1、第一章第一章 数控机床概述数控机床概述数控加工技术与实训数控加工技术与实训 目目 录录第一节第一节 数控机床的产生和发展数控机床的产生和发展 第二节第二节 数控机床的组成与特点数控机床的组成与特点 第三节第三节 数控机床的分类数控机床的分类 第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构 第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 第七节第七节 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 习题习题第一节第一节 数控机床的产生和发展数控机床的产生和发展1 1、数控机床的产生：、数控机床的产生：19481948年美国吉斯汀年美国吉斯汀路
2、易斯公路易斯公司经过调查研究，司经过调查研究，提出了用大量的直线组成的一条折线提出了用大量的直线组成的一条折线来逼近样板曲线，使两者之间误差控制在允许范围内。来逼近样板曲线，使两者之间误差控制在允许范围内。然后，将每一条直线在然后，将每一条直线在X X、Y Y坐标上的投影量编制成一个坐标上的投影量编制成一个程序记录在纸带上输给计算机，计算机根据程序指令经程序记录在纸带上输给计算机，计算机根据程序指令经过插补计算，同时给过插补计算，同时给X X、Y Y的伺服驱动装置发出不同频率、的伺服驱动装置发出不同频率、不同数量的指令脉冲，不同数量的指令脉冲，X X、Y Y两个坐标的伺服驱动装置按两个坐标的伺
3、服驱动装置按照各自的指令脉冲驱动各自的运动部件，从而使刀具相照各自的指令脉冲驱动各自的运动部件，从而使刀具相对于工件走了一段由对于工件走了一段由Y Y、Y Y两个坐标合成的并与程序相符两个坐标合成的并与程序相符合的直线。这样，一个程序一个程序走下去，就加工出合的直线。这样，一个程序一个程序走下去，就加工出一个符合零件要求的曲线的方案。一个符合零件要求的曲线的方案。1949 1949年经过美国空军部门的批准，该公司与美国麻年经过美国空军部门的批准，该公司与美国麻省理工学院合作，开始了数控铣床的研究，经过三年的省理工学院合作，开始了数控铣床的研究，经过三年的研制，于研制，于19521952年试制成
4、功了世界上第一台数控铣床。不年试制成功了世界上第一台数控铣床。不久即开始正式生产，于久即开始正式生产，于19571957年正式投入使用。这是制造年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。控加工时代的开始。第一节第一节 数控机床的产生和发展数控机床的产生和发展2 2、数控机床的发展过程：、数控机床的发展过程：19591959年年出现了晶体管元件和印刷电路板出现了晶体管元件和印刷电路板19651965年年出现了第三代的集成电路数控装置出现了第三代的集成电路数控装置 6060年代末年代末出现了由一台计算机
5、直接控制多台机出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称床的直接数控系统（简称DNCDNC）19741974年年研制成功使用微处理器和半导体存贮器研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型的微型8080年代初计算机数控装置（简称年代初计算机数控装置（简称MNCMNC）。）。8080年代初年代初出现了能进行人机对话式自动编制程出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置。序的数控装置。9090年代后期年代后期出现了出现了PC+CNCPC+CNC智能数控系统智能数控系统 19571957年年采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵 第一节第一节 数控机床的产生
6、和发展数控机床的产生和发展3 3、我国数控机床发展的过程、我国数控机床发展的过程 进入进入2121世纪来，我国数控机床的产量持续增长，数控化世纪来，我国数控机床的产量持续增长，数控化率也显著提高，另一方面我国数控产品的技术水平和质量也率也显著提高，另一方面我国数控产品的技术水平和质量也不断提高，目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成不断提高，目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际市场上具有一定的竞争力。我国数控机床行业所掌握的五轴市场上具有一定的竞争力。我国数控机床行业所掌握的五轴联
