数控刀具及夹具.

5第二章刀具夹具与机床的选择一、刀具、夹具和机床的选择2.1（一）刀具材料及其运用在金属切削加工中，刀具材料的切削性能影响着生产效率，工件的加工精度和已加工表面质量，刀具消耗和加工成本。

正确选择刀具材料是选用刀具的重要内容之一，特别是对某些难加工材料的切削，刀具材料的选用显得尤为重要。

1、刀具材料应具备的基本性能金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触。

受到很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦产生很高的切削温度。

所以刀具切削部分是在高温高压及居烈摩擦的恶劣条件下工作的。

刀具应具备的性能有：（1）高硬度和高耐磨性刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC 以上。

刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。

图2-1纲的硬度为63—70HRC；硬质合金的硬度为89—93HRA、HRC和HRA都属于络氏硬度，HRA硬度大于70，而HRC的硬度范围是20—70之间。

（2）有足够的强度和韧性，刀具切削部分的材料在切削时要承爱很大的切削力和冲动。

刀具材料必须要有足够的强度和韧性，如图2-1。

（3）良好的导热性，热导率大，表示导热性越好，切削对产生的热量容量传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损，导热性好的刀具，耐热冲击和抗热危裂的性能增强。

（4）抗粘接性，防止工件与刀具材料分子间在高温高压作用下互相吸附产生粘。

（5）化学稳定性刀具在高温下，不容易与周围介质发生化学反应。

（6）良好的工艺性和经济性，为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。

当然在制造和选用时应综合考虑经济性。

当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。

因此在选用时一定要综合考虑。

2、立铣刀主要参数的选择：立铣刀主切削刃的前角在法剖面内测量，后角在法剖面内测量，后角在端剖面内测量，前后角的标注。

模具数控加工的刀具选购与使用管理指导一、目的：为规范公司的刀具管理和使用，控制刀具耗用成本，提高刀具的使用寿命，减少刀具不合理使用导致加工精度或工件异常问题，提高工作效率，特制定本指导书。

二、适用范围：适用于公司各加工工序使用刀具的管理及采购刀具、刀具仓储管理。

包括：刀具供应商开发、刀具选择、计划、采购、入库保管、领出、使用、车间刀具管理及退库的整个过程。

三、刀具述语与品牌简述：1.刀具定义：广义的刀具包括以下几种：●CNC铣削刀具：包括通用立铣刀（分平底立铣刀、圆鼻立铣刀、球头立铣刀）、非标立铣刀、刀盘、刀粒、刀片、刀头、刀杆等。

●车床刀具：车刀杆、车刀片、装夹卡盘等；●钻床刀具：钻头（分钨钢、高速钢、含钴高速钢、粉末冶金含钴高速钢四种）、枪钻、钻咀、铰刀（分钨钢、高速钢、含钴高速钢三种）等。

●攻丝螺纹刀具：丝攻丝锥（镍基高温合金及钛合金专用丝锥）、螺纹锥等。

●夹具、热装夹头：夹头、刀柄、热胀刀柄、刀把、弹簧筒夹、BIG刀具装夹工具等。

可以根椐不同的加工工件尺寸和工艺方法，按需要组合成铣、钻、镗、铰、攻丝等各类工具进行切削加工。

2.刀具寿命：从开始加工到刀尖报废整个过程中，刀尖切削工件的时间或切削过程中在工件表面实际的长度。

刀尖加工时间为每个刀具公司计算刀具寿命的主要考核指标。

刀具质量、正确选择、合理使用、优化编程、正确操作等因素，对工件加工精度的控制至关重要的，也关系到了刀具的使用寿命，所以，在使用刀具时，了解程式和零件的加工要求，根据加工中心机床的特点，根据工件材料的特性，正确安排加工工艺、优化编程参数（主轴转速、进给量、进给速度、切削速度等）、正确选用刀具夹具、合理使用刀具，发挥刀具最大效果，制造出高精密的零件，降低刀具使用成本；CNC工序的刀具使用量大，故CNC组长是刀具的使用与管理的主要责任人。

