1、54/54數(shù)控車床的刀具夾具及量具數(shù)控車床的刀具在數(shù)控機床加工中，產(chǎn)品質量和勞動生產(chǎn)率在相當大的程度上是受到刀具的制約。雖大多數(shù)車刀和銑刀等與一般加工所采納的刀具差不多相同，但對一些工藝難度較大的零件，其刀具特不是刀具切削部分的幾何參數(shù)，尚需作專門處理，才能滿足加工要求。1.1 數(shù)控加工對刀具的要求1.1.1對刀具性能的要求（1）強度高 為適應刀具在粗加工或對高硬度材料的零件加工時，能大切深和快走刀，要求刀具必須具有專門高的強度；關于刀桿細長的刀具(如深孔車刀)，還應具有較好的抗震性能。（2）精度高 為適應數(shù)控加工的高精度和自動換刀等要求，刀具及其刀夾都必須具有較高的精度。如有的整體式立銑刀的

2、徑向尺寸精度高達0005mm等。（3）切削速度和進給速度高 為提高生產(chǎn)效率并適應一些專門加工的需要，刀具應能滿足高切削速度或進給速度的要求。如采納聚晶金剛石復合車刀加工玻璃或碳纖維復合材料時，其切削速度高達100mmin以上；日本UHSl0型數(shù)控銑床的主軸轉速高達100000rmin，進給速度高達15mmin。（4）可靠性好 要保證數(shù)控加工中可不能因發(fā)生刀具意外損壞及潛在缺陷而阻礙到加工的順利進行，要求刀具及與之組合的附件必須具有專門好的可靠性和較強的適應性。（5）耐用度高 刀具在切削過程中的不斷磨損，會造成加工尺寸的變化，伴隨刀具的磨損，還會因刀刃(或刀尖)變鈍，使切削阻力增大，既會使被加工

3、零件的表面精度大大下降，同時還會加劇刀具磨損，形成惡性循環(huán)。因此，數(shù)控加工中的刀具，不論在粗加工、精加工或專門加工中，都應具有比一般機床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對刀的次數(shù)，從而保證零件的加工質量，提高生產(chǎn)效率。耐用度高的刀具，至少應完成l一2個大型零件的加工，能完成l一2個班次以上的加工則更好。（6）斷屑及排屑性能好 有效地進行斷屑及排屑的性能，對保證數(shù)控機床順利、安全地運行具有特不重要的意義。以車削加工為例，假如車刀的斷屑性能不行，車出的螺旋形切屑就會纏繞在刀頭、工件或 刀架上，既可能損壞車刀(特不是刀尖)，還可能割傷已加工好的表面，甚至會發(fā)生傷人和設備事故。因此

4、，數(shù)控車削加工所用的硬質合金刀片上，常常采納三維斷屑槽，以增大斷屑范圍，改善斷屑性能。另外，車刀的排屑性能不行，會使切屑在前刀面或斷屑槽內堆積，加大切削刃(刀尖)與零件間的摩擦，加快其磨損，降低零件的表面質量，還可能產(chǎn)生積屑瘤，阻礙車刀的切削性能。因此，應常對車刀采取減小前刀面(或斷屑槽)的摩擦系數(shù)等措施(如專門涂層處理及改善刃磨效果等)。關于內孔車刀，需要時還可考慮從刀體或刀桿的里面引入冷卻液，并能從刀頭附近噴出的沖排結構。1.1.2對刀具材料要求 那個地點所講的刀具材料，要緊是指刀具切削部分的材料，較多的指刀片材料。刀具材料必須具備的要緊性能：（1）較高的硬度和耐磨性 較高的硬度和耐磨性是

5、對切削刀具的一項差不多要求。一般情況下，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也越好，其常溫硬度應在62HRC以上。（2）較高的耐熱性 耐熱性又稱為紅硬性，是衡量刀具材料切削性能的要緊標志。該性能是指刀具材料在高溫工作狀態(tài)下，仍具有正常切削所必需的硬度、耐磨性、強度和韌性等綜合性能。（3）足夠的強度和韌性 刀具材料具有足夠的強度和韌性，以承受切削過程中專門大壓力(如重切)、沖擊和震動，而不崩刃和折斷。（4）較好的導熱性 對金屬類刀具材料，其導熱系數(shù)越大，由刀具傳出和散發(fā)的熱量也就越多，使切削溫度降低得快，有利于提高刀具的耐用度。（5）良好的工藝性 在刀具的制造過程中，需對刀具材料進行鍛造、焊接、粘接、切

6、削、燒結、壓力成型等加工及熱處理等；在使用過程中，又要求其具有較好的可磨削性、抗粘接性和抗擴散性等。（6）較好的經(jīng)濟性 在滿足加工的前提下，刀具材料還應具有經(jīng)濟性。1.2刀具的分類1.2.1按刀具材料分類 為適應機械加工技術，特不是數(shù)控機床加工技術的高速進展，刀具材料也在大力進展之中，除了量大、面廣的高速鋼及硬質合金材料外，新型刀具材料正不斷涌現(xiàn)。（1）高速鋼 高速鋼是常用刀具材料之一，它具有穩(wěn)定的綜合性能，在復雜刀具和精加工刀具中，仍占要緊地位。其典型鋼號有：W18Cr4V、W9Cr4V2和W9M03Cr4V3Col0等。（2）硬質合金 硬質合金是高速切削時常用的刀具材料，它具有高硬度、高耐