7、动数控技术较成熟，并已有成熟商品走向市场。联动数控技术较成熟，并已有成熟商品走向市场。但是和发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术但是和发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足：应用上仍然存在很多不足：（1 1）信息化技术基础薄弱，对国外技术依存度高。）信息化技术基础薄弱，对国外技术依存度高。（2 2）产品成熟度较低，可行性不高。）产品成熟度较低，可行性不高。（3 3）创新能力低，市场竞争力不强。）创新能力低，市场竞争力不强。4 4、数控机床的发展趋势：、数控机床的发展趋势：（1 1）高速、高效、高精度、高可靠性。）高速、高效、高精度、高可靠性。（2 2）模块化、智
8、能化、柔性化和集成化）模块化、智能化、柔性化和集成化（3 3）开放性）开放性 第二节第二节 数控机床的组成和加工特点数控机床的组成和加工特点1 1、数控机床的组成、数控机床的组成：机机 床床 主主 进进 辅辅运运 给给 助助动动 运运 动动机机 动动 作作构构 机机 机机 构构 构构电控制装置电控制装置辅助控制及强辅助控制及强程序编制程序编制 数数 控控 装装 置置 CNC输入及输出装置输入及输出装置置检测装置置检测装置伺服驱动及位伺服驱动及位图1-1数控机床的组成 第二节第二节 数控机床的组成和加工特点数控机床的组成和加工特点2 2、数控机床加工特点、数控机床加工特点：（1 1）加工对象改型
9、的适应性强）加工对象改型的适应性强 （2 2）加工精度高）加工精度高 （3 3）生产效率高）生产效率高 （4 4）自动化程度高）自动化程度高 （5 5）良好的经济效益）良好的经济效益 （6 6）有利于生产管理的现代化）有利于生产管理的现代化 第三节第三节 数控机床的分类数控机床的分类1 1、按加工工艺方法分类、按加工工艺方法分类：（1 1）金属切削类）金属切削类（2 2）特种加工类）特种加工类（3 3）板材加工类）板材加工类2 2、按控制运动的方式分类、按控制运动的方式分类：（1 1）点位控制）点位控制（2 2）点位直线控制）点位直线控制（3 3）轮廓控制）轮廓控制2 2、按驱动装置的特点分类
10、：、按驱动装置的特点分类：（1 1）开环控制）开环控制（2 2）半闭环控制）半闭环控制（3 3）闭环控制）闭环控制（4 4）混合控制又分为：开环补偿型与半闭环补偿型）混合控制又分为：开环补偿型与半闭环补偿型 第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构1 1、数控铣床、数控铣床（1 1）数控铣床的基本组成）数控铣床的基本组成1 1、数控铣床、数控铣床（2 2）XK5040AXK5040A型数控铣床的主要技术参数型数控铣床的主要技术参数 第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构1 1、数控铣床、数控铣床（3 3）数控铣床的分类）数控铣床的分类第四节第四节 数控机床的典型结构数控机
11、床的典型结构图1-6 V-10立式数控铣床图1-7卧式数控铣床 按机床主轴的布置形式及机床的布局特按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类：点分类：a.a.立式数控铣床立式数控铣床 b.b.卧式数控铣床卧式数控铣床 c.c.立卧两用式数控铣床立卧两用式数控铣床 1 1、数控铣床、数控铣床（3 3）数控铣床的分类）数控铣床的分类第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构图1-8 数控系统的组成 按数控系统的功能分类按数控系统的功能分类a.a.简易型数控铣床简易型数控铣床 b.b.普通数控铣床普通数控铣床 c.c.数控仿形铣床数控仿形铣床 d.d.数控工具铣床数控工具铣床（4 4）数控系统
12、）数控系统1 1、数控铣床、数控铣床（5 5）主轴传动系统）主轴传动系统 第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构图1-9电主轴 图1-10 主轴结构及其润滑1 1、数控铣床、数控铣床（5 5）进给伺服系统）进给伺服系统 第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构图1-11进给传动装置 进给传动系统作用：进给传动系统作用：数控机床的进给传动系统负责接受数控系统发数控机床的进给传动系统负责接受数控系统发出的脉冲指令，并经放大和转换后驱动机床运动执行件实现预期的运动。出的脉冲指令，并经放大和转换后驱动机床运动执行件实现预期的运动。图1-12滚珠丝杠螺母副 对进给传动系统的要求：对
