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發布時間：2020-10-07 16:51
由于數控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統加工方法相比，對數控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩定，安裝調整方便。這就要求刀具的結構合理、幾何參數標準化、系列化。數控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態、夾具和機床選用刀具的剛性。
數控機床選擇刀具應考慮以下方面：
(1)根據零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。
(2)根據零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產品質量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度、而精加工階段所用刀具的精度。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續使用會影響精加工的加工質量，但對粗加工的影響較小。
(3)根據加工區域的特點選擇刀具和幾何參數。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數也不要超過4齒。
選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀;銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質量上還是在加工效率上都遠遠優于球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時，盡量選擇端銑刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，必須引起注意的是，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。
在加工中心上，所有刀具全都預先裝在刀庫里，通過數控程序的選刀和換刀指令進行相應的換刀動作。必須選用適合機床刀具系統規格的相應標準刀柄，以便數控加工用刀具能夠迅速、準確地安裝到機床主軸上或返回刀庫。編程人員應能夠了解機床所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍等方面的內容，以保證在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸，合理安排刀具的排列順序。
（一）刀具分類
刀具常按加工方式和具體用途，分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動線及數控機床刀具和鉸刀等幾大類型。
刀具還可以按其它方式進行分類，
如按所用材料分為高速鋼具、硬質合金刀具、具、立方氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等；
按結構分為整體刀具、鑲片刀具、機夾刀具和復合刀具等；
按是否標準化分為標準刀具和非標準刀具等。
（二）常用刀具簡介
1車刀
車刀是金屬切削不使用簽名加工中應用廣的一種刀具。它可以在車床上加工外圓、端平面、螺紋、內孔，也可用于切槽和切斷等。車刀在結構上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀和機械夾固刀片的車刀。機械夾固刀片的車刀又可分為機床車刀和可轉位車刀。機械夾固車刀的切削性能穩定，工人不必磨刀，所以在現代生產中應用越來越多。
2孔加工刀具
孔加工刀具一般可分為兩大類：
一類是從實體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；
另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具，常用的有擴孔鉆、鉸刀及鏜刀等。
3銑刀
銑刀是一種應用廣泛的多刃回轉刀具，其種類很多。按用途分有：
1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；
