廓仿輪廓進(jìn)行切削走刀對(duì)應(yīng)指令G71指令G01指令G73指令“矩形”循環(huán)“三角形”循環(huán)沿輪廓形狀等距線循環(huán)確定進(jìn)給路線(3)精加工進(jìn)給路線的確定①最終輪廓的進(jìn)給路線在安排一刀或多刀進(jìn)行的精加工進(jìn)給路線時(shí)，其零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成，并且加工刀具的進(jìn)刀、退刀位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等缺陷。

②換刀加工時(shí)的進(jìn)給路線主要根據(jù)工步順序要求決定各刀加工的先后順序及各刀進(jìn)給路線的銜接。

③切人、切出及接刀點(diǎn)位置的選擇應(yīng)選在有空刀槽或表面間有拐點(diǎn)、轉(zhuǎn)角的位置，而曲線要求相切或光滑連接的部位不能作為切人、切出及接刀點(diǎn)位置。數(shù)控車床車削端面加工路線如左下圖所示,A-B-C-Op-D,其中A為換刀點(diǎn),B為切入點(diǎn),C-Op為刀具切削軌跡,Op為切出點(diǎn),D為退刀點(diǎn)。數(shù)控車床車削外圓的加工路線如右下圖所示A-B-C-D-E-F,其中A為換刀點(diǎn),B為切入點(diǎn),C-D-E為刀具切削軌跡,E為切出點(diǎn),F為退刀點(diǎn)。④各部位精度要求不一致的精加工進(jìn)給路線若各部位精度相差不是很大時(shí)，應(yīng)以最嚴(yán)的精度為準(zhǔn)，連續(xù)走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，則精度接近的表面安排在同一把刀走刀路線內(nèi)加工，并先加工精度較低的部位，最后再單獨(dú)安排精度高的部位的走刀路線。刀具切入方向刀具切出方向車削端面車削外圓

數(shù)控車床車削端面路線

車削端面和外圓切入、切出要領(lǐng)數(shù)控車床車削外圓路線A→B→C→Op→DA→B→C→D→E→F確定進(jìn)給路線(4)空行程最短進(jìn)給路線的確定

在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有空行程最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。

①合理設(shè)置起刀點(diǎn)下圖(a)所示為采用矩形循環(huán)方式進(jìn)行粗車的一般情況示例。其對(duì)刀點(diǎn)O的設(shè)定是考慮到加工過程中需方便地?fù)Q刀，故設(shè)置在離零件較遠(yuǎn)處，同時(shí)將起刀點(diǎn)與其對(duì)刀點(diǎn)重合在一起，粗車的進(jìn)給路線安排如下。

第一刀O—1—2—3—O。

第二刀O—4—5—6—O。

第三刀O—7—8—9—O。圖(b)所示則是將循環(huán)加工的起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離，并設(shè)圖示1點(diǎn)位置，仍按相同的切削量進(jìn)行粗車，其進(jìn)給路線如下。循環(huán)加工的起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離的空行程O—1。第一刀1—2—3—4—1。

第二刀1—5—6—7—1。

第三刀1—8—9—10—1。顯然，圖(b)所示的進(jìn)給路線短。該方法也可用在其他循環(huán)（如螺紋車削）切削加工中。②合理設(shè)置換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)為了考慮換（轉(zhuǎn)）刀的方便和安全，有時(shí)也可將換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)設(shè)在離零件較遠(yuǎn)的位置處（如圖中的O點(diǎn)），那么，當(dāng)換第二把刀后，進(jìn)行精車時(shí)的空行程路線必然也較長；如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在圖(b)中的1點(diǎn)位置上（因工件已去掉一定的余量），則可縮短空行程距離，但一定要注意換刀過程中不能發(fā)生碰撞。

③合理應(yīng)用“回零”路線當(dāng)車削比較復(fù)雜輪廓的零件而用手工編程時(shí)，為使其計(jì)算過程盡量簡化，既不出錯(cuò)，又便于校核，編程者有時(shí)會(huì)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”（即返回對(duì)刀點(diǎn)）指令返回到對(duì)刀點(diǎn)位置，然后再執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加進(jìn)給路線的距離，從而降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)盡量縮短前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離，或者使其為零，即可滿足進(jìn)給路線為最短的要求。另外，在選擇返回對(duì)刀點(diǎn)指令時(shí)，在不發(fā)生加工干涉現(xiàn)象的前提下，宜盡量采用X、Z坐標(biāo)軸雙向同時(shí)“回零”指令，則該指令功能的“回零”路線將是最短的。遠(yuǎn)近確定進(jìn)給路線(5)特殊的進(jìn)給路線

