学习情境2-1零件加工前的准备.doc

关键知识点：常用切削刀具 刀具的装夹 将刀具装入主轴 学习情境二：零件加工前的准备 学习目标 利用数控铣床、加工中心进行零件加工，必须掌握刀具安装、工件装夹、常用工量具的使用等相关知识和技能，通过本项目的学习训练，学习者应达到以下两个学习目标。 1．知识目标 1）掌握数控铣床/加工中心常用刀具类型、组成及安装等知识。 2）掌握工件装夹的相关知识及方法。 3）掌握常用量具的类型及使用方法。 2．技能目标 能熟练完成数控铣床/加工中心常用刀具的安装，正确装夹工件及正确使用常用工量具等。 任务2-1：数控铣床/加工中心常用刀具的安装 一、初识数控铣床/加工中心刀具系统 1．数控铣床/加工中心刀具系统特点 为适应加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控铣床/加工中心对所用的刀具有许多性能上的要求。与普通机床的刀具相比，数控铣床/加工中心机床切削刀具及刀具系统具有以下特点： 1）刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系统化。 2）刀片和刀具几何参数及切削参数的规范化、典型化。 3）刀片或刀具材料及切削参数需与被加工工件材料相匹配。 4）刀片或刀具的使用寿命长，加工刚性好。 5）刀片及刀柄的定位基准精度高，刀柄对机床主轴的相对位置要求也较高。 2．刀具的材料 1）常用刀具材料 常用的数控刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等。其中，高速钢、硬质合金和涂层硬质合金三类材料应用最为广泛。 2）刀具材料性能比较 硬度和韧性是刀具材料性能的两项重要指标，上述各类刀具材料的硬度和韧性对比见图2-1-1。 3．数控铣床/加工中心常用切削刀具 1）铣削刀具 铣刀是刀齿分布在旋转表面或端面上的多刃刀具，其几何形状较复杂，种类较多，常用有面铣刀、立铣刀、铣槽铣刀、模具铣刀和成形铣刀等，如图2-1-2所示。 图2-1-1 不同刀具材料的硬度与韧性对比 （a）面铣刀 （b）直柄立铣刀 （c）锥柄立铣刀（d）键槽铣刀（e）球头铣刀 图2-1-2 常用的铣削刀具 2）孔加工刀具 常用的孔加工刀具有中心钻、麻花钻（直柄、锥柄）、扩孔钻、锪孔钻、铰刀、镗刀、丝锥等，如图2-1-3所示。 （a）中心钻 （b）标准麻花钻； 标准扩孔钻 （d）机用铰刀 （e）单刃粗镗刀 （f）可调精镗刀 （g）机用丝锥 图2-1-3 常用的孔加工刀具 4．数控铣床/加工中心的刀柄系统 数控铣床/加工中心的刀柄系统主要由三部分组成，即刀柄、拉钉和夹头（或中间模块）。 1）刀柄 切削刀具通过刀柄与机床主轴连接，其强度、刚性、耐磨性、制造精度以及夹紧力等对加工有直接影响。数控铣床/加工中心用的刀柄一般采用7:24锥面与主轴锥孔配合定位，刀柄及其尾部供主轴内拉紧机构用的拉钉已实现标准化，其使用的标准有国际标准（ISO）和中国、美国、德国、日本等国的标准。因此，刀柄系统应根据所用的数控铣床/加工中心要求进行配备。 数控铣床/加工中心刀柄可分为整体式与模块式两类，图2-1-4所示为常用的镗孔刀刀柄。 （a）整体式刀柄 （b）模块式刀柄 图2-1-4 镗孔刀刀柄类型 根据刀柄柄部形式及标准，我国使用的刀柄常分成BT（日本MAS 403-75标准）、JT（GB/T 10944-1989与ISO7388-1983标准，带机械手夹持槽）、ST（ISO或GB，不带机械手夹持槽）和CAT（美国ANSI标准）等几个系列，这几个系列的刀柄除局部槽的形状不同外，其余结构基本相同，刀柄的具体型号和规格可通过查阅有关标准获得。数控铣床/加工中心刀柄与刀具的安装关系见图2-1-5所示。 2）拉钉 拉钉的形状如图2-1-6所示，其尺寸目前已标准化，ISO或GB规定了A型和B型两种形式的拉钉，其中A型拉钉用于不带钢球的拉紧装置，而B型拉钉用于带钢球的拉紧装置。拉钉的具体尺寸可查阅有关标准。 3）弹簧夹头及中间模块 弹簧夹头有两种，即ER弹簧夹头（图2-1-7a）和KM弹簧夹头（图2-1-7b）。其中 ER弹簧夹头的夹紧力较小，适用于切削力较小的场合；KM弹簧夹头的夹紧力较大，适用于强力铣削。 图2-1-5 数控铣床/加工中心刀柄与刀具的安装关系 图2-1-6 拉钉 （a）ER弹簧夹头 （b）KM弹簧夹头 图2-1-7 弹簧夹头 4）中间模块 中间模块是刀柄和刀具之间的中间连接装置，如图2-1-8所示。通过中间模块的使用，可提高刀柄的通用性能。例如，镗刀、丝锥与刀柄的联接就经常使用中间模块。 （a）精镗刀中间模块 （b）攻螺纹夹套 （c）钻夹头接柄。 图2-1-8 镗孔刀刀柄类型 5．刀具安装辅件 只有配备相应的刀