数控刀范文第1篇

数控刀补是用来方便程序中坐标点的编制，对工件进行精车，从而保证工件的精准度。机床出厂厂家设定的机床坐标点都是固定不可动的，刀具补偿后就会根据你所编写的程序，对机床坐标偏移。

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数控刀范文第2篇

关键词：数控铣削 刀具 选择

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）11-0275-01

数控铣削在机械零件数控加工中应用广泛，铣削刀具及其参数的选择是数控加工中必不可少内容，它直接影响着零件的加工效率和加工质量。为了适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，所用刀具正朝着标准化、通用化和模块化的方向发展。

一、数控铣削刀具种类

平底铣刀、端面铣刀、球头铣刀、圆角铣刀是在数控铣削加工中最常用的刀具类型，另外还有鼓形刀、锥形刀和盘形刀。

1.平底铣刀和端面铣刀

平底立铣刀是铣削加工的主要刀具之一，如图1（a）所示。平底立铣刀主要用周边切削刃进行切削，由于受成形方式和刀具形状等因素影响，它主要适合于曲率变化较为平坦的曲面的加工。平底立铣刀制造方便，刀刃强度高、切削性能好且价格比较便宜。

端铣刀圆周表面和端面都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。端面铣刀多制成套式镶齿结构，主要用于大面积平面铣削和较平坦的立体轮廓铣削，加工效率较高。

平底铣刀和端面刀在加工平面时的加工效率和质量优势明显。

2.圆角铣刀

圆角铣刀结合了球头铣刀和平底铣刀的共同点，是粗精铣削加工常用刀具之一，如图1（b）所示。对于镶片式圆角刀，由于镶片式铣刀在刀具磨损以后只需将磨损的刀片进行转位或者更换，刀杆可以重复利用，因此成本降低了许多。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年镶片式合金刀片得到越来越广泛的应用。

3.球头铣刀

球头铣刀的刀头呈球形，也叫R刀，球头铣刀的结构特点是球部布满切削刃，圆周刃与球部刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给，如图1（C）所示。球头立铣刀在自由曲面的数控加工中应用最为普遍。

球头铣刀加工时的刀具中心轨迹是由零件轮廓沿其外法线方向偏置一个刀具半径而成，即使在三坐标加工情况下，除了内凹的暗角，球头刀均可加工，且编程与使用方便，球头铣刀具有曲面加工干涉少、表面质量好等特点，常用于铣削各种曲面、圆弧沟槽。

球头铣刀制造较困难，由于切削刃呈球形结构，切削刃上各点的切削情况不同，越接近球头端点部位切削性能越差，在接近球头端点处切削速度接近零，因此，为保证加工精度，切削行距间距一般取值较为紧密。

（a）平底铣刀 （b）圆角铣刀 （C）球头铣刀

图1数控铣削刀具

4.鼓形刀

鼓形刀形状类似鼓形，如图2所示。它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可以从工件上切出从负到正的不同斜角，见图3所示。圆弧半径R越小，鼓形铣刀所能加工的斜角范围就越广，但所获得的表面质量也越差。这种刀具的特点是刃磨较困难，切削条件差，而且不适于加工有底的轮廓表面。

图2图鼓形铣刀 图3鼓形铣刀分层铣削变斜角面

5.成形铣刀

成型铣刀一般是为特定形状的工件或者加工内容专门设计制作的。如渐开线齿面、燕尾槽和T形槽等的加工，如图4所示。

图4成型铣刀

二、数控机床选择刀具原则

数控机床主轴转速较普通机床高很多，特别是加工中心，其主轴转速更高。主轴转速对刀具有很大影响，因此数控刀具要充分考虑刀具的强度和耐用度。一般说来，数控机床用刀具应具备以下特点：耐用度要强、刚度要好、材料抗脆性能好，断屑能力强、更换调整方便等。在进行刀具选择时需要注意以下问题：

1.平面铣削加工易选用不重磨硬质合金端面铣刀或立铣刀，粗加工时一般用端面铣刀，铣削行间距要小于端铣刀直径，避免产生接刀痕迹。精加工时刀具直径最好能包容整个平面宽度，一次走刀完成连续切削，加工效果好。

2.铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。可以根据以下原则选取刀具：

（1）刀具半径R应小于零件内轮廓的最小曲率半径 ，一般取

。

（2）零件的加工高度 ，以保证力具有足够的刚度。

（3）粗加工内型面时，刀具直径可按以下式2-4估算，几何尺寸见图5所示。

式 中： ―轮廓的精加工余量;