在數(shù)控車削加工中，一般情況下，Z坐標(biāo)軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都是沿著負(fù)方向進(jìn)給的，但有時(shí)按這種方式安排進(jìn)給路線并不合理，甚至可能車壞零件。前圖所示零件加工，當(dāng)采用尖頭車刀加工大圓弧外表面時(shí)，有兩種不同的進(jìn)給路線，其結(jié)果大不相同。對(duì)于左圖(a)所示的第一種進(jìn)給路線（沿Z軸負(fù)方向），因切削時(shí)尖頭車刀的主偏角為100o-105o，這時(shí)切削力在X向的分力Fp將沿著圖2-17所示的正X方向作用，當(dāng)?shù)都膺\(yùn)動(dòng)到圓弧的換象限處，即由負(fù)Z、負(fù)X向負(fù)Z、正X變換時(shí)，吃刀抗力F，馬上與傳動(dòng)橫拖板的傳動(dòng)力方向相同，若絲桿螺母有傳動(dòng)間隙，就可能使刀尖嵌入零件表面（即“扎刀”），其嵌入量在理論上等于其機(jī)械傳動(dòng)間隙量e（見中圖）。即使該間隙量很小，由于刀尖在X方向換向時(shí)，橫向拖板進(jìn)給過程的位移量變化也很小，加上處于動(dòng)摩擦與靜摩擦之間呈過渡狀態(tài)的拖板慣性的影響，仍會(huì)導(dǎo)致橫向拖板產(chǎn)生嚴(yán)重的爬行現(xiàn)象，從而大大降低零件的表面質(zhì)量。對(duì)于左圖(b)所示的進(jìn)給方法，因?yàn)榧獾哆\(yùn)動(dòng)到圓弧的換象限處，即由正Z、負(fù)X向正Z、正X方向變換時(shí)，吃刀抗力Fp與絲杠傳動(dòng)橫向拖板的傳動(dòng)力方向相反（見右圖），不會(huì)受絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)間隙的影響而產(chǎn)生嵌刀現(xiàn)象，所以左圖(b)所示進(jìn)給路線是較合理的。

此外，在車削螺紋時(shí)，有一些多次重復(fù)進(jìn)給的動(dòng)作，且每次進(jìn)給的軌跡相差不大，這時(shí)進(jìn)給路線的確定可采用系統(tǒng)固定循環(huán)功能。刀具沿Ｘ負(fù)向加工，絲桿與螺母向上貼合，由于絲桿與螺母的傳動(dòng)間隙，當(dāng)突然改變方向，由負(fù)轉(zhuǎn)向?yàn)檎龝r(shí)，絲桿與螺母向相反方向貼合，此時(shí)由于切削力的作用，刀具快速向下移動(dòng)傳動(dòng)間隙ｅ值，刀尖嵌入零件表面（即“扎刀”）“扎刀”“合理”3.確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)

對(duì)刀點(diǎn)就是刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。在程編時(shí)不管實(shí)際上是刀具相對(duì)工件移動(dòng)，還是工件相對(duì)刀具移動(dòng)，都是把工件看作靜止的而刀具在運(yùn)動(dòng)，因此常把對(duì)刀點(diǎn)稱為程序原點(diǎn)，也稱工件編程原點(diǎn)，即工件原點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)遵循“找正和編程容易、對(duì)刀誤差小、檢查方便”的原則。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)刀誤差可以通過試切加工進(jìn)行調(diào)整。對(duì)刀點(diǎn)即工件原點(diǎn)選定后，即確定了機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。刀具在機(jī)床上的位置是由“刀位點(diǎn)”的位置來表示的。不同的刀具，刀位點(diǎn)不同。

對(duì)車刀、鏜刀類刀具，刀位點(diǎn)為其刀尖。對(duì)刀點(diǎn)找正的準(zhǔn)確度直接影響加工精度，對(duì)刀時(shí)，應(yīng)使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”一致。

