课题四:数控刀具与应用(二) 标题:数控刀具分析、选择与运用 、教学目的: 介绍数控刀具特点与要求,选择刀具及刀具系统应考虑的因素,以实例说明选择刀具的过程, 使学生学习和掌握依据加工环境正确选择和使用加工刀具的方法。 、教学安排 (三)旧课复习内容: 1、数控刀具的类型、材料、特点 2、数控刀具的失效形式、产生的影响以及控制的方法 (二)新课教学知识点与重点、难点: 24数控刀具的选择 选择数控刀具时应考虑的因素(理解) 车削系统、铣镗系统(掌握)(中级数控车铣考证要求知识点) 工具管理系统(了解) (三)新课内容: 2.4数控刀具的选择 数控刀具(分两大系统:车削系统和铣镗削系统)的特点与要求 数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便,切削性能强、耐用度高。合理选用既能提髙加工效 率又能提高产品质量。 刀具选择应考虑的主要因素 1、被加工工件的材料、性能:金属、非金属,其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。 2、加工工艺类别:车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工 3、工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标 4、刀具能承受的切削用量 5、辅助因数:操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。 车削系统(整体式工具系统) 1、组成:由刀片(刀具)、刀体、接柄(或柄体)、刀盘等 2、可转位刀片的代码及参数 、可转位刀片的断屑槽槽型:断屑自如、排屑流畅 4、可转位刀片的夹紧方式:楔块上压式、杠杆式、螺钉上压式 要求:夹紧可靠、定位准确、排屑流畅、结构简单、操作方便 5、可转位刀片的选择 1)、刀片材料选择:高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方碳化硼或金刚石 2)、刀片尺寸选择:有效切削韧长度、被吃刀量、主偏角等 3)、刀片形状选择:依据表面形状、切削方式、刀具寿命、转位次数等 4)、刀片的刀尖半径选择 A、粗加工、工件直径大、要求刀刃强度高、机床刚度大时选大刀尖圆弧 B、精加工、切深小、细长轴加工、机床刚度小选小刀尖圆弧 刀具系统(模块式工具系统) 1、组成;刀片(刀具)、刀杆(或柄体)、主轴或刀片(刀具)、工作头、连接杆、主柄、主轴所组 成 2、数控铣削刀具的选择 1)、铣刀类型的选择: A、加工较大平面选择面铣刀
课题四：数控刀具与应用（二） 标题：数控刀具分析、选择与运用 04 一、教学目的： 介绍数控刀具特点与要求，选择刀具及刀具系统应考虑的因素，以实例说明选择刀具的过程， 使学生学习和掌握依据加工环境正确选择和使用加工刀具的方法。 二、教学安排： （三） 旧课复习内容： 1、数控刀具的类型、材料、特点 ２、数控刀具的失效形式、产生的影响以及控制的方法。 （二）新课教学知识点与重点、难点： 2.4 数控刀具的选择 选择数控刀具时应考虑的因素（理解） 车削系统、铣镗系统（掌握）（中级数控车铣考证要求知识点） 工具管理系统(了解)； （三）新课内容： 2.4 数控刀具的选择 数控刀具（分两大系统：车削系统和铣镗削系统）的特点与要求 数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便，切削性能强、耐用度高。合理选用既能提高加工效 率又能提高产品质量。 刀具选择应考虑的主要因素 １、被加工工件的材料、性能：金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。 ２、加工工艺类别；车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。 ３、工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。 ４、刀具能承受的切削用量。 ５、辅助因数：操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。 车削系统（整体式工具系统） １、组成：由刀片（刀具）、刀体、接柄（或柄体）、刀盘等 ２、可转位刀片的代码及参数 ３、可转位刀片的断屑槽槽型：断屑自如、排屑流畅 ４、可转位刀片的夹紧方式：楔块上压式、杠杆式、螺钉上压式 要求：夹紧可靠、定位准确、排屑流畅、结构简单、操作方便 ５、可转位刀片的选择 １）、刀片材料选择：高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方碳化硼或金刚石 ２）、刀片尺寸选择：有效切削韧长度、被吃刀量、主偏角等 ３）、刀片形状选择：依据表面形状、切削方式、刀具寿命、转位次数等 ４）、刀片的刀尖半径选择： Ａ、粗加工、工件直径大、要求刀刃强度高、机床刚度大时选大刀尖圆弧 Ｂ、精加工、切深小、细长轴加工、机床刚度小选小刀尖圆弧 刀具系统（模块式工具系统） １、组成；刀片（刀具）、刀杆（或柄体）、主轴或刀片（刀具）、工作头、连接杆、主柄、主轴所组 成 ２、数控铣削刀具的选择 １）、铣刀类型的选择： Ａ、加工较大平面选择面铣刀
