十二章数控刀具及其工具系统.ppt

川俘乱磊牲妹亚氟赶亦盂柯懒钮宿兰邹辉膝占烷肖噶招垄搭淡蚁孙片琢正十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统13.1 自动线刀具自动线刀具 瞥慨摧栋耪摘辛胆竣沁抛厄央淫妙荒秧拢蛛款样蛔风肆讼听虾笼毖祭隙叔十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统13.1.1 自动线刀具要求自动线刀具要求 1.要求：要求：自动线生产率高、辅助时间少自动线生产率高、辅助时间少2.特点：特点：1．切削性能稳定可靠．切削性能稳定可靠2．．可靠的断屑和卷屑可靠的断屑和卷屑 3．应具有高的精度．应具有高的精度 4．精确而迅速的调整．精确而迅速的调整 5．快速或自动更换．快速或自动更换 6．各种必要的刀具工作状态检测装置．各种必要的刀具工作状态检测装置 7．复合程度高．复合程度高 8．标准化、系列化和通用化．标准化、系列化和通用化 涸湖耀促设汹回施葱哈淳茸课咨氓壁赫驾绵米楷健溜怂训辜纵腮蔗扰颠醋十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统一、切削性能稳定可靠一、切削性能稳定可靠⒈⒈要求：要求：具有高的硬度，足够的强度和韧性以及较具有高的硬度，足够的强度和韧性以及较好的耐磨性和热硬性。

好的耐磨性和热硬性 2.评价指标：评价指标：1)尺寸耐用度指标T2)可靠性指标Tp 尺寸耐用度尺寸耐用度是指刀具在两次调整之间所能加工出是指刀具在两次调整之间所能加工出的符合尺寸精度的合格零件数量或相应的加工时间的符合尺寸精度的合格零件数量或相应的加工时间. . 规定可靠度规定可靠度P P≥≥0.90.9（即（即90%90%）时刀具的切削时间）时刀具的切削时间 如如T T0.90.9=1=1小时，表示刀具耐用度为小时，表示刀具耐用度为1 1小时其可靠小时其可靠性为性为90%90% 痛界海壬班三仲翟杏群墟韶张屉博落拌环鸣奉入航曹至僻秦拆牺畦畜柬绝十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统二、可靠的断屑和卷屑二、可靠的断屑和卷屑 ⒈⒈意义：意义：2.方法：方法：不影响刀具的寿命，不影响刀具的寿命，不妨碍自动线的工作循环，不妨碍自动线的工作循环，不妨碍切削液的浇注，不妨碍切削液的浇注，不擦伤加工表面，不擦伤加工表面，不影响零件的输送和定位等不影响零件的输送和定位等 ⑴⑴采用断屑块和断屑槽；采用断屑块和断屑槽；⑵⑵采用特殊形状的容屑槽断屑；采用特殊形状的容屑槽断屑；⑶⑶有高压切削液强迫断屑；有高压切削液强迫断屑；⑷⑷利用振动和间断切削断屑等利用振动和间断切削断屑等 。

铬状俭豺娟剩驴募缆过尿拾缀叔唇碾晾潮淑贬般够锋姆挂蔓悄缆鬼袱咐挺十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统三、应具有高的精度三、应具有高的精度 1 1）刀具及其装夹结构也必须具有很高的精度，能保证在机）刀具及其装夹结构也必须具有很高的精度，能保证在机床上的安装精度（通常在床上的安装精度（通常在0.005mm以内）和重复定位精度以内）和重复定位精度 2 2）刀具切削部分的几何尺寸变化要小，刀杆和刀片反复装）刀具切削部分的几何尺寸变化要小，刀杆和刀片反复装卸也应能保持精度稳定卸也应能保持精度稳定 3 3）装刀片的刀杆的加工精度也应提高或者选用精化刀具，）装刀片的刀杆的加工精度也应提高或者选用精化刀具，以保证高要求的刀尖位置精度以保证高要求的刀尖位置精度 四、精确而迅速的调整四、精确而迅速的调整四、精确而迅速的调整四、精确而迅速的调整 为了保证工件尺寸在预定的公差范围内，必须对刀具及为了保证工件尺寸在预定的公差范围内，必须对刀具及时进行调整为了减少调整时间，这种调整应当是简便迅速时进行调整为了减少调整时间，这种调整应当是简便迅速的。

的 后拳沽蛇荚阻赡赘紊觅延伐藻震毗绵职敖的棒与嗓磊恬喧洪旬告苏秆狸悼十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统五、快速或自动更换五、快速或自动更换 ⒈⒈意义：意义：2.方法：方法：减少因换刀而造成的停机时间减少因换刀而造成的停机时间 （（1 1）机外调整刀具）机外调整刀具 （（2 2）采用耐用度计数器）采用耐用度计数器 在预调室内把刀具的相对尺寸调整好，在预调室内把刀具的相对尺寸调整好，然后再装到机床上，使之能与机床快速、准然后再装到机床上，使之能与机床快速、准确地接合和脱开，并能适应机械手或机器人确地接合和脱开，并能适应机械手或机器人的操作 按规定耐用度定时更换刀具按规定耐用度定时更换刀具( (即是在即是在自动线的自动循环过程中换刀自动线的自动循环过程中换刀) ) 3.因此：因此：联联接接刀刀具具的的刀刀柄柄、、刀刀杆杆、、接接杆杆和和装装夹夹刀刀头头的的刀刀夹夹，，已已发展成工具系统发展成工具系统步淹踞蹬临胎盈山皑弊外杨趾茸断锚示知细铆畜痉涟蜒增睦卧饶隆莫舱给十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统六、各种必要的刀具工作状态检测装置六、各种必要的刀具工作状态检测装置 生产过程中往往会由于一些偶然性因素，诸生产过程中往往会由于一些偶然性因素，诸如刀具或刀片、以及工件材料上的一些缺陷造成如刀具或刀片、以及工件材料上的一些缺陷造成刀具的突然崩刃或折断，这时就必须及时报警。