對(duì)刀點(diǎn)選擇的原則，主要是考慮對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上對(duì)刀方便、便于觀察和檢測(cè)，編程時(shí)便于數(shù)學(xué)處理和有利于簡化編程。對(duì)刀點(diǎn)可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度，減少對(duì)刀誤差，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的零件，應(yīng)將孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)；對(duì)車削加工，則通常將對(duì)刀點(diǎn)設(shè)在工件外端面的中心上，如下圖（b）所示，工件原點(diǎn)即為對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)Ｗ

稱為程序原點(diǎn)，也稱工件編程原點(diǎn)，也即工件原點(diǎn)工件原點(diǎn)工件原點(diǎn)工件原點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)選擇的原則，主要是１.考慮對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上對(duì)刀方便、便于觀察和檢測(cè)，２.編程時(shí)便于數(shù)學(xué)處理和有利于簡化編程。３.對(duì)刀點(diǎn)可選在零件或夾具上。４.為提高零件的加工精度，減少對(duì)刀誤差，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如，以孔定位的零件，應(yīng)將孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)；對(duì)車削加工，則通常將對(duì)刀點(diǎn)設(shè)在工件外端面的中心上，如下圖所示，工件原點(diǎn)即為對(duì)刀點(diǎn)。后置刀架刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)是指在加工程序編制中,用以表示刀具特征的點(diǎn),也是對(duì)刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于車刀,各類車刀的刀位點(diǎn)如圖所示。裝刀與對(duì)刀是數(shù)控機(jī)床加工中極其重要并十分棘手的一項(xiàng)基本工作。對(duì)刀的好與差,將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。一般對(duì)刀時(shí)，應(yīng)使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”一致確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)

換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等多刀加工的機(jī)床程編而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中間要進(jìn)行換刀。為防止換刀時(shí)碰傷零件或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的外面，并有一定的安全量。對(duì)數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數(shù)控機(jī)床，在加工過程中需要進(jìn)行換刀，故編程時(shí)應(yīng)考慮不同工序之間的換刀位置(即換刀點(diǎn))。為避免換刀時(shí)刀具與工件及夾具發(fā)生干涉，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件的外部，如上圖（a）所示。（a）換刀點(diǎn)起刀點(diǎn)通常在數(shù)控車床多把刀加工時(shí)，起刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)重合

數(shù)控車床的對(duì)刀點(diǎn)、起刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)

對(duì)刀點(diǎn)——程序原點(diǎn)、工件原點(diǎn)起刀點(diǎn)的設(shè)置起刀點(diǎn)的設(shè)置對(duì)刀就是尋找、確定工件原點(diǎn)起刀點(diǎn)遠(yuǎn)起刀點(diǎn)近第三節(jié)數(shù)控車床常用夾具

數(shù)控車床工件的裝夾2.3.1三角自動(dòng)定心卡盤數(shù)控車床工件的裝夾2.3.2四爪單動(dòng)卡盤四爪視頻卡盤第四節(jié)刀具選擇2.4.1刀具材料應(yīng)具備的性能⒈足夠的硬度和良好的耐磨性⒉足夠的強(qiáng)度和韌性⒊高耐熱性⒋熱導(dǎo)率大⒌良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性其他刀具材料⒈陶瓷①高純氧化物陶瓷(礦物陶瓷)。②復(fù)合陶瓷(金屬陶瓷)。⒉人造聚晶金剛石⒊立方氮化硼(CBN)2.4.2材料種類：

高速鋼刀具：加工有色金屬、各種金屬材料，做復(fù)雜成形刀；

硬質(zhì)合金刀具：加工不銹鋼、鑄鐵、淬火鋼、耐熱鋼；涂層刀具：使硬質(zhì)合金刀具耐用度大大提高；非金屬刀具：加工鑄鐵、翠火鋼、石墨制品、玻璃鋼、硬質(zhì)合金；硬質(zhì)合金、非鐵金屬材料等。在車床上以70m/min的切削速度精加工右圖所示大端φ50,小端φ45的材料為45鋼零件,試選用合理刀具材料。分析:選擇刀具材料時(shí),要考慮的主要是:工件材料、切削加工速度和不同的切削加工階段:粗車、精車和半精車等;切削速度在很大程度上決定著刀具材料的選用。常用刀具材料的選用:⒈低速切削時(shí)的刀具材料

