四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备第一节、数控刀具系统数控机床刀具有几千种个规格，耐用、稳定、
易调、可换一、数控机床对刀具的要求
（ 1）适应高速切削要求，具有良好的切削性能
（ 2）高的可靠性
（ 3）较高的尺寸耐用度
（ 4）高精度四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备一、数控机床对刀具的要求
（ 5）可靠的断削及排屑措施
（ 6）精确而迅速的调整
（ 7）自动且快速的换刀
（ 8）刀具工作状态监测装置
（ 9）刀具标准化、模块化、通用化四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备二、数控机床所用刀具材料的类型及选择
1、刀具材料应具备的性能
（ 1）较高的硬度和耐磨性
（ 2）足够的强度和韧性
（ 3）较高的耐热性
（ 4）较高的导热性
（ 5）良好的工艺性四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备
2、高速钢使用普遍
（ 1）通用型高速钢
（ 2）高性能高速钢
（ 3）粉末冶金高速钢
3、硬质合金 ISO分为三类
（ 1） WC基硬质合金
（ 2） TiC硬质合金
4、涂层刀具四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备
5、陶瓷刀具材料
（ 1）氧化铝系陶瓷
（ 2）氮化硅系陶瓷
（ 3）复合氮化硅 — 氧化铝系陶瓷
6、金刚石等三、数控车刀刀具广泛采用不重磨机夹可转位车刀。
特点,1）刀片各刃可转位轮流使用，减少换刀时间
2）刀刃不重磨，有利于采用涂层刀片
3）断削槽型压制而成，尺寸稳定，节省硬质合金
4）刀杆刀槽的制造精度高四川机电职业技术学院在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。
1.数控车床常用刀具四川机电职业技术学院第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院外圆车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院内孔车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院螺纹车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院切断（槽）车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院四、铣刀及其他旋转刀具
（一）、数控铣削刀具系统要求
1.刀具切削部分几何参数及其切削参数须规范化、合理化
2.刀具切削部分材料及切削参数选择必须与工件材料相匹配
3.刀具磨损及耐用度值规定必须合理
4.刀片在刀具中的定位方式及其结构必须优化
5.刀具安装后在机床中的定位应保持一定精度
6.换刀 后刀具应在机床中仍有高的重复定位精度
7.刀具的刀柄应有足够的强度、刚度及耐磨性
8.刀柄及其工具对机床的重量影响应有相应的控制
9.刀片、刀柄切入的位置、方向必须正确
10.刀片、刀柄各参数应通用化、规格化、系列化
11.工具系统应进一步优化 `
四川机电职业技术学院数控铣床刀具系统四川机电职业技术学院
（二）、刀柄
1.刀柄的作用四川机电职业技术学院
MAS403刀柄的尺寸四川机电职业技术学院
2.刀柄的分类
（ 1）按结构分
（ 2）按刀柄与主轴的连接形式分
（ 3）按刀具夹紧方式分
（ 4）按允许的转速分
（ 5）按所夹持的刀具种类分
（ 6）特殊刀柄四川机电职业技术学院一面定位二面定位刀柄与主轴的连接形式四川机电职业技术学院
HSK刀柄四川机电职业技术学院弹簧夹头式侧向夹紧式液压夹紧式冷缩夹紧式四川机电职业技术学院低速刀柄 高速刀柄四川机电职业技术学院增速刀柄中心冷却刀柄多刀刀柄角度刀柄四川机电职业技术学院
3、常用刀柄使用方法
（ 1） 将刀柄放入卸刀座并锁紧；
（ 2） 根据刀具直径尺寸选择相应的卡簧,清洁工作表面；
（ 3） 将卡簧按入锁紧螺母；
（ 4） 将铣刀装入卡簧孔中,并根据加工深度控制刀具伸出长度；
（ 5） 用扳手顺时针锁紧螺母；
（ 6） 检查,将刀柄装上主轴 。