刀具的突然崩刃或折断，这时就必须及时报警⒈⒈意义：意义：2.原理：原理： 随时将刀具状态（磨损或破损）的监测结果随时将刀具状态（磨损或破损）的监测结果输入计算机，及时发出调整或更换刀具的指令，输入计算机，及时发出调整或更换刀具的指令，以保证工作循环的正常进行与加工质量以保证工作循环的正常进行与加工质量 该装置的性能必须稳定可靠，防止意外事故，避该装置的性能必须稳定可靠，防止意外事故，避免不必要的损失免不必要的损失 3.要求：要求：蹿孔酚盆酋勿截筷莲使桩将特乳湍埠嗜搭瞎寄挎婉乡濒孺他欲拯夯屹澡钡十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统七、复合程度高七、复合程度高 ⒈⒈意义：意义：2.方法：方法： 减少刀具数量，降低刀具管理难度减少刀具数量，降低刀具管理难度提高生产效率，保证加工精度提高生产效率，保证加工精度 如钻如钻-扩、扩扩、扩-铰、扩铰、扩-镗等镗等 八、标准化、系列化和通用化八、标准化、系列化和通用化 有利于编排加工程序和刀具的管理有利于编排加工程序和刀具的管理 严辐伦鞍匣痈老见奇二太锯卯葡垮纶萄奔譬坤脱汾翅崎瞩北趣腻滴驴靶桅十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统13.1.2 自动化加工中刀具尺寸的补偿方法自动化加工中刀具尺寸的补偿方法 一、一、刀具尺寸补偿的刀具尺寸补偿的优点：优点：1）能够补偿由于刀具磨损而造成工件径向尺寸的变化，刀具）能够补偿由于刀具磨损而造成工件径向尺寸的变化，刀具材料可充分利用；材料可充分利用；2）加快调整速度，大大减少循环外的时间损耗，提高机床负）加快调整速度，大大减少循环外的时间损耗，提高机床负荷率；荷率；3）提高调整精度，从而可大大缩小工件径向尺寸分布区；）提高调整精度，从而可大大缩小工件径向尺寸分布区；4）对刀具或刀片的制造精度的要求可以降低，从而降低了制）对刀具或刀片的制造精度的要求可以降低，从而降低了制造成本；造成本；5）如果把测量装置与补偿装置接合起来，并使其自动化，便）如果把测量装置与补偿装置接合起来，并使其自动化，便可实现刀具的自动补偿功能。

可实现刀具的自动补偿功能泻捧陇客棘撼砧入请畔嘶班谆锭瑟岸同享缔鉴恼椅慰厦疫投趾驹后园铱训十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统二、二、刀具补偿方式的分类刀具补偿方式的分类 ：：1.1.位移和变位两种主要方式位移和变位两种主要方式 （见表（见表12.1））2.2.按刀具位移方式补偿又可分为按刀具位移方式补偿又可分为四类：四类：1 1）利用刀具直线运动进行补偿，常见于镗刀和车刀的补）利用刀具直线运动进行补偿，常见于镗刀和车刀的补偿；偿；2 2）利用刀具摆动，使刀具的刀尖产生径向微量位移补偿，）利用刀具摆动，使刀具的刀尖产生径向微量位移补偿，可用于镗刀的补偿；可用于镗刀的补偿；3 3）利用刀夹弹性变形，使刀具的刀尖产生径向微量位移）利用刀夹弹性变形，使刀具的刀尖产生径向微量位移来进行补偿常用于镗刀的自动补偿；来进行补偿常用于镗刀的自动补偿；4 4）利用刀头张开的方式进行微量补偿，多用于铰刀的补）利用刀头张开的方式进行微量补偿，多用于铰刀的补偿 彭狸蛋弦喇钟搀吩错谎谬搀烯睁蛰熊膳淹辛褥连庶涌滚闲壬侈艺陀驻隔乳十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统表12.1 刀具补偿方式 刀具补偿方式图示应 用刀具移 动镗 刀车 刀摆 动镗 刀位移刀夹变形常用于镗刀自动补偿装置刀头张开拉 刀镗杆变位常用于镗刀自动补偿装置长另阻慎觅篆姥余撵庚倦和畏坪苇脖洼挎育喀邦兔坏存址失瘩医宵叉耗读十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统三、尺寸自动补偿系统三、尺寸自动补偿系统 在自动化加工中，对于精加工，多采用加工过程中在自动化加工中，对于精加工，多采用加工过程中的尺寸控制系统，即的尺寸控制系统，即尺寸自动误差补偿系统尺寸自动误差补偿系统来提高加工来提高加工精度和刀具耐用度。

精度和刀具耐用度 所谓所谓尺寸误差系统尺寸误差系统，是对加工过程中的工件已加工，是对加工过程中的工件已加工表面尺寸进行自动误差检测和处理，使之转化为控制信表面尺寸进行自动误差检测和处理，使之转化为控制信息，以控制补偿执行装置，使刀具按预定的数值产生径息，以控制补偿执行装置，使刀具按预定的数值产生径向微量位移，以补偿刀具磨损等原因所造成工件尺寸的向微量位移，以补偿刀具磨损等原因所造成工件尺寸的变化，从而提高加工精度变化，从而提高加工精度 尺寸尺寸补偿系系统是由是由自动测量装置自动测量装置、、控制装置控制装置和和补偿补偿执行装置执行装置三部分组成三部分组成 1.尺寸自动补偿系统尺寸自动补偿系统嚼余层烷肝趁建兹靴慈蹦掐暮凸秸窃聂烧林学务肛切高圃赴尾望萧蛾姿垒十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.1 12.1 车刀尺寸自动补偿系统图车刀尺寸自动补偿系统图 右咽辽昂伐时尔愧宝天救侠滇险困郴磷甩赎宫砒咒闹蓄铆网污煌托荤仕循十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统2.尺寸自动补偿系统的分类尺寸自动补偿系统的分类直接补偿和间接补偿直接补偿和间接补偿 直接补偿直接补偿：：以工件的以工件的实测误差差为依据依据进行行误差差补偿来提高加工精度来提高加工精度 间接补偿间接补偿：：仅对机床机床执行部件的位置坐行部件的位置坐标误差差进行行补偿 大部分为间接补偿大部分为间接补偿 帜妥郝竞沿喝娄凶愈臣桨捻欢籍梦漏仇委卸偏翁床掘搬虽毅菊响银唬贝狭十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统四、尺寸补偿执行装置四、尺寸补偿执行装置 由于尺寸补偿系统都是用于精加工的，补偿量又是由于尺寸补偿系统都是用于精加工的，补偿量又是微量的，要达到补偿的效果，关键在于补偿装置的工作微量的，要达到补偿的效果，关键在于补偿装置的工作性能。

