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1、第5章 数控机床刀具和刀库,5.1 数控机床刀具和刀库概述 5.2 数控机床常用刀具及工具系统 5.3 刀具测量与调整 5.4 数 控 车 床 刀 架 5.5 加 工 中 心 刀 库,5.1 数控机床刀具和刀库概述,5.1.1 数控加工对刀具的要求 5.1.2数控机床刀具技术的发展,刀具材料从以下几个方面在进行发展： 具有较高的硬度和耐磨性； 具有较高的强度和韧性； 具有良好的耐热性和导热性； 应具有较好的抗粘结性； 应具有良好的工艺性。,高速钢刀具 硬质合金刀具 金刚石、立方氮化硼（CBN）材料为代表的超硬刀具 还发展了陶瓷刀具,涂层技术是刀具技术发展的关键之一。CVD（化学气相沉积）和PV
2、D技术（物理气相沉积）。提高刀具的耐磨性、耐高温性、抗粘结性、耐热冲击性等。,5.2 数控机床常用刀具及工具系统,5.2.1数控机床刀具分类 1按照刀具结构分 整体式 镶嵌式 其他特殊结构型式,2按照制造刀具所用的材料分 高速钢刀具 硬质合金刀具 金刚石刀具 其他材料刀具,3按照切削工艺分 车削刀具 孔加工刀具 镗铣削刀具等,5.2.2数控机床用刀具材料 1高速钢 高速钢是含钨（W）、钼（Mo）、铬（r）、钒（）、钴（o）等元素的高合金钢。,2硬质合金 硬质合金是采用高硬度的金属碳化物（C、TiC、NbC等）与金属粘接剂（o、Ni等）通过粉末冶金的方法制造的烧结体。,3陶瓷 陶瓷材料是在氧化铝
3、（Al2O3）基体内加入氧化物、碳化物或氮化物的无机非金属材料。 4立方氮化硼（简称CBN） 是氮化硼（BN）的同素异形体,5金刚石 （1）天然单晶金刚石 （2）人造聚晶金刚石（PCD）,6金属陶瓷（Cermet） 金属陶瓷是以碳化钛（TiC）、氮化钛（TiN）以及碳氮化钛（TiCN）为基体，以镍（Ni）为粘结剂，加入少量其他材料（如Cr、Mo、W等）构成的复合材料 。,7涂层硬质合金刀具材料 在硬质合金或高速钢的基体上（其中以涂层硬质合金刀具材料应用最为广泛），涂上极薄的一层或多层硬度高、耐磨性好、抗氧化、耐腐蚀、抗粘结的金属化合物材料所构成的新型刀具材料。,5.2.3常用数控刀具结构 5.
4、2.3.1整体式刀具 5.2.3.2机夹式刀具 1机夹可转位刀具的结构组成,图5.4机夹式刀具结构组成示意图,2机夹可转位刀具的类型 3机夹可转位刀具刀片的定位与夹紧,（a）偏心夹紧 （b）杠杆夹紧 （c）上压式 （d）螺钉夹紧 图5.5 几种机夹可转位刀具定位与夹紧结构示意图,5.2.4 数控机床刀具的选用 在选用数控刀具时一般遵循如下原则： 应尽可能选用机夹可转位涂层刀具； 应根据工件形状选择适当的刀具形式； 在大批量生产时，应尽量采用各种高效刀具；,选择刀片时应考虑的因素 1工件材料的类别 2工件材料的状况 3切削工艺的类别 4被加工的工件的几何形状 5要求刀片能承受的切削参数容量 6被
5、加工件的生产批量,5.2.5 数控机床工具系统 1数控机床工具系统的应用意义和发展 2常用数控机床工具系统 TMT系统和我国的TSG82系统等。 （1）TSG82整体式工具系统,图5.9 TSG82工具系统图谱,（2）TMG21模块式工具系统,3数控机床工具系统选择 （1）在结构选型上考虑整体式工具系统还是模块式工具系统 整体式工具系统结构简单，价格便宜，但是使用范围单一；模块式工具系统价格较高，但是使用范围广、灵活机动。长期反复使用，不需要拼装的简单刀柄，以配备整体式刀柄为宜。对于多品种小批单件生产，以选用模块式工具系统为宜。如果拥有较多数控机床，选用模块式工具系统可以取得明显的经济效益。,
6、（2）刀柄数量的选择 一般是日常加工所需刀柄数量的2到3倍。 （3）刀柄种类选择 （4）注意刀柄及刀具结构标准 标准有很多，在选用时应确认机床所采用的标准。,5.3 刀具测量与调整,5.3.1 刀具的分类和调整方法 1刀具测量分类 按照测量进行地点分为在线测量和离线测量。 按照测量装置测头与刀具接触形式分为接触式测量和非接触式测量。 按照测量设备工作原理有机械式、光学式和机电式等。,2刀具调整方法 在对刀具进行调整时，根据刀具及工具系统结构不同，采用相应的方法调整刀具尺寸参数。刀具尺寸调整主要分：径向尺寸调整、轴向尺寸调整及两者的综合调整。可以采用不同的调整方法和调整结构来满足相应调整要求。,
7、5.3.2 刀具预调仪 1刀具预调仪分类 2刀具预调仪选购与使用,图5.13立式刀具预调仪,5.4 数 控 车 床 刀 架,5.4.1 数控车床的结构和要求 1数控车床刀架的发展与性能要求,（a）立式刀架 （b）卧式刀架 图5.14数控车床用刀架,2数控车床刀架结构形式 排式刀架 立式回转刀架 卧式回转刀架,5.4.2 典型数控车床刀塔结构与工作原理,图5.15MJ-50数控车床的回转刀架结构简图,5.5 加 工 中 心 刀 库,5.5.1 加工中心刀库分类与形式 主要有盘式和链式两种。 放置方式又有轴向、径向和斜向安装,图5.16盘式刀库,常见的有单链结构、多链结构、“S”形折叠回绕结构等,图5.17链式刀库,5.5.2 典型加工中心刀库结构与操作 1V400型加工中心刀库结构及换刀过程,图5.18V400换刀过程动作原理示意图,图5.19V400型加工中心刀库结构,2VP1050型加工中心刀库结构及换刀过程,图5.20VP1050型加工中心刀库结构,图5.23VP1050型加工中心自动换刀过程示意图,