3.刀具成本与加工成本的关系：刀具成本：是指在生产过程中，每年采购所有刀具工具的费用，是生产成本的一部分。

数控车床盘类零件工装夹具设计摘要：随着工业科技的高速发展，当今各行各业对各种产品零件的需求也层出不穷。

在零件的机械加工中单靠传统的常规装夹方式很难满足实际生产中一些零件的加工，因此，必须要为产品零件设计能顺利完成其装夹进行加工且成本低、加工效率高、满足精度要求的夹具。

文章对机床夹具中圆偏心夹紧装置的设计进行了研究分析，以供参考。

关键词：机床夹具；夹紧装置；设计前言机床夹具行业迄今已发展起来，可分为三个阶段。

第一阶段主要由夹具和人的组合来表示。

此时，夹具主要用作人体加速和完善加工过程的简单辅助工具。

在第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁。

夹具的功能发生变化，主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到操作者和机床性能的提高密切相关，因此夹具备受关注;第三阶段是夹具和机床的组合，夹具成为机床的一部分并成为加工不可或缺的工艺设备。

在夹具设计过程中，设计人员主要考虑加工零件定位和夹紧问题。

然而，夹具设计经常遇到一些小问题。

如果这些问题处理不当，会给夹具的使用带来很多不便，甚至影响工件的加工精度。

我们总结了多年来设计夹具时遇到的一些小问题：①清理根部的问题，在设计夹具端面和定位内孔时，会遇到清除根部的问题。

具体定位端面和定位外圆。

当端面和定位外圆被分成两个主体时，不会引起这个问题。

应根据工件的结构确定是否应移除夹具。

如果零件定位内孔的倒角很小或没有倒角，则必须清除根部。

如果零件定位孔的倒角很大或没有孔，则不需要根部，并且接头可以是圆形的。

当定位端面和外圆时，它与上面相同。

②让刀问题，当设计用于盘式工具（例如铣刀，砂轮等）的夹具时，应考虑铣刀或砂轮切削或磨削后铣刀或砂轮的退回位置。

铣刀或砂轮的位置应根据所用铣刀或砂轮的直径确定，并应超过刀具半径。

③更换问题，在设计一系列具有相同或相似结构和不同尺寸的产品零件和夹具时，为了降低生产成本并提高夹具的利用率，夹具通常设计为通用夹具，仅替换一个或几个部分。

1 机床夹具中定位与夹紧的研究1.1工件定位方案机床夹具的组成主要有以下几个部分组成:(1)定位元件，是夹具中确定工件位置的装置，主要的定位结构有支撑钉、V形块等;(2)夹紧装置，该装置是对工件进行夹持，保持工件在加工的时候不发生移动;(3)导向、对刀装置，是保证零件在加工的时候具有正确的位置;(4)夹具体，该装置是夹具的整个基础，是承载各种零件的基座;(5)其他装置，上下料装置、顶出器等。

刀具基本知识介绍一.常州英格索兰公司刀具的编码原则1.通用刀具T □x x x x □第一位大写英文字母“T”表示为刀具的编码, 其第二位表示刀具的类别, 第三位数字是类别代号分述如下：⑴“D”表示钻削刀具TD1-5分别表示直柄麻花钻、锥柄麻花钻、直柄长麻花钻、定心钻、中心钻⑵“M” 表示铣刀TM1-5分别表示三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀、面铣刀、锯片铣刀⑶“L”表示车刀杆TL1-6分别表示外径车刀杆、镗刀杆、槽（切断）刀杆、牙刀杆、空号、白钢刀条⑷“B”表示拉削刀具⑸“C”表示刀具辅具如:莫氏锥套,加工中心所用保持器等⑹“T”表示丝锥⑺“R”表示铰刀⑻“I”表示舍弃式刀片包括所有车刀,铣刀及其他刀具所用的舍弃式刀片TI1-4分别表示车刀片、铣刀片、槽刀片、牙刀片⑼“G”表示砂轮TG1-2分别表示砂轮、油石⑽“J”表示其他如:砂皮纸第三位数字是类别代号, 第四位到第六位是流水号, 第七位是尾注。