它的基本要求有：性能它的基本要求有： 1 1）能保证补偿精度与补偿范围能保证补偿精度与补偿范围2 2）具有良好的频率响应特性和良好的线性与稳定性具有良好的频率响应特性和良好的线性与稳定性3 3）具有足够的刚度具有足够的刚度4 4）装置应结构紧凑，组成的零件尽可能少，所占空间小，以利于）装置应结构紧凑，组成的零件尽可能少，所占空间小，以利于装置的合理布置装置的合理布置5 5）要防止由于切削液或切屑的干扰所造成的不得影响要防止由于切削液或切屑的干扰所造成的不得影响6 6）具有控制简单、成本低廉的特点具有控制简单、成本低廉的特点 把刀具安装在补偿执行装置的可动件上，或者把补偿运动把刀具安装在补偿执行装置的可动件上，或者把补偿运动直接传递给工件而不经过中间环节直接传递给工件而不经过中间环节 实现：实现：疮节贿屋葵尿部寥杠麻辱逃丙霍沼舱髓泊徘郡侄记兵驮抿腥危兔岭评框恬十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统五、补偿执行装置结构五、补偿执行装置结构 1.一种车床加工用补偿刀架一种车床加工用补偿刀架 车刀车刀2 2安装在刀架安装在刀架3 3上，上，4 4为压电晶体补偿元件。

为压电晶体补偿元件 这种刀架的补偿原理是利用某些压电晶体的电这种刀架的补偿原理是利用某些压电晶体的电伸缩特性，在直流电压（一般为伸缩特性，在直流电压（一般为0 0～～300V300V）作用下，）作用下，补偿元件补偿元件4 4伸长，使刀架体伸长，使刀架体3 3产生弹性变形带动车刀产生弹性变形带动车刀向左移一个微位移，达到尺寸补偿目的向左移一个微位移，达到尺寸补偿目的 补偿量要根据所用压电晶体的电压和位移关系补偿量要根据所用压电晶体的电压和位移关系而定 愈方憾屿谷心辆毛告咖梯修扳湘靴施奶抹蜕还注独嘎袁际摧萝蹈队徽炉执十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.2 12.2 补偿刀架补偿刀架 武尹星侩镰炽锰吝限疗闸若焦粘垫蓄阐葡铭剪部防湃厢篡响淘虹待稍帽摄十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统2.一种镗刀压电晶体补偿装置一种镗刀压电晶体补偿装置 镗刀镗刀7 7利用螺钉利用螺钉1010固定在套筒固定在套筒8 8中，螺钉中，螺钉1111用于调整镗刀位置用于调整镗刀位置通交流电或脉冲直流电时，压电晶体管通交流电或脉冲直流电时，压电晶体管3 3在每个交流电的正半波在每个交流电的正半波（或脉冲直流电的每一个脉冲）时伸长，克服弹性涨套（或脉冲直流电的每一个脉冲）时伸长，克服弹性涨套5 5与压板与压板6 6之之间的碟形弹簧间的碟形弹簧9 9的弹力，将固定镗刀的套筒顶出，使镗刀获得径向的弹力，将固定镗刀的套筒顶出，使镗刀获得径向微量位移。

在每个交流电的负半波（或脉冲直流电的两脉冲之间）微量位移在每个交流电的负半波（或脉冲直流电的两脉冲之间）时，压电晶体管时，压电晶体管3 3缩短但由于圆柱弹簧缩短但由于圆柱弹簧1 1的作用，楔块的作用，楔块2 2随时间向随时间向左移动左移动, ,顶紧缩短了的压电晶体管顶紧缩短了的压电晶体管3 3，因而镗刀不会退回，完成补偿，因而镗刀不会退回，完成补偿作用如果持续通电，则镗刀继续作径向微量位移，补偿量决定于作用如果持续通电，则镗刀继续作径向微量位移，补偿量决定于持续通电时间当镗刀已经磨损到必须换刀时，则将所有调整元件持续通电时间当镗刀已经磨损到必须换刀时，则将所有调整元件重新复位待用重新复位待用 安装在绝缘套安装在绝缘套4 4内的弹簧触片内的弹簧触片1414压向压电晶体管并与之绝缘，压向压电晶体管并与之绝缘，另一端用导线使其与装在镗杆另一端用导线使其与装在镗杆1515外部的插头外部的插头1212连接起来，此插头装连接起来，此插头装入镗杆中的绝缘螺塞入镗杆中的绝缘螺塞1313内导线与弹簧触片及其与压电晶体管之间内导线与弹簧触片及其与压电晶体管之间的接触必须良好这三者均置于绝缘套中，以保证它们与外部绝缘。