部分刀具常用工具鋼碳素工具鋼和合金工具鋼僅適合制作手用鉸刀、圓板牙等手用刀具,而手用刀具的切削速度不會(huì)超過10m/min。只有高速鋼才是機(jī)加工刀具的主要材料,但高速鋼材料的耐熱溫度僅600~700℃,在使用中,切削中碳鋼時(shí),切削速度一般不能大于30m/min。高速鋼成形工藝性能好,在形狀復(fù)雜刀具制作中,占主要地位。刀具種類碳素工具鋼合金工具鋼高速鋼車刀、鏜刀﹣﹣W18Cr4V(T1),W6Mo5Cr4V2(M2鉬系)成形車刀﹣﹣W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2麻花鉆﹣﹣W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2機(jī)用鉸刀﹣﹣W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2手用鉸刀T12A9SiCr﹣拉刀﹣CrWMnW18Cr4V圓板牙T12A,T10A9SiCr﹣幾種高速鋼的力學(xué)性能高速鋼機(jī)械性能粉末冶金高速鋼粉末冶金高速鋼是把煉好的高速鋼液,在保護(hù)性氣罐中,在高壓氧氣或純氮?dú)獾榷栊詺怏w中霧化成細(xì)小粉末,并在高速冷卻下獲得細(xì)小而均勻的結(jié)晶組織,然后將粉末在高溫、高壓下壓制成緊密鋼坯,最后用一般鍛造或軋制方法成形。與熔煉的高速鋼相比,粉末冶金高速鋼有如下特點(diǎn):提高了強(qiáng)度和硬度；減小熱處理變形與內(nèi)應(yīng)力。粉末冶金高速鋼適用于制造切削難加工材料的刀具,特別適用于制造各種精密刀具和形狀復(fù)雜的刀具。⒉高速切削時(shí)的刀具材料常用硬質(zhì)合金的牌號(hào)及用途

耐熱溫度達(dá)800~1000℃切削速度100m/min⑴P類硬質(zhì)合金(YT)主要成分為WC+TiC+Co用蘭色標(biāo)志,具有較高的耐熱性、較好的抗黏結(jié)、抗氧化能力;主要用于加工長切屑的黑色金屬;不適宜切削含Ti元素的不銹鋼,因Ti和刀具親和加劇磨損牌號(hào)中數(shù)字越大,Co含量越多,韌性越好,承受沖擊性能好;對(duì)于前頁例中以70m/min的速度車削45鋼零件最好選擇P類硬質(zhì)合金,精加工對(duì)刀具材料的耐磨性要求較高,所以選擇刀具牌號(hào)P01⑵K類硬質(zhì)合金(YG)主要成分為WC+Co用紅色標(biāo)志,主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬車削Cr18Ni9Ti不銹鋼材料,如何選擇?Cr18Ni9Ti為塑性材料,似乎可選P類硬質(zhì)合金;但此不銹鋼材料含Ti元素,采用P類硬質(zhì)合金親和作用發(fā)生黏結(jié)而加劇刀具磨損,使工件表面粗糙;選K類比較合理⑶W類硬質(zhì)合金(YW)主要成分為WC+TiC+4%TaC(NbC)+Co用黃色標(biāo)志,具有高的耐熱性和高溫硬度主要用于加工黑色金屬和有色金屬種類牌號(hào)相近舊牌號(hào)主要用途P類P30YT5粗加工鋼料P10YT15半精加工鋼料(鎢鈦鈷類)P01YT30精加工鋼料K類K30YG8粗加工鑄鐵、有色金屬及其合金(鎢鈷類)K20YG6半精加工鑄鐵、有色金屬及其合金K10YG3精加工鑄鐵、有色金屬及其合金W類W10YW1半精加工、精加工難加工材料[鎢鈦鉭(鈮)鈷類]W20YW2粗加工、斷續(xù)切削難加工材料表：2-13刀片材料型號(hào)：

P類(適合加工鋼類)表：2-15刀片材料型號(hào)：

K類(適合加工鑄鐵等)表：2-14刀片材料型號(hào)：

M類(適合加工不銹鋼等)