弹簧夹头刀柄的使用：
四川机电职业技术学院弹簧夹头刀柄 卡簧四川机电职业技术学院在数控铣床上使用的刀具主要为铣刀，包括面铣刀、立铣刀、球头铣刀、三面刃盘铣刀、环形铣刀等，除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀、镗刀等）、
丝锥等。
（三）、旋转刀具
1.刀具种类
（ 1）立铣刀
（ 2）球头铣刀
（ 3）环形铣刀常用铣刀：
四川机电职业技术学院立（端）铣刀四川机电职业技术学院直线铣削斜线铣削圆弧铣削螺旋铣削钻式铣削立铣刀切削方式四川机电职业技术学院球头铣刀四川机电职业技术学院机夹式球头铣刀四川机电职业技术学院机夹式环形铣刀四川机电职业技术学院机夹式环形铣刀及铣削方式四川机电职业技术学院面（盘）铣刀四川机电职业技术学院三面刃铣刀四川机电职业技术学院钻 头四川机电职业技术学院镗 刀四川机电职业技术学院
2.刀具选择
（ 1）根据加工表面的特点和尺寸选择刀具的类型
（ 2）根据工件材料和加工要求选择刀片材料及尺寸
（ 3）根据加工条件选择刀柄四川机电职业技术学院加工形状与铣刀的选择四川机电职业技术学院粗加工铣刀选择四川机电职业技术学院精加工铣刀选择四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院四、加工中心的刀具系统加工中心的刀具由刀具和刀柄组成,能满足自动换刀功能
1,刀柄可安装不同刀具,存在刀库中,供加工时选用 。
刀柄和机床的主轴孔相对应,加工中心刀柄是系列化,标准化产品,其柄部和机械手抓拿部分已有相应的国际和国家标准 。
我国制订的标准中刀柄有两种形式四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
2,加工中心的工具系统数控工具系统一般由刀柄,接长杆和各种刀具组成,是铣镗类工具系统 。
（ 1） 整体式 刀柄和夹持刀具的工作部分做成一体 。
（ 2） 模块式 工具的柄部和工作部分分开,制成各种系列化的模块,然后通过不同的模块组装成所需要的工具 。
四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备整体式 模块式
2.类型四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院加工中心刀具系统四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院第三节 数控夹具系统一、数控夹具的要求
（ 1）精度要求,比普通机床精度和刚度高，减少定位误差和夹紧误差、粗加工的变形误差。
（ 2）定位要求,完全定位，每个定位面相对数控机床的坐标原点均应有精确的坐标尺寸，简化定位和安装要求。
（ 3）空间要求,各运动件、固定件之间相互之间不干涉。
（ 4）快速重调要求：夹具在更换加工工件中能具有快速重调或更换定位、夹紧的功能。提高机床利用率。
四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院二、数控夹具的选用方法
1）车床加工回转零件选通用快速自动夹紧卡盘
2）加工以底面作定位的箱体零件，选槽系或孔系为基座的组合夹具。
3）加工不规则工件，或同时加工多个相同或不同零件时，专用夹具。
四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院三、各类数控夹具的典型结构
（一）车床类夹具自动定心三抓卡盘（盘类）；拨盘与顶尖、自动定心中心架、自动转塔刀架（轴类）。
要求：装卸快、夹紧可靠、变形小、一次装夹完成加工
1、用于盘类零件的夹具四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
2、用于轴类的零件的夹具毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖之间，工件主轴上的拨动卡盘传动旋转。
要求拨动卡盘：粗加工时以传递最大转矩，高速加工时加工：顶尖使毛坯定位：能快速调整四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
（二）钻,铣、镗类和加工中心用夹具
1、对数控钻、,镗类夹具定位的共同要求
（ 1）工件在夹具上的定位：一般是完全定位并与数控加工原点相联系