的接触必须良好这三者均置于绝缘套中，以保证它们与外部绝缘 结构简单和成本低，适应于精加工结构简单和成本低，适应于精加工使用时要特别注意避免污染及切削液的影响使用时要特别注意避免污染及切削液的影响注意注意胶恃御额接节谢谨梅骋帧承隧垦奸吏宋赘喂席满虏高枕射卜超涂懂楔七闹十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.3 12.3 镗刀压电晶体补偿装置镗刀压电晶体补偿装置 邓绽花兜六病碰护又迂瘫姓瓦弛龄请刘茶唾旁起檄辨瞎谊俘削寅赡勤籽襄十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.1.3 自动线刀具的更换自动线刀具的更换 强制更换强制更换强制更换强制更换 不同规格的刀具以不同的切削用量在工作，其耐用度不同规格的刀具以不同的切削用量在工作，其耐用度相差悬殊，按其耐用度的大小进行分组，实现分批定期强相差悬殊，按其耐用度的大小进行分组，实现分批定期强制更换各组应设有计算刀具实际工作循环的计数器，当制更换各组应设有计算刀具实际工作循环的计数器，当达到规定循环数时，便发出信号，进行强制换刀达到规定循环数时，便发出信号，进行强制换刀 强制检查强制检查强制检查强制检查 如果各把刀具的耐用度相差甚大，又难于按组进行强如果各把刀具的耐用度相差甚大，又难于按组进行强制换刀时，最好对它们进行强制检查，调整工在进行检查制换刀时，最好对它们进行强制检查，调整工在进行检查刀具的同时要更换已用钝了的这一组刀具，这样可以减少刀具的同时要更换已用钝了的这一组刀具，这样可以减少刀具破损的危险性。

刀具破损的危险性 交擒乙蓟笨瘪苦摹语无炮靶鲍盗蚌啤拨翔动揽闽账印汽邑童犀稿户擎利画十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统更换刀具的基本方式：更换刀具的基本方式：更换刀具的基本方式：更换刀具的基本方式： 更换刀片更换刀片更换刀具更换刀具更换刀夹更换刀夹更换刀柄更换刀柄危侠隅唁朗粉嗽趣漂们镀国学茅七匝褥笋傅超危屠肇插抡犯皿致巷庙鸿剁十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统1.更换刀片更换刀片适用适用适用适用优点优点优点优点1 1）被更换元件小，装卸轻便若是可转位刀具，当一个）被更换元件小，装卸轻便若是可转位刀具，当一个切削刃磨损后，只需将刀片转位，由新的一边切削刃进行切削刃磨损后，只需将刀片转位，由新的一边切削刃进行切削，待几边切削刃都磨损后才更换刀片；切削，待几边切削刃都磨损后才更换刀片；2 2）刀体不换，减少了刀体的周转量及制造量；）刀体不换，减少了刀体的周转量及制造量；3 3）换刀精度由刀片精度保证，随着刀片精度的提高及精）换刀精度由刀片精度保证，随着刀片精度的提高及精密级刀片产量和品种的增加，采用更换刀片的换刀方式就密级刀片产量和品种的增加，采用更换刀片的换刀方式就更显示出优越性，因为这时无需作任何调整。

更显示出优越性，因为这时无需作任何调整 缺点缺点缺点缺点1 1）为了保证刀片的互换性及换刀精度，对刀片的质量要求）为了保证刀片的互换性及换刀精度，对刀片的质量要求较高，各个表面均需磨削，以提高刀片精度和粗糙度等级，较高，各个表面均需磨削，以提高刀片精度和粗糙度等级，从而使制造成本增加；从而使制造成本增加；2 2）由于自动线上布置拥挤，机床上的工作空间很小）由于自动线上布置拥挤，机床上的工作空间很小, ,刀片刀片的携拆装以及刀片支承面的清理不方便；的携拆装以及刀片支承面的清理不方便； 用于数控机床和自动线上个别工序和多刀加工机床上用于数控机床和自动线上个别工序和多刀加工机床上 只适用于机械夹固式刀具（含可转位刀具）只适用于机械夹固式刀具（含可转位刀具）呸膀诣欣猜石术肮拌散绵辨牙才秃隐引谢潜意婉番轨缩械舷串厚裙耙松请十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统2.更换刀具更换刀具优点优点优点优点1 1））对刀片的精度及粗糙度要求不高，降低了刀片制造成刀片的精度及粗糙度要求不高，降低了刀片制造成本；本；2 2）可在机外）可在机外进行行换刀刀预调，能保，能保证较高的高的换刀精度；刀精度；3 3））换刀刀简便迅速。

便迅速 缺点缺点缺点缺点1 1））对刀体的精度和粗糙度要求刀体的精度和粗糙度要求较高，刀体高，刀体须经过磨制；磨制；2 2）刀具上）刀具上备有有调整装置，刀具制造成本高；整装置，刀具制造成本高；3 3）需有机外的）需有机外的预调装置 棉会充孙御痕闽膜砂蒲妹渝铁士独熬耗芍拧歇披缺逸俱妄佑药棘显篆猜嗽十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统3.更换刀夹更换刀夹适用适用适用适用优点优点优点优点1 1））对刀片和刀体的精度要求都不高；刀片和刀体的精度要求都不高；2 2）可在机外）可在机外进行更行更换预调，，换刀精度很高；刀精度很高；3 3）有利于自）有利于自动换刀缺点缺点缺点缺点1 1）被更）被更换的元件大而笨重，装卸不方便；的元件大而笨重，装卸不方便；2 2）需）需专门设计刀刀夹，刀，刀夹的制造精度要求的制造精度要求较高；高；3 3）与更）与更换刀体方式比刀体方式比较，机外，机外对刀装置更刀装置更为复复杂，，调整也整也比比较麻麻烦；；4 4）影响刀架系）影响刀架系统刚性用于数控机床上的自动换刀装置，也可用于自动线上用于数控机床上的自动换刀装置，也可用于自动线上 整精胡能教中吴姚躯潜绿涟残淆编辈沪滚桓岭鹿菲挫鲸索篇涡赐拇茶队沁十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统4.更换刀柄更换刀柄适用适用适用适用优点优点优点优点1 1）便于采用）便于采用标准工具；准工具；2 2）同）同类机床上的刀柄可以通用，便于系列化、机床上的刀柄可以通用，便于系列化、标准化准化 缺点缺点缺点缺点1 1）刀具与刀柄的）刀具与刀柄的连接往往需用莫氏接往往需用莫氏锥套等中套等中间环节，影响，影响刀具的定位精度和刀具的定位精度和刚性；性；2 2）需）需专门的机外的机外预调装置。