硬質(zhì)合金的選用粗加工時(shí),切削用量大,切削抗力大,有時(shí)還有沖擊和振動(dòng)。這時(shí)要求刀具材料具有高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性,應(yīng)選用含鈷量高的硬質(zhì)合金,如YG8、YT5等。精加工時(shí),要求加工精度較高,表面粗糙度值小、切削量小,切削力也小,切削過程比較平穩(wěn),一般情況下的切削速度比較高,要求刀具材料的硬度、耐磨性及耐熱性高,以保持刀刃的鋒利、平直及穩(wěn)定的幾何形狀,應(yīng)選擇含鈷量少的硬質(zhì)合金,如YG3、YT30等。切削不規(guī)則的工件,要求刀具抗沖擊能力強(qiáng),一般應(yīng)選擇含鈷量較高的硬質(zhì)合金,如YG8、YT5等。切削鑄鐵等脆性材料,一般形成崩碎切屑,切削力和切削熱都集中在刀尖附近,切削不平穩(wěn),有沖擊和振動(dòng),要求刀具有較高的抗彎強(qiáng)度、韌性和導(dǎo)熱性,宜選用YG類硬質(zhì)合金。切削鋼等塑性材料時(shí),一般形成帶狀切屑,塑性變形大,摩擦力大,切削溫度高,切削過程連續(xù)而且平穩(wěn),要求刀具材料有較高的硬度、耐磨性和耐熱性,宜選用YT類硬質(zhì)合金。切削不銹鋼、高強(qiáng)度鋼、高溫合金及鐵合金等較難加工材料時(shí),由于這類材料的強(qiáng)度高,韌性大,黏附性強(qiáng),切削力大,切削溫度較高,導(dǎo)熱性差,因而對(duì)刀具材料的抗彎強(qiáng)度、韌性及導(dǎo)熱性的要求更高,宜選用YG類硬質(zhì)合金。YW類硬質(zhì)合金,一般是在YT類中,使用TaC(NbC)代替部分TiC。硬質(zhì)合金中加入TaC(NbC)后,提高了刀具的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度,同時(shí),耐磨性和耐熱性也有所提高。這類硬質(zhì)合金刀具,既可切削加工鑄鐵和非鐵合金材料(如銅、鋁合金),也可以加工各類鋼料,主要用于加工較難加工材料。

其他硬質(zhì)合金隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)刀具材料的要求越來越高,上述常用的刀具材料已難以滿足使用要求,因此,不斷開發(fā)出許多其他硬質(zhì)合金。①碳化鈦基硬質(zhì)合金(YN類)。YN有較高的耐磨性和耐熱性,但韌性較差,主要用于碳鋼、合金鋼、工具鋼、淬火鋼等材料的連續(xù)切削和精加工,對(duì)尺寸較大和表面粗糙度值要求較小的工件精加工,可獲得更好的效果。②鋼結(jié)硬質(zhì)合金(YE類)。其性能介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間,具有良好的耐磨性和耐熱性,良好的韌性和可切削加工性,且有良好的鍛造與熱處理性。因此,可用于制造鉆、銑刀等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的刀具。③細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。晶粒細(xì)化可提高硬質(zhì)合金的硬度,但抗彎強(qiáng)度會(huì)有所降低。如果在細(xì)化晶粒的同時(shí),又增加黏結(jié)劑的含量,使黏結(jié)層保持一定厚度,即增大了黏結(jié)面積,則既可增加硬度,又可提高抗彎強(qiáng)度。如YG1OH類(含鈷量增至9%~15%)就屬于這種硬質(zhì)合金。細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金,主要用于原來只能用高速鋼制造的刀具,如齒輪滾刀等。④表面涂層硬質(zhì)合金。與非涂層刀具相比較,涂層硬質(zhì)合金刀具可降低切削力和切削溫度,極大地提高了刀具的耐磨性和刀具的壽命,且提高了工件的加工表面質(zhì)量。涂層硬質(zhì)合金刀具主要用于機(jī)夾不重磨的刀片,作為精加工和半精加工,適用于各種鋼材、鑄鐵的精加工、半精加工或負(fù)荷輕的粗加工等。氮鋁鈦TiAlN碳氮鈦TiCN碳氮鋁鈦TiAlCN碳氮鈦多層TiCN-MP超級(jí)氮化碳S-TiNCOATINGTOOL

