《数控刀具系统》
数控刀具管理系统的建设与发展
５ ・ ４ 现代管理 ・
纺织机械
２０ 年第 ｉ １７ １ 期
数 控 刀具 管 理 系统 的建 设 与发 展
黄贯 生 张永强 王 笑
（ 郑州纺 织机械股份有 限公司 ４ ０ ５ ） ５ ０ ３
摘 要 介绍了数控刀具管理 系统在郑州纺织机械股份有 限公 司中的具体 实施方案 ， 并结合 企业 机械 加 工现状 从 几个 方面探 索数控 刀 具管理 系统的发 展 。
关键词 加工中心 数控刀具管理 系统 技术服务
１ 前言
随着数控技术在机械制造业的广泛应用 ， 如何 充分发挥加工 中心的性能 ， 提高生产效率成 为企业
最为关心的问题 。数控刀具 的应用 、 服务和管理 的 水平对数控机床效能的发挥起着关键的作用 。
步提高生产效率； 监控数控刀具的使ห้องสมุดไป่ตู้ ， 及时取走 并补充已报废或耐用度 已耗尽的刀具 ， 在保证正常
数据输入 、 目 账 错误时 ， 可以系统管理员的身份进行
储存箱 的地址码查找数控刀具代码 ， 可根据数控 也 刀具代码反过来查找储存地址。
２ １ ２ 堆垛 机 ．．
“ 动态改帐和信息修正” 数控刀具管理系统软件是由 我公司与科研院校共 同研制开发的。该软件的设计 要求是 ： 解决现在刀具管理模式 中存在的各种问题 ； 满足现代数控刀具 管理模式 的各项要求 ； 考虑与公 司 Ｅ Ｐ系统及 Ｒ Ｇ ＰＣ Ｍ 系统之 间的信 息 ／Ａ 交换和共享 。其主要模块功能如下 ： ２ ２３ １ 基础信息管理模块 ．． ．
规格选择最佳刀具配置方案 ， 并记录借刀单位 、 使用 机床 、 加工产品名称 、 件号、 材质等多种附加信息。
获得更好的经济效益 。
数控刀具
数控可转位刀片
可转位刀具的组成
可转位刀具一般由刀片、刀垫、夹紧 元件和刀体组成，如右图所示。其中各部 分的作用为：
刀片：承担切削，形成被加工表面。 刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位 置。 夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。 刀体：刀体及(或)刀垫的载体，承担和 传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床 的联接。
漯河职业技术学院机电系
数控教研室
学习内容与知识点：
内容 数控刀具的类型与特点
数控刀具的材料 数控刀具的失效形式及可靠性
数控刀具的选择
知识点
数控刀具的要求与特点 数控刀具的分类 数控刀具的材料 数控刀具的失效形式、影响与对策 数控刀具的可靠度 选择数控刀具时应考虑的因素 数控车削刀具的选择 数控铣削刀具的选择 常见的刀具库
刀具材料的硬度与韧性的关系
四、数控刀具的失效形式及可靠性
数控刀具的失效形式及可靠性
刀具失效的概念
在切削过程中，刀具磨损刀一定程度， 刀刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变） 时，刀具丧失其切削能力或无法保证 加工质量。
车刀示意图
数控刀具的失效形式及可靠性
刀具的失效形式
后刀面磨损
由机械交变应力引起的出现在刀具后刀 面上的磨擦磨损。
学习要求 建议学时
了解
掌握
了解
2
掌握
了解
掌握 2
了解
随着数控机床功能、结构的发展， 数控机床上所使用的数控刀具已经不 是普通机床“一机一刀”的模式，而 是多种不同类型的刀具同时在数控机 床上轮换使用，来达到自动换刀和快 速换刀的目的。因此，对“数控刀具” 的含义应该理解为“数控刀具系统”。
数控刀具系统除了包括机床的自动换刀机构外， 为了保证刀具的可互换性，还必须有刀柄和工具系统。
数控刀具国家标准
国内数控机床刀具标准及选择国内数控机床刀具标准１．国家标准GB10944－89《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄》这个国家标准规定的柄部，在型式与尺寸上与国际标准ISO7388／1完全相同。
详见图7.3-1和7.3-1。
与ISO7388／1相比，增加了一些必要的技术要求，标注了表面粗糙度及形位公差，以保证刀柄的制造质量，满足自动加工中刀具的重复换刀精度要求。
它主要应用于镗铣类加工中心机床的各种刀柄。
２．国家标准所规定的拉钉，《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄用拉钉》这个国家标准所规定的拉钉，在型式与尺寸上与ISO7388／Ⅱ相同。
可与前述标准GB10944－89中所规定的柄部配合使用。
３．日本标准JIS B6339-1986《加工中心机床用工具柄部及拉钉》这个标准只适用于日本进口的加工中心机床及过去几年我国的部分机床厂与日本合作设计和生产的加工中心机床。
它是在日本机床工业协会标准MAS403－1982的基础上制订出来的，在日本得到广泛的应用。
我国1985年以后设计的加工中心机床已改用新的国家标准GB10994和GB10945。
４．国家标准GB3837－83《机床工具7:24圆锥联结》这种锥柄主要用于手动换刀数控机床及重型镗铣床等。
二．整体式工具系统标准JB/GQ5010-1983《TSG工具系统型式与尺寸》TSG工具系统中的刀柄,其代号(按1990年国家标准报批稿)由四部分（JT-45-Q32-120）组成，各部分的含义如下：JT-表示工具柄型代码。
45-对圆锥柄表示锥度规格。
Q32-表示工具的规格。
120-表示刀柄的工作长度。
它所表示的工具为：自动换刀机床用7:24圆锥工具柄(GB10944)，锥柄为45号，前部为弹簧夹，最大夹持直径32mm，刀柄工作长度(锥柄大端直径φ57.15mm处到弹簧夹头前端面的距离)为120mm。