2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形刀和角度銑刀等；
3）加工成形表面用的，如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復雜成形表面用的銑刀。銑削的生產率一般較高，加工表面粗糙度值較大。
4拉刀
拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應用于大批量生產中，可加工各種內、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分為各種內拉刀和外拉刀兩類。使用拉刀加工時，除了要根據工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據工件加工表面的尺寸（如圓孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個參數：
（1）齒升角af[即前后兩刀齒（或齒組）的半徑或高度之差]；
（2）齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離]。
5螺紋刀具
螺紋可用切削法和滾壓法進行加工。
6齒輪刀具
齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按刀具的工作原理，齒輪分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。常用的成形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪刀具等。常用的展成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。選用齒輪滾刀和插齒刀時，應注意以下幾點：
（1）刀具基本參數（模數、齒形角、齒頂高系數等）應與被加工齒輪相同。
（2）刀具精度等級應與被加工齒輪要求的精度等級相當。
（3）刀具旋向應盡可能與被加工齒輪的旋向相同。滾切直齒輪時，一般用左旋齒刀。
7自動線與數控機床刀具
這類刀具的切削部分總的來說與一般刀具沒有多大區別不同情況，只是為了適應數控機床和自動線加工的特點，對它們提出了更高的要求。
數控刀具已形成三大系統：車削刀具系統，鉆削刀具系統和鏜銑刀具系統。
（三）常用刀具種類和應用
1.車刀
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一般使用之車刀尖型式有下列幾種：
(1)粗車刀：主要是用來切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時表面光度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。
(2)精車刀：此刀刃可用油石礪光，以便車出非常圓滑的表面光度，一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。
(3)圓鼻車刀：可適用許多不同型式的工作是屬于常用車刀，磨平頂面時可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面，也可當精車刀來使用。
(4)切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。
(5)螺絲車刀(牙刀)：用于車削螺桿或螺帽，依螺紋的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。
(6)搪孔車刀：用以車削鉆過或鑄出的孔。達至光制尺寸或真直孔面為目的。
(7)側面車刀或側車刀：用來車削工作物端面，右側車刀通常用在精車軸的未端，左側車則用來精車肩部的左側面。
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因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可區分為：
(1)右手車刀：由右向左，車削工件外徑。
(2)左手車刀：由左向右，車削工件外徑。
(3)圓鼻車刀：刀刃為圓弧形，可以左右方向車削，適合圓角或曲面之車削。
(4)右側車刀：車削右側端面。