7、磨性和高耐熱性，但抗彎強度和沖擊韌性比高速鋼差，故不宜用在切削振動和沖擊負荷大的加工中。其常用牌號有：YG類，如YG6和YG8等用于加工鑄鐵及有色金屬，YG6A和YG8A可用于加工硬鑄鐵和不銹鋼等；YT類，如YT5、YTl5和YT30等，要緊用于加工鋼料；YW類，如YWl和YW2等，可廣泛用于加工鑄鐵、有色金屬、各種鋼及其合金等。（3）涂層刀具 為提高刀具的可靠性，進一步改善其切削性能和提高加工效率，通過“涂鍍”這一新工藝，使硬質合金和高速鋼刀具性能大大提高。涂層硬質合金刀片的耐用度至少可提高13倍，而涂層高速鋼刀具的耐用度則可提高210倍。涂層刀具是在高速鋼及韌性較好的硬質合金基體上，通過氣

8、相沉積法，涂覆一層極薄(00050012mm)的、耐磨性高的難熔金屬化合物，如TiC、TiN、TiB2、TiAIN等。國產(chǎn)硬質合金刀片的牌號有YB215和YB415等。（4）非金屬材料刀具 用作刀具的非金屬材料要緊有：陶瓷、金剛石及立方氮化硼等。1）陶瓷刀具 陶瓷材料具有專門高的硬度和耐磨性，專門強的耐高溫性，專門好的化學穩(wěn)定性和較低的摩擦系數(shù)，常常制成可轉位機夾刀片，目前已開始用于制造車、銑等成型刀具之中。這種刀具特不適合于高速加工鑄鐵，也適合高速加工鈦合金及高溫合金等難加工材料。2）金剛石刀具要緊指由人造金剛石制成的刀具，它具有極高的硬度和耐磨性，通常制成一般機夾刀片或可轉位機夾刀片，用于

9、鈦或鋁合金的高速精車，以及對含有耐磨硬質點的復合材料(如玻璃纖維、碳或石墨制品等)的加工。3）立方氮化硼刀具這是一種硬度及抗壓強度接近金剛石的人工合成超硬材料，具有專門高的耐磨性、熱穩(wěn)定性(轉化溫度為1370)、化學穩(wěn)定性和良好的導熱性等。這種刀具宜于精車各種淬硬鋼，也適于高速精車合金鋼。由于這種材料的脆性大、抗彎強度和韌性均較差，故不宜承受沖擊及低速切削，也不適于加工各種軟金屬。1.2.2按刀片裝夾形式分類由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度，以及機床類型、工藝方案的不同，車刀的種類也特不多。依照與刀體的連接固定方式的不同，車刀要緊可分為焊接式與機械夾固式兩大類。（1）焊接式車刀 將硬質合金刀片

10、用焊接的方法固定在刀體上，稱為焊接式車刀。這種車刀的優(yōu)點是結構簡單、制造方便、剛性較好；缺點是由于存在焊接應力，使刀具材料的使用性能受到阻礙，甚至出現(xiàn)裂紋。另外，刀桿不能重復使用，硬質合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的白費。圖4-1 焊接式車刀 1切斷刀 2右偏刀 3左偏刀 4彎頭車刀 5直頭車刀6成形車刀 7寬刃精車刀 8外螺紋車刀 9端面車刀10內螺紋車刀 11內槽車刀 l2通孔車刀 13盲孔車刀依照工件加工表面以及用途的不同，焊接式車刀又可分為切斷刀、外圓車刀、端面車刀、內孔車刀、螺紋車刀以及成形車刀等，如圖4-1所示。（2）機械夾固式可轉位車刀 如圖4-2所示，機械夾固式可轉位車

11、刀由刀桿1、刀片2、刀墊3，以及夾緊元件4組成。刀片每邊都有切削刃，當某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉一個位置便可接著使用。 車刀上的硬質合金可轉位刀片按 GBT20761987規(guī)定有等邊等角(如正方形、正三角形、正五邊形等)、等邊不等角(如菱形)、等角不等邊(如矩形)、不等角不等邊(如平行四邊形)和圓形等5種，其部分刀片如圖4-3所示。 圖4-2 機械夾固式可轉位車刀 1一刀桿 2一刀片 3一刀墊 4一夾緊元件圖4-3 硬質合金可轉位刀片1.2.3按刀頭或刀片的形狀分類 數(shù)控車削常用的車刀一般分為:尖形車刀、圓弧形車刀、成型車刀和專門形狀車刀。 （1）尖形車刀 以直線形切削刃為