B、加工凸台、凹槽、小平面立铣刀, C、加工毛坯面和粗加工孔选择镶硬质合金玉米铣刀, D、曲面加工选择球头铣刀, 加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀, F、加工封闭键槽选键槽铣刀,等等 2)、铣刀参数的选择 A、面铣刀主要参数选择 a)、标准可转位面铣刀直径在Φ16—Φ630):粗铣时直径选小的,精铣时铣刀直径选大的, b)、依据工件材料和刀具材料以及加工性质确定其几何参数: 铣削加工通常选前角小的铣刀,强度硬度高的材料选负前角,工件材料硬度不大选大后角、硬的选 小后角,粗齿铣刀选小后角,细齿铣刀取大后角,铣刀的刃倾角通常在-5--15度,主偏角在45 90度 B、立铣刀主要参数选择 a)、刀具半径r应小于零件内轮廓最小曲率半径p b)、零件的加工高度H≤(1/4-1/6)r c)、不通孔或深槽选取l=H+(5~10)mm d)、加工外形及通槽时选取l=H+rε+(5~10)mm e)、加工肋时刀具直径为D=(5~10)b f)、粗加工内轮廓面时,铣刀最大直径D D=d+2[6sin(中/2)61J[1-sin(中/2) 3、加工中心刀具的选择 加工中心刀具通常由刃具和刀柄两部分组成刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的各 种钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等,刀柄要满足机床主轴自动松开和夹紧定位,并能准确地安 装各种刃具和适应换刀机械手的夹持等要求 1)、对加工中心刀具的基本要求 A、刀具应有较高的刚度 B、重复定位精度高 C、刀刃相对主轴的一个定位点的轴向和径向位置应能准确调整 2)、孔加工刀具的选择 A、钻孔刀具及其选择 B、扩孔刀具及其选择 C、镗孔刀具及其选择,应特别重视刀杆的刚度 3)、刀具尺寸的确定 主要是刀具的长度和直径的选择,如加工孔依据其深度和孔径选择 4、刀柄的选择 1)、依据被加工零件的工艺选择刀柄 2)、刀柄配备的数量:与被加工零件品种、规格、数量、难易程度、机床负荷有关 3)、正确选择刀柄柄部形式 4)、坚持选择加工效率高的刀柄 5)、综合考虑合理选用模块式和复合式刀柄 工具系统 1、工具系统发展趋势:向着柔性制造系统和模块化组合结构发展 2、车削类工具系统
Ｂ、加工凸台、凹槽、小平面立铣刀， Ｃ、加工毛坯面和粗加工孔选择镶硬质合金玉米铣刀， Ｄ、曲面加工选择球头铣刀， Ｅ、加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀， Ｆ、加工封闭键槽选键槽铣刀，等等 ２）、铣刀参数的选择 Ａ、面铣刀主要参数选择 a)、标准可转位面铣刀直径在Φ16－Φ630）：粗铣时直径选小的，精铣时铣刀直径选大的， b)、依据工件材料和刀具材料以及加工性质确定其几何参数： 铣削加工通常选前角小的铣刀，强度硬度高的材料选负前角，工件材料硬度不大选大后角、硬的选 小后角，粗齿铣刀选小后角，细齿铣刀取大后角，铣刀的刃倾角通常在-５－-１５度，主偏角在４５ －９０度 Ｂ、立铣刀主要参数选择 a)、刀具半径 r 应小于零件内轮廓最小曲率半径ρ b)、零件的加工高度 H≤（1/4－1/6）r c)、不通孔或深槽选取 l=H+(5~10)mm d)、加工外形及通槽时选取 l=H+rε+(5~10)mm e)、加工肋时刀具直径为 D=(5~10)b f)、粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径 D D=d+2[δsin(φ/2)-δ1]/[1-sin(φ/2)] ３、加工中心刀具的选择 加工中心刀具通常由刃具和刀柄两部分组成,刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的各 种钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等，刀柄要满足机床主轴自动松开和夹紧定位，并能准确地安 装各种刃具和适应换刀机械手的夹持等要求。 １）、对加工中心刀具的基本要求 Ａ、刀具应有较高的刚度 Ｂ、重复定位精度高 Ｃ、刀刃相对主轴的一个定位点的轴向和径向位置应能准确调整 ２）、孔加工刀具的选择 Ａ、钻孔刀具及其选择 Ｂ、扩孔刀具及其选择 Ｃ、镗孔刀具及其选择，应特别重视刀杆的刚度 ３）、刀具尺寸的确定 主要是刀具的长度和直径的选择，如加工孔依据其深度和孔径选择 ４、刀柄的选择 １）、依据被加工零件的工艺选择刀柄 ２）、刀柄配备的数量：与被加工零件品种、规格、数量、难易程度、机床负荷有关 ３）、正确选择刀柄柄部形式 ４）、坚持选择加工效率高的刀柄 ５）、综合考虑合理选用模块式和复合式刀柄 工具系统 １、工具系统发展趋势：向着柔性制造系统和模块化组合结构发展 ２、车削类工具系统
3、镗铣类工具系统:分整体失和模块式工具系统 4、刀具管理系统: 1)、是柔性制造系统中一个很重要、技术难度很大的系统 2)、刀具管理系统的任务 3)、刀具管理系统的基本功能 原始资料、系统计划、硬件配置和软件系统等等。 (四)、新课小结 Ⅰ、数控刀具要求精度高、刚性妤、装夹调整方便,切削性能强、耐用度高。合理选用既能提高 加工效率又能提高产品质量。 2、刀具选择应考虑的主要因素。 3、工具系统向着柔性制造系统和模块化组合结构发展。 五、作业 1、选择面铣刀和立铣刀参数时应考虑那些因素? 2、选择加工中心刀柄时应注意什么? 3、刀具管理系统的任务和基本功能是什么?
３、镗铣类工具系统：分整体失和模块式工具系统 ４、刀具管理系统： １）、是柔性制造系统中一个很重要、技术难度很大的系统 ２）、刀具管理系统的任务 ３）、刀具管理系统的基本功能 原始资料、系统计划、硬件配置和软件系统等等。 （四）、新课小结： 1、数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便，切削性能强、耐用度高。合理选用既能提高 加工效率又能提高产品质量。 2、刀具选择应考虑的主要因素。 3、工具系统向着柔性制造系统和模块化组合结构发展。 五、作业： １、选择面铣刀和立铣刀参数时应考虑那些因素？ ２、选择加工中心刀柄时应注意什么？ ３、刀具管理系统的任务和基本功能是什么？
课题五:工件在数控机床上的装夹( 标题:机床夹具概述 、教学目的: 掌握夹具的分类、组成和作用,了解各典型夹具的结构和功能 二、教学安排: (一)旧课复习内容 1、数控刀具的材料 2、数控刀具的选择 (二)新课教学知识点与重点、难点: 3.1机床夹具概述 3.1.1工件的安装 工件安装的内容、方法(掌握)(中级数控车铣考证要求知识点) 3.12夹具的分类(了解 3.1.3夹具的组成和作用(掌握) 3.1.4典型夹具介绍(掌握)(中级数控车铣考证要求知识点) (三)新课内容: 3.1机床夹具概述 3.1.1工件的安装 机床夹具是机床上用以装夹工件(和引导刀具)的一种装置。其作用是将工件定位,以使工件获得 相对的于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧 工件安装的内容包括 定位:使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。 夹紧:工件定位后,将工件紧固,使工件在加工过程中不发生位置变化。 定位与夹紧的关系:是工件安装中两个有联系的过程,先定位后夹紧 安装的方法 1、用找正法安装: 1)方法: a)把工件直接放在机床工作台上或放在四爪卡盘、机用虎钳等机床附件中,根据工件的一个或几个 表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧; b先按加工要求进行加工面位置的划线工序,然后再按划出的线痕进行找正实现装夹 2)特点 a)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高: b)定位精度较低,由于常常需要增加划线工序,所以增加了生产成本 c)只需使用通用性很好的机床附件和工具,因此能适用于加工各种不同零件的各种表面,特别适合 于单件、小批量生产 2、用夹具装夹安装: 1)工件装在夹具上,不再进行找正,便能直接得到准确加工位置的装夹方式。 2)特点:避免了找正法划线定位而浪费的工时,还可以避免加工后的工件的加工误差分散范围扩大, 夹装方便