具体数据可查阅常用刀具汇总表2.专用刀具产品图号T □xxx第一位大写英文字母“T”表示为刀具的编码, 其第二位表示刀具的类别, 第三位到第五位是流水号, 编码方式参照常用刀具例: 一专用刀具代号: 2512-8 TM 001说明: 此刀具是用于零件2512-8的一专用铣刀二.刀柄,刀片规格介绍1.、数控车床、加工中心刀具简介数控车床刀具主要分为外径车刀，内孔镗刀，内外径槽刀、端面槽刀、切断刀、内外径螺纹刀及配套刀片，孔类加工还有麻花钻、定心钻、中心钻、铰刀、丝锥等。

刀片形状有80︒、60︒、55︒、35︒菱形刀片，正方形、圆形、桃形刀片，刀片宽度有16、11、08、06等规格，材质有硬质合金、瓷金、CBN、钻石刀片、超硬合金等外径刀柄主要有20方、25方二种。

镗刀杆主要有Φ40、32、20、16、10、8等，材质有钢质、硬质合金区别。

加工中心保持器主要有BT40、BT30二种。

刀具夹固方式有内涨式、接长杆式、微调式、螺母式、莫氏式和刀片直接固定式等。

那些年常用的数控车床夹具你都用对了吗？一、圆周定位夹具在数控车削加工中，粗加工、半精加工的精度要求不高时，可利用工件或毛坯的外圆表面定位。

1、三爪卡盘三爪卡盘是常用的车床也是数控车床的通用卡具。

三爪卡盘最大的优点是可以自动定心。

它的夹持范围大，但定心精度不高，不适合于零件同轴度要求高时的二次装夹。

三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。

液压卡盘装夹迅速、方便，但夹持范围小，尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。

数控车床经常采用液压卡盘，液压卡盘特别适用于批量加工。

2、软爪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，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。

软爪是改变上述不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。

加工软爪时要注意以下几方面的问题：（1）软爪要在与使用时相同的夹紧状态下进行车削，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。

车削软爪内定位表而时，要在软爪尾部夹一适当的圆盘，以消除卡盘端面螺纹的间隙。

（2）当被加工件以外圆定位时，软爪夹持直径应比工件外圆直径略小。

其目的是增加软爪与工件的接触面积。

软爪内径大于工件外径时，会造成软爪与工件形成三点接触,此种情况下夹紧牢固度较差，所以应尽量避免。

当软爪内径过小时，会形成软爪与工件的六点接触，不仅会在被加工表面留下压痕，而且软爪接触面也会变形。

这在实际使用中都应该尽量避免。

软爪有机械式和液压式两种。

软爪常用于加工同轴度要求较高的工件的二次装夹。

3、卡盘加顶尖在车削质量较大的工件时，一般工件的一端用卡盘夹持，另一端用后顶尖支撑。

为了防止工件由于切削力的作用而产生的轴向位移，必须在卡盘内装一限位支撑，或者利用工件的台阶面进行限位。

此种装夹方法比较安全可靠，能够承受较大的轴向切削力，安装刚性好，轴向定位准确，所以在数控车削加工中应用较多。

4、芯轴和弹簧芯轴当工件用已加工过的孔作为定位基准时，可采用芯轴装夹。

1、铣床和夹具的概念铣床指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。

通常以铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的配合移动为进给运动。

它可以加工平面、垂直面、斜面、各种沟槽或成型面，如果配一些附件（如分度头）也可以加工螺旋槽，凸轮、成型面等。

夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之固定在正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。