12、特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖(同時也為其刀位點)由直線形的主、副切削刃構成，如90內、外圓車刀，左、右端面車刀，切槽(斷)車刀及刀尖倒棱專門小的各種外圓和內孔車刀。 用這類車刀加工零件時，其零件的輪廓形狀要緊由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到，它與另兩類車刀加工時所得到的零件輪廓形狀的原理是截然不同的。（2）圓弧形車刀 圓弧形車刀是較為專門的數(shù)控加工用車刀(見圖4-4所示)。其特征是，構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或輪廓誤差專門小的圓?。辉搱A弧上的每一點差不多上圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點不在圓弧上，而是在該圓弧的圓心上；車刀圓弧半徑理論上與被加工零件的形狀無關

13、，并可按需要靈活確定或經(jīng)測定后確認。圖4-4 圓弧車刀當某些尖形車刀或成型車刀(如螺紋車刀)的刀尖具有一定的圓弧形狀時，也可作為這類車刀使用。圓弧形車刀能夠用于車削內、外表面，特不適宜于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。（3）成型車刀 成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。在數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。當確有必要選用時，則應在工藝文件或加工程序單上進行詳細講明。（4）專門形狀車刀 在實際生產(chǎn)加工中，某些零件(如圖4-5所示)可用3把刀，即一把90外圓車刀加工26、22外圓及

14、端面，一把鏜孔刀加工R10圓弧及16孔，一把切槽刀加工另一端22外圓及倒角和切斷。圖4-5 零件圖 圖4-6 專門形狀車刀但由于3把車刀加工、換刀時刻、空運行走刀都增多，效率不高。如采納圖4-6所示專門形狀車刀，一把刀設兩組刀補，分不調用，不用換刀即可完成該零件的加工，減少刀具換刀和空運行時刻，大大提高生產(chǎn)效率。用這類車刀加工零件時也應在工藝預備文件或加工程序單中對刀具的形狀、尺寸和刀位點予以詳細講明。1.3刀具的應用數(shù)控車床刀具切削部分的幾何參數(shù)對零件的表面的質量及切削性能、加工效益阻礙極大，應依照零件的形狀、件數(shù)、材料種類、刀具的安裝位置以及工件的加工方法、機床的性能等要求，正確選擇刀具的

15、種類、幾何形狀及幾何參數(shù)。1.3.1尖形車刀 尖形車刀的種類較多，如90偏刀、切槽刀、鏜孔刀等等。這種刀在數(shù)控車床上應用廣泛，各種車刀的幾何參數(shù)、使用方法與選擇方法，與一般車床車削時的選擇方法差不多相同，但也要依照數(shù)控車床的加工特點(如走刀線路及加工干涉)等全面考慮后選用，適用于批量小、精度要求一般的各類零件的加工。數(shù)控車床在加工時具有連續(xù)性，如所示零件圖4-7，可用一把車刀將35、20、圖4-7 零件圖 圖4-8尖形車刀R50 及兩個45錐面一次加工出來，那么車刀的主偏角應取5052，副偏角取5052(見圖4-8)，如此既可保證刀頭有足夠的強度，又可保證在車削兩個45錐面時主、副切削刃不致發(fā)

16、生加工干涉(即主、副切削刃不參加切削部分不碰到工件表面)。 選擇尖形車刀形狀可依照零件的幾何輪廓靈活制定，盡可能一刀多用，但須保證所選車刀可不能發(fā)生干涉的幾何角度。可用作圖或計算的方法，如副偏角的大小，大于做圖或計算所得不發(fā)生干涉的極限角度值68即可，同時又要保證有足夠的刀尖角，以保證刀頭有足夠的強度。1.3.2圓弧形車刀 數(shù)控車削加工用的尖形車刀和成型車刀的選用方法差不多上與一般車削用刀具相同，只需注意到尖形車刀的主、副偏角大小不至于在車削過程中發(fā)生加工干涉現(xiàn)象即可。那個地點著重介紹圓弧形車刀的選用。 圓弧形車刀是與一般車削加工用圓弧成型車刀性質完全不同的專門車刀，它適用于某些精度要求較高的

17、凹曲面零件(見圖4-9)或一刀即可完成跨多個象限的外圓弧面零件(見圖4-10)的車削。 圖4-9 凹曲面零件車削 圖4-10 手輪圓弧形車刀適用于某些精度要求高、批量大的大外圓曲面或凹曲面的車削，以及其他刀 具所不能完成的加工。圓弧形車刀具有寬刃切削性質，能使精車余量相當均勻，從而改善切削性能，使零件的尺寸、形位公差、精度容易得以保證，還能一刀車出多個象限的圓弧面。如圖4-11所示的外圓弧輪廓，不管采納何種形狀及角度的尖形車刀也不可能由一條圓弧加 工程序一刀車出，而利用圓弧形 車刀就能十分簡便地完成。 圓弧形車刀的幾何參數(shù)除了前角和后角外，要緊為圓弧切削刃的形狀及半徑。選擇車刀圓弧半徑的大小時