(5)左側車刀：車削左側端面。
(6)切斷刀：用于切斷或切槽。
(7)內孔車刀：用于車削內孔。
(8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋。
(9)內螺紋車刀：用于車削內螺紋。
2.孔加工刀具
在現代工業出產中，運用數控車床加工螺紋，能大大前進出產功率、保證螺紋加工精度，減輕操作工人的勞動強度。但在高職院校的數控車床實習訓練教育中普遍存在如下現象：部分教師和絕大多數學生對螺紋加工感到扎手，特別是加工多頭螺紋，更加莫衷一是。下面通過螺紋零件的實踐加工分析，闡述多頭螺紋的加工步驟和辦法。
一、螺紋的底子特性
在機械制造中，螺紋聯接被廣泛運用，例如數控車床的主軸與卡盤的聯合，方刀架上螺釘對刀具的穩固，絲杠螺母的傳動等。它是在圓柱或圓錐外表上沿著螺旋線所構成的具有規定牙型的接連凸起和溝槽，有外螺紋和內螺紋兩種。按照螺紋剖面形狀的不同，主要有三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋和矩形螺紋四種。按照螺紋的線數不同，又可分為單線螺紋和多線螺紋。在各種機械中，螺紋零件的作用主要有以下幾點：一是用于聯接、緊固;二是用于傳遞動力，改動運動形式。三角螺紋常用于聯接、穩固;梯形螺紋和矩形螺紋常用于傳遞動力，改動運動形式。由于用處不同，它們的技能要求和加工辦法也不一樣。
二、加工辦法
螺紋的加工，跟著科學技能的開展，除選用一般機床加工外，常選用數控機床加工。這樣既能減輕加工螺紋的加工難度又能前進作業功率，并且能保證螺紋加工質量。數控機床加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其間指令G32用于加工單行程螺紋，編程任務重，程序復雜;而選用指令G92，可以結束簡略螺紋切削循環，使程序修改大為簡化，但要求工件坯料事前有必要通過粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺點，可以將工件從坯料到制品螺紋一次性加工結束。且程序簡捷，可節約編程時間。
在一般車床上進行多頭螺紋車削一直是一個加工難點：當地一條螺紋車成之后，需求手動進給小刀架并用百分表校正，使刀尖沿軸向準確移動一個螺距再加工第二條螺紋;或許打開掛輪箱，調整齒輪嚙合相位，再順次加工其他各頭螺紋。受一般車床絲杠螺距過失、掛輪箱傳動過失、小拖板移動過失等多方面的影響，多頭螺紋的導程和螺距難以到達很高的精度。并且，在整個加工進程中，不可避免地存在刀具磨損甚至打刀等問題，一旦換刀，新刀有必要準判定位在未結束的那條螺紋線上。這一切都要求操作者具有豐富的經歷和高明的技能?？墒?，在批量出產中，單靠操作者的個人經歷和技能是不能保證出產功率和產品質量的。在制造業現代化的今日，數控機床和數控系統的運用使許多一般機床和傳統工藝難以操控的精度變得容易結束，并且出產功率和產品質量也得到了很大程度的保證。
三、實例分析
現以FANUC系統的GSK980T車床，加工螺紋M30×3/2-5g6g為例，闡明多頭螺紋的數控加工進程：
工件要求：螺紋長度為25mm，兩頭倒角為2×45°、牙外表粗糙度為Ra3.2的螺紋。選用的材料是為45#圓鋼坯料。
1.準備作業。通過對加工零件的分析，運用車工手冊查找M30×3/2-5g6g的各項底子參數：該工件是導程為3mm紋且螺距為1.5(該參數是查表的重要根據)的雙線螺;大徑為30，公差帶為6g，查得其標準上過失為-0.032、下過失為-0.268、公差有0.236，公差要求較松；中徑為29.026，公差帶為5 g，查得其標準上過失為-0.032、下過失為-0.150，公差為0.118，公差要求較緊;小徑按照大徑減去車削深度判定。螺紋的總背吃刀量ap與螺距的聯系近經歷公式ap≈0.65P，每次的背吃刀量按照初精加工及材料來判定。大徑是車削螺紋毛壞外圓的編程根據，中徑是螺紋標準檢測的規范和調試螺紋程序的根據，小徑是編制螺紋加工程序的根據。兩頭留有必定標準的車刀退刀槽。
2、正確挑選加工刀具。螺紋車刀的品種、材質較多，挑選時要根據被加工材料的品種合理選用，材料的商標要根據不同的加工階段來判定。關于45#圓鋼材質，宜選用YT15硬質合金車刀，該刀具材料既適合于粗加工也適合于精加工，通用性較強，對數控車床加工螺紋而言是比較適合的。別的，還需求考慮螺紋的形狀過失與磨制的螺紋車刀的視點、對稱度。車削45鋼螺紋，刃傾角為10°，主后角為6°，副后角為4°，刀尖角為59°16’，左右刃為直線，而刀尖圓弧半徑則由公式R=0.144P判定(其間P為螺距)，刀尖圓角半徑很小在磨制時要特別仔細。