13、进给传动系统的要求：为保证数控机床高的加工精度，要求其为保证数控机床高的加工精度，要求其进给传动系统有高的传动精度、高的灵敏度（响应速度快）、工作稳定、有高的构件刚度进给传动系统有高的传动精度、高的灵敏度（响应速度快）、工作稳定、有高的构件刚度使用寿命、小的摩擦及运动惯量，并能清除传动间隙。使用寿命、小的摩擦及运动惯量，并能清除传动间隙。进给传动系统种类：进给传动系统种类：a.a.步进伺服电机伺服进给系统：步进伺服电机伺服进给系统：一般用于经济型数控机床一般用于经济型数控机床 b.b.直流伺服电机伺服进给系统：直流伺服电机伺服进给系统：功率稳定，但因采用电刷，其磨损导致在使用中需进行功率稳定，
14、但因采用电刷，其磨损导致在使用中需进行更更 换。一般用于中档数控机床。换。一般用于中档数控机床。c.c.交流伺服电机伺服进给系统：交流伺服电机伺服进给系统：应用极为普遍，主要用于中高档数控机床。应用极为普遍，主要用于中高档数控机床。d.d.直线电机伺服进给系统：直线电机伺服进给系统：无中间传动链，精度高，进给快，无长度限制；但散热差，无中间传动链，精度高，进给快，无长度限制；但散热差，防护要求特别高，主要用于高速机床。防护要求特别高，主要用于高速机床。进给系统传动部件进给系统传动部件 a.a.滚珠丝杆螺母副：滚珠丝杆螺母副：将旋转运动转变成直线运动，不能自将旋转运动转变成直线运动，不能自锁，尺
15、寸亦不能太大，一般用于中小型数控机床的直线进给。锁，尺寸亦不能太大，一般用于中小型数控机床的直线进给。b.b.回转工作台：回转工作台：数控机床的圆周进给运动一般由回转工作数控机床的圆周进给运动一般由回转工作台来实现，对于加工中台来实现，对于加工中 心，回转工作台已成为一个不可缺少的心，回转工作台已成为一个不可缺少的部件。部件。c.c.导轨：导轨：分度工作台只能完成分度运动分度工作台只能完成分度运动,不能实现圆周进给，不能实现圆周进给，它是按照数控系统的指令，在需要分度时将工作台连同工件回它是按照数控系统的指令，在需要分度时将工作台连同工件回转一定的角度。分度时也可以采用手动分度。分度工作台一般
16、转一定的角度。分度时也可以采用手动分度。分度工作台一般只能回转规定的角度只能回转规定的角度 (如如 9090、60 60 和和 45 45 度度 等等 )1 1、数控铣床、数控铣床（7 7）液压润滑系统及工作原理）液压润滑系统及工作原理第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构压力减小压力减小关闭关闭导通导通油液流入油液流入3 3中中1 1、吸油过程、吸油过程压力增大压力增大关闭关闭导通导通油液流入油液流入6 6下层中下层中2 2、压油过程、压油过程如此反复，可提升重物如此反复，可提升重物G G处于截止状态处于截止状态1 1、数控铣床、数控铣床（8 8）机床机械部件）机床机械部件数控机
17、床机械部件有如下几个特点：数控机床机械部件有如下几个特点：第四节第四节 数控机床的典型结构数控机床的典型结构 采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置，机采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置，机械传动结构得到简化，传动链较短。械传动结构得到简化，传动链较短。机械结构具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼机械结构具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼刚度、耐磨性以及抗热变形性能。刚度、耐磨性以及抗热变形性能。较多地采用高效传动件，如滚珠丝杠螺母副、较多地采用高效传动件，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨等。直线滚动导轨等。还有一些配套部件还有一些配套部件(如冷却、排屑、防护、润滑、如冷却、排屑、防护、润滑、照明
18、、储运等一系列装置照明、储运等一系列装置)和辅属设备和辅属设备(编程机和对刀仪编程机和对刀仪等等)。第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 1 1、数控加工常用刀具的种类及特点、数控加工常用刀具的种类及特点(a)整体式刀具(b)焊刃式钨钢铣刀(c)减振式刀具(d)机夹式刀具(e)内冷合金钻头(f)复合孔加工刀具（g）复合铰刀 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （1 1）按刀具结构分类）按刀具结构分类 1 1）整体式）整体式:有整块材料磨制而成。使用时根据不同用途将切削部分磨成所需形状。其优点有整块材料磨制而成。使用时根据不同用途将切削部分磨成所需形状。其优点 是结构简单、