18、，應考慮兩點：第一，車刀切削刃的圓弧半徑應當小于或等于零件凹形輪廓上 圖4-11 外圓弧輪廓加工的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；第二，該半徑不宜選擇太小，否則既難于制造，又會因其刀頭強度太弱或刀體散熱能力差，使車刀容易受到損壞。當車刀圓弧半徑差不多選定或通過測量并給予確認之后，應特不注意圓弧切削刃的形狀誤差對加工精度的阻礙。 現(xiàn)以圖4-11為例對圓弧形車刀的加工原理分析如下。 在車削時，車刀的圓弧切削刃與被加工輪廓曲線作相對滾動。這時，車刀在不同的切削位置上，其“刀尖”在圓弧切削刃上也有不同位置(即切削刃圓弧與零件輪廓相切的切點)，意即切削刃對工件的切削是以許多個連續(xù)變化位置的“刀尖”進行的

19、。 為了使這些不斷變換位置的“刀尖”能按加工原理所要求的規(guī)律(“刀尖”所在半徑處處等距)運動，并便于編程，規(guī)定圓弧形車刀的刀位點必須在該圓弧刃的圓心位置上。關于無刀尖圓弧半徑補償?shù)慕?jīng)濟型數(shù)控車床，就必須以圓弧車刀的圓弧中心的運動軌跡來編制程序。 要滿足車刀圓弧刃的半徑處處等距，就必須保證該圓弧刃具有專門小的圓度誤差，即近似為一條理想圓弧，因此需要通過專門的制造工藝(如光學曲線磨削等)，才能將其圓弧刃做得準確。至于圓弧形車刀前、后角的選擇，原則上與一般車刀相同，只只是形成其前角(大于 0時)的前刀面一般都為凹球面，形成其后角的后刀面一般為圓錐面。圓弧形車刀前、后刀面的專門形狀，是為了滿足在刀刃的

20、每一個切削點上，都具有恒定的前角和后角，以保證切削過程的穩(wěn)定性及加工精度。為了制造車刀的方便，在精車時，其前角多選擇為0(無凹球面)。1.3.3成型車刀 在數(shù)控車床的加工中，對一些小半徑圓弧、非矩形槽和各類螺紋的加工，可將車刀刃磨成與零件的輪廓形狀尺寸完全相同的形狀，直接加工而成，其車刀的幾何角度差不多與一般車床相同。但要注意由于這類車刀在車削時因接觸面較大加工時易引起振動，從而導致加工質量的下降，故在選用時要慎重。當確有必要選用時，可通過改善切削用量、編程工藝處理等來幸免振動的產(chǎn)生。1.3.4專門形狀車刀 鑒于數(shù)控車床加工的特性，關于一些零件，如圖4-5、4-6所示，為了提高生產(chǎn)效率可采納一

21、些專門形狀的車刀(可依照零件的形狀靈活制定)，一把刀有2個(或幾個)刀頭，設兩組刀補，各自取用，不用換刀，一把刀將零件加工完畢，如此就可大大提高生產(chǎn)效率。這些車刀刀頭部分的幾何參數(shù)與一般車刀差不多相同，在決定是否選用這類車刀時，必須符合以下幾個條件：首先，被加工材料應屆易加工材料(如銅、鋁、塑料等等)，使刀具的磨損較小；其次，零件的件數(shù)多、批量較大，否則無必要；再次，刀具在制造、刃磨上(或換刀片)應比較方便；最后，選用的刀具形狀應便于零件的加工，有利于提高加工效率。1.3.5標準化刀具 為了適應數(shù)控車床的加工，減少輔助時刻，并不斷提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，節(jié)約刀具費用，減輕操作者勞動強度，數(shù)控車

22、床應大力推廣使用系列化、標準化的刀具(只要更換刀片，刀刃與工件之間的相對位置差不多不變)，以方刀體為特征的車刀，在國家標準中對可轉位機夾外圓車刀、內孔刀、切斷刀、螺紋刀、圓頭刀等都做了具體的規(guī)定，不重磨刀片已有多種標準形狀和系列化的型號(規(guī)格)可供選用。周密制造技術的進展為數(shù)控車床的機夾刀具提供了較好的應用環(huán)境，刀片和刀桿的定位精度越來越高，滿足了數(shù)控車床加工的需要，縮短了工藝預備周期。1.3.5.1刀片材質的選擇 車刀刀片的材料要緊有高速鋼、硬質合 金、涂層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等。其中應用最多的 是高速鋼、硬質合金和涂層硬質合金刀片。高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質合金好，硬度

23、、耐磨性和紅硬性較硬質合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種專門需要的非標準刀具。硬質合金刀片和涂層硬質合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質合金刀片有標準規(guī)格系列，具體技術參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。選擇刀片材質，要緊依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質量要求、切削載荷的大小，以及切削過程中有無沖擊和振動等。1.3.5.2刀片尺寸的選擇 刀片尺寸的大小(刀片切削刃長度1)取決于必要的有效切削刃長度L。有效切削刃長度L與背吃刀量ap和車刀的主偏角Kr有關(見圖4-12)。使用時可查閱有關刀具手冊

