电子课件-《数控加工工艺学(第四版)》-A02-3692 第三章 数控车削加工工艺

2.刀具系统连接结构
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
五、刀杆的选用 以外圆车刀刀杆为例来介 绍刀杆的选用。 1.刀杆
采用模压断屑槽 的可转位刀片
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
采用单独断屑 块的可转位刀 片
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
2.刀具前倾角与刀杆标识
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
a）用螺钉头部顶压
b）用螺钉锥面施力
c）用螺钉和滑 块施力
d）用螺钉钢 球施力
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 适用于小型和中型机床车削。
a）用螺钉头部顶压
b）用螺钉锥面施力
c）用螺钉和滑 块施力
d）用螺钉钢 球施力
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
5．偏心销式
（1）结构特点 偏心销式装夹零件少，结构紧凑，刀片转位和更换迅速、
（4）刀具空行程时，特别是远距离 “回参考点”时， 可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
第四节 数控车削切削用量的确定
二、螺纹车削切削用量的确定
1．主轴转速
大多数经济型数控车床的数控系统，推荐切削螺纹 时的主轴转速为：
n———主轴转速，r/min； P———工件螺纹的导程，mm； k———保险系数,一般取80。
一、三爪自定心卡盘 二、四爪单动卡盘 三、其他常用装夹方法
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统 一、机夹可转位刀片及代码
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
二、机夹可转位车刀刀片的夹紧方式
1．上压式
（1）结构特点 结构简单，夹紧可靠，切削力与夹紧力方向一致，多采 用不带固定孔的刀片。
二、四爪单动卡盘 四爪单动卡盘适用于装夹形状不规则或大型的工件，夹
紧力较大，装夹精度较高，不受卡爪磨损的影响，但装夹不 如三爪自定心卡盘方便。
四爪单动卡盘
放V形架装夹圆棒料
第一节 零件在数控车床上的装夹
三、其他常用的装夹方法
第一节 零件在数控车床上的装夹
第一节 零件在数控车床上的装夹
பைடு நூலகம்
第一节 零件在数控车床上的装夹
第四节 数控车削切削用量的确定
一、数控车削切削用量的确定 1．背吃刀量ap的确定 2．主轴转速n的确定 3．进给速度vf的确定 二、螺纹车削切削用量的确定 1．主轴转速 2．螺纹牙型高度(螺纹总切深) 3．径向起点和终点的确定 4．分段切削背吃刀量
麻花钻 可转位浅孔钻 深孔钻 扁钻 中心钻
扩孔钻 铰刀 镗刀
第三节 数控车削的孔加工刀具
二、钻孔刀具
1．麻花钻 在数控车床上钻孔主要采用普通麻花钻。 （1）麻花钻的组成
a）锥柄
b）直柄
第三节 数控车削的孔加工刀具
（2）麻花钻的分类
按照材质分类：高速钢麻花钻 、硬质合金麻花钻。 根据柄部不同：莫氏锥柄、圆柱柄（直柄）。
杠杆式
3 2 3 2 3 3 3
上压式
3 3 2 3 2 l 3
螺钉式
3 3 3 3 3 3 3
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
三、可转位刀片的选择
1．刀片材料选择
车刀刀片的材料主要有： ➢高速钢 ➢硬质合金（应用最多） ➢涂层硬质合金 ➢陶瓷 ➢立方氮化硼 ➢金刚石等 选择刀片材料，主要依据被加工工件的材料、被加
表面形状复杂的回转体零件 带特殊螺纹的回转体零件
第一节 零件在数控车床上的装夹
一、三爪自定心卡盘 三爪自定心卡盘夹持工件时一般不需要找正，装夹速度
较快。把它略加改进，还可以方便地装夹方料、其他形状的 材料；同时还可以装夹小直径的圆棒料。
三爪自定心卡盘
装夹方料
装夹小直径的圆棒料
第一节 零件在数控车床上的装夹
1、7—螺钉 2—导向块 3—刀片 4—楔套 5—刀体 6—销子
第三节 数控车削的孔加工刀具
四、内孔车刀
1．通孔车刀
a）通孔车刀
c）内孔车刀的两个后角
第三节 数控车削的孔加工刀具
2．不通孔车刀
通孔车刀 d）实物图
a）整体式
b）通孔车刀
c）通孔车刀
内孔车刀的结构
第三节 数控车削的孔加工刀具
一、孔加工刀具分类 二、钻孔刀具 1．麻花钻 2．可转位浅孔钻 3．深孔钻 4．扁钻 5．中心钻 三、扩孔、铰孔刀具 1．扩孔钻 2．铰孔刀具 四、内孔车刀 1．通孔车刀 2．盲孔车刀
1-钩销 2-刀片 3-刀垫 4-刀杆 5-螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 适用于有正前角和负刃倾角时的车削。在立装刀片的
