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1、1第第2章章 数控铣床常用工具数控铣床常用工具2.1 数控铣床数控铣床/加工中心刀具系统加工中心刀具系统2.1.1 数控铣床数控铣床/加工中心对刀具的基本要求加工中心对刀具的基本要求 1、 高刚度、高强度 2、高耐用度 3、刀具精度 2.1.2 数控加工刀具的特点数控加工刀具的特点2.1.3 数控铣床数控铣床/加工中心刀具的材料加工中心刀具的材料1、高速钢 （High Speed Steel）2、硬质合金 （Cemented Carbide）3、陶瓷（Ceramics)4、立方氮化硼 （CBN） 2 2.1.4 数控铣床数控铣床/加工中心刀具加工中心刀具系统系统1、工具系统、工具系统 （1）、
2、整体式工具系统TSG（2）模块式工具系统TM2、刀柄系统、刀柄系统（1）刀柄 （2）拉钉 （3）弹簧夹头及中间模块3 图24 拉钉 图25 弹簧夹头 a）精镗刀中间模块 b）攻丝夹套 c）钻夹头接柄图26 中间模块4 2.2 数控铣床/加工中心的刀具种类 2.2.1 轮廓铣削刀具轮廓铣削刀具1、面铣刀、面铣刀 图2-7可转位铣刀5 2、立铣刀、立铣刀 直柄立铣刀锥柄立铣刀 锥柄键槽铣刀 直柄键槽铣刀 多刃球头立铣刀双刃球头立铣刀6 二、孔类零件加工刀具二、孔类零件加工刀具1、钻头、钻头图212 加工中心用钻头2、铰刀、铰刀图2-13 铰刀7 图2-14 其它常用铰刀8 3、镗孔的刀具、镗孔的刀
3、具图215 倾斜型单刃粗镗刀 图216 可调精镗刀 图217 精镗微调镗刀图218 双刃镗刀 图219 粗镗刀刀头 图220 精镗刀刀头9 4、螺纹孔加工刀具、螺纹孔加工刀具 图2-21 机用丝锥 图222 攻丝夹头刀柄图2-23 单刃螺纹铣削刀具图2-24 刃螺纹铣削刀具10 2.3 数控铣床夹具数控铣床夹具2.3.1 夹具的组成夹具的组成(1) 定位元件 (2) 夹紧装置 (3) 对刀或导向装置 (4) 连接元件 (5) 夹具体 (6) 其它或元件 11 2、数控铣床数控铣床对对夹具的基本要求对对夹具的基本要求 实际上数控铣削加工时般不要求很复杂的夹具，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了
4、。其设计原理也与通用铣床夹具相同，结合数控铣削加工的特点， 里只提出几点基本要求： （1）为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。 （2）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。 （3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏
5、夹具或工件定位精度。 12 机床夹具的种类很多，按其通用化程度可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具和组合夹具等几种类型。 （1）通用夹具 车床的卡盘、顶尖和数控铣床上的平口钳、分度头等均属于通用夹具。这类夹具已实现了标准化。其特点是通用性强、结构简单，装夹工件时无需调整或稍加调整即可，主要用于单件小批量生产。 （2）专用夹具 专用夹具是专为某个零件的某道工序设计的。其特点是结构紧凑，操作迅速方便。但这类夹具的设计和制造的工作量大、周期长、投资大，只有在大批大量生产中才能充分发挥它的经济效益。 （3）成组夹具 成组夹具是随着成组加工技术的发展而产生的。它是根据成组加工工艺，把工件按形状尺寸和工艺的