24、選取。 圖4-12刀片尺寸各尺寸1.3.5.3刀片形狀的選擇 刀片形狀要緊依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉位次數(shù)等因素選擇。刀片是機械夾固式可轉位車刀的一個最重要組成元件。按照國標GBT20761987，大致可分為帶圓孔、帶沉孔、無孔三大類。形狀有三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等，共17種。圖4-13所示為常見的幾種刀片形狀及角度。正三角形刀片可用于主偏角為60或90的外圓、端面和內孔車刀，由于此刀片刀尖角小，強度差，耐用度低，故只宜用較小的切削用量。 正方形刀片刀尖角為90，其強度和散熱性能均有所提高，要緊用于45、60、75等的外圓車刀，端面車刀和鏜孔車

25、刀。正五邊形的刀尖角為108，其強度、耐用度高，散熱面積大，但切削徑向力大，只宜在加工系統(tǒng)剛性較好的情況下使用。菱形刀片和圓弧刀片要緊用于成型表面和圓弧表面的加工，其形狀及尺寸可結合加工對象的要求參照國家標準來選擇。圖4-13 可轉位刀片形狀及角表41 所示為被加工表面形狀及適用的刀片形狀數(shù)控車床的夾具 車床的夾具要緊是指安裝在車床主軸上的夾具，這類夾具和機床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉。車床類夾具要緊分成兩大類：各種卡盤，適用于盤類零件和短軸類零件加工的夾具；中心孔、頂尖定心定位安裝工件的夾具，適用于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類零件。 數(shù)控車削加工要求夾具應具有較高的定位精度和剛性

26、，結構簡單、通用性強，便于在機床上安裝夾具及迅速裝卸工件、自動化等特性。2.1各種卡盤夾具在數(shù)控車床加工中，大多數(shù)情況是使用工件或毛坯的外圓定位，以下幾種夾具確實是靠圓周來定位的夾具。2.1.1三爪卡盤三爪卡盤特點三爪卡盤(如圖1所示)，是最常用的車床通用卡具，三爪卡盤最大的優(yōu)點是能夠自動定心，夾持范圍大，裝夾速度快，但定心精度存在誤差，不適于同軸度要求高的工件的二次裝夾。 為了防止車削時因工件變形和振動而阻礙加工質量，工件在三爪自定心卡盤中裝夾時，其懸伸長度不宜過長。如：工件直徑30mm，其懸伸長度不應大于直徑的3倍；若工件直徑30mm，其懸伸長度不應大于直徑的4倍。同時也可幸免工件被車刀頂

27、彎、頂落而造成打刀事故?？ㄗNC車床有兩種常用的標準卡盤卡爪，是硬卡爪和軟卡爪，見圖2所示。圖2三爪自定心卡盤的硬卡爪和軟卡爪當卡爪夾持在未加工面上，如，鑄件或粗糙棒料表面，需要大的夾緊力時，使用硬卡爪；通常為保證剛度和耐磨性，硬卡爪要進行熱處理，硬度較高。 當需要減小兩個或多個零件直徑跳動偏差，以及在已加工表而不希望有夾痕時，則應使用軟卡爪。軟卡爪通常用低碳鋼制造，軟爪在使用前，為配合被加工工件，要進行鏜孔加工。 軟爪裝夾的最大特點是工件雖經(jīng)多次裝夾仍能保持一定的位置精度。大大縮短了工件的裝夾校正時刻。在車削軟爪或每次裝卸零件時，應注意固定使用同一扳手方孔，夾緊力也要均勻一致，改用其他扳手

28、方孔或改變夾緊力的大小，都會改變卡盤平面螺紋的移動量，從而阻礙裝夾后的定位精度。21.2液壓動力卡盤三爪卡盤常見的有機械式和液壓式兩種。液壓卡盤，動作靈敏、裝夾迅速、方便，能實現(xiàn)較大壓緊力，能提高生產(chǎn)率和減輕勞動強度。但夾持范圍變化小，尺寸變化大時需重新調整卡爪位置。自動化程度高的數(shù)控車床經(jīng)常使用液壓自定心卡盤，尤其適用于批量加工。液壓動力卡盤夾緊力的大小可通過調整液壓系統(tǒng)的油壓進行操縱，以適應棒料、盤類零件和薄壁套筒零件的裝夾。2.1.3可調卡爪式卡盤可調卡爪式四爪卡盤如圖3所示。每個基體卡座上的卡爪，能單獨手動粗、精位置調整。可手動操作分不移動各卡爪，使零件夾緊、定位。加工前，要把工件加工

29、面中心對中到卡盤(主軸)中心。 圖3 可調卡爪式四爪卡盤可調卡爪式四爪卡盤要比其他類型的卡盤需要用更多的時刻來夾緊和對正零件。因此，對提高生產(chǎn)率來講至關重要的CNC車床上專門少使用這種卡盤?？烧{卡爪式四爪卡盤一般用于定位、夾緊不同心或結構對稱的零件表面。用四爪卡盤、花盤，角鐵(彎板)等裝夾不規(guī)則偏重工件時，必須加配重。2.1.4高速動力卡盤為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，對其主軸提出越來越高的要求，以實現(xiàn)高速、甚至超高速切削?，F(xiàn)在有的數(shù)控車床甚至達到100000rmin。關于如此高的轉速，一般的卡盤已不適用，而必須采納高速動力卡盤才能保證安全可靠地進行加工。隨著卡盤的轉速提高，由卡爪、滑座和緊固螺

