學習情境4 數(shù)控機床面板操作和數(shù)控刀具的了解2

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1、教學文檔 學習情境4數(shù)控機床面板操作和數(shù)控刀具的了解 學習任務描述 數(shù)控面板的操作是我們使用數(shù)控機床的第一步，只有熟煉掌握數(shù)控面板的操作才能做好以后的操作。數(shù)控刀具是我們加工的工具，我們必須了解數(shù)控刀具知識，選好和用好刀具。數(shù)控機床的維護是我們保護數(shù)控機床的壽命的關鍵。 一、 學習準備 1．了解操作數(shù)控機床面板知識 2．了解數(shù)控機床的保養(yǎng)相關規(guī)定。 3．查找相關的刀具知識。 4．規(guī)劃刀具的使用。 二、任務安排計劃 1．操作數(shù)控機床面板 2．了解使用機床地保養(yǎng)和維護，做好相關工作。 3.掌握根據(jù)加工圖紙選擇刀具的能力和規(guī)劃刀具以及測算刀具的消費成本 三、任務實施

2、任務一、熟悉面板操作面板 一、怎么開關機 二、怎么進行回原點操作 三、怎么讓機床主軸旋轉 四、怎么手動移動機床。 五、怎么手輪操作機床。 六、怎么建立、數(shù)控、刪除程序。怎么輸入程序、修改程序。畫出相關流程圖 任務二、了解數(shù)控機床的保養(yǎng)和維護 1、 查找相關的機床保養(yǎng)維護知識。了解維護的種類和維護的方法。 2、 了解使用的機床的維護方法，制訂具體的保養(yǎng)維護方案。 任務三 數(shù)控刀具知識了解 一、 數(shù)控加工對刀具的要求 數(shù)控加工具有高速、高效和自動化程度高等特點，數(shù)控刀具是實現(xiàn)數(shù)控加工的關鍵技術之一。為了適應數(shù)控加工技術的需要，

3、保證優(yōu)質、高效地完成數(shù)控加工任務，對數(shù)控加工刀具提出了比傳統(tǒng)的加工用刀具更高的要求，它不僅要求刀具耐磨損、壽命長、可靠性好、精度高、剛性好，而且要求刀具尺寸穩(wěn)定、安裝調整方便等。數(shù)控加工對刀具提出的具體要求如下。 1．刀具材料應具有高的可靠性 數(shù)控加工在數(shù)控機床或加工中心上進行，切削速度和自動化程度高，要求刀具應具有很高的可靠性，并且要求刀具的壽命長、切削性能穩(wěn)定、質量一致性好、重復精度高。 解決刀具的可靠性問題，成為數(shù)控加工成功應用的關鍵技術之一，在選擇數(shù)控加工刀具時，除需要考慮刀具材料本身的可靠性外，還應考慮刀具的結構和夾固的可靠性。 2．刀具材料應具有高的耐熱性、抗熱沖擊性和高溫

4、力學性能 為了提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)在的數(shù)控機床向著高速度、高剛性和大功率發(fā)展 切削速度的增大，往往會導致切削溫度的急劇升高。因此，要求刀具材料的熔點高、氧化溫度高、耐熱性好、抗熱沖擊性能強，同時還要求刀具材料具有很高的高溫力學性能，如高溫強度、高溫硬度、高溫韌性等。 3．數(shù)控刀具應具有高的精度 由于在數(shù)控加工生產(chǎn)中，被加工零件要求在一次裝夾后，完成其加工精度。因此，要求刀具借助專用精對刀裝置或對刀儀，調整到所要求的尺寸精度后，再安裝到機床上應用。這樣就要求刀具的制造精度要高。尤其在使用可轉位結構的刀具時，刀片的尺寸公差、刀片轉位后刀尖空間位置尺寸的重復精度，都有嚴格的精度要求。 4．數(shù)控刀

5、具應能實現(xiàn)快速更換 數(shù)控刀具應能與數(shù)控機床快速、準確地接合和脫開，并能適應機械手和機器人的操作，并且要求刀具互換性好、更換迅速、尺寸調整方便、安裝可靠，以減少因更換刀具而造成的停頓時間。刀具的尺寸應能借助于對刀儀在機外進行預調 以減少換刀調整的停機時間?，F(xiàn)在的數(shù)控加工中心多采用自動換刀裝置。 5．數(shù)控刀具應系列化、標準化和通用化 數(shù)控刀具應系列化、標準化和通用化，盡量減少刀具規(guī)格，以利于數(shù)控編程和便于刀具管理：降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。應建立刀具準備單元，進行集中管理，負責刀具的保管、維護、預調、配置等工作。 6．數(shù)控刀具大量采用機夾可轉位刀具 由于機夾可轉位刀具能滿足耐用、穩(wěn)定、