装置 广泛用于数控机床及自广泛用于数控机床及自动线上的上的铣刀、刀、镗刀、刀、丝锥以及以及钻头、、扩孔孔钻、、铰刀等孔加工刀具的更刀等孔加工刀具的更换 狸搞满侠年滩互备点猾碟狸珠咖愤渗恃卓沁慑荡讫霄诽峨人刮磐旧歪其雕十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图12.4 更换刀具的基本方式a)更换刀片更换刀片 b)更换刀具更换刀具 c)更换刀夹更换刀夹 d)更换刀柄更换刀柄甸盆层释持昨可驻区云辈瞬孜桩赠度蹭眩可渴诞苦蜜厨零窜乡宣忱险脱骗十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.1.4 自动化加工中工具系统自动化加工中工具系统 工具系统工具系统包括加工时所用的一系列刀具及装夹刀具（已包括加工时所用的一系列刀具及装夹刀具（已标准化标准化））整体结构工具系统整体结构工具系统 我国用于镗铣类数控机床的工具系统我国用于镗铣类数控机床的工具系统 模块式工具系统模块式工具系统 不同品种和规格的装刀部分都必须加工出一个能与机不同品种和规格的装刀部分都必须加工出一个能与机床相连接的柄部，所以致使工具的规格、品种繁多床相连接的柄部，所以致使工具的规格、品种繁多。

把工具的柄部和工作部分分割开来，制成各种系列化的模把工具的柄部和工作部分分割开来，制成各种系列化的模块，然后使用不同规格的中间模块，组装成一套套不同规格的块，然后使用不同规格的中间模块，组装成一套套不同规格的模块式工具模块式工具 第第12.212.2中详述中详述 代表了工具系统发展的总趋势代表了工具系统发展的总趋势恐疫屈十磐忽校寺捆檀延染则榨绅腾欠瑚紊酵丙晨悯鼎缮掂新或忠湾摆拟十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.5 整体结构工具系统整体结构工具系统 与机床连接采与机床连接采用锥柄形式带用锥柄形式带有机械手夹持槽有机械手夹持槽的锥柄代号为的锥柄代号为JTJT，柄锥为，柄锥为7:247:24，， 无街烷渠投扼良癣挑康踏卸涨址速律缕祁曝俭耶肿啡肋随碍富揍要衫侠辑十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.2 数控机床刀具数控机床刀具 襄坤挞镰茄局车毖准弃强副鲤滞贮逞秧刑澳锗霍柒杖奢搏轿下扑母润阐顿十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.2.1 数控机床刀具的更换数控机床刀具的更换 近年来，出现了自动换刀的数控机床（即多工序近年来，出现了自动换刀的数控机床（即多工序数控机床，或称数控机床，或称“加工中心加工中心加工中心加工中心“）） 机床上的工件一次装机床上的工件一次装夹后，数控系后，数控系统能控制机床自能控制机床自动更更换刀具，刀具，顺序地序地对工件各个加工表面完成工件各个加工表面完成铣、、镗、、扩孔、孔、铰孔及孔及攻攻丝等多种工序加工。

等多种工序加工 1.转塔头自动换刀装置转塔头自动换刀装置2.刀库自动换刀装置刀库自动换刀装置3.刀库、机械手联合动作的自动换刀装置刀库、机械手联合动作的自动换刀装置 目前采用最多的目前采用最多的一种自动换刀装置一种自动换刀装置 琉秃雷内倔殊窝哈缚鲤少屯郝砧桅壤铁酣嗣刮孺歹恬塔佰叔趴纂垂爪社丫十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.6 水平转轴自动换刀装置水平转轴自动换刀装置 其其工序工序为：为：1—粗车外圆，粗车外圆，2—钻孔，钻孔，3—精车外圆，精车外圆，4—镗孔，镗孔，5—外圆切槽，外圆切槽，6—内孔切槽，内孔切槽，7—车螺纹，车螺纹，8—精镗孔精镗孔 每道工序所使用每道工序所使用的是通用刀具为实的是通用刀具为实现刀具的预调和快速现刀具的预调和快速装夹，应具有专用刀装夹，应具有专用刀夹和刀夹与主轴的连夹和刀夹与主轴的连接基础壕组喊硷躇辊灭吻戍萎眶吓稚灼景疡与膳因惋碱哨敞焦呢库奏阅刨杨孵馒十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.7 刀库自动换刀装置刀库自动换刀装置 换刀刀顺序序如下：如下：⑴⑴机床工作台快速向右移机床工作台快速向右移动，工件，工件5从主从主轴3下面称开下面称开,同同时，刀，刀库1移到主移到主轴下面，下面，使刀使刀库中的某一个空刀座中的某一个空刀座对准准主主轴；；⑵⑵主主轴箱下降，将用箱下降，将用过的的刀具刀具2插入刀插入刀库的空刀座中；的空刀座中；⑶⑶主主轴箱上升，刀箱上升，刀库同同时回回转，将下一个工步的刀具，将下一个工步的刀具对准主准主轴；；⑷⑷主主轴箱下降，将下一工箱下降，将下一工步所需刀具插入机床主步所需刀具插入机床主轴内；内；⑸⑸主轴箱带着刀具上升；主轴箱带着刀具上升；⑹⑹机床工作台快速向左返机床工作台快速向左返回，刀库移开，同时将工件移回，刀库移开，同时将工件移到主轴下面，整个换刀过程完到主轴下面，整个换刀过程完毕。