19、使用方便、可靠、更换迅速等。是结构简单、使用方便、可靠、更换迅速等。2 2）镶嵌式）镶嵌式:分为焊接式和机夹式。机夹式又可根据刀体结构的不同，分为不转位刀具和可分为焊接式和机夹式。机夹式又可根据刀体结构的不同，分为不转位刀具和可 转位刀具。转位刀具。3 3）减振式）减振式:当刀具的工作长度与直径比大于当刀具的工作长度与直径比大于4 4时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，应该采用特殊结构的刀具。主要应用在镗孔加工上。应该采用特殊结构的刀具。主要应用在镗孔加工上。4 4）内冷式）内冷式:刀具的切削冷却液通过机床主轴或刀盘流到刀体内部，并从喷孔喷射到刀具切刀具
20、的切削冷却液通过机床主轴或刀盘流到刀体内部，并从喷孔喷射到刀具切 削刃部位。削刃部位。5 5）特殊式）特殊式:特殊型刀具有可逆攻螺纹刀具、复合刀具等。特殊型刀具有可逆攻螺纹刀具、复合刀具等。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，因此已已逐渐标准化和系列化。逐渐标准化和系列化。第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类
21、、数控加工刀具的分类（2 2）按制造材料分类）按制造材料分类 1 1）高速钢刀具）高速钢刀具 2 2）硬质合金刀具）硬质合金刀具硬质合金刀片按国际标准分为三大类：硬质合金刀片按国际标准分为三大类：P P类，类，M M类，类，K K类。类。P P类类适于加工钢、长屑可锻铸铁（相当于我国的适于加工钢、长屑可锻铸铁（相当于我国的YTYT类）类）M M类类适于加工奥氏体不锈钢、铸铁、高锰钢、合金铸铁等（相当于我国的适于加工奥氏体不锈钢、铸铁、高锰钢、合金铸铁等（相当于我国的YWYW类）类）M-SM-S类类适于加工耐热合金和钛合金适于加工耐热合金和钛合金 K K类类适于加工铸铁、冷硬铸铁、短屑可锻铸铁、
22、非钛合金（相当于我国的适于加工铸铁、冷硬铸铁、短屑可锻铸铁、非钛合金（相当于我国的YGYG类）类）K-NK-N类类适于加工铝、非铁合金适于加工铝、非铁合金 K-HK-H类类适于加工淬硬材料适于加工淬硬材料3 3）陶瓷刀具）陶瓷刀具4 4）立方氮化硼刀具）立方氮化硼刀具5 5）聚晶金刚石刀具）聚晶金刚石刀具 第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 1 1）车削刀具）车削刀具（a）外圆端面车刀（b）外螺纹车刀（c）中心钻（d）内螺纹车刀（e）外圆切槽切断车刀（f）成形车刀（g）镗刀（h）内圆车刀（i）
23、内圆切槽车刀 图1-12 车削刀具 第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 2 2）孔加工刀具）孔加工刀具（a）单刃镗刀头(b)双刃镗刀头（c）三刃镗刀（d）整体式单刃镗刀 镗削刀具镗削刀具 主要分粗镗、精镗，有单刃镗主要分粗镗、精镗，有单刃镗刀、多刃镗刀和多刃组合镗刀等刀、多刃镗刀和多刃组合镗刀等。第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 3 3）铣削刀具）铣削刀具（a）90面铣刀（b）45面铣刀(c
24、)圆鼻面铣刀盘(d)可转位面铣刀 面铣刀也叫端铣刀面铣刀也叫端铣刀 第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 3 3）铣削刀具）铣削刀具（a）直柄式立铣刀(b)莫氏锥柄立铣刀(c)机夹立铣刀 立铣刀是数控机床上用得最多的一种立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀。铣刀。第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 3 3）铣削刀具）铣削刀具（a）二刃球头立铣刀(b)可转位球头立铣刀(c)三齿机夹球头铣刀（d）镜
25、面球头铣刀 球头铣刀：适用于加工空间曲面零件，有时球头铣刀：适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的补加工。第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 3 3）铣削刀具）铣削刀具 鼓形铣刀：鼓形铣刀的切削刃分布在半径鼓形铣刀：鼓形铣刀的切削刃分布在半径为为R R的圆弧面上，端面无切削刃。加工时控制刀的圆弧面上，端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置，相应该面刀刃的切削部位，可以具上下位置，相应该面刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同