表1 工具柄部型式代号代号工具柄部型式JT 自动换刀机床用7:24圆锥工具柄 GB 10944-89BT 自动换刀机床用7:24圆锥BT型工具柄 JIS B6339ST 手动换刀机床用7:24圆锥工具柄 GB 3837.3-83MT 带扁尾莫氏圆锥工具柄 GB 1443-85MW 无扁尾莫氏圆锥工具柄 GB 1443-85ZB 直柄工具柄 GB 6131-85表2 工具的用途代号及规格参数用途代号用途规格参数表示的内容J 装直柄接杆工具装接杆也直径—刀柄工作长度Q 弹簧夹头最大夹持直径—刀柄工作长度XP 装削平型直柄工具装刀孔直径—刀柄工作长度Z 装莫氏短锥钻夹头莫氏短锥号—刀柄工作长度ZJ 装莫氏锥度钻夹头贾氏锥柄号—刀柄工作长度M 装带扁尾莫氏圆锥柄工具莫氏锥柄号—刀柄工作长度MW 装无扁尾莫氏圆锥柄工具莫氏锥柄号—刀柄工作长度MD 装短莫氏圆锥柄工具莫氏锥柄号—刀柄工作长度JF 装浮动绞刀绞刀块宽度—刀柄工作长度G 攻丝夹头最大攻丝规格—刀柄工作长度TQW 倾斜型微调镗刀最小镗孔直径—刀柄工作长TS 双刃镗刀最小镗刀直径—刀柄工作长度TZC 直角型粗镗刀最小镗孔直径—刀柄工作长度TQC 倾斜型粗镗刀最小镗孔直径—刀柄工作长度TF 复合镗刀小孔直径/大孔直径—孔工作长度TK 可调镗刀头装刀孔直径—刀柄工作长度XS 装三面刃铣刀刀具内孔直径—刀柄工作长度XL 装套式立铣刀刀具内孔直径—刀柄工作长度XMA 装A类面铣刀刀具内孔直径—刀柄工作长度XMB 装B类面铣刀刀具内孔直径—刀柄工作长度XMC 装C类面铣刀刀具内孔直径—刀柄工作长度KJ 装扩孔钻和铰刀１：３０圆锥大端直径—刀柄工作长度数控刀具国家标准概述：1、可转位刀具的基本概念可转位刀具是将预先加工好并带有若干个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。
GSK980T数控系统操作
GSK980T数控系统操作一、GSK980T数控系统主要功能介绍1.编程功能：GSK980T数控系统支持手动编程和自动编程两种方式。
手动编程适用于简单的加工任务，操作简单快捷；自动编程适用于复杂的加工任务，可以通过计算机辅助程序实现。
2.运行控制功能：GSK980T数控系统具备各种运行控制功能，如起动、停止、暂停、加减速等。
用户可以根据实际需求进行调整，确保机床的正常运行。
3.刀具控制功能：GSK980T数控系统可以对刀具进行管理和控制。
用户可以设置刀具的初始位置、切削速度、进给速度等参数，确保刀具的正常使用。
4.轴向控制功能：GSK980T数控系统支持多个轴向的控制，可实现多轴联动，适应不同加工任务的需求。
5.图形显示功能：GSK980T数控系统具备图形显示功能，可以在显示屏上显示当前加工的图形，方便用户进行实时监控和调整。
二、GSK980T数控系统操作流程1.开机准备：将数控机床的电源接通，然后按下控制面板上的开机按钮，等待系统的自检完成。
2.选择加工模式：根据实际需求选择手动编程模式或自动编程模式。
手动编程模式适用于简单的加工任务，自动编程模式适用于复杂的加工任务。
3.输入加工数据：根据加工任务的要求，输入相应的加工数据。
手动编程时可以通过控制面板上的按钮进行输入，自动编程时可以通过计算机辅助程序进行输入。
4.设置工艺参数：根据加工任务的要求，设置相应的工艺参数。
包括切削速度、进给速度、刀具半径补偿等。
5.检查程序：在加工开始之前，需要对编写好的程序进行检查。
可以通过模拟运行程序进行检查，确保程序的正确性。
6.启动加工：当确认程序无误后，可以按下运行按钮，启动加工过程。
系统会根据设定的加工数据和参数进行自动加工。
7.监控加工：在加工过程中，可以通过显示屏上的图形显示功能，实时监控加工进程。
如果需要进行调整，可以手动或自动调整刀具位置、切削速度等参数。
8.停机关机：当加工任务完成后，可以按下停机按钮，停止加工过程。
数控机床用刀具系统参数介绍讲述
数控机床用刀具系统参数介绍一、数控车削刀具的特点为了适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。
与普通机床的刀具相比，数控车床刀具及刀具系统具有以下特点：1）刀片或刀具的通用化、规则化、系列化。
2）刀片或刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。
3）刀片或刀具材料及切削参数须与被加工工件的材料相匹配。
4）刀片或刀具的使用寿命高，加工刚性好。
5）刀片在刀杆中的定位基准精度高。
6）刀杆须有较高的强度、刚度和耐磨性。
二、数控车削刀具的分类1.根据加工用途分类车床主要用于回转表而的加工，如圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹、切槽等切削加工。
因此，数控车床用刀具可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切槽刀等种类。
2.根据刀尖形状分类数控车刀按刀尖的形状一般分成三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀，如图2-2.1所示。
图2-2.1 按刀尖形状分类的数控车刀注：在数控车床上，除进行螺纹加工外，应尽量不用或少用成形车刀。
3.根据车刀结构分类根据车刀的结构，数控车刀又可分为整体式车刀、焊接式车刀和机械夹固式车刀三类。
（1）整体式车刀整体式车刀(图2-2.2 a)主要指整体式高速钢车刀。
通常用于小型车刀、螺纹车刀和形状复杂的成形车刀。