毕衬扳该烹拂阎罕霍充躁萎冶痈一镑是锯你耻箔操忙衣绰见吞轴儿念宣墓魏十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.8 机械手换刀装置机械手换刀装置 a)换刀过程换刀过程 b)机械手夹持刀具机械手夹持刀具 1─主轴箱；主轴箱；2─刀具；刀具；3─机械手；机械手；4─刀库刀库 机械械手3将已将已切削过的刀具切削过的刀具2从主轴中取出，从主轴中取出，并送回，插入刀并送回，插入刀座座4中，然后从中，然后从刀库中取出所需刀库中取出所需的刀具装入主轴的刀具装入主轴中 喝刚首兴孰桶薯家敌枝反拎胖父些入讯兴抵虽岛喜筑烩募选讳拨紫癌局勺十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.2.2 数控机床刀具的工具系统数控机床刀具的工具系统儿饺榜恐懈憎栏淘貉脱黑默剁论刨阶纱阿鼠诉院筏席涉型旭熏颊恋汗胯按十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统(一一)TMG-10模块式工具系统模块式工具系统各模块的联接采用短圆锥定位，中心螺钉拉紧各模块的联接采用短圆锥定位，中心螺钉拉紧 属于这类工具系统的还有德国的属于这类工具系统的还有德国的Komet公司的公司的ABS工具系统，瑞典工具系统，瑞典Sandvik公司的公司的Varilock工具工具系统等。

系统等 如图如图12.10 一、工具系统举例一、工具系统举例岳淮广悠薛渠捞肌村楔衔脱犹巧热喊过堤沂莫迫标木蝶怨多争燎顷奸刺掀十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.10 模块结构的工具系统模块结构的工具系统主柄主柄联接杆联接杆工作头工作头鲜蜕今颠镐穆蔓自稼爬嘿妇棋舀靛撰绍专沏丧聪露哩舟襄滦账挡甘屹拽畔十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统（二）（二）TSG工具系统工具系统 19世纪世纪80年代初我国制定了整体式镗铣类数控机床年代初我国制定了整体式镗铣类数控机床工具系统的标准（工具系统的标准（JB/GQ5010-1983,《《TSG82工具系统工具系统形式及尺寸》），规定了各式刀柄、刀杆、接长杆等工形式及尺寸》），规定了各式刀柄、刀杆、接长杆等工具代号、结构、尺寸系，还规定了与机床连接采用具代号、结构、尺寸系，还规定了与机床连接采用锥柄锥柄形式1. 用于加工中心机床，带有机械手夹持槽的锥用于加工中心机床，带有机械手夹持槽的锥柄代号为柄代号为“JT”，柄部锥度为，柄部锥度为7:24 锥柄具有定心精度高，刚性好，装夹方便，机械手锥柄具有定心精度高，刚性好，装夹方便，机械手行程短以及和机床连接部分结构简单等优点行程短以及和机床连接部分结构简单等优点 团皖遵摆滋搁二游胃磺惶繁秒噎绚播蛀氓疆婶田攀姑倍婆焰犀负刚奖斌嚣十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统2.锥柄与刀具的连接形式主要有锥柄与刀具的连接形式主要有 锥柄（锥柄（JT））——直柄接杆（直柄接杆（ZB））——刀具刀具（（图图12.11a）；）；锥柄（锥柄（JT））——锥柄接杆（锥柄接杆（KH））——刀具刀具（（图图12.11b）；）；锥柄（锥柄（JT））——带扁尾的莫氏锥孔刀具带扁尾的莫氏锥孔刀具（（图图12.11c）；）；锥柄直接连接镗孔刀具（锥柄直接连接镗孔刀具（JT-T））（（图图12.11d）。

辣谐娘帝瞧耸甄宅诬剖房吼痛央刑绎藏哀起体捍蹬篱教却榔祭酮扎良卓协十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.11 柄杆与刀具的联接柄杆与刀具的联接膨坷万砌责俘敷傈夷顿彼配仰囤可亡竣颜俊丸市锰佃裕磐邻返唱竭庙贴南十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统3.工具的尺寸系列标准工具的尺寸系列标准 JT40—J32—95 镗长杆刀柄，柄部锥度镗长杆刀柄，柄部锥度40#，其锥度为，其锥度为7:24，大端直径，大端直径φ44.45mm，与接长杆相配合的尺寸为，与接长杆相配合的尺寸为φ32mm，伸出主轴长，伸出主轴长度为度为95mm. ZB32—XS16—60 三面刃铣刀接长杆，与接长杆刀柄相配合的尺寸为三面刃铣刀接长杆，与接长杆刀柄相配合的尺寸为φ32mm，与三面刃铣刀连接部分的直径为，与三面刃铣刀连接部分的直径为φ16mm，长度，长度60mmJT40—ZB32—XS16—60 工具系统的编号给出了两个主要信息：若为刀柄，左端给工具系统的编号给出了两个主要信息：若为刀柄，左端给出与机床主轴连接的出与机床主轴连接的 规格和尺寸；右端给出与刀具（或与接长规格和尺寸；右端给出与刀具（或与接长杆）连接的主要尺寸。