2.4.3數(shù)控車削刀具

車刀的種類和用途

刀具的種類外圓和端面車刀內(nèi)孔車刀2、刀具類型：（1）按進(jìn)刀方向：左、右、中間進(jìn)刀；（2）按加工位置：內(nèi)孔、外圓、端面；（3）按加工形狀：槽、螺紋、仿形。車刀內(nèi)孔用刀具的種類整體式焊接式機(jī)械夾固式類型特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合整體式整體高速鋼制造、刃磨鋒利小型車床、加工有色金屬、成形車刀焊接式焊接硬質(zhì)合金或高速鋼刀片,各類車刀,特別是小刀具結(jié)構(gòu)緊湊,使用靈活機(jī)械夾固式機(jī)夾重磨式避免焊接刀缺點(diǎn),使用靈活方便各類車刀機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式避免焊接刀缺點(diǎn),高效特別適用于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)上分:加工表面特征上分:普通車刀和成形車刀車刀可換式刀片的裝夾１、從結(jié)構(gòu)上可分為：整體式，鑲嵌式，內(nèi)冷式，減振式，機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具等。２、從加工工藝上可分為：車刀，鉆刀（鉆頭），鏜刀，銑刀。３、數(shù)控“刀具”的發(fā)展趨勢(shì)：由整體式工具系統(tǒng)向模塊式工具系統(tǒng)發(fā)展。有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)１、要有很高的切削效率。提高切削速度致關(guān)重要，硬質(zhì)合金刀具切削速度可達(dá)500~600m/min,陶瓷刀具可達(dá)800~1000m/min２、要有很高的精度和重復(fù)定位精度，一般3~5μ或者更高。３、要有很高的可靠性和耐用度，是選擇刀具的關(guān)鍵指標(biāo),４、實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀，縮短輔助時(shí)間提高加工效率５、具有完善的模塊式工具系統(tǒng)，儲(chǔ)存必要的刀具以適應(yīng)多品種零件的生產(chǎn)６、建立完備的刀具管理系統(tǒng)，以便可靠、高效、有序的管理刀具系統(tǒng)７、要有在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)，監(jiān)控加工過程中刀具的狀態(tài)，提高加工可靠度。數(shù)控刀具的種類數(shù)控車削用常規(guī)刀具尖形車刀:刀尖由直線形的主切削刃和副切削刃相交構(gòu)成90°內(nèi)外圓車刀左右端面車刀切槽(切斷)車刀刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀尖形車刀幾何角度選擇應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工(加工路線、加工干涉)的特點(diǎn)圓弧形車刀:以圓度或線輪廓誤差很小的圓弧形切削刃為特征車刀圓弧刃上每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖,因此編程使用的刀位點(diǎn)不在圓弧上,在圓心刀位點(diǎn)也是對(duì)刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)圓弧形車刀可用于車削內(nèi)外表面,特別適用于車削各種光滑連接(凹形)的成形面成形車刀數(shù)控加工中盡量少用或不用成形車刀分三類外圓車刀外螺紋車刀內(nèi)圓車刀內(nèi)螺紋車刀切斷刀具

中心鉆孔加工刀具:

鏜刀

絲錐

······

常規(guī)刀具機(jī)床中心高/mm150180~200260~300350~400方刀柄斷面H2/mm2(16)2(20)2(25)2(30)2矩形刀斷面B×H/mm×mm12×2016×2520×3025×40常用車刀刀柄截面尺寸數(shù)控車削用可轉(zhuǎn)位刀具要求特點(diǎn)目的

刀片采用M級(jí)或更高精度等級(jí)保證刀片重復(fù)定位精度,方便坐標(biāo)設(shè)定,保證刀尖位置精度精度高刀桿多采用精密級(jí)

用帶微調(diào)裝置的刀桿在機(jī)外預(yù)調(diào)好

采用斷屑可靠性高的斷屑槽型或有斷

可靠性高屑臺(tái)和斷屑器的車刀斷屑穩(wěn)定,不能有紊亂和帶狀切屑

采用結(jié)構(gòu)可靠的車刀,復(fù)合式夾緊結(jié)適應(yīng)刀架快速移動(dòng)和換位以及整個(gè)自動(dòng)切削過程中夾

構(gòu)和夾緊可靠的其他結(jié)構(gòu)緊不得有松動(dòng)的要求換刀迅速采用車削工具系統(tǒng)迅速更換不同形式的切削部件,完成多種切削加工,提采用快換小刀架高生產(chǎn)效率刀片材料較多采用涂層刀片滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求,提高加工效率刀桿截形較多采用正方形刀桿,但因刀架系統(tǒng)刀桿與刀架系統(tǒng)匹配結(jié)構(gòu)差異大,有的需采用專用刀桿