在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧[1]。

2、夹具在铣床上的作用夹具是在机床机械制造过程中，用来固定加工产品，使之固定在正确的位置，以接受加工或检测的机床附加装置，简称为夹具。

在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

在机床上加工工业零件的时候，必须用夹具装好固定所要加工工件。

将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。

将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定规定好的位置上将工件可靠地固定，这一过程称为夹紧。

从定位到夹紧的全过程，称为装夹。

铣床夹具的主要功能就是完成工件的装夹固定工作。

工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度[2]。

3、设计要点为提高铣床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动造成的松动，夹具体不仅要有足够的坚固度和强度，其高度和宽度比例也应合适，一般有H/B≤1～1.20，以降低夹具重心，使加工工件的表面尽量靠近工作台面。

此外，还要合理地调整好加强筋和耳座。

若夹具整体宽度较宽，可在夹具的同一侧设置两个与铣床工作台T形槽间等距的耳座；对重型铣床夹具，夹具体两端还应设置吊装孔或吊环等以便搬运[3]。

除机床整体设计需注意的方面之外还需要注意一下几点：1．定向键的设计定向键也就是夹具的定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般为两个，安在同一条直线上，其距离越远，导向精确程度越高，用螺钉紧固在夹具体上，定向键通过与铣床工作台上的形槽配合以确定夹具在机床上的正确位置；除此之外还能承受部分切削扭矩，同时可以减轻夹紧螺栓的负荷，使夹具的本身更具有稳定性，因此平面夹具及有些专用的钻镗床夹具也常使用。

2．4 数控铣床、加工中心常用夹具数控铣床、加工中心的工件装夹一般都是以平面工作台为安装的基础，定位夹具或工件，并通过夹具最终定位夹紧工件，使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。

数控铣床、加工中心的工件装夹方法基本相同，装夹原理是相通的。

2．4．1数控铣床、加工中心工件装夹的基本要求为适应数控铣床、加工中心对工件铣、钻、镗等加工工艺的特点，数控铣床、加工中心加工对夹具和工件装夹通常有如下的基本要求：①数控铣床、加工中心夹具应有足够的夹紧力、刚度和强度为了承受较大的铣削力和断续切削所产生的振动，数控铣床、加工中心的夹具要有足够的夹紧力、刚度和强度。

夹具的夹紧装置尽可能采用扩力机构；夹紧装置的自锁性要好；尽量用夹具的固定支承承受铣削力；工件的加工表面尽量不超出工作台；尽量降低夹具高度。

②尽量减小夹紧变形。

加工中心有集中工序加工的特点，一般是一次装夹完成粗、精加工。

工件在粗加工时，切削力大，需要的夹紧力也大。

但夹紧力又不能太大，否则松开夹具后零件会发生变形。

因此，必须慎重选择夹具的支承点、定位点和夹紧点。

如果采用了相应措施仍不能控制工件变形，只能将粗、精加工分开，或者粗、精加工使用不同的夹紧力。

③夹具在机床工作台上定位连接数控机床加工中机床、刀具、夹具和工件之间应有严格的相对坐标位置。

数控铣床、加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装的基础，应便于夹具与机床工作台的定位连接。

加工中心工作台上设有基准槽、中央T形槽，可把标准定位块插入工作台上的基准槽、中央T形槽，使安装的工件或夹具紧靠标准块，达到定位的目的，作为工件或夹具的定位基准。

数控机床还常在工作台上装固定基础板，方便工件、夹具在工作台上的定位。

基础板预先调整好相对数控机床的坐标位置，板上有已加工出准确位置的一组定位孔和一组紧固螺孔，方便夹具安装。

如图2-4-1，为数控机床工作台上装固定基础板。

④夹紧机构或其他元件不得影响进给。

加工部位要敞开，夹紧元件的空间位置能低就低，要求夹持工件后夹具上一些组成件不影响刀具进给。

数控机床工件的装夹方法-工程（一）工件的安装数控机床夹具是用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧，。

工件装夹的内容包括：·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，（二）装夹方法：1、用找正法装夹：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。

找正法与用夹具装夹工件的对比设加工工件如下图所示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。