26、斜角。在工件上切出从负到正的不同斜角。R R越小，鼓越小，鼓形铣刀所能加工的斜角范围越广。形铣刀所能加工的斜角范围越广。第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 3 3）铣削刀具）铣削刀具图1-18 成形铣刀 成型铣刀：成型铣刀一般都是为特定的工成型铣刀：成型铣刀一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等）面类零件的特定形状（如角度面、凹槽面等），也适用于特形孔或台。，也适用于特形孔或台。第五节第五节 数控
27、加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的分类、数控加工刀具的分类 （3 3）按切削工艺分类）按切削工艺分类 3 3）铣削刀具）铣削刀具图1-19 盘铣刀 盘铣刀盘铣刀 ：一般采用在盘状刀体上机夹刀：一般采用在盘状刀体上机夹刀片或刀头组成，常用于端铣较大的平面片或刀头组成，常用于端铣较大的平面 第五节第五节 数控加工刀具简介数控加工刀具简介 2 2、数控加工刀具的要求、数控加工刀具的要求 为适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集为适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中以及零件装夹次数少的要求，数控机床对所用的刀具相对中以及零件装夹次数少的要求，数控机床对所用的刀具相
28、对于普通金属切削刀具又有以下许多性能上的要求于普通金属切削刀具又有以下许多性能上的要求:1.1.刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化。刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化。2.2.刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理性。刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理性。3.3.刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。4.4.刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。5.5.刀具应具有较高的精度，包括刀具的形状精度、刀片及刀柄对机床主刀具应具有较高的精度，包括刀具的形状精度、刀片及刀柄对机
29、床主轴的相对位置精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度。轴的相对位置精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度。6.6.刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好。刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好。7.7.刀柄或工具系统的装机重量有限度。刀柄或工具系统的装机重量有限度。8.8.刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。9.9.刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。度高、耐用度好等要求。第六节第六节 数控加工常用工具简介数
30、控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 1.1.钻夹头钻夹头 ：钻夹头是一种钻头夹持工具，可：钻夹头是一种钻头夹持工具，可用来夹钻头钻孔、扩孔、夹绞刀绞孔、夹丝锥用来夹钻头钻孔、扩孔、夹绞刀绞孔、夹丝锥攻丝等，广泛应用于机械制造、建筑装修等领攻丝等，广泛应用于机械制造、建筑装修等领域。目前常用的钻夹头主要有扳手式钻夹和自域。目前常用的钻夹头主要有扳手式钻夹和自紧式钻夹头。紧式钻夹头。(a)扳手钻夹头(b)自紧式钻夹头 图1-20钻夹头 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 2.2.刀柄：刀柄是机床主轴和刀具之间的
31、连接刀柄：刀柄是机床主轴和刀具之间的连接工具，是数控机床工具系统的重要组成部分之工具，是数控机床工具系统的重要组成部分之一，是加工中心必备的辅具。它除了能够准确一，是加工中心必备的辅具。它除了能够准确地安装各种刀具外，还应满足在机床主轴上的地安装各种刀具外，还应满足在机床主轴上的自动松开和拉紧定位、刀库中的存储和识别以自动松开和拉紧定位、刀库中的存储和识别以及机械手的夹持和搬运等需要。刀柄分为整体及机械手的夹持和搬运等需要。刀柄分为整体式和模块式两类。式和模块式两类。图1-21 整体式镗铣类工具 图1-22模块式镗铣类工具 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常