具有抗弯强度高、冲击韧度好，制造简单和刃磨方便、刃口锋利等优点。
（2）焊接式车刀焊接式车刀(图2-2.2b )是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而成。
这种车刀结构简单，制造方便，刚性较好，但抗弯强度低、冲击韧度差，切削刃不如高速钢车刀锋利，不易制作复杂刀具。
（3）机械夹固式车刀机械夹固式车刀(图2-2.2c）是将标准的硬质合金可换刀片通过机械夹固方式安装在刀杆上的一种车刀，是当前数控车床上使用最广泛的一种车刀。
a）b）c）图2-2.2 按刀具结构分类的数控车刀a）整体式车刀b）焊接式车刀c）机械夹固式车刀三、数控车削刀具的材料常用的数控刀具材料有高速钢、·硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼，金刚石等。
《数控机床ATC系统》PPT课件
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧；
(1) 四方回转刀架
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换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧；
(2) 液压控制的六角回转刀架
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧； 油缸复位；
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(2) 液压控制的六角回转刀架
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧； 油缸复位；
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1—刀库 2—剪式手爪 3—机床主轴 4—伸缩臂 5—伸缩与回转机构 6—手臂摆动机构
刀 座 轴 与 主 轴 平 行
刀 座 轴 与 主 轴 垂 直
③剪式手爪回转式
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两手互相垂直的回转式单臂双爪机械手 1—换刀位置 2、5—刀具 3—机械手 4—机床主轴
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3、刀库及刀具选择方式 1) 刀库
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(2) 刀库的存储容量 10把车刀可完成工件90％左右的车削工艺 4把铣刀可完成工件90％左右的铣削工艺 20把孔加工刀具可完成90％的钻削工艺
配有14—40把刀具的刀库就能够满足70％-95％工件的加工需要。
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3) 刀库的选刀方式
加工中心刀库使用的选刀方式： 顺序选刀 任意选刀
刀片夹紧方式： (1)杠杆式； (2)楔块上压式； (3)螺钉上压式；
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3. 数控刀具工具系统 1）工具系统分类
工具系统： 是针对数控机床要求
与之配套的刀具必须可快 换、高效切削而发展起来 的，是刀具与机床的接口。
数控车床整 体式工具系统
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(1)模块式刀柄 镗铣类模块式工具
系统即TMG工具系统， 通过将基本刀柄、接杆 和加长杆(如需要)进行 组合，能组成很多种类 的刀柄。
数控刀具知识点总结大全
数控刀具知识点总结大全一、数控刀具的分类数控刀具按照其功能和使用范围的不同，可以分为以下几类：1. 铣刀：铣刀用于铣削加工，根据其形状和用途可分为平头铣刀、立铣刀、立面铣刀、球头铣刀、倒角铣刀等。
2. 钻头：钻头主要用于钻孔加工，根据其结构和用途可分为螺纹钻头、中心钻头、加工钻头等。
3. 刀片：刀片主要用于车削加工，根据其形状和用途可分为外圆刀片、内圆刀片、螺纹刀片等。
4. 锯片：锯片用于锯割加工，根据其齿形和用途可分为圆锯片、带锯片等。
5. 刀具系统：刀具系统主要包括刀柄、刀杆、插刀、刀尖等组成，根据其结构和用途可分为拉刀系统、旋转刀系统、可转位刀系统等。
二、数控刀具的材料数控刀具的材料选择对于刀具的性能和寿命有着重要的影响，常见的数控刀具材料主要有以下几种：1. 高速钢：高速钢是一种含钨、钼、铬、钴等元素的合金钢，具有高硬度、良好的热稳定性和切削性能，适用于一般的切削加工。
2. 硬质合金：硬质合金是一种以钨钴粉末为主要原料，添加少量的钛、钼、铬等元素制成的耐磨合金材料，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削。
3. 陶瓷刀具：陶瓷刀具是一种新型的刀具材料，具有非常高的硬度、耐磨性和热稳定性，适用于高速切削和高温加工。
4. 超硬合金：超硬合金是一种以碳化钨粉末为基础，添加少量的钴、钛、铬等元素制成的超硬材料，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削。
5. 金刚石和CBN：金刚石和立方氮化硼(CBN)是目前最硬的材料，可以用来制作超硬刀具，具有极高的耐磨性和切削性能。