30、釘組成的卡爪組件離心力急劇增大，卡爪對零件的夾緊力下降。試驗表明：380的楔式動力卡盤在轉速為2 000 rmin時，動態(tài)夾緊力只有靜態(tài)的14。 圖4 A型中心孔尺寸 圖5B型中心孔高速動力卡盤常增設離心力補償裝置，利用補償裝置的離心力抵消卡爪組件離心力造成的夾緊力損失。另一個方法是減輕卡爪組件質量以減小離心力。3. 軸類零件中心孔定心裝夾 在兩頂尖間安裝工件。關于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類零件，為保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。3.1 中心孔中心孔是軸類零件的常用定位基準，工件裝在主軸頂尖和尾座頂尖之間，但車床兩頂尖軸線如不重合（前后方向），車削的工件將成為圓錐體。因此，必須

31、橫向調節(jié)車床的尾座，使兩頂尖軸線重合。中心孔類型的選擇，不可忽視。軸類零件兩端用來支承、裝夾用的中心孔，有四種類型。其結構與用途均有區(qū)不，適應不同的加工精度與裝夾要求，不可混用。因此，選擇時應注意遵循下述原則：關于精度一般的軸類零件，中心孔不需要重復使用的，可選用A型中心孔，如圖4。關于精度要求高，工序較多需多次使用中心孔的軸類零件，應選用B型中心孔。B型中心孔比A型多一個1200度的愛護錐，用來愛護60度錐面不致碰傷。如圖5。 C型中心孔是將上述兩種中心孔的圓柱孔部分，用內螺紋來代替。關于需要在軸向固定其他零件的工件，可選用這種帶內螺紋的中心孔。R型中心孔與A型的區(qū)不是將60度面錐面變?yōu)閳A弧

32、面，因而與頂尖的接觸變?yōu)榫€接觸，可自動糾正少量的位置偏差。適用于定位精度要求高的軸類零件，但專門少使用。3.2 自動夾緊撥動卡盤。工件安裝在頂尖和車床的尾座頂尖上。當旋轉車床尾座螺桿并向主軸方向頂緊工件時，頂尖也同時頂壓起著自動復位作用的彈簧，頂尖在向左移動的同時，套筒也將與頂尖同步移動。在套筒的槽中裝有杠桿，當套筒隨著頂尖運動時，杠桿的左端觸頭則沿錐環(huán)的斜面繞著支撐銷軸線作逆時針方向擺動，從而使杠桿右端的觸頭夾緊工件，并將機床主軸的轉矩傳給工件。3.3 撥齒頂尖撥齒頂尖。殼體可通過標準變徑套或直接與車床主軸孔聯(lián)結，殼體內裝有用于坯件定心的頂尖，撥齒套通過螺釘與殼體聯(lián)結，止退環(huán)可防止螺釘?shù)乃蓜?/p>

33、。數(shù)控車床通常采納此夾具加工10660mm直徑的軸類零件。3.4 復合卡盤與一夾一頂 復合卡盤不僅可適用在兩頂尖間安裝工件，還適用于一夾一頂安裝工件為保證加工過程中剛性較好，車削較重工件時采納一端夾住另一端用后頂尖的方法。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內裝一限位支承，或利用工件的臺階限位，如此能承受較大的軸向切削力，軸向定位準確。4. 數(shù)控車床所用量具數(shù)控車床加工時所用到的量具有內徑千分尺、游標卡尺、內測千分尺、百分表及表座、內徑表、螺紋環(huán)塞規(guī)、鋼板尺、公法線千分尺、杠桿百分表等。數(shù)控銑床的刀具夾具及量具數(shù)控銑床對刀具的要求及銑刀的種類對刀具的要求1）銑刀剛性要好 一是

34、為提高生產(chǎn)效率而采納大切削用量的需要；二是為適應數(shù)控銑床加工過程中難以調整切削用量的特點。當工件各處的加工余量相差懸殊時，通用銑床遇到這種情況專門容易采取分層銑削方法加以解決，而數(shù)控銑削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進，遇到余量大時無法象通用銑床那樣“隨機應變”，除非在編程時能夠預先考慮到，否則銑刀必須返回原點，用改變切削面高度或加大刀具半徑補償值的方法從頭開始加工，多走幾刀。但如此勢必造成余量少的地點經(jīng)常走空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這么辦。2）銑刀的耐用度要高 尤其是當一把銑刀加工的內容專門多時，如刀具不耐用而磨損較快，就會阻礙工件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀

35、與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質量。除上述兩點之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也特不重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的。總之，依照被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得中意的加工質量的前提。常用銑刀種類1）盤銑刀 一般采納在盤狀刀體上機夾刀片或刀頭組成，常用于端銑較大的平面。2）端銑刀 端銑刀是數(shù)控銑加工中最常用的一種銑刀，廣泛用于加工平面類零件，圖4-3是兩種最常見的端銑刀。端銑刀除用其端刃銑削外，也常用其側刃銑削，有時端刃、側刃同時進行銑削，端銑