四、多頭螺紋加工辦法及程序設計
多頭螺紋的編程辦法和單頭螺紋相似，選用改動切削螺紋初始位置或初始角來結束。假定毛坯已經按要求加工，螺紋車刀為T0303，選用如下兩種辦法來進行編程加工。
1.用G92指令來加工圓柱型多頭螺紋。G92指令是簡略螺紋切削循環指令，我們可以運用先加工一個單線螺紋，然后根據多頭螺紋的結構特性，在Z軸方向上移過一個螺距，然后結束多頭螺紋的加工。程序修改如圖。(工件原點設在右端面中心)
2.用G33指令來加工圓柱型多頭螺紋。用G33指令來編程時，除了考慮螺紋導程(F值)外，還要考慮螺紋的頭數(P值)來闡明螺紋軸向的分度角。
式中：X、Z——決對標準編程的螺紋結束坐標(選用直徑編程)。
U、W——增量標準編程的螺紋結束坐標(選用直徑編程)
F——螺紋的導程
P——螺紋的頭數
3.多頭螺紋加工的操控要素。在運用程序加工多頭中，要特別注意對以下問題的操控：(1)主軸轉速S280的判定。由于數控車床加工螺紋是依托主軸編碼器作業的，主軸編碼器對不同導程的螺紋在加工時的主軸轉速有一個極限識別要求，要用經歷公式S 1200/P-80來判定(式中P為螺紋的導程)，S不能超過320r/min，故取S280 r/min。(2)外表粗糙度要求。螺紋加工的終一刀底子選用重復切削的辦法，這樣可以獲得更潤滑的牙外表，到達Ra3.2要求。(3)批量加工進程操控。對試件切削運轉程序之前除正常要求對刀外，在FANUC數控系統中要設定刀具磨損值在0.3～0.6之間，地一次加工完后用螺紋千分尺進行精細測量并記載數據，將磨損值減少0.2，進行第2次主動加工，并將測量數據記載，今后將磨損補償值的遞減崎嶇減少并查詢它的減幅與中徑的減幅的聯系，重復進行，直至將中徑標準調試到公差帶的中心為止。在今后的批量加工中，標準的改動可以用螺紋環規抽檢，并通過更改程序中的X數據，也可以通過調整刀具磨損值進行補償。
常見的修建給排水管材首要有塑料管、金屬管和復合管三種。但其實遠遠超越這些類別，還有更多的新式管材。
1、鋼管
鋼管包含一般鋼管、鍍鋅鋼管及無縫鋼管等。一般鋼管用于非日子飲用水管道或一般工業給水管道。鋼管外表鍍鋅(選用熱浸鍍鋅工藝生產)是為防銹防腐蝕，以免影響水質，適用于日子飲用水水管或某些水質要求較高的工業用水水管；無縫鋼管用于高壓管網，其作業壓力在1．6MPa以上。
鋼管的銜接辦法有螺紋銜接、焊接和法蘭銜接。螺紋銜接即使用帶螺紋的管道配件銜接。配件大都用可鍛鑄鐵制成，分鍍鋅與不鍍鋅兩種，其抗腐蝕性及機械強度均較大?，F在鋼制配件較少。鍍鋅鋼管必須用螺紋銜接，其配件也應為鍍鋅配件。這種辦法多用于明裝管道。焊接是用焊機、焊條燒焊將兩段管道銜接在一起。長處是接頭嚴密，不漏水，不需配件，施工敏捷。但無法拆開。焊接只適用于不鍍鋅鋼管。這種辦法多用于暗裝管道。
法蘭銜接在較大管徑(50m以上)的管道上，常將法蘭盤焊接(或用螺紋銜接)在管端，再以螺栓將兩個法蘭銜接在一起，進而兩段管道也就銜接在一起了。法蘭銜接一般用在銜接閥門、止同閥、水表、水泵等處，以及需求經常拆開、檢修的管段上。
2、給水塑料管
常用的給水塑料管是給水硬聚鋁乙烯管(UPVC)、給水聚柄烯管(PP管)。此外，還有聚乙烯(PE)管，適用于運送水水溫不超越40℃，其有關標準遵從《給水用聚乙烯(PE)管材》GB／T13663的規則；交聯聚乙烯(PE—x)管：聚丁烯(PB)管，適于運送水水溫為一20"--90℃。它們均具有較強的化學安穩性，耐腐蝕，不受酸、堿、鹽、油類等介質的腐蝕，管壁潤滑，水力功用好，質量較輕，加工設備便利。但共同的缺陷是耐溫性差、強度較低。因而，在運用上也遭到必定的約束。
給水硬聚鋁乙烯管(UPVc)，運送水的溫度不超越45℃。UPVC管一般選用承插銜接，其間承插粘接適用于管外徑20～1601m；橡膠圈銜接適用于管外徑大于或等于63mm；與金屬管配件、閥門等的銜接選用螺紋或法蘭銜接。
給水聚柄烯管(PP管)，適用于體系作業壓力不大于0．6Mpa，作業溫度不大于70℃。給水聚柄烯管選用熱熔承插銜接。與金屬管配件銜接時，運用帶金屬嵌件的聚柄烯管件作為過渡，該管件與聚柄烯管選用熱熔承插銜接，與金屬管配件選用螺紋銜接。
3、PVC管
實際就是一種塑料管，接口處一般用膠粘接。因為其抗凍和耐熱才能都不好，所以很難用作熱水管。管材易開裂，遇熱也簡略變形，大多情況下，PVC管適用于電氣穿線管道和排水管道。