三、数控刀具的结构数控刀具的结构通常由刀头、刀柄、刃部等几个主要部分组成，不同类型的刀具结构也会有所不同，常见的数控刀具结构有以下几种：1. 实心刀具：实心刀具是指整个刀具都是由一种材料制成的，通常用于轻负载和精密加工。
2. 中空刀具：中空刀具是指刀具的刃部为空心结构，可以减轻刀具的重量和提高切削效率，适用于重切削和大负载的加工。
数控刀具系统及机床夹具课件
之一。智能化数控刀具系统能够实现自适应控制、自动更换等功能，提
高生产效率和产品质量。
02
数控刀具的选择与使用
数控刀具的选择原则和方法
01
02
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根据加工需求选择
根据工件的材质、形状、 尺寸和加工精度要求，选 择合适的数控刀具类型。
考虑刀具性能
选用具有良好性能的刀具 材料和涂层，确保刀具有 足够的硬度、耐磨性和抗 冲击性。
THANKS
感谢观看
设计原则
机床夹具的设计应遵循“安全、稳定、高效、经济”的原则，确保工件的加工 精度和生产效率，同时要便于操作和维护。
设计方法
机床夹具的设计方法包括工艺分析、夹具设计、夹具制造和夹具调试等步骤， 其中工艺分析是关键环节，需对工件的加工要求、材料、结构等进行全面分析 。
机床夹具的设计实例分析
实例一
车削夹具设计：车削加工是机械制造中常用的加工方法之一，车削夹具的设计对于提高生 产效率和保证加工精度具有重要意义。设计时需考虑工件的定位、夹紧和刀具的安装等问 题。
维护保养
定期对夹具进行清洗、润滑，检查紧固件是否松动，以及更换磨损件等，以保持良好的工作状态。
常见故障排除
当夹具出现故障时，应立即停机检查，并根据故障现象分析原因，进行相应的维修措施。常见的故障 包括定位不准确、夹紧力不足、运动部件卡滞等。
机床夹具的报废与再利用
报废
当夹具达到使用寿命或因意外损坏无法修复时，应进行报废处理。报废的夹具应进行分类回收，以减少对环境的 影响。
01
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04
熟悉刀具性能
使用前需充分了解刀具的性能 特点，以便更好地发挥其优势
。
合理选择切削参数
数控系统智能刀具管理
2020年 第12期冷加工62智能制造Intelligent Manufacture数控系统智能刀具管理■■武汉华中数控股份有限公司 （湖北武汉 430223） 晏 伟 刘 涛 肖学鹏 贾 衡 蔡 飞摘要：介绍了基于大数据、人工智能技术发展而成的新一代智能刀具管理与传统刀具管理的区别以及其特点、优势。
采用自动化、数字化的方式进行刀具数据的收集、传输，并对刀具使用中的实时数据进行处理、分析，提高刀具的智能化管理水平。
关键词：刀具；在机测量；寿命；管理；断刀检测1. 刀具管理功能随着现代加工技术的发展，刀具作为加工生产的主要资源，其材料、形状和加工条件等各种要求也越来越多。
为了提高加工效率及质量，实现一次装夹完成多工序加工或连续自动化加工的目的，需要数控系统具有对各种不同的刀具及其信息进行统一管理的功能，即刀具管理功能，主要有以下几个方面。
（1）刀具信息管理 每把刀具都包括两种信息，一种是刀具描述信息，即静态信息，如刀具名称、几何参数（刀具长度和刀具半径等），手动输入并且不再变化；另一种为刀具状态信息，即动态信息，如刀具所在位置、刀具寿命（使用次数、使用时间和磨损量等），在输入后，随着刀具的使用，数据会不断更新，系统实时记录并统计。
（2）刀具位置调度管理 刀具的位置调度管理就是根据刀具管理方案。
2. 智能刀具信息管理智能刀具管理中刀具数据信息的采集方式更加多样化，不再局限于手动方式更改，支持直接在机测量刀具几何数据并录入数控系统进行管理，也支持R F I D 电子标签等第三方数据录入及管理。
（1）在机测量刀具几何数据录入 华中数控系统的刀具自动测量功能，可按照表格及提示步骤（见图1），设置好关键参数，自动生成测量程序，自动调用设置的各个刀具进行刀具长度、半径的几何尺寸测量，并自动录入刀补表中。
自动在机测量的优点包括：①可实现无人操作，减少人为原因造成的数据录入错误。
②在实际装夹条件及正常加工转速下测量刀具，可即时测出并修正主轴误差及刀具装夹误差，在产生次品前对偏摆进行检查，提高测的信息，按照一定的选刀策略，及时而准确地将所需的新刀具装到主轴上，并将旧刀具归还刀库备用，具有备刀功能的机床，还可将后续所需的刀具提前放至备刀区域，以节省下把刀的换刀时间。
华中“世纪星”铣床数控系统刀具长度补偿功能说明
华中“世纪星”铣床数控系统刀具长度补偿功能说明
刀具长度补偿功能的原理是通过在数控系统中设定一个刀具长度补偿值，然后系统会根据这个值对刀具的加工轨迹进行相应的调整。
当刀具的
实际长度与理论长度不一致时，系统会自动对加工轨迹进行补偿，以达到
预期的加工效果。
在进行刀具长度补偿时，首先需要进行刀具长度的测量。
可以使用专
用的刀具测量仪器对刀具进行测量，得到刀具的实际长度。
然后将测量得
到的刀具长度输入到数控系统中。
接下来，通过数控系统的操作界面进入刀具长度补偿功能的设置菜单。
在设置菜单中，可以设置刀具长度补偿值。
这个值是根据实际测量的刀具
长度与理论长度之间的差异来确定的，可以为正值或负值，用来调整刀具
的加工轨迹。
通过设置好刀具长度补偿值后，系统会自动对加工轨迹进行调整。
在
加工过程中，系统根据刀具长度补偿值对刀具的加工轨迹进行微调，以确
保工件的尺寸精度和表面质量。
刀具长度补偿功能的应用范围广泛。
在高精度加工中，刀具长度的微
小偏差都会对加工效果产生影响。
通过使用刀具长度补偿功能，可以提高
加工的精度和质量，减少误差，保证加工效果的稳定性。
在一些需要反复
换刀的加工中，使用刀具长度补偿功能可以减少调整时间，提高生产效率。