a）圆柱体工件：基准重合，以内孔、外圆或中心孔作定位基准
b）壳体零件：用三坐标平面作定位基准
c）零件一次安装需同时加工多方向表面时，一面两孔定位四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
（ 2）夹具在机床上定位为减少更换夹具的时间，应力求采用无校正的定位方式，如在机床上设置与夹具相配的定位元件，在组合夹具的基座上设计定位孔，以便保证编程原点的位置。
对于夹具定位件在机床上的安装方式，由于数控机床主要加工批量不大的小批和成批零件，在机床工作台上会经常更换夹具，这样易磨损机床台面上的定位槽，且在槽中装卸定位件十分费力。
在机床上用槽定向的夹具，其定位元件常常不固定在夹具体上而固定在机床工作台上，当夹具向机床上安装时，夹具体上有引导棱边的淬火套导向四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
2、主要结构类型
（ 1）通用型
a、小批可共多次重复使用的不可调通用夹具
b、适用于成组加工由基础组合件组装，仅制造少量专用调整安装件的可调通用夹具
c、适用于成批生产的通用性强的机床标准附件四川机电职业技术学院虎 钳四川机电职业技术学院虎 钳四川机电职业技术学院铣削用三爪卡盘四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
（ 2）组合夹具类与机床相配套的夹具要求有柔性，能及时地适应加工品种和规模变化的需要。柔性化的重要方法是组合法。
分为：孔系和槽系两种基本形式四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院孔系为新兴的结构，与槽系相比，其优点：
1）结构刚性比有纵横交错的槽好
2）孔比槽易加工，制造工艺好
3）安装方便，组装中依靠高精度的销孔定位，比槽系操作简单
4）计算机辅助组装设计，孔系优于槽系。
有三类孔,1）网格孔,2）阶梯光孔,3）定位孔
（ 3）专用夹具 其结构固定仅适用于一个具体零件的具体工序。
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主编,……撰稿教师,…… （以姓氏为序）制作,……责任编辑,……电子编辑,……
易调、可换一、数控机床对刀具的要求
（ 1）适应高速切削要求，具有良好的切削性能
（ 2）高的可靠性
（ 3）较高的尺寸耐用度
（ 4）高精度四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备一、数控机床对刀具的要求
（ 5）可靠的断削及排屑措施
（ 6）精确而迅速的调整
（ 7）自动且快速的换刀
（ 8）刀具工作状态监测装置
（ 9）刀具标准化、模块化、通用化四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备二、数控机床所用刀具材料的类型及选择
1、刀具材料应具备的性能
（ 1）较高的硬度和耐磨性
（ 2）足够的强度和韧性
（ 3）较高的耐热性
（ 4）较高的导热性
（ 5）良好的工艺性四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备
2、高速钢使用普遍
（ 1）通用型高速钢
（ 2）高性能高速钢
（ 3）粉末冶金高速钢
3、硬质合金 ISO分为三类
（ 1） WC基硬质合金
（ 2） TiC硬质合金
4、涂层刀具四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备
5、陶瓷刀具材料
（ 1）氧化铝系陶瓷
（ 2）氮化硅系陶瓷
（ 3）复合氮化硅 — 氧化铝系陶瓷
6、金刚石等三、数控车刀刀具广泛采用不重磨机夹可转位车刀。
特点,1）刀片各刃可转位轮流使用，减少换刀时间
2）刀刃不重磨，有利于采用涂层刀片
3）断削槽型压制而成，尺寸稳定，节省硬质合金
4）刀杆刀槽的制造精度高四川机电职业技术学院在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。