6、易調和可換等要求，目前，在數(shù)控機床以及加工中心等設備上，廣泛采用機夾可轉位刀具結構。機夾可轉位刀具在數(shù)量已達到整個數(shù)控刀具的30％～40％。如圖3-1-1為可轉位車刀的刀頭。 7.控刀具應能可靠地斷屑或卷屑 為了保證自動生產(chǎn)的穩(wěn)定進行，數(shù)控加工對切屑處理有更高的要求。切削塑性材料時切屑的折斷與卷曲，常常是決定數(shù)控加工能否正常進行的重要因素。因此，數(shù)控刀具必須具有很好的斷屑、卷屑和排屑性能。要求切屑不能纏繞在刀具或工件上、切屑不影響工件的已加工表面、不妨礙冷卻澆注效果。數(shù)控刀具一般都采取了一定的斷屑措施(如可靠的斷屑槽型、斷屑臺和斷屑器等)，以便可靠的斷屑或卷屑。 8.具材料應能適應難

7、加工材料和新型材料加工的需要 隨著科學技術的發(fā)展，對工程材料提出了愈來愈高的要求，各種高強度、高硬度、耐腐蝕和耐高溫的工程材料愈來愈多地被采用。它們中多數(shù)屬于難加工材料，目前難加工材料已占工件的40％以上。因此，數(shù)控加工刀具應能適應難加工材料和新型材料加工的需要。 二、數(shù)控加工刀具按形狀分有哪些類型，按材料分有哪些類型 按形狀分： ①車削刀具 分外圓、內孔、外螺紋、內螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。 數(shù)控車床一般使用標準的機夾可轉位刀具。機夾可轉位刀具的刀片和刀體都有標準，刀片材料采用硬質合金、涂層硬質合金以及高速鋼。 數(shù)控車床機夾可轉位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內圓刀

8、具、內螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。 機夾可轉位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結構。 常規(guī)車削刀具為長條形方刀體或圓柱刀桿。 方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它 們與機床刀盤之間的聯(lián)接是通過槽形刀架和套筒接桿來聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。它既可以用于外圓車削又可用于內孔鏜削，也適用于車削中心的自動換刀系統(tǒng)。 數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。 ②鉆削刀具 分小孔、短孔、

9、深孔、攻螺紋、鉸孔等。 鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結構和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓柱聯(lián)接）等多種。 ③鏜削刀具 分粗鏜、精鏜等刀具。 鏜刀從結構上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。 ④銑削刀具 分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。 ●面銑刀（也叫端銑刀） 面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結構和刀片機夾可轉位結構，刀齒材料為高速鋼或硬質合金，刀體為40Cr。 ●立銑刀 立銑刀是數(shù)控機床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱

10、表面和端面上都有切削刃，它們可同時進行切削，也可單獨進行切削。結構有整體式和機夾式等，高速鋼和硬質合金是銑刀工作部分的常用材料。 ●模具銑刀 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和 圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結構特點是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質合金制造。 ●鍵槽銑刀 ●鼓形銑刀 ●成形銑刀 　按材料分：高速鋼刀具　高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質合金好，硬度、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

11、自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標準刀具。 　　②硬質合金刀具　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。 ③陶瓷刀具　?、芰⒎降鸬毒摺　、萁饎偸毒? 三、在數(shù)控加工過程中，怎么來選擇數(shù)控加工刀具 在選擇數(shù)控機床加工刀具時，還應考慮以下幾方面的問題： 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質量。由于數(shù)控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調整方便。這就要求刀具的結構合理

12、、幾何參數(shù)標準化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機床選用刀具的剛性。應考慮以下方面： （1）根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。 （2）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工

13、淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質量，但對粗加工的影響較小。 （3）根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過4齒。 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。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，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀

14、；對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。 在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質量上還是在加工效率上都遠遠優(yōu)于球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時，盡量選擇端銑刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，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量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。 在加工中心上，所有刀具全都預先裝在刀庫里，通過數(shù)控程序的選

15、刀和換刀指令進行相應的換刀動作。必須選用適合機床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應標準刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠迅速、準確地安裝到機床主軸上或返回刀庫。編程人員應能夠了解機床所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍等方面的內容，以保證在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸，合理安排刀具的排列順序。 四、查找相關計算公式 1、切削速度計算公式和單位 字母代表的含義 公式：Vc=∏Dn／1000 Vc ：切削速度（m/min） 2、主軸轉速的計算公式和單位 字母代表的含義 公式：n=1000 v /Πd 式中：v——切削速度（m/min）,由刀具的耐用度決定; n——主軸轉速(r/min

16、)； D——工件直徑或刀具直徑(mm) 3、工作臺進給速度（進給速度）的計算公式和單位 字母代表的含義 公式為,：F=fRn n銑刀齒數(shù) R轉速 f每齒每轉進給量 4、每齒進給量和每轉進給量的計算公式和單位 字母代表的含義 五、計算 1、選用20mm的端銑刀，以20m/min的切削速度，粗銑削一低碳鋼工件，則銑刀每分鐘的轉速應為多少？ 2、16mm，刃數(shù)為4刃的端銑刀進行加工，銑削速度為24m/min ,每一個刀刃進給量為0.15mm，試求：銑床主軸轉速和進給量。 六、根據(jù)現(xiàn)場的銑刀指出其是什么銑刀，并熟練其使用方法。 任務四 了解相關的刀刀具系統(tǒng)和刀具安裝的方法 6