36、刀也可稱為圓柱銑刀。圖4-1 兩種端銑刀3）成型銑刀 成型銑刀一般差不多上為特定的工件或加工內容專門設計制造的，適用于加工平面類零件的特定形狀（如角度面、凹槽面等），也適用于特形孔或臺。圖4-2示出的是幾種常用的成型銑刀。圖4-2幾種常用的成型銑刀4）球頭銑刀。適用于加工空間曲面零件，有時也用于平面類零件較大的轉接凹圓弧的補加工。圖4-5是一種常見的球頭銑刀。圖4-3球頭銑刀鼓形銑刀。圖4-6是一種典型的鼓形銑刀，要緊用于對變斜角類零件的變斜角面的近似加工。除上述幾種類型的銑刀外，數(shù)控銑床也可使用各種通用銑刀。但因許多數(shù)控銑床的主軸內有專門的拉刀裝置，或因主軸內孔錐度有不，須配制過渡套和拉桿。

37、 圖4-4 一種典型的鼓形銑刀數(shù)控銑床的夾具定位裝置夾緊裝置銑床夾具的組成 夾具體連接元件對刀元件銑床夾具的典型結構 直線進給式銑床夾具安裝在銑床工作臺上，加工中同工作臺一起按直線進給方式運動。按裝夾工件數(shù)目不同可分為單件夾具和多件夾具。單件夾具適用于單件小批生產(chǎn)，而多件夾具適用于成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)的中、小零件加工。直線進給式單件銑床夾具如圖4-5所示銑連桿結合面所用的專用夾具。直線進給式多件銑床夾具如圖4-6所示軸端銑方頭夾具。圖4-6 1-對刀塊 2-支承釘 3-防轉銷 4-夾具體 5-開口壓板 6-螺母 7-定位銷 8-定位鍵 圖4-6 軸端銑方頭夾具 1-夾具體 2-定位鍵 3-手柄

38、4-回轉座 5-楔塊 6-螺母 7-壓板 8-V型塊圓周進給式銑床夾具多數(shù)安裝在銑床的回轉工作臺上。加工過程中，夾具隨回轉臺旋轉作連續(xù)的圓周進給運動。工作臺上一般有多個工位，每個工位都安裝一套夾具。一個工位是安裝工件工位，另一個工位是拆卸工件工位，如此實現(xiàn)切削加工和裝卸工件同時進行。生產(chǎn)效率專門高，是高效銑床夾具，適用于大批量生產(chǎn)中小型零件的加工。如圖4-7銑撥叉夾具確實是一個圓周進給式銑床夾具。圖4-7 銑撥叉夾具1-拉桿2-定位銷3-開口墊圈 4-擋銷5-轉臺 6-液壓缸靠模銑床夾具 靠模銑床夾具用于專用或通用銑床上加工各種成形面?？磕A具的作用是使主進給運動和由靠模獲得的輔助運動合成為加

39、工所需的仿形運動。按照主進給運動的運動方式，靠模銑床夾具可分為直線進給和圓周進給兩種。如圖4-8所示為直線進給式靠模銑夾具4-9所示為圓周進給式靠模銑夾具。 圖4-8 直線進給式靠模銑夾具示意圖 1一工件 2一銑刀 3一靠模 4一滾子 5一滾子滑座 6一銑刀滑座圖4-9 圓周進給式靠模銑夾具示意圖1一工件 2一靠模 3一回轉工作臺 4一滑座 5一滾子 6一銑刀數(shù)控銑床的量具數(shù)控銑床的量具一般有有內徑千分尺、游標卡尺、百分表及表座、板尺、公法線千分尺、杠桿百分表等。數(shù)控鉆床的刀具、夾具及量具數(shù)控鉆床所用的刀具數(shù)控鉆床所用的刀具有麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、絲錐等。麻花鉆 如圖3.1所示麻花鉆的結構圖

40、3.1麻花鉆結構圖 柄部（尾部） 夾持 頸部 連接作用 導向部分 導向作用 切削部分 擔負要緊的切削工作擴孔鉆 如圖3.2所示擴孔鉆結構圖 3.2 擴孔鉆結構圖鉸刀 如圖3.3所示幾種鉸刀結構圖 圖3.3幾種鉸刀結構圖（a）整體式手用鉸刀 (b） 可調式手用鉸刀 (c）機用鉸刀 (d) 套式鉸刀 (e) 錐度鉸刀 絲錐 圖3.4 絲錐機構圖數(shù)控鉆床所用的夾具鉆床夾具 （簡稱鉆模）要緊用于加工孔，包括鉆套、鉆模板、定位元件、夾緊裝置、夾具體等要緊類型： EQ oac(,1)固定式：加工精度高。 EQ oac(,2)回轉式：圍繞某一軸線分布的軸向或徑向孔系。 EQ oac(,3)移動式：鉆工件同一

41、表面上的孔，孔徑10mm。 EQ oac(,4)翻轉式：加工小工件不同表面上的孔，重100N。 EQ oac(,5)蓋板式：無夾具體，大件上孔加工。 EQ oac(,6)滑柱式：通用可調，制造周期短，應用廣。固定式鉆模如圖3.5所示圖3.5 固定式鉆模1-定位套2-定位銷3-墊圈 4-螺母 5-鉆套 6-分度盤回轉式鉆模如圖3.6所示圖3.6 回轉式鉆模1-定位銷2-定位套3-開口墊圈 4-螺母5-定位銷 6-工件 7-鉆套 8-分度盤 9手柄10-襯套11-捏手 12-夾具體13-擋銷移動式鉆模如圖3.7所示 圖3.7 移動式鉆模翻轉式鉆模如圖3.8所示 圖3.8 翻板式鉆模 1.鉆套 2.