总之，华中“世纪星”铣床数控系统的刀具长度补偿功能可以通过设
定刀具长度补偿值，对刀具的加工轨迹进行自动调整，以保证加工效果的
精度和质量。
这一功能的应用范围广泛，可以在各种加工场合中发挥重要
作用。
第章数控刀具及其工具系统课件
图11-1 更换刀头模块
图11-2 更换刀夹
图11-3 手动换刀
图11-4 转塔刀架自动换刀
图11-5 利用刀库和机床运动来自动换刀
图11-6 利用刀库和机械手自动换刀过程
图11-25 表面粗糙度与刀具磨损的关系
图11-26 激光检测工件表面粗糙度
1 —参考探测器 2—激光发生器
3—斩波器 4—测量探测器
图11-27 光电式检测装置
1 —光源
2—钻头
3—光敏元件
图11-28 气动式检测装置
1 —钻头
2—气动压力开关
3—喷嘴பைடு நூலகம்
2—固定螺钉 3—锥端滑销 4—紧固螺钉
图11-17 圆锥定心轴向螺栓拉紧式工具系统
图11-18 在高速运转中离心力使主轴锥孔扩张
图11-19 HSK刀柄与主轴连接结构与工作原理
1 — HSK刀柄
2—主轴
图11-20 HSK整体式镗铣类工具系统
图11-21 BiG-plus刀柄（图上半部）与BT刀柄（图下半部）的比较
图11-12 CZG车削类数控工具系统安装和夹紧
图11-13 Sandvik模块式车削工具系统 1 —带有椭圆三角短锥接柄的刀头模块 2—刀柄 3—可涨开涨环 4—拉杆
图11-14 TSG82工具系统图
图11-15 TMG21模块式镗铣类工具系统
图11-16 圆柱定心径向销钉锁紧工具系统
1 —定心销
图11-22 高精度液压夹头 1 —加压螺栓 2—油腔 3—油腔内壁 4—装刀孔 5—刀具
数控机床刀具管理系统
数控机床刀具管理系统通常数控机床与加工中心用于柔性自动化加工系统。
在一个具有多台数控机床的系统中，需要配备很多把刀具。
即使一台加工中心自身的刀库，少则十几把刀具，多则几十把刀具。
每把刀具都包括两种信息：一是刀具描述信息，即静态信息，如刀具识别编码和几何参数等；另一种是刀具状态信息，即动态信息，如刀具所在位置、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命、刀具刃磨次数等。
要将如此大量的刀具以及有关信息管理好，必需有一个完善的计算机刀具管理系统，才能解决多品种零件加工对刀具的要求问题。
刀具管理就是准时而精确地对指定的机床供应适用的刀具，以便在维持较好的设备利用率的状况下，生产出所需数量的合格零件。
因此刀具管理最重要的准则是：刀具供应准时，通过时间短，刀库存储量少与组织费用少。
刀具管理系统的任务包括以下几个方面：刀具室的掌握与管理：刀具首先在刀具室内与刀具夹装配成刀具组件，并在对刀仪上调好尺寸，然后编码待用。
依据加工零件的需要，调用相应的刀具组件并安排给机床。
应按自动加工系统的需要，对刀具的库存量进行掌握，使刀具冗余量最少。
刀具的安排与传输：刀具的安排是依据零件加工工艺过程和加工系统作业调度方案以及刀具安排调度策略来打算。
关于刀具的传输，大的自动化加工系统采纳无人小车(AGV)，而小的系统则用机械手和高架传送带等。
刀具的监控：在加工过程中，应对刀具的状态进行实时监控和刀具的切削时间进行累计，当达到规定的使用耐用度时，刀具要重磨或更换。
当发生刀具破损时，机床应马上停机，并发出报警信号，以便操作人员准时处理。
刀具信息的处理：处理刀具的各种静态、动态信息，使这些信息在机床、刀具室、主控计算机之间传输，有些动态信息必需在加工系统运行时不断进行修改。
刀具标准化问题也是刀具管理的重要任务，应结合加工工艺过程的标准化统一考虑，尽可能使用通用刀具，少用特别的非标准刀具；使用不重磨刀片，采纳标准的模块化的刀夹装置，使用可调刀具，以削减刀具的种类。
数控机床自动换刀原理
数控机床自动换刀原理数控机床是一种通过数字指令控制刀具运动和加工过程的机床。
在数控机床加工过程中，常常需要根据不同的工件要求，使用不同类型和规格的刀具进行加工。
而自动换刀系统正是为了实现这一需求而设计的。
数控机床自动换刀系统的原理是通过一系列的动作和控制，完成刀具的自动更换。
下面将详细介绍数控机床自动换刀系统的工作原理。
数控机床自动换刀系统由刀库、刀库传动装置、刀库定位装置、刀库夹紧装置、换刀臂、换刀臂传动装置等组成。
刀库内存放着各种不同类型和规格的刀具，而刀库传动装置可以将刀具送到指定位置。
当数控机床需要换刀时，首先通过数控系统发出换刀指令。
接着，刀库定位装置开始工作，将刀库中所需的刀具定位到换刀位置。
换刀臂传动装置接收到信号后，开始执行换刀操作。
换刀臂传动装置通过一定的轨迹，将换刀臂移动到刀库定位装置定位的刀具位置上。
然后，刀库夹紧装置开始工作，将刀具夹紧在换刀臂上。
此时，刀具已经成功更换，可以进行下一步的加工操作。
在整个自动换刀过程中，数控系统起着关键的作用。
它通过控制刀库传动装置、刀库定位装置、刀库夹紧装置以及换刀臂传动装置的工作，实现刀具的自动更换。
数控系统可以根据加工程序的要求，选择合适的刀具进行加工，提高加工效率和质量。
数控机床自动换刀系统的优势在于提高了加工效率和自动化程度。
相比于传统的手动换刀方式，自动换刀系统可以实现快速、准确地更换刀具，节省了换刀时间，降低了人工操作的难度和风险。
同时，自动换刀系统还可以减少刀具磨损，延长刀具寿命，提高了加工的稳定性和一致性。
数控机床自动换刀系统是一项重要的技术创新，为加工行业带来了巨大的变革。
通过数字指令和自动化控制，实现了刀具的快速、准确更换，提高了加工效率和质量。
随着科技的不断发展和应用，相信自动换刀系统会越来越普及，并在数控机床加工中发挥越来越重要的作用。
数控刀具管理可编辑全文