6、共性分组，针对每组相近工件而专门设计的。其特点是使用对象明确、结构紧凑和调整方便。 （4）组合夹具 组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装而成的专用夹具。它具有专用夹具的优点，用完后可拆卸存放，从而缩短了生产准备周期，减少了加工成本。因此，组合夹具既适用于单件及中、小批量生产，又适用于大批量生产。3、常用夹具种类、常用夹具种类13 4、数控铣削夹具的选用原则、数控铣削夹具的选用原则 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量，生产效率，质量保证及经济性等，选用时可 照下列原则： （1）在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合夹具，只有在组合夹具无法解决工件装夹时才可放弃； （2）小批或成批生产时
7、可考虑采用专用夹具，但应尽量简单； （3）在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动；液压夹具。 14 1、平口钳和压板、平口钳和压板2.3.2 单件小批量夹具介绍单件小批量夹具介绍 平口钳具有较大的通用性和经济性，适用于尺寸较小的方形工件的装夹。常用精密平口钳如图227所示，常采用机械螺旋式、气动式或液压式夹紧方式。 图227 平口钳15 对于较大或四周不规则的工件，无法采用平口钳或其他夹具装夹时，可直接采用压板(图228)进行装夹。加工中心压板通常采用T形螺母与螺栓的夹紧方式。 图228 压板、垫铁与T形螺母 图229 卡盘 卡盘根据卡爪的数量分为二爪卡盘、三爪自定心卡盘（图229a）、四
8、爪单动卡盘（图229b）六爪卡盘等几种类型。 16 许多机械零件，如花键、离合器、齿轮等零件在加工中心上加工时，常采用分度头分度的办法来等分每一个齿槽，从而加工出合格的零件。分度头是数控铣床或普通铣床的主要部件。在机械加工中，常用的分度头有万能分度头（图230a）、简单分度头（图230b）、直接分度头等， a）万能分度头 b) 简单分度头17 2.3.3 中、小批量及大批量工件的装夹中、小批量及大批量工件的装夹 中、小批量工件在加工中心上加工时，可采用组合夹具进行装夹。而大批量工件加工时，大多采用专用夹具或成组夹具进行装夹，但由于加工中心较适合单件、小批量工件的加工。因此，此类夹具在数控机床上
9、运用不多。 总之，加工中心上零件夹具的选择要根据零件精度等级，零件结构特点，产品批量及机床精度等情况综合考虑。选择顺序是：首先考虑通用夹具，其次考虑组合夹具，最后考虑专用夹具、成组夹具。 18 2.4 数控铣床/加工中心常用量具 2.4.1 量具的类型量具的类型 1、实物类量具 2、卡尺类量具3、千分尺类量具4、角度类量具5、指示表类量具6、形位误差类量具7、综合类量具8、其它19 2.4.2 外形轮廓的测量与分析外形轮廓的测量与分析 外形轮廓测量常用量具如图231所示，游标卡尺（a）和千分尺（b）主要用于尺寸精度的测量，而万能角度尺（1c）和直角尺（d）进行角度的测量。 a) 游标卡尺 b)
10、千分尺 c)万能角度尺 d)直角尺201游标卡尺212螺旋测微量具1-尺架；2-固定测砧；3-测微螺杆；4-螺纹轴套；5-固定刻度套筒；6-微分筒；7-调节螺母；8-接头；9-垫片；10-测力装置；11-锁紧螺钉；12-绝热板。图 3-38 025mm外径百分尺 图3-39 百分尺的读数22 2.4.3 孔的测量及孔加工精度误差分析孔的测量及孔加工精度误差分析1、孔径的测量 孔径尺寸精度要求较低时，可采用直尺、内卡钳或游标卡尺进行测量，如本任务中9mm、15mm孔径的测量。 （1）内卡钳测量 当孔口试切削或位置狭小时，使用内卡钳显得方便灵活 （2）塞规测量塞规是一种专用量具，一端为通端，另一端
11、为止端。 数显内卡钳 光环规和塞规23 （3）内径百分表测量 内径百分表测量内孔时，图中左端触头在孔内摆动，读出直径方向的最大尺寸即为内孔尺寸。内径百分表适用深度较大内孔的测量。 （4）内径千分尺测量 内径千分尺（的测量方法和外径千分尺的测量方法相同，但其刻线方向和外径千分尺相反，相应其测量时的旋转方向也相反。内径千分尺不适合深度较大孔的测量。 内径百分表 内径千分尺24 2.4.4 螺纹的测量螺纹的测量 实际生产中一般齿轮都用小钻头来代替三针，所选钻头的直径应该小于螺距，所得结果须凭经验减去各种误差。现在测螺纹中径一般都用螺纹千分尺，但对于大螺纹或者非标准螺纹、单件生产条件下的测量，三针法还