知識(shí)點(diǎn)◎可轉(zhuǎn)位機(jī)夾車刀刀片◎可轉(zhuǎn)位機(jī)夾車刀刀柄◎可轉(zhuǎn)位車刀的夾緊形式◎機(jī)械夾固刀的合理使用技能點(diǎn)◎可轉(zhuǎn)位成形車刀刀片型號(hào)的識(shí)別及選擇

在生產(chǎn)實(shí)踐中,人們摸索出了合理的刀具幾何參數(shù),將這些合理參數(shù)壓制在硬質(zhì)合金刀片上,用機(jī)械夾固的方法,將其固定在標(biāo)準(zhǔn)刀桿上,這就是機(jī)械夾固式車刀。圖

所示為用在機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀上的硬質(zhì)合金刀片。要想充分發(fā)揮機(jī)械夾固式車刀的作用,首先必須熟悉硬質(zhì)合金刀片的型號(hào),例如型號(hào)為TNUM160308FRA4的硬質(zhì)合金刀片,其中各字母和數(shù)字代表哪些參數(shù),如何根據(jù)加工要求選擇相應(yīng)型號(hào)的硬質(zhì)合金刀片;其次,要正確、合理地使用它。

機(jī)械夾固式車刀使用方便高效,并能克服常用焊接式車刀存在的諸如在焊接和刃磨時(shí)常產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,極易導(dǎo)致裂紋而造成工作時(shí)產(chǎn)生崩刃或打刀,刀桿不能重復(fù)使用等缺點(diǎn)。因此,在加工自動(dòng)線上,尤其在數(shù)控機(jī)床上推廣使用機(jī)械夾固式車刀,特別是其中的可轉(zhuǎn)位式車刀,對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,意義重大。硬質(zhì)合金刀片可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)及其選用1、刀片型號(hào)代碼CNMG120408RPF12345678910如，刀片型號(hào)，刀片牌號(hào)VAMT120408RPF，YB235VCGT120404RPF，YB2352、選用（1）刀片夾固系統(tǒng)；（2）刀片型號(hào)；（3）刀片刀尖圓?。唬?）刀片材料型號(hào)：

PKM類適合加工材料：鋼鑄鐵合金鋼及不易加工材料對(duì)應(yīng)表：2-132-152-14可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)及其選用號(hào)位12345678910表達(dá)刀片法后角刀片類型刀片刀片刀尖圓角切削刃截切削斷屑槽類特性形狀精度邊長厚度半徑面形狀方向型與寬度說明字母字母字母字母數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字字母字母字母+數(shù)字實(shí)例TNUM16O3O8FRA4刀片型號(hào)刀片型號(hào)刀片型號(hào)代碼CNMG120408RPF12345678910如，刀片型號(hào)，刀片牌號(hào)VAMT120408RPF，YB235VCGT120404RPF，YB235可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)及其選用1、刀片型號(hào)代碼CNMG120408RPF12345678910可轉(zhuǎn)位刀片形狀F可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金車刀刀片形狀示意圖刀片形狀應(yīng)用場(chǎng)合正三邊形T用于60o、90o、93o外圓、端面、內(nèi)孔車刀正四邊形S用于外圓、端面、內(nèi)孔、倒角車刀帶副偏角三角形F用于90o外圓、端面、內(nèi)孔車刀凸三邊形W用于90o外圓、端面、內(nèi)孔車刀正五邊形P用于工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí),不能兼做外圓和端面車刀圓形R用于車削曲面、成形面、精車菱形V、D用于數(shù)控車床法后角3o5o7o15o20o25o30o0o11o其他(需專門說明)代號(hào)ABCDEFGNPO代號(hào)固定方式斷屑槽代號(hào)固定方式斷屑槽代號(hào)固定方式斷屑槽N無固定孔無A圓形孔無B單面70~90o沉孔無R單面有M單面有H單面有F雙面有G雙面有C雙面70~90o沉孔無W單面40~60o沉孔無Q雙面40~60o沉孔無J雙面有T單面有U雙面有X其他,需圖形并附加說明可轉(zhuǎn)位車刀法后角可轉(zhuǎn)位刀片的類型可轉(zhuǎn)位刀片斷屑槽類型常用斷屑槽特點(diǎn)及適用場(chǎng)合槽型特點(diǎn)正前角,零刃傾角切削刃上各點(diǎn)前角相同,槽型簡單,常用槽型正前角,正刃傾角刀片制出6°刃傾角,減小了徑向切削力變截面切削刃上各點(diǎn)槽深、槽寬、刃傾角不同,槽型復(fù)雜,但斷屑穩(wěn)定,切屑不飛濺,應(yīng)用范圍較廣刀片夾固系統(tǒng)號(hào)位12345678910表達(dá)夾緊刀片車刀頭部刀片法切削車刀刀柄刀柄刀片緊密刀柄的特性方式形式形式后角方向高度寬度長度邊長測(cè)量基準(zhǔn)說明字母字母字母字母字母數(shù)字?jǐn)?shù)字字母數(shù)字字母實(shí)例CTGNR3225M16Q代號(hào)夾緊方式C裝無孔刀片,利用壓板從刀片上方將刀片夾緊M裝圓孔刀片,利用刀片孔從刀片上方將刀片夾緊P裝圓孔刀片,利用刀片孔將刀片夾緊S裝沉孔刀片,用螺釘直接穿過刀片孔將刀片夾緊夾緊方式刀柄型號(hào)代號(hào)頭部形式代號(hào)頭部形式代號(hào)頭部形式代號(hào)頭部形式A90o直頭側(cè)切F90o偏頭端切L95o偏頭側(cè)切及端切T60o偏頭側(cè)切B75o直頭側(cè)切G90o偏頭側(cè)切M50o直頭側(cè)切U93o偏頭端切C90o直頭端切H107.5o偏頭側(cè)切N63o直頭側(cè)切V72.5o直頭側(cè)切D45o直頭側(cè)切J93o偏頭側(cè)切R75o偏頭側(cè)切W90o偏頭端切E60o直頭側(cè)切K75o偏頭端切S45o偏頭側(cè)切Y90o偏頭端切代號(hào)ABCDEFGHJKLM長度32405060708090100110125140150代號(hào)NPQRSTUVWXY長度160170180200250300350400450特殊尺寸500刀柄長度車刀頭部形式第五節(jié)切削用量的選擇