42、倒錐螺栓 3.彈簧漲套 4.圓支承板 5.螺母蓋板式鉆模如圖3.9所示圖3.9 蓋板式鉆模1-鉆模蓋板 2-圓柱銷 3-削邊銷4-支撐釘數(shù)控鉆床量具數(shù)控鉆床所用量具有內徑千分尺、游標卡尺、內測千分尺、百分表及表座、內徑表、螺紋環(huán)塞規(guī)、鋼板尺、公法線千分尺、杠桿百分表等。題（6）軸類零件的分析該零件的毛坯是個直徑為25mm的圓柱棒料，該棒類零件安裝到三爪卡盤上后其右端面到三爪卡盤端面的距離為63mm。此零件在加工時應先車右端面，其車削的厚度為為1mm，該零件的最右端是個半徑為6mm。球面左端是個12mm的圓柱面其長度為4mm，此圓柱面左端是個軸肩，其高度為1mm。此軸肩左端是個圓錐面，其大端直徑

43、為16mm，長度為15mm。圓錐面的左端是個16mm的圓柱面，其長度為6mm。此圓柱面左端是個軸肩，其高度為2mm，在此端面上有1X45的倒角。該軸肩的左端是個M20X2的圓柱螺紋，其長度為10mm。該圓柱螺紋的左端是槽，槽寬為4mm，此處的圓柱面的直徑為16mm。槽的左端是個軸肩，其高度為4mm。此軸肩的左端是個24mm的圓柱面，長度為7mm。 題（6）類零件的工藝規(guī)程設計及編程工藝規(guī)程設計零件的工藝分析 該零件表面有圓柱、圓錐、圓弧、槽及螺紋組成。零件圖上尺寸標注完整，編程時按差不多尺寸編寫。依照工件圖樣尺寸分布情況，確定工件坐標系原點O取在工件右端面中心處，換刀點坐標為（200、200）

44、。確定加工路線 加工路線按先粗后精，由右至左的加工原則。首先自右向左進行粗車，然后從右至左進行精車，切槽，最后車螺紋。具體路線為先車端面圓弧面車臺階面切削錐度部分車臺階面切削螺紋的外徑車臺階面切削24切槽車削螺紋切下零件。確定刀具和夾具 由于工件不長，只要左端采納三爪自定心卡盤定心夾緊即可。 依照加工要求需要選用4把刀具。粗車及端面加工選用粗車外圓車刀；精加工選用精車外圓車刀，槽的加工選用寬4mm切槽刀；螺紋的加工選用60螺紋刀。將所選的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中，如表1-1所示，便于編程和操作治理。表1-1數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件軸零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格和名稱數(shù)量加

45、工表面刀具半徑備注1T01硬質合金90外圓車刀1車端面及粗車輪0.20mm右偏刀2T02切槽刀1槽及切斷0.15mm3T03硬質合金60螺紋刀1車螺紋0.15mm4T04硬質合金90外圓車刀1精加工輪廓0.15mm右偏刀編制徐祖帥審核批準共 1 頁第 1 頁確定切削用量 數(shù)控車床加工中的切削用量包括切削深度、主軸轉速和進給速度，切削用量應依照工件材料、硬度、刀具材料及機床等因素來綜合考慮。背吃刀量的確定 輪廓加工時，粗車循環(huán)時選擇ap=3mm，精車循環(huán)時選擇ap=0.25mm；螺紋加工時，粗車循環(huán)時選擇ap=0.4mm，逐刀減少，精車循環(huán)時選擇ap=0.1mm。主軸轉速的確定 主軸轉速的確定方

46、法是依照零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質等條件所同意的切削速度來確定的。在實際生產(chǎn)中，主軸轉速可用下式計算：n=1000v/d式中，n為主軸轉速（r/min）；v為切削速度（m/min）；d為零件待加工表面的直徑（mm）。 然后，查去相關手冊確定切削速度。車直線和圓弧時，粗車切削速度vc=90m/min，精車切削速度vc=120m/min，然后利用上述公式計算主軸轉速n。進給量的確定 查閱相關手冊并結合實際情況確定粗車時進給量一般為0.4mm/r；精車時進給量常取0.15mm/r；切斷時進給量易取0.1mm/r。車螺紋的主軸轉速的確定 在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距大小、驅動電動機的降頻特性及螺紋插補運算速度等多種因素阻礙。因此，關于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推舉的主軸轉速范圍會有所不同。 螺紋總切深h=0.6495P=（0.6495x2）mm=1.299mm。 綜合前面分析，將確定的加工參數(shù)填入數(shù)控加工工藝卡片，如表1-