32、用工具一、数控加工常用工具 2.2.刀柄：数控加工常用刀柄按加工形式主要刀柄：数控加工常用刀柄按加工形式主要分为钻孔刀具刀柄、镗孔刀具刀柄、铣刀类刀分为钻孔刀具刀柄、镗孔刀具刀柄、铣刀类刀柄、螺纹刀具刀柄和直柄刀具类刀柄柄、螺纹刀具刀柄和直柄刀具类刀柄(立铣刀刀立铣刀刀柄和弹簧夹头刀柄柄和弹簧夹头刀柄)及其它类型。及其它类型。（1 1）铣刀刀柄）铣刀刀柄 （a）侧固式立铣刀柄(b)削平型直柄刀柄(c)三面刃面铣刀刀柄(d)端面铣刀刀柄(e)弹簧夹头刀柄(f)带扁尾莫氏圆锥刀柄(g)接长杆刀柄(h)强力弹簧夹头刀柄(i)油压刀柄 图1-23铣刀类刀柄第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用
33、工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 2.2.刀柄刀柄（2 2）孔加工刀柄）孔加工刀柄 （a）钻夹头刀柄（b）整体式钻夹头刀柄（c）直角型粗镗刀柄(d)倾斜型粗镗刀柄(e)双刃镗刀柄(f)可调镗刀柄(g)攻丝夹头刀柄(h)攻丝夹套(i)轴向伸缩攻牙器 图1-24孔加工刀柄 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 2.2.刀柄刀柄（3 3）特殊功能刀柄）特殊功能刀柄(a)增速刀柄（b）多刀刀柄（c）外转内冷式刀柄(d)角度头 图1-25 特殊功能刀柄 1 1）增速刀柄（增速头）：能实现自动换刀）增速刀柄（增速头）：能实现自动
34、换刀2 2）多轴刀柄：它能同时加工多个孔，相当于多轴加工头）多轴刀柄：它能同时加工多个孔，相当于多轴加工头3 3）内冷却刀柄：该刀柄与芯部开有冷却液通道的麻花钻或深孔钻配合使用，利用特殊的供油）内冷却刀柄：该刀柄与芯部开有冷却液通道的麻花钻或深孔钻配合使用，利用特殊的供油 系统，将高压切削液喷注到切削部位，实现良好的冷却与润滑，并排除切屑系统，将高压切削液喷注到切削部位，实现良好的冷却与润滑，并排除切屑 4 4）转角刀柄：这种刀柄的头部可作）转角刀柄：这种刀柄的头部可作3030、4545、6060、9090等角度旋转，具有五面加工功能。安装等角度旋转，具有五面加工功能。安装 在立式加工中心上，
35、可使立式加工中心具有卧式加工中心的功能，可用于深型在立式加工中心上，可使立式加工中心具有卧式加工中心的功能，可用于深型 腔的底部清角作业。腔的底部清角作业。一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 3.3.拉钉：指镗铣类数控机床主轴与刀柄之间的拉钉：指镗铣类数控机床主轴与刀柄之间的拉紧元件，用久会磨损和损坏，可是由于它很小拉紧元件，用久会磨损和损坏，可是由于它很小，可更换，也较便宜，所以它在加工中的重要性，可更换，也较便宜，所以它在加工中的重要性不易引起人们的重视。拉钉是带螺纹的零件，常不易引起人们的重视。拉钉是带螺纹的零件，常固定在各种工具柄的尾端。机床主轴内的拉紧机固定在各种工具柄的尾端。
36、机床主轴内的拉紧机构借助它把刀柄拉紧在主轴中。拉紧力的保持靠构借助它把刀柄拉紧在主轴中。拉紧力的保持靠一组弹簧，拉紧后就足以防止一组弹簧，拉紧后就足以防止20205050磅重的刀柄磅重的刀柄及刀具从主轴中滑出。及刀具从主轴中滑出。第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 图1-26刀柄拉钉 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 4.4.弹簧夹头：主要用于数控铣和加工中心，弹簧夹头：主要用于数控铣和加工中心，是刀具和刀柄之间的连接夹紧元件。常用的弹是刀具和刀柄之间的连接夹紧元件。常用的弹簧夹头及其与刀柄的连接关系。簧夹头及
37、其与刀柄的连接关系。（a）弹簧夹头(b)直筒式弹性夹头(c)夹头拆分图 图1-27 弹性夹头 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 5.5.对刀工具：对刀工具：（a）偏置式寻边器(b)光电式寻边器 图1-28二维工件寻边器 （1 1）寻边器是在数控加工中，为了精确确定）寻边器是在数控加工中，为了精确确定被加工工件的中心位置的一种检测工具。在数被加工工件的中心位置的一种检测工具。在数控加工中常用的寻边器有对二维工件进行测量控加工中常用的寻边器有对二维工件进行测量的光电式和偏置式寻边器及能够对三维工件进的光电式和偏置式寻边器及能够对三维工