车刀上常采用钩销式装夹结构，可用于轻型和中型车削。
1-钩销 2-刀片 3-刀垫 4-刀杆 5-螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
3．杠杆式
（1）结构特点 定位精度高，夹紧可靠，能迅速使刀片转位或更换，排屑
轻型和中型负荷的车削。
a）压紧螺钉中部的斜面使杠杆摆动 b）压紧螺钉下端面使杠杆摆动 1-刀杆 2-杠杆 3-弹簧套 4-刀垫 5-刀片 6-压紧螺钉 7-弹簧 8-调节螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
4．杠销式
（1）结构特点 结构较简单，夹紧力稳定，定位精度较高。定位面为底面 与侧面。
方便。但结构较复杂，制造杠杆比制造钩销困难。
a）压紧螺钉中部的斜面使杠杆摆动 b）压紧螺钉下端面使杠杆摆动 1-刀杆 2-杠杆 3-弹簧套 4-刀垫 5-刀片 6-压紧螺钉 7-弹簧 8-调节螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 刀片后角常为0°，刀具有正前角和负刃倾角，适用于
对于普通螺纹可用粗略算法来编制程序。通常螺 纹大径D比公称尺寸减小0.12P螺纹小径的确定根据下 式来确定。
d1=M－2h
第四节 数控车削切削用量的确定
4．分段切削背吃刀量
如果牙型较深，螺距较大，可分几次进给。每次进给 背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规 律分配。
螺纹分段切削示意图 常用螺纹切削进给次数与背吃刀量可参考
方便。定位面为底面与侧面。
a）光圆标偏心销结构
b）带螺纹的偏心销结构
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 它适用于小型和中型机床车削。
a）光圆标偏心销结构 b）带螺纹的偏心销结构
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
6．压孔式
（1）结构特点 压孔式装夹零件少，结构简单，夹紧可靠，排屑通畅。定 位面为底面与锥孔。
c） 套式硬质合金扩孔钻
d）可转位扩孔钻
第三节 数控车削的孔加工刀具
2．铰孔刀具
（1）通用标准铰刀 通用标准铰刀有直柄、锥柄和套式三种。
a）直柄机用铰刀
c）套式机用铰刀
b）锥柄机用铰刀
d）切削校准部分角度
第三节 数控车削的孔加工刀具
（2）硬质合金单刃铰刀 硬质合金单刃铰刀的结构如图所示。
硬质合金单刃铰刀
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 它适用于重负荷车削。
a）楔压复合式 b）拉压复合式
c）偏心楔块复合式 d）杠销楔块复合式
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
常见夹紧方式最合适的加工范围
夹紧方式 加工范围
可靠夹紧/紧固 仿形加工/易接近性
重复性 仿形加工/轻负荷加工
断续加工工序 外圆加工 内圆加工
a)爪形压板
b)桥形压板
c)蘑菇形压板
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 前角可为正或负，刃倾角多数为0°，少数为负刃倾角。 适用于精车，也可用于中型、重型及间断车削。
a)爪形压板
b)桥形压板
c)蘑菇形压板
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
2．钩销式
（1）结构特点 结构简单，夹紧可靠，定位精度高，排屑通畅。
工表面的精度要求、切削载荷的大小以及切削过程中 有无冲击和振动等。
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
2.涂层刀具的选择
涂层技术：CVD (化学气相沉积)技术
PVD (物理气相沉积)技术
刀具涂层材料：
TiC涂层 TiN涂层
硬质合金刀具的表面涂层材料 Al2O3涂层
TiC—TiN复合涂层
高速钢刀具的涂层材料
第四节 数控车削切削用量的确定
确定进给速度的原则：
（1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产 效率，可选择较高的进给速度。一般在100～200mm/min范 围内选取。
（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选 择较低的进给速度，一般在20～50mm/min 范围内选取。
（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度 应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取。
刀尖圆弧半径一般适宜选取进给量的2～3倍。
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统 四、数控车削刀具系统的形式