课题五：工件在数控机床上的装夹（一） 标题：机床夹具概述 05 一、教学目的： 掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。 二、教学安排： （一）旧课复习内容： 1、数控刀具的材料。 2、数控刀具的选择。 （二）新课教学知识点与重点、难点： 3.1 机床夹具概述 3.1.1 工件的安装 工件安装的内容、方法（掌握）（中级数控车铣考证要求知识点）； 3.1.2 夹具的分类（了解） 3.1.3 夹具的组成和作用（掌握） 3.1.4 典型夹具介绍（掌握）（中级数控车铣考证要求知识点）； （三）新课内容： 3.1 机床夹具概述 3.1.1 工件的安装 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得 相对的于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 工件安装的内容包括： 定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。 夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化。 定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有联系的过程，先定位后夹紧， 安装的方法： 1、用找正法安装： 1)方法： a)把工件直接放在机床工作台上或放在四爪卡盘、机用虎钳等机床附件中，根据工件的一个或几个 表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧； b)先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。 2)特点： a)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高； b)定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本； c)只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合 于单件、小批量生产。 2、用夹具装夹安装： 1)工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式。 2)特点：避免了找正法划线定位而浪费的工时，还可以避免加工后的工件的加工误差分散范围扩大， 夹装方便
虎钳装夹 找正法与用夹具装夹工件的对比 设加工工件如上图所示 1、采用找正法装夹工件的步骤 1)先进行划线,划出槽子的位置 2)将工件放在立式铣床的工作台上,按划出的线痕进行找正,找正完成后用压板或虎钳夹紧工件 3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置,调整好后才能开始加工 4)加工中需先试切一段行程,测量尺寸,根据测量结果再调整铣刀的相对位置,直至达到要求为止。 5)每加工一个工件均重复上述步骤。 因此这种装夹方法不但费工费时,而且加工出一批工件的加工误差分散范围较大 2、采用夹具装夹 采用夹具装夹方法,不需要进行划线就可把工件直接放入夹具中去。工件的A面支承在两支承板2 上;B面支承在两齿纹顶支承钉3上:端面靠在支承钉4上,这样就确定了工件在夹具中的位置, 然后旋紧螺母9通过压板8把工件夹紧,完成了工件的装夹过程。下一工件进行加工时,夹具在机 床上的位置不动,只需松开螺母9进行装卸工件即可 夹具装夹图 3.12夹具的分类 可按应用范围、使用机床、夹紧动力源来分类 a)按工艺过程的不同,夹具可分为机床夹具、检验夹具、装配夹具、焊接夹具等;
虎钳装夹 找正法与用夹具装夹工件的对比 设加工工件如上图所示 1、采用找正法装夹工件的步骤： 1)先进行划线，划出槽子的位置； 2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正，找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。 3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才能开始加工。 4)加工中需先试切一段行程，测量尺寸，根据测量结果再调整铣刀的相对位置，直至达到要求为止。 5)每加工一个工件均重复上述步骤。 因此这种装夹方法不但费工费时，而且加工出一批工件的加工误差分散范围较大。 2、采用夹具装夹 采用夹具装夹方法，不需要进行划线就可把工件直接放入夹具中去。工件的 A 面支承在两支承板 2 上；B 面支承在两齿纹顶支承钉 3 上；端面靠在支承钉 4 上，这样就确定了工件在夹具中的位置， 然后旋紧螺母 9 通过压板 8 把工件夹紧，完成了工件的装夹过程。下一工件进行加工时，夹具在机 床上的位置不动，只需松开螺母 9 进行装卸工件即可。 夹具装夹图 3.1.2 夹具的分类 可按应用范围、使用机床、夹紧动力源来分类。 a) 按工艺过程的不同，夹具可分为机床夹具、检验夹具、装配夹具、焊接夹具等；