3、知识回顾
本章节我们学习了刀具的种类，明白了不同的加工要求用到的刀具是不同的，相同的加工要 求使用不同的刀具，加工下过也是不一样的。在828D数控铣床系统中由预设刀具，这些可以 方便编程人员进行加工操作。
数据库基础知识 1.1 基本概念 1.2 数据库技术及发展 1.3 数据库系统的结构
SQL Server 2000
数据 软件 系统 学科
1.2 数据库技术的发展
一、数据处理
数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新 的数据，这些新的数据又表示了新的信息。数据处理工作分为 三类：
（1）数据管理：指数据的收集、整理、组织、存储、维护 、检索、传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节 。
数据组 2 数据组 3 数据组 4
… … …
用户 m
应用程序 n
数据组 n
SQL Server 2000
应用程序和数据之间的关系
1.2 数据库技术的发展
2、文件管理阶段—20世纪50年代后期到60年代中 期
特点： ① 数据以文件的形式可长久保存在外设 ② 由专门的数据管理软件提供数据存取、查询及维护
1.1 基本概念
四、数据库系统（DBS）
指采用数据库技术的计算机系统，一般由计算机硬 件、数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用软件、 数据库管理员和用户等构成。
五、数据库技术
指研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一 门软件学科。
SQL Server 2000
1.1 基本概念
数据库 数据库管理系统 数据库系统 数据库技术
插入、修改、删除、查询、统计等功能 ③ 数据库的建立与维护：数据的载入、转储、重组织、
恢复，库结构有修改 ④ 运行管理功能：并发控制、存取控制、完整性条件的
数控刀具
涂层刀具有比基体高得多的硬度、抗氧化性能、 抗粘接性能以及低的摩擦系数。 高速钢基体涂层刀具耐用度可提高2～10倍，硬 质合金基体刀具提高1～3倍。加工材料硬度愈高， 涂层效果愈好。在刀具寿命相同的前提下，可提 高切削速度25%～30%。 涂层刀具经过钝化处理，切削刃锋利程度减小， 不适合进给量很小的精密切削。
2.2 金属切削刀具的主要角度
刀 具 的 组 成 部 分
正交平面参考系
车削刀具几何角 度
正交平面参考系的各参考面：
基面pr 过切削刃选定点平行或垂直刀具安 装面（或轴线）的平面
切削平面 ps
过切削刃选定点与切削刃相切并垂 直于基面的平面
正交平面 po
过切削刃选定点同时垂直于切削平 面和基面的平面
刀 具 后 角 的 作 用
后角的影响
后角大，后刀面磨损小 后角大，刀尖强度下降
小后角用于
切削硬材料 需切削刃强度高时
大后角用于
切削软材料 切削易加工硬化的材料
主 偏 角 的 作 用
主偏角的影响
进给量相同时，余偏角大，刀片与切屑接触的 长度增加，切削厚度变薄，使切削力分散作用在长 的刀刃上，刀具耐用度得以提高 主偏角小，分力a¡ ¯也随之增加，加工细长轴时， 易发生挠曲 主偏角小，切屑处力性能变差 主偏角小，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使 切屑难以碎断
硬质合金的常见类型：
钨钴类 ISO标准代号是K类，国内代号为 YG。适合加工短切屑黑色金属（铸 铁），有色金属以及非金属。 ISO标准代号是P类，国内代号为YT。 适合加工长切屑黑色金属（塑性好的 低碳钢），常用于加工钢材。
钨钛钴类
钨钛钴钽 （铌）类
ISO标准代号是M类，国内代号为 YW。综合性能好，既可加工铸铁又 可加工钢材及有色金属，常用于不锈 钢。
数控机床应用与操作 学习指南 任务2-1 数控铣削刀具系统的组成和种类
线上或同学间不能解决的问题汇总后留到课上找老师当面解决；
学习结束后进行反思总结，如“学到了什么？有什么问题？对网上教学有什么建议？”等，可在讨论区分享。
课堂学习形式
预告
回顾；
检查在线学习情况或展示学习成果；
重点讲解；
布置任务；
小组讨论、协作完成；
各小组展示，评价。
学习难点：刀柄的用途、结构和分类。
名词术语
铣削刀具系统、整体式结构、模块式工具系统、刀柄、拉钉、拉刀两部分组成？
2.刀柄的作用是什么？
3．刀柄的分类有哪些？
4.弹簧夹头刀柄的使用方法是什么？
学习方法
建议
课前在线观看相应教学视频；
在线通过教材、课件、动画等资源深入学习；
学 习 指 南
项目任务
项目四数控铣床与加工中心操作与应用
任务2-1数控铣削刀具系统的组成和种类
达成目标
知识目标：了解数控铣床与加工中心铣削刀具系统的组成、种类和不同标准，掌握刀柄的用途、结构和分类。
能力目标：能根据加工方案选择合适的铣削刀具和刀柄。
主要内容
（*重点、难点）
学习重点：数控铣削加工刀具系统的组成。
数控刀具管理
数控刀具管理一、数控刀具管理简介数控刀具管理是在数控机床上加工中负责实施各类加工刀具的管理，包括选择合适的刀具、对刀工具、刀具的刃磨和保养、刀具库存管理等。
该管理模式可以提高刀具利用率和降低制造成本，提高生产效率及所需刀具使用寿命。
二、数控刀具管理系统1.数控刀具库存管理在数控刀具库存管理中，需要对数控刀具进行分类、编码、规格、型号、用途等信息的归档管理。
同时，要根据不同的品牌、种类和工作环境来分类设置刀具库存区域。
库存管理后，可通过仓库管理软件或ERP软件查询库存情况和刀具使用情况等。
2.数控刀具选择和匹配为使加工可以高效高质地完成，应根据加工件的材质、切削深度、切削速度等因素，选择合适的刀具。