1．刀具系统的常用形式
刀块式车刀系统
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
圆柱齿条式车刀系统
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
2.刀具系统连接结构
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
锥柄加长麻花钻 内冷却锥柄麻花钻
镶硬质合金直柄麻花钻
直柄麻花钻
第三节 数控车削的孔加工刀具
2.硬质合金可转位刀片钻头
第三节 数控车削的孔加工刀具
3．可转位浅孔钻
可转位浅孔钻用于数控机床上钻浅 孔，如钻箱体 零件的孔。
可转位浅孔钻
第三节 数控车削的孔加工刀具
4．深孔钻
a）实物图
b）喷吸钻工作原理
a）用双头倒顺螺钉
b）用单头螺钉
1-刀杆 2-刀垫 3-刀片 4-定位销 5-楔块 6-双头螺钉 7-垫片 8-单头螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
8．复合式
（1）结构特点 采用两种夹紧方式夹紧刀片，夹紧可靠，能承受较大的切 削力和冲击。
a）楔压复合式
c）偏心楔块复合式
b）拉压复合式
d）杠销楔块复合式
TiC—Al2O3涂层
金刚石涂层材料
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
3．刀片尺寸选择
有效切削刃长度L与背吃刀量ap、主偏角Kr的关系
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
4．刀片形状选择
刀尖角度与加工性能的关系
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
5．刀片的刀尖半径选择
国家标准规定刀尖圆弧半径的尺寸系列为： •0.2 mm •0.4mm •0.8 mm •1.2 mm •1.6mm •2.0 mm •2.4mm •3.2 mm
喷吸钻
第三节 数控车削的孔加工刀具
5．扁钻
a)实物图
b）装配式扁钻结构图
第三节 数控车削的孔加工刀具
6．中心钻
中心钻常用于在零件两端钻中心孔。
a）不带护锥中心钻(A型)
b）带护锥中心钻(B型)
c）C型
d)R型
第三节 数控车削的孔加工刀具
三、扩孔、铰孔刀具
1．扩孔钻
b）套式高速钢扩孔钻
a）锥柄式高速钢 扩孔钻
第四节 数控车削切削用量的确定
2．螺纹牙型高度（螺纹总切深）
螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间 垂直于螺纹轴线的距离。螺纹实际牙型高度可按下式计 算：
h=0.6495P
螺纹牙型高度示意图
第四节 数控车削切削用量的确定
3．径向起点和终点的确定
对于外螺纹加工中，径向起点(编程大径)的确定决 定于螺纹大径；径向终点(编程小径)的确定决定于螺纹 小径。
第四节 数控车削切削用量的确定
一、数控车削切削用量的确定
1．背吃刀量ap的确定
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来确定。
2．主轴转速n的确定
车削加工主轴转速n应根据允许的切削速度v和工件直径d 来选择，按式v=πdn/1000计算。
3．进给速度vf的确定
进给速度vf主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以 及刀具、工件的材料性质选取。
第三章 数控车削加工工艺
第一节 零件在数控车床上的装夹 第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统 第三节 数控车削的孔加工刀具 第四节 数控车削切削用量的确定 第五节 典型轮廓的数控车削工艺 第六节 典型零件的数控车削工艺分析
第三章 数控车削加工工艺
加工应用
在数控车床上适合加工的零件
实例
几何精度、尺寸精度、表面质量 要求高的回转体零件
外圆车刀 刀杆标号 系统
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
一、机夹可转位刀片及代码：10个号位 二、机夹可转位车刀刀片的夹紧方式：8种 三、可转位刀片的选择 ：材料、涂层、尺寸、形状、半径 四、数控车削刀具系统的形式 五、刀杆的选用
第三节 数控车削的孔加工刀具
一、孔加工刀具分类
钻头
孔加工刀具 对已有孔进行 再加工刀具
l-刀杆 2-刀片 3-螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
（2）适用场合 刀片的前角、刃倾角通常为0°，有后角，广泛用于 铜、铝及塑料等材料的车削。
l-刀杆 2-刀片 3-螺钉
第二节 可转位刀片及数控车削用刀具系统
7．楔销式
用楔块将刀片压向定位销，将刀片压紧。楔销式装夹结 构简单，使用方便，夹紧力大，夹紧可靠，但中心销容易变形， 精度低。