1.数控车床常用刀具四川机电职业技术学院第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院外圆车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院内孔车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院螺纹车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院切断（槽）车刀第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院四、铣刀及其他旋转刀具
（一）、数控铣削刀具系统要求
1.刀具切削部分几何参数及其切削参数须规范化、合理化
2.刀具切削部分材料及切削参数选择必须与工件材料相匹配
3.刀具磨损及耐用度值规定必须合理
4.刀片在刀具中的定位方式及其结构必须优化
5.刀具安装后在机床中的定位应保持一定精度
6.换刀 后刀具应在机床中仍有高的重复定位精度
7.刀具的刀柄应有足够的强度、刚度及耐磨性
8.刀柄及其工具对机床的重量影响应有相应的控制
9.刀片、刀柄切入的位置、方向必须正确
10.刀片、刀柄各参数应通用化、规格化、系列化
11.工具系统应进一步优化 `
四川机电职业技术学院数控铣床刀具系统四川机电职业技术学院
（二）、刀柄
1.刀柄的作用四川机电职业技术学院
MAS403刀柄的尺寸四川机电职业技术学院
2.刀柄的分类
（ 1）按结构分
（ 2）按刀柄与主轴的连接形式分
（ 3）按刀具夹紧方式分
（ 4）按允许的转速分
（ 5）按所夹持的刀具种类分
（ 6）特殊刀柄四川机电职业技术学院一面定位二面定位刀柄与主轴的连接形式四川机电职业技术学院
HSK刀柄四川机电职业技术学院弹簧夹头式侧向夹紧式液压夹紧式冷缩夹紧式四川机电职业技术学院低速刀柄 高速刀柄四川机电职业技术学院增速刀柄中心冷却刀柄多刀刀柄角度刀柄四川机电职业技术学院
3、常用刀柄使用方法
（ 1） 将刀柄放入卸刀座并锁紧；
（ 2） 根据刀具直径尺寸选择相应的卡簧,清洁工作表面；
（ 3） 将卡簧按入锁紧螺母；
（ 4） 将铣刀装入卡簧孔中,并根据加工深度控制刀具伸出长度；
（ 5） 用扳手顺时针锁紧螺母；
（ 6） 检查,将刀柄装上主轴 。
弹簧夹头刀柄的使用：
四川机电职业技术学院弹簧夹头刀柄 卡簧四川机电职业技术学院在数控铣床上使用的刀具主要为铣刀，包括面铣刀、立铣刀、球头铣刀、三面刃盘铣刀、环形铣刀等，除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀、镗刀等）、
丝锥等。
（三）、旋转刀具
1.刀具种类
（ 1）立铣刀
（ 2）球头铣刀
（ 3）环形铣刀常用铣刀：
四川机电职业技术学院立（端）铣刀四川机电职业技术学院直线铣削斜线铣削圆弧铣削螺旋铣削钻式铣削立铣刀切削方式四川机电职业技术学院球头铣刀四川机电职业技术学院机夹式球头铣刀四川机电职业技术学院机夹式环形铣刀四川机电职业技术学院机夹式环形铣刀及铣削方式四川机电职业技术学院面（盘）铣刀四川机电职业技术学院三面刃铣刀四川机电职业技术学院钻 头四川机电职业技术学院镗 刀四川机电职业技术学院
2.刀具选择
（ 1）根据加工表面的特点和尺寸选择刀具的类型
（ 2）根据工件材料和加工要求选择刀片材料及尺寸
（ 3）根据加工条件选择刀柄四川机电职业技术学院加工形状与铣刀的选择四川机电职业技术学院粗加工铣刀选择四川机电职业技术学院精加工铣刀选择四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院四、加工中心的刀具系统加工中心的刀具由刀具和刀柄组成,能满足自动换刀功能
1,刀柄可安装不同刀具,存在刀库中,供加工时选用 。
刀柄和机床的主轴孔相对应,加工中心刀柄是系列化,标准化产品,其柄部和机械手抓拿部分已有相应的国际和国家标准 。
我国制订的标准中刀柄有两种形式四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
2,加工中心的工具系统数控工具系统一般由刀柄,接长杆和各种刀具组成,是铣镗类工具系统 。
（ 1） 整体式 刀柄和夹持刀具的工作部分做成一体 。
（ 2） 模块式 工具的柄部和工作部分分开,制成各种系列化的模块,然后通过不同的模块组装成所需要的工具 。
四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备整体式 模块式