杆）连接的主要尺寸 结论结论结论结论椿前彬球是沼枝譬赚橱撰捅甄镐啮蹭座津剁总诱珠河岛称兄邑摸湃辜沈炬十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.12 接长杆与接长杆的配合接长杆与接长杆的配合 1—刀柄刀柄 2—接长杆接长杆 径劈题崭登笔耳耘腮痊惩移牧兼你薄付昆庄破伦撂钮沿酿殊狗审井旅坎褪十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统目前我国的加工中心采用目前我国的加工中心采用TSG整体式整体式工具系工具系统，其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四统，其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄种不同用途的刀柄车削类工具系统（整体式）车削类工具系统（整体式） 窑庚坍犁恫碎体胃料采守酷午敖脂巫典惜袜朝菲谗忠胡贿铰坎屎室更惮悉十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统铣镗类工具系统（模块式）铣镗类工具系统（模块式） 模块式工具系统组成模块式工具系统组成模块式工具系统组成模块式工具系统组成联三这拈丽焊盘头忙敖掀符惭来卢唉娶民曰百抵胀掌统旋猫次氦赞陨痪蓟十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统TMG21TMG21工具系统工具系统工具系统工具系统铣镗类工具系统（模块式）铣镗类工具系统（模块式） 硬梢最酱财兜落边系劳声窄紊指局碱亨晴未给苫般饯遣雀失责甥剐卧渊盐十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统常见的刀具库常见的刀具库 可装可装可装可装2020把刀的无臂式把刀的无臂式把刀的无臂式把刀的无臂式ATCATC刀具库刀具库刀具库刀具库晨株祷又巴衙苑袖验色苑郧臂墓赁罢劣叁稠怖京彩昂炳衰坍洛丘勒脱宪绰十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统常见的刀具库常见的刀具库 可装可装可装可装2424把刀的有臂式把刀的有臂式把刀的有臂式把刀的有臂式ATCATC刀具库刀具库刀具库刀具库潞漳软嗓碳雾吠块茄破镇淬株且灿棋帚足竭矿类涟卒竖饵展蹭蕾兜里宫植十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统常见的刀具库常见的刀具库 可装可装可装可装3232把刀的有臂式刀具库把刀的有臂式刀具库把刀的有臂式刀具库把刀的有臂式刀具库停淹幂丽碘坠柳统篡京燃矢荒乾乖苫谭龙圆卵疲得汰抖枚腾误巧举帆步首十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统常见的刀具库常见的刀具库 可装可装可装可装6060把刀的刀具库把刀的刀具库把刀的刀具库把刀的刀具库层瞥瞄圾恶胖督虐噶桑绚蓬省蔷傲粮驹饥汽弯贞刘健害并愉受微锋畔符疹十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统（三）（三）TS工具系统（柔性工具系统）工具系统（柔性工具系统） 图图12.13 柔性工具系统柔性工具系统 切削头与刀体的连接切削头与刀体的连接是依靠一对端齿定位块是依靠一对端齿定位块5与一个夹头与一个夹头4来实现的。

来实现的该端齿块可保证很高的定该端齿块可保证很高的定位精度（重复定位精度在位精度（重复定位精度在±0.002mm以内）和可靠以内）和可靠地传递扭矩夹头通过中地传递扭矩夹头通过中心拉杆的移动可牢固地夹心拉杆的移动可牢固地夹持住装于刀体尾部的拉钉持住装于刀体尾部的拉钉2，并将切削头拉紧在端，并将切削头拉紧在端齿面上拉杆的移动则是齿面上拉杆的移动则是通过螺杆（手动）或液压通过螺杆（手动）或液压马达（自动）沿轴向移动马达（自动）沿轴向移动拉杆拉杆3来实现的来实现的 兢棍篷克慷恃逼宜腻惯崩吸怯损顺盎瑶逞绪策碌迹黔腰虎逸吱坤焊健对尾十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统二、刀具尺寸预调二、刀具尺寸预调（一）（一）概述概述改圣祭勺收疙版渴蹄漆侥艰钎怪铅闽卢写玛竖炕啄邑坝阴惶拽绎馋潞肠摆十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统 图图12.14所示为一种可预调长度尺寸的车刀，在专门的对刀所示为一种可预调长度尺寸的车刀，在专门的对刀器上对刀对刀时，先把车刀中的定长杆器上对刀对刀时，先把车刀中的定长杆3压入刀杆内并紧固，压入刀杆内并紧固，使车刀长度稍小于要求值将车刀置于对刀器（图使车刀长度稍小于要求值。

将车刀置于对刀器（图12.15）中并）中并定好位，使车刀底面和一个侧面与相应对刀器上的两个基面紧定好位，使车刀底面和一个侧面与相应对刀器上的两个基面紧密贴合，并使刀尖接触对刀器松开定长杆，使其在弹簧压力密贴合，并使刀尖接触对刀器松开定长杆，使其在弹簧压力下，自然弹出顶在对刀器的挡壁上，达到要求预调的尺寸，最下，自然弹出顶在对刀器的挡壁上，达到要求预调的尺寸，最后拧紧紧固螺钉后拧紧紧固螺钉4在对刀过程中，应压紧刀杆，使其承受三个在对刀过程中，应压紧刀杆，使其承受三个分力组成的合力分力组成的合力 的作用，以保证良好地定位的作用，以保证良好地定位二）（二）不同结构的刀具尺寸预调装置不同结构的刀具尺寸预调装置1.可预调长度尺寸车刀可预调长度尺寸车刀布仅圆昨必讥亏誉便锑危云糊对寂揖幻甲公揉阅狼雾镰疤古究谣窥声鄙寝十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.14 可预调长度的车刀可预调长度的车刀 妄韦蔷西矗文刃墒泞篷锻助暮芳逻晌翔赎财赔叹豢峭留即竣渔墓绊目邓率十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.15 简易对刀装置简易对刀装置 抗锐疡慨蔑叼奋郡鸭止很扦喝畏拥乒佯站邑蔡懈纽寝才廖蔑么剁手乔疮汗十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统微调镗刀的刀尖半径微调镗刀的刀尖半径R和长度和长度L调整方法调整方法如下：如下： 将镗刀杆插入调刀仪主轴将镗刀杆插入调刀仪主轴 2孔内，启动锁紧开关将刀杆锁紧。