同时，根据等最佳的加工效果，应合理选用刀具系列、型号和刀具材质。
3.数控刀具磨削和保养数控刀具磨削和保养是延长刀具的使用寿命和保证加工质量的重要措施之一。
要求对数控刀具进行定期的卸刀、洗刀、检查和保养，确保刀具无缺损、刃口清晰、保持切削性能和精度。
4.数控刀具刃磨和校验数控刀具的刃磨和校验是保证加工精度的关键步骤之一。
刃磨技术的好坏直接影响加工效率和加工质量。
要求进行定期的数控刀具刃磨、模拟加工及切削力的校验，通过检验后再投入使用。
5.数控刀具更换和抛废建立数控刀具更换和抛废体系，可避免因不当刀具使用造成的加工失误和事故。
应建立数控刀具抛废记录，对不再使用的刀具进行统计、分类、处理和回收。
三、数控刀具管理的优势1.提高加工效率和加工精度数控刀具管理可保证刀具的精度和一致性，从而保证了加工的精度和一致性。
同时，通过合理的刀具选择和匹配，可提高加工的效率，加快生产周期，减少加工费用。
2.降低刀具消耗成本及库存成本通过合理的刀具选择和匹配，可延长刀具的使用寿命，减少刀具的损耗和更换的频率，降低了刀具的消耗成本；通过数控刀具库存管理，可对刀具进行高效的库存管理和利用，降低库存成本。
3.提升数控加工企业竞争力合理的数控刀具管理，不仅可以提升加工质量和加工效率，降低加工成本，还可以起到节约资源，提高企业竞争力的作用。
加工数控刀具的工作原理
加工数控刀具的工作原理
数控刀具是一种高效加工工具，其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 数控系统控制：数控刀具的加工过程是通过数控系统控制实现的。
数控系统根据预设程序指令，控制刀具的移动、速度、切削深度等参数，确保加工精度和效率。
2. 刀具运动控制：数控刀具的运动由数控系统通过电动装置实现。
电动装置包括不同类型的电机，如伺服电机和步进电机，通过控制电机的转速和转向，驱动刀具实现各种运动轨迹。
3. 刀具位置检测：为了保证加工精度，数控系统通常配备了刀具位置检测装置，如编码器和传感器。
这些装置可以实时监测刀具的位置和运动轨迹，反馈给数控系统，从而进行误差修正和控制。
4. 刀具切削过程：数控刀具在加工过程中通过旋转、切削、钻削等方式将工件切割或加工成需要的形状。
刀具的切削参数（如切削速度、进给速度、刀具的刃数和刃型等）通过数控系统设置并控制。
5. 刀具切削力和热量控制：加工过程中，数控刀具不可避免地会产生切削力和热能。
为了保证刀具寿命和加工质量，数控系统通常采用刀具冷却装置和刀具切削力检测装置来控制刀具的切削力和降低刀具温度。
通过以上的工作原理，数控刀具可以实现高精度、高效率的加工操作，并且适用于各种材料和形状的加工需求。
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粗镗刀
精镗刀
镗削刀具
实用文档
2 刀具常用材料
刀具切削部分的材料应具备如下性能：
高 的 硬 度
足够 的强 度和 韧性
高的 耐磨 性
高的 耐热 性
良好 的加 工工 艺性
实用文档
硬质合金
高速钢
刀具材料
陶瓷
聚晶金 刚石 (PCD)
立方氮 化硼 (CBN)
单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)、CVD金刚石
铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等
铣削刀具图片
钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等 镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等
钻削刀具图片 镗削刀具图片
实用文档
外圆车刀
内孔车刀
螺纹车刀
常用车刀
实用文档
实用文档
面铣刀
仿形 铣刀
方肩 铣刀
三面刃和 整体硬质 螺纹铣刀 合金铣刀
常用铣刀
实用文档
实用文档
钻头
丝锥
铰刀
钻削刀具
整方便
实用文档
按照刀具结构分：
整体式：钻头、立铣刀等 镶嵌式：包括刀片采用焊接式和机夹式 特殊形式：内冷式、复合式、减振式等
实用文档
机夹可转 位刀具得到广泛 应 用，数量上已达 到整个数控刀具 的30%~40%，金属 切除率占总数的 80%~90%
按照切削工艺分：
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等 车削刀具图片
实用文档
国际标准ISO分类
硬质合金的分类和标志
根据国际标准ISO分类，把所有 牌号分成用颜色标志的三大类， 分别用 K 、 P 、 M表示
红色（包括K10~K40），系单纯WC的硬质合金
K类
牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金
属及非金属材料
P类
蓝色（包括P01~P50),系高合金化的硬质合金牌
数 控 刀 具 系 统
实用文档
➢数控刀具的基本特点 ➢数控刀具的材料 ➢数控刀具合理选用 ➢可转位车刀的选用 ➢旋转刀具的选择 ➢工具系统选择
实用文档
1 数控机床刀具的特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效 和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通 用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装 在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数 控刀具的分类有多种方法。