38、件进行测量的行测量的3D3D寻边器。寻边器。1 1）二维工件寻边器）二维工件寻边器 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 3.3.对刀工具：对刀工具：（1 1）寻边器）寻边器图1-293D寻边器 2 2）三维工件寻边器：）三维工件寻边器：3D3D寻边器的优势在于可以从任意方寻边器的优势在于可以从任意方向（向（X X轴，轴，Y Y轴或轴或Z Z轴）接近零件。在测量的过程中，指针始终轴）接近零件。在测量的过程中，指针始终向一个方向偏移，并始终显示机床主轴中心与工件边之间的向一个方向偏移，并始终显示机床主轴中心与工件边之间的距离。当指针指示
39、为零时，表示机床主轴轴线与工件边重合距离。当指针指示为零时，表示机床主轴轴线与工件边重合。第一次使用也无需试验，无需计算，没有正、负号问题。第一次使用也无需试验，无需计算，没有正、负号问题。这大大减少了额外的花销，提高了生产效率，并且减轻了工这大大减少了额外的花销，提高了生产效率，并且减轻了工人的劳动强度。人的劳动强度。第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 3.3.对刀工具：对刀工具：（1 1）寻边器）寻边器图1-30精密对刀仪 3 3）精密对中仪：用于内孔和外圆的精密对中设备）精密对中仪：用于内孔和外圆的精密对中设备,表盘固表盘固定
40、不动。同机床刀具一样定不动。同机床刀具一样,对中仪可以装夹于刀柄上对中仪可以装夹于刀柄上,从而通过从而通过换刀或直接安装到机床主轴上换刀或直接安装到机床主轴上,可以方便精确地找出内孔或外可以方便精确地找出内孔或外圆的中心位置。圆的中心位置。第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 3.3.对刀工具：对刀工具：（1 1）寻边器）寻边器图1-31数字式寻边器 4 4）高精度数字式三维工件寻边器）高精度数字式三维工件寻边器：更为先进高精度寻边：更为先进高精度寻边器。它用于铣床和电加工机床中工件的找正及工件原点的设置器。它用于铣床和电加工机床中工
41、件的找正及工件原点的设置。使得机床主轴或电极可快速定位于参考点，具体的数据将以。使得机床主轴或电极可快速定位于参考点，具体的数据将以数字的形式直接在显示器上显示。当显示数据为零时，表示机数字的形式直接在显示器上显示。当显示数据为零时，表示机床主轴中心线与测量点重合，故此无需任何计算，机床坐标系床主轴中心线与测量点重合，故此无需任何计算，机床坐标系就可直接设置。就可直接设置。第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 3.3.对刀工具：对刀工具：图1-32 Z轴定位器（2 2）Z Z轴定位器轴定位器 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工
42、常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 3.3.对刀工具：对刀工具：(a)数控车床对刀仪(b)加工中心自动对刀仪(c)光电式对刀仪 图1-33 数控机床对刀仪 （3 3）对刀仪）对刀仪 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 6.6.卸刀座：卸刀座：图1-34 锁刀座 第六节第六节 数控加工常用工具简介数控加工常用工具简介 一、数控加工常用工具一、数控加工常用工具 7.7.其他工具：其他工具：(a)数控变径套(b)数控车床刀套(c)数控车床跟刀架(d)数控车外径刀套(e)数控车内径刀套 图1-35 其他工具 第七节第七节
43、 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 一、数控机床夹具的特点及要求一、数控机床夹具的特点及要求 1.1.数控机床夹具的特点：数控机床夹具的特点：（1 1）具有较高的精度。）具有较高的精度。（2 2）数控机床夹具具有柔性，经适当调整即可夹持多）数控机床夹具具有柔性，经适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件。种形状和尺寸的工件。（3 3）由于数控机床一般都配有刀具预调仪及对刀仪等设）由于数控机床一般都配有刀具预调仪及对刀仪等设备，可以由机床解决对刀问题，因此，数控机床夹具一般备，可以由机床解决对刀问题，因此，数控机床夹具一般不需要忖向和对刀功能，只需具有夹紧和定位功能，从而不需要忖向和对刀功能