4、銅管
銅管及其配件種類標準徹底，直徑規模大，可從6mm一273mm恣意選用。銅管易曲折、易加工、易改動形狀，能滿意工程設備中管道布線和互相銜接的全部需求。特別在現場施工中，銅管的暫時堵截、折彎和打磨等都輕松自如。各種管道和配件既可拼裝好后運抵現場，也能夠在現場l暫時設備、效果圓滿。
銅是一種質地堅固的金屬，而腐蝕。能在種不同的環境中運用而不損壞。從國外的運用歷史來看，許多銅管道的運用時間已超了修建物自身的運用壽命。因而銅水管是肯定安全牢靠的水管。
銅能夠說是具有“綠色面孔的紅色金屬”。銅能按捺西菌生長，保持飲用水清潔衛生。銅制餐飲具歷史悠久、無毒無味。
銅管及配件在高溫、高壓下仍能保持其形狀和強度，也不會有長時間老化現象。
銅管有一層密實堅固的保護層，無論是油脂，碳水化合物，西菌和病毒，有害液體，空氣或紫外線均不能穿過它也不能腐蝕它污染水質。寄生物也不能棲息于銅外表。但銅管價位高是它的蕞大缺陷，是現在蕞高及的水管
5、復合資料管
跟著我國工業的不斷開展和技術改進，在給水排水工程中選用了很多的新資料和新工藝，復合資料的管道在修建給水工程中得到了廣泛的應用。
（1）鋁塑復合管道
鋁塑復合管道中心層選用焊接鋁管，外層和內層選用中密度或高密度聚乙烯塑料或交聯高密度聚乙烯，經熱熔膠黏合復合而成。該管道既具有金屬管道的耐壓功用，又具有塑料管道的抗腐功用，是一種用于修建給水的較理想管材。鋁塑復合管一般選用螺紋卡套壓接，其配件一般是銅制品，它是先將配件螺帽套在管道端頭，再把配件內芯套入端頭內，然后用扳手扳緊配件與螺帽即可。耐高溫功用良好，施工便利大大的進步了勞動效率。管道因為長時間的熱脹冷縮會構成管壁錯位致使構成滲漏。鋁塑管受壓時裂。在裝修理念比較新的區域，鋁塑管已經漸漸的沒有了商場，歸于被篩選產品。
（2）鋼塑復合管道
鋼塑復合管道是在鋼管內壁襯(涂)必定厚度塑料復合而成的管子。一般分為襯塑鋼管和涂塑鋼管兩種。鋼塑復合管一般用螺紋銜接，其配件一般也是鋼塑制品。
6、薄壁不銹鋼管
跟著國民經濟的開展和人民日子水平的進步，薄壁不銹鋼水管和不銹鋼管件已經成為國內給水管道體系開展的新趨勢。滿意健康要求的薄壁不銹鋼管不會對水質構成二次污染，達到國家直接飲用水質標準的需求。
薄壁不銹鋼管是一種能夠徹底收回使用的水管，不會給予孫子孫留下不行以處理的垃圾。
薄壁不銹鋼管資料的強度高過了一切的水管資料，極大地降低了水管受外力影響漏水的可能性，很多地節省了水資源。
薄壁不銹鋼管材地耐腐蝕功用優越，在長時間地運用過程中不會結垢，內壁光亮如故，運送能耗低，節省成本，是運送成本蕞低的水管資料。
薄壁不銹鋼管資料的保溫功用是銅資料水管的24倍，很多地節省了熱水運送中地熱能損耗。
薄壁不銹鋼管不會污染高及衛生潔具，避免了潔具上發生不行擦洗地“紅印”和“藍印”。
因為，現在在薄壁不銹鋼給水管材、管件領域中，相關同類產品的首要區別是銜接方法的不同，所以下面介紹一種常見便利的薄壁。
不銹鋼給水管材、管件的銜接方法—卡壓式銜接。以帶有密封圈的承口管件銜接管道，用專用東西壓緊管口而起密封和緊固效果的一種銜接方法?？▔菏焦芗母窘M成是端部U型槽內裝有O型密封圈的特殊形狀的管接件。拼裝時。將不銹鋼水管插入管件中，用專用封壓東西封壓，封壓部分的管件、管子被擠壓成六角形，從而構成滿足的銜接強度，一起因為密封圈的緊縮變形發生密封效果。管件成本低，適合民用商場的推行，明裝工程設備簡略，施工速度快。
7、給水鑄鐵管
給水鑄鐵管具有耐腐蝕性強、接裝便利、運用期長(一般情況下，地下鑄鐵管的運用年限為60年以上)、價格低等長處，多用于DN大于或等于75咖的給水管道中，特別適用于埋地鋪設。其缺陷為性脆、質量大、長度小、強度較鋼管差。我國生產的給水鑄鐵直管有低壓、普壓、高壓三種。
近年來在大型高層修建中，將球墨鑄鐵管規劃為總立管，應用于室內給水體系。球墨鑄鐵管較一般鑄鐵管壁薄、強度高，其沖擊功用為灰口鑄鐵管的10倍以上。球墨鑄鐵管選用橡膠圈機械式接口或承插接口，也能夠選用螺紋法蘭銜接的方法。
其他管材：
硬聚鋁乙烯管（UPVC）
在世界規模內，硬聚鋁乙烯管道（UPVC）是各種塑料管道中消費量蕞大的種類。選用這種管材，可對我國鋼材緊缺、動力缺乏的局面起到積極的緩解效果，經濟效益顯著。
首要特點：
1、化學腐蝕性好，不生銹
2、內壁潤滑，流體運送才能比鑄鐵管高43.7%
3、價格低價
4、質量輕，易擴口、粘接、曲折、焊接