12、是很经济、准确且实用的。 （1）大、小径的测量 外螺纹大径和内螺纹的小径的公差一般较大，可用游标卡尺或千分尺测量。（2）螺距的测量 螺距一般可用钢直尺或螺距规测量。由于普通螺纹的螺距一般较小，所以采用钢直尺测量时，最好测量10个螺距的长度，然后除以10，就得出一个较正确的螺距尺寸。（3）中径的测量 对精度较高的普通螺纹，可用螺纹千分尺直接测量，所测得的千分尺的读数就是该螺纹中径的实际尺寸；也可用“三针”进行间接测量（三针测量法仅适用于外螺纹的测量），但需通过计算后，才能得到其中径尺寸。 25（4）综合测量 综合测量是指用螺纹塞规或螺纹环规的通、止规综合检查内、外普通螺纹是否合格。使用螺纹量规时
13、，应按其对应的公差等级进行选择。 外螺纹千分尺 螺纹塞规与螺纹环规三针法测量螺纹中径262.4.5 量具的维护和保养 （1）在机床上测量零件时，要等零件完全停稳后进行，否则不但使量具的测量面过早磨损而失去精度，且会造成事故。尤其是车工使用外卡时，不要以为卡钳简单，磨损一点无所谓，要注意铸件内常有气孔和缩孔，一旦钳脚落入气孔内，可把操作者的手也拉进去，造成严重事故。 （2）测量前应把量具的测量面和零件的被测量表面都要揩干净，以免因有脏物存在而影响测量精度。用精密量具如游标卡尺、百分尺和百分表等，去测量锻铸件毛坯，或带有研磨剂(如金刚砂等)的表面是错误的，这样易使测量面很快磨损而失去精度。 （3）
14、量具在使用过程中，不要和工具、刀具如锉刀、榔头、车刀和钻头等堆放在一起，免碰伤量具。也不要随便放在机床上，免因机床振动而使量具掉下来损坏。尤其是游标卡尺等，应平放在专用盒子里，免使尺身变形。 （4）量具是测量工具，绝对不能作为其他工具的代用品。例如拿游标卡尺划线，拿百分尺当小榔头，拿钢直尺当起子旋螺钉，以及用钢直尺清理切屑等都是错误的。把量具当玩具，如把百分尺等拿在手中任意挥动或摇转等也是错误的，都是易使量具失去精度的。27 （5）温度对测量结果影响很大，零件的精密测量一定要使零件和量具都在20的情况下进行测量。一般可在室温下进行测量，但必须使工件与量具的温度一致，否则，由于金属材料的热胀冷缩
15、的特性，使测量结果不准确。温度对量具精度的影响亦很大，量具不应放在阳光下或床头箱上，因为量具温度升高后，也量不出正确尺寸。更不要把精密量具放在热源(如电炉，热交换器等)附近，以免使量具受热变形而失去精度。 （6）不要把精密量具放在磁场附近，例如磨床的磁性工作台上，以免使量具感磁。 （7）发现精密量具有不正常现象时，如量具表面不平、有毛刺、有锈斑以及刻度不准、尺身弯曲变形、活动不灵活等等，使用者不应当自行拆修，更不允许自行用榔头敲、锉刀锉、砂布打光等粗糙办法修理，以免反而增大量具误差。发现上述情况，使用者应当主动送计量站检修，并经检定量具精度后再继续使用。 （8）量具使用后，应及时揩干净，除不锈
16、钢量具或有保护镀层者外，金属表面应涂上一层防锈油，放在专用的盒子里，保存在干燥的地方，以免生锈。 （9）精密量具应实行定期检定和保养，长期使用的精密量具，要定期送计量站进行保养和检定精度，以免因量具的示值误差超差而造成产品质量事故。 28思考与练习思考与练习1、数控铣床/加工中心对刀具的基本要求有哪些？2、数控铣床/加工中心刀具的常用材料有哪些？3、常用轮廓铣削刀具主要有哪些？分别适应什么样的场合？4、孔类零件加工刀具刀具主要有哪些？分别适应什么样的场合？5、数控铣床对夹具的基本要求是什么？铣削夹具的选用原则是什么？6、常见的单件小批量夹具有哪些？7、常见的实物类量具有哪？ 外形轮廓的测量量具有哪些？ 怎样实现螺纹的测量？8、量具的维护和保养要求是什么？9、试简要说明三爪自定心卡盘的找正过程？10、我国常用的加工中心刀柄系列有哪些？数控刀柄是如何确定其刀柄号的？