44、，只需具有夹紧和定位功能，从而简化夹具结构。简化夹具结构。（4 4）具有足够的刚度，适应大切削用量切削）具有足够的刚度，适应大切削用量切削 （5 5）使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧，）使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧，辅助时间短。辅助时间短。第七节第七节 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 一、数控机床夹具的特点及要求一、数控机床夹具的特点及要求2.2.数控机床夹具的新要求数控机床夹具的新要求 （1 1）推行标准化、系列化和通用化；推行标准化、系列化和通用化；（2 2）发展组合夹具和拼装夹具，降低生产成本；）发展组合夹具和拼装夹具，降低生产成本；（3 3）提高精度；
45、）提高精度；（4 4）提高夹具的高效自动化水平。）提高夹具的高效自动化水平。第七节第七节 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 二、数控加工常用夹具二、数控加工常用夹具 数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。件的特点和经济性选择使用。图1-36三爪自定心卡盘 可自动定心，装夹方便，可自动定心，装夹方便，主要用于回转工件的自动装主要用于回转工件的自动装夹，但它夹紧力较小，不便
46、夹，但它夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的工件。于夹持外形不规则的工件。1.1.通用夹具可分为：通用夹具可分为：（1 1）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、弹簧夹套和花盘等。弹簧夹套和花盘等。第七节第七节 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 二、数控加工常用夹具二、数控加工常用夹具 数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要
47、根据零的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。件的特点和经济性选择使用。1.1.通用夹具可分为：通用夹具可分为：（1 1）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、弹簧夹套和花盘等。弹簧夹套和花盘等。图1-37 四爪单动卡盘 其四个爪都可单独移动，其四个爪都可单独移动，安装工件时需找正，夹紧力安装工件时需找正，夹紧力大，适用于装夹毛坯及截面大，适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、形状不规则和不对称的较重、较大、非回转体或偏心件等较大、非回转体或
48、偏心件等工件。工件。第七节第七节 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 二、数控加工常用夹具二、数控加工常用夹具 数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。件的特点和经济性选择使用。1.1.通用夹具可分为：通用夹具可分为：（1 1）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶
49、尖、芯轴、弹簧夹套和花盘等。弹簧夹套和花盘等。软爪软爪 由于三爪卡盘定心精度不高，当加工同由于三爪卡盘定心精度不高，当加工同轴度要求较高的工件，或者进行工件的二次装夹时，轴度要求较高的工件，或者进行工件的二次装夹时，常使用软爪。通常三爪卡盘的卡爪要进行热过处理，常使用软爪。通常三爪卡盘的卡爪要进行热过处理，硬度较高，很难用常用刀具切削。软爪是改变上述硬度较高，很难用常用刀具切削。软爪是改变上述不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。第七节第七节 数控加工常用夹具简介数控加工常用夹具简介 二、数控加工常用夹具二、数控加工常用夹具 数控机床使用的夹具有通用夹
50、具、专用夹数控机床使用的夹具有通用夹具、专用夹具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进具可调夹具、组合夹具和拼装夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。件的特点和经济性选择使用。1.1.通用夹具可分为：通用夹具可分为：（1 1）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自）数控车床夹具，常用的夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、定心卡盘、四爪单动卡盘、软爪、顶尖、芯轴、弹簧夹套和花盘等。弹簧夹套和花盘等。在车削质量较大的工件时，一般工件在车削质量较大的工件时，一般工件的一端用卡盘夹持，另一端用后顶尖支