实用文档
超硬刀具 加工实例
加工模具示意图
高速加工切削参数
毛坯尺寸 和材料
60X60X50 （HRC60）
使用刀具
R1X8 （CBN）
主轴转速 (r/min)
20000
进给速度 (mm/min)
2000
背吃刀量 (mm)
0.02
加工时间 (min)
50.3
实用文档
1923年发明的硬质合金(WC-Co)，其后因添加了TiC、TaC而改善了耐磨性，1969年开 发了CVD技术，使涂层硬质合金快速普及。自1974年起，开发了 TiC-TiN系金属陶瓷
实用文档
实用文档
硬质合金刀具
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级 粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在 真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
比高速钢硬得多。允许的切削速度比高速钢高4~10倍，切 削速度可达100m/min以上。
实用文档
硬质合金的常见类型：
号。这类合金主要用于加工长切屑的黑色金属
M类，黄色（包括M10~M40），系中合化的硬质
M类
合金牌号。这类合金为通用型，适于加工长切屑 或短切屑的黑色金属及有色金属
实用文档
硬质合金刀具
普通 硬质 合金
新型 硬质 合金
超细晶粒 硬质合金
涂层硬 质合金
金属陶瓷
新型硬质合金 刀具加工实例
粒径在1μm以下，这种材料具有 硬度高、韧性好、切削刀可靠性 高等优异性能 保持了普通硬质合金机体的强度 和韧性，又使表面有很高的硬度 和耐磨性 TiC(N)基硬质合金，其性能介于 陶瓷和硬质合金之间
标准化 系列化 规格化 模块化 通用化
实用文档
刀具有如下要求:
具有 较高 的强 度、 较好 的刚 度和 抗振 性能
高精 度、 高可 靠性 和较 强的 适应 性
能够 满足 高切 削速 度和 大进 给量 的要 求
具耐磨性 及刀具的 使用寿命 长，刀具 材料和切Βιβλιοθήκη 削参数与 被加工件 材料之间 要适宜
刀片与刀柄要 通用化、规格 化、系列化、 标准化，相对 主轴要有较高 位置精度，转 位、拆装时要 求重复定位精 度高，安装调
实用文档
新型硬质合金 刀具加工实例
加工示意图
加工切削参数
毛坯尺寸 和材料
100X80X50 （HRC50）
使用刀具
Φ8，4齿 （超细晶硬质合金）
主轴转速 (r/min)
10000
进给速度 (mm/min
)
3000
背吃刀量 (mm)
0.2
加工深度 (mm)
10
实用文档
陶瓷刀具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可 进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等 冲击力很大的加工； 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的 高硬材料； 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍， 减少了加工中的换刀次数； 可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”， 切削效率比传统刀具高3-10倍。
实用文档
超硬刀具
超硬刀具 加工实例
是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、 聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。 超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具， 其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片 (PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，如绿色加工、 以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都 因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可 缺少的重要手段。
实用文档
高速钢刀具
高速钢High Speed Steels (HSS)刀具过去曾经是切削 工具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应 用，大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率 的高速钢刀具，高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性 及工艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工 材料以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣 刀造中仍有较大的比重。但经过市场探索一些高端产 品逐步已被硬质合金工具代替。
钨钴类
国内代号为YG。适合加工短切屑黑 色金属（铸铁），有色金属以及非 金属。 ISO标准代号是K类
钨钛钴类
国内代号为YT。适合加工长切屑黑 色金属（塑性好的材料低碳钢）， 常用于加工钢材。 ISO标准代号是P 类
钨钛钴钽 （铌）类
国内代号为YW。综合性能好，既可 加工铸铁又可加工钢材及有色金属， 常用于不锈钢。ISO标准代号是M类