2.5.1零件表面的形成和車床切削運(yùn)動(dòng)

切削運(yùn)動(dòng)和切削過程中的三個(gè)表面

主運(yùn)動(dòng)

主運(yùn)動(dòng)必定有,一般只有一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以有多個(gè),但也可能沒有切削運(yùn)動(dòng)VVf前刀面Aγ(主)后刀面前刀面Aγ(副)后刀面主切削刃副切削刃刀尖(三面二刃一尖)(過渡表面)切削刀具的主偏角“k”切削用量三要素：1、切削速度v或主軸轉(zhuǎn)速n2、背吃刀量或吃刀深度3、切削進(jìn)給速度Vf或進(jìn)給量數(shù)控機(jī)床加工的切削用量：（3要素）1、切削速度vc（或主軸轉(zhuǎn)速n）；2、切削深度ap（銑床：背吃刀量）；3、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度Vf）。一般，粗加工以提高效率為主，可選大；半精和精加工，以保證質(zhì)量，選小。切削用量三要素切削速度Vc=;n=背吃刀量αp=進(jìn)給量f:進(jìn)給速度Vf=nf(進(jìn)給量)(mm/min)(mm/r)矢量Vc=V+vfπDn10001000VcπDD–d2切削用量的選擇先選擇背吃刀量αp,再選擇進(jìn)給量f,最后選擇切削速度Vc⒈背吃刀量αp的選擇:余量大或工藝系統(tǒng)剛性差:分兩(或多)次切除:第一次進(jìn)給的背吃刀量αp1=(2/3~3/4)A第二次進(jìn)給的背吃刀量αp2=(1/3~1/4)A⒉進(jìn)給量f的選擇:一般在100~200mm/min切斷、加工深孔20~50mm/min加工精度、表面粗糙度要求高20~50mm/min⒊切削速度Vc的選擇:應(yīng)根據(jù)加工性質(zhì)和刀具材料進(jìn)行選擇:

普通高速鋼刀具<30m/min精加工硬質(zhì)合金刀具<100m/min總之,切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)加工要求、機(jī)床性能、相關(guān)經(jīng)驗(yàn)類比確定材料切除率Q??衡量切削效率高低的指標(biāo)之一單位時(shí)間內(nèi)所切除材料的體積。Q=