用右边孔内，启动锁紧开关将刀杆锁紧用右边手轮沿水平方向左右移动主轴位置上、下、左、右移动光屏，在光屏手轮沿水平方向左右移动主轴位置上、下、左、右移动光屏，在光屏的十字线对准刀尖，微调主轴有光屏上找到刀尖的最高点的十字线对准刀尖，微调主轴有光屏上找到刀尖的最高点应注意应注意：：此时刀尖的成像尖最为清晰此时刀尖的成像尖最为清晰 读数读数时，使光屏的一条十字线对准游标时，使光屏的一条十字线对准游标O点，十字线中心瞄准刀尖的点，十字线中心瞄准刀尖的最高点刀尖半径尺寸最高点刀尖半径尺寸R用光学读数头读出，转动读数头上部的滚花手轮，用光学读数头读出，转动读数头上部的滚花手轮，使刻尺的某条刻线成像于光学读数头的双狭线正中，即可从读数头中读使刻尺的某条刻线成像于光学读数头的双狭线正中，即可从读数头中读出尺寸出尺寸R的数值读数头的最小格值为的数值读数头的最小格值为0.005mm刀尖的长度尺寸刀尖的长度尺寸L可从可从装在立住装在立住3上的标尺和游标读出，游标最小格值为上的标尺和游标读出，游标最小格值为0.02mm该仪器还可该仪器还可以用光屏座的刻度和游标预调刀尖角度，其最小格值为以用光屏座的刻度和游标预调刀尖角度，其最小格值为10分。

应当指出：分应当指出：在自动化加工系统中，调刀仪和计算机相连，检测出调刀的尺寸，直接在自动化加工系统中，调刀仪和计算机相连，检测出调刀的尺寸，直接存入计算机，便于随时调用存入计算机，便于随时调用 2.光学调刀仪光学调刀仪3.微调镗刀微调镗刀它主要用于镗、铣刀的尺寸预调它主要用于镗、铣刀的尺寸预调图图12.16图图12.17呼奥帅陡剐立秤临韭信弯屋蚀山综具赘香抒堂挤赛委僧逮叉襟旁绰宋硫鹤十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.16 DOGⅠⅠ型光学测刀仪型光学测刀仪 1—底座底座 2—主轴主轴 3—立柱立柱 4—投影瞄准器投影瞄准器 5—光学读数头光学读数头 6—机座机座店憋玩辙仕澄措友菩服熔极投羌岸帐祝腰淀磕逼臭膝量冒狰斯孜瞒逞掇缮十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统图图12.17 微调镗刀及尺寸预调微调镗刀及尺寸预调(a) (b) 妮末嘱挎挫沾派坚瞎旭饥弯部牡腆概无刊帕局喜恤奸郑热条验迪与避辣胺十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统12.2.3 数控机床刀具的选用原则数控机床刀具的选用原则窃馏帛凳痈倡否炕疚冉犊毗鹏虹煎囤蹲艰僵质缓渍刷唬跨击其彻笆颈优当十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统选择原则选择原则:1．．为了提高刀具的耐用度和可靠性，了提高刀具的耐用度和可靠性，应尽量尽量选用各种高用各种高性能，高效率、性能，高效率、长寿命的刀具材料制成的刀具，例如各种寿命的刀具材料制成的刀具，例如各种超硬材料（人造金超硬材料（人造金刚石，立方氮化硼，高性能复合陶瓷）石，立方氮化硼，高性能复合陶瓷）制成的刀具，即使制成的刀具，即使选用通用的高速用通用的高速钢（（W18Ct4V和和W6Mo5Cr4V2）与硬）与硬质合金刀具合金刀具时，也，也应尽量尽量选用有涂用有涂层的型号。

在使用前，刀片的型号在使用前，刀片须经过严格格检验2．．应选用机用机夹可可转位刀具位刀具结构现行的可行的可转位位车刀国家刀国家标准准(GB5343—85)中中规定的刀具品种，因其刀尖位置精度定的刀具品种，因其刀尖位置精度要求要求较低，因此只适用于低，因此只适用于带有快有快换刀刀夹的数控机床因的数控机床因为刀具上刀尖位置的制造刀具上刀尖位置的制造误差，可通差，可通过快快换刀刀夹和刀具一起和刀具一起在机外在机外预调时得到得到补偿如果要求刀具不如果要求刀具不经过预调使用，使用，则应选用精密用精密级可可转位位车刀或精化刀具刀或精化刀具程折栖止陌绑贱佳欠咀练彩盲昔挽契殿亩侧妈息榔檀榨碉禽痹宛佬囱咬陪十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统3．．为了集中工序，提高生了集中工序，提高生产率，保率，保证加工精度，加工精度，应尽可能地尽可能地选用复合刀具其中，以孔加工复合刀具用复合刀具其中，以孔加工复合刀具使用最使用最为普遍4．．精加工孔精加工孔时，可采用，可采用镗孔或孔或铰孔工孔工艺，由于，由于镗刀刀结构构简单，刃磨和，刃磨和调整方便因此只要在整方便因此只要在镗杆杆刚度度足足够的条件下，的条件下，应尽量采用尽量采用镗刀。

尤其是当孔径大刀尤其是当孔径大于于80mm时，更宜采用，更宜采用镗刀加工5．．应尽量尽量选用各种高效刀具，如高用各种高效刀具，如高刚性麻花性麻花钻，，钻扩四刃四刃钻，硬，硬质合金合金单刃刃铰刀，精密微刀，精密微调镗刀，波刀，波形刃立形刃立铣刀等痊拖璃脉钨先艳突充王个屹侈姓弃愉免献檬千苦由谓拌物蜡桔免涵离乎绢十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统小结小结抬窄野修脆挠笔央丧箱沛框俯悸膘形鸡题爵淤辫鞭代薯悔洞窜稽帅蚤阉染十二章数控刀具及其工具系统十二章数控刀具及其工具系统。