2.类型四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院加工中心刀具系统四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院第三节 数控夹具系统一、数控夹具的要求
（ 1）精度要求,比普通机床精度和刚度高，减少定位误差和夹紧误差、粗加工的变形误差。
（ 2）定位要求,完全定位，每个定位面相对数控机床的坐标原点均应有精确的坐标尺寸，简化定位和安装要求。
（ 3）空间要求,各运动件、固定件之间相互之间不干涉。
（ 4）快速重调要求：夹具在更换加工工件中能具有快速重调或更换定位、夹紧的功能。提高机床利用率。
四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院二、数控夹具的选用方法
1）车床加工回转零件选通用快速自动夹紧卡盘
2）加工以底面作定位的箱体零件，选槽系或孔系为基座的组合夹具。
3）加工不规则工件，或同时加工多个相同或不同零件时，专用夹具。
四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院三、各类数控夹具的典型结构
（一）车床类夹具自动定心三抓卡盘（盘类）；拨盘与顶尖、自动定心中心架、自动转塔刀架（轴类）。
要求：装卸快、夹紧可靠、变形小、一次装夹完成加工
1、用于盘类零件的夹具四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
2、用于轴类的零件的夹具毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖之间，工件主轴上的拨动卡盘传动旋转。
要求拨动卡盘：粗加工时以传递最大转矩，高速加工时加工：顶尖使毛坯定位：能快速调整四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
（二）钻,铣、镗类和加工中心用夹具
1、对数控钻、,镗类夹具定位的共同要求
（ 1）工件在夹具上的定位：一般是完全定位并与数控加工原点相联系
a）圆柱体工件：基准重合，以内孔、外圆或中心孔作定位基准
b）壳体零件：用三坐标平面作定位基准
c）零件一次安装需同时加工多方向表面时，一面两孔定位四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
（ 2）夹具在机床上定位为减少更换夹具的时间，应力求采用无校正的定位方式，如在机床上设置与夹具相配的定位元件，在组合夹具的基座上设计定位孔，以便保证编程原点的位置。
对于夹具定位件在机床上的安装方式，由于数控机床主要加工批量不大的小批和成批零件，在机床工作台上会经常更换夹具，这样易磨损机床台面上的定位槽，且在槽中装卸定位件十分费力。
在机床上用槽定向的夹具，其定位元件常常不固定在夹具体上而固定在机床工作台上，当夹具向机床上安装时，夹具体上有引导棱边的淬火套导向四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
2、主要结构类型
（ 1）通用型
a、小批可共多次重复使用的不可调通用夹具
b、适用于成组加工由基础组合件组装，仅制造少量专用调整安装件的可调通用夹具
c、适用于成批生产的通用性强的机床标准附件四川机电职业技术学院虎 钳四川机电职业技术学院虎 钳四川机电职业技术学院铣削用三爪卡盘四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院
（ 2）组合夹具类与机床相配套的夹具要求有柔性，能及时地适应加工品种和规模变化的需要。柔性化的重要方法是组合法。
分为：孔系和槽系两种基本形式四川机电职业技术学院 第三章 数控加工系统的工艺装备四川机电职业技术学院孔系为新兴的结构，与槽系相比，其优点：
1）结构刚性比有纵横交错的槽好
2）孔比槽易加工，制造工艺好
3）安装方便，组装中依靠高精度的销孔定位，比槽系操作简单
4）计算机辅助组装设计，孔系优于槽系。
有三类孔,1）网格孔,2）阶梯光孔,3）定位孔
（ 3）专用夹具 其结构固定仅适用于一个具体零件的具体工序。
四川机电职业技术学院
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主编,……撰稿教师,…… （以姓氏为序）制作,……责任编辑,……电子编辑,……