―加工内型面时的最大允许精加工余量;

―圆角临边的最小夹角。

3.数控加工型面和变斜角轮廓外形时常采用球头刀、环形刀、鼓形刀等，加工曲面时球头刀的应用最普遍。

参考文献

[1]宋志国，宋艳.高速铣削刀具及切削参数的选择[J]. 组合机床与自动化加工技术. 2009（01）

[2]戴蕾.铣削刀具的合理应用[J]. 中国高新技术企业. 2013（19）

数控刀范文第3篇

关键词：数控铣床；数控刀具；刀具材料；零件质量

“三分加工，七分刀具”这是对普通加工的真实写照，其实，对于数控加工而言，刀具的作用更胜于普通加工，尤其在刀具方面更是数控加工所独有。下面从刀具的材料要求和刀具选择两个方面对刀具在数控加工中的重要作一下探究。

一、铣床刀具材料

金属在切削过程中，刀具切削部分是在较大的切削压力、较高的切削温度级剧烈摩擦条件下工作的。在切削余量不均匀级断续加工时，刀具受到很大的冲击和振动，因此，刀具切削部分材料应具备如下性能：

1.高硬度。硬度是刀具材料最基本的性能，其硬度必须高于工件材料的硬度，方能将工件上多余的金属切削掉。

2.高耐磨性。高耐磨性是刀具抵抗磨损的能力，在剧烈的摩擦下刀具磨损要小高耐磨性一方面取决于它的硬度；另一方面与它的化学成分、纤维组织有关。材料硬度越高，耐磨性越好；含有耐磨的合金化合物越多，晶粒越细，分布均匀则耐磨性越好。

3.足够的强度和韧度。切削时刀具要能承受各种压力与冲击。一般用抗弯强度和冲击来衡量材料强度与韧度的高低。

4.高耐热性与化学稳定性。高耐热性，是指刀具在高温下仍能保持原有的硬度，强度，韧度还耐磨性能。化学稳定性，是指高温下不易与加工材料或周围介质发生化学反应的能力，包括抗氧化能力和粘结能力。化学稳定性越高，刀具磨损越慢，加工表面质量越好。

二、铣床刀具的选择

1.常用刀具的种类

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，因此已逐渐标准化和系列化。

（1）根据刀具结构可分为：

整体式； 镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。

（2）根据制造刀具所用的材料可分为：

高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

（3）从切削工艺上可分为：

车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 镗削刀具； 铣削刀具等。

为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。

2.刀具的选择

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应铣床刀具的选择分铣刀直径选择和铣刀齿数选择。铣刀直径的选择：一般尽可能选用小直径规格的铣刀，因为铣刀直径大，切削力矩增大，易造成切削振动，而且铣刀的切入长度增加，使铣削效率下降。当然，也不尽然，当铣刀的刚性较差，则应按加工情况尽可能选用较大直径的铣刀，以增加铣刀的刚性。

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻 ；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

因此刀具选用时应该符合下列原则：

（1）平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。

注意选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。

（2）立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。

为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。

（3）铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。

（4）加工型面零件和变斜角轮廓外形时常采用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等。

参考文献：

[1] 杨建明.数控加工工艺学与编程.北京：大学出版社，2006

[2] 华茂发.数控机床加工工艺.北京： 机械工业出版社.2004.

[3] 邓广敏. 加工中心操作工.北京.化学工业出版社.2005

数控刀范文第4篇

    关键词:数控车床 回转刀架 正转 反转 PLC

    中图分类号:TG519.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0012-01

    数控机床是一种机电一体化产品,其综合了自动控制、电子计算机、自动检测及精密机械等方面的技术。该系统通过处理相应的指令程序,可以自东完成信息的输入、译码和运算,从而完成控制机床运动和加工的过程。数控机床与普通车床相比,具有加工精度高,质量稳定、适应性、效率高、操作劳动强度低等优点。

    经济型数控车床是我国当前数控车床的主流产品,主要是因为其价格低廉,设备费用投入较少。我国已有十余家企业生产规模达到年产千台以上。

    经济型数控车床比较适合目前国内市场的需要,所谓的经济型数控机床就是在普通的机床上面加装数控系统的自动化机床。经济型数控机床主要依靠控制系统精度和机床本身的机械传动精度这两方面来保证和提高被加工零件的精度。由于数控车床的进给传动系统必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制,所以,数控车床与普通卧室车床相比,应具有更好的精度,以确保机械传动系统的传动精度和工作稳定性。

    经济型数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工,减少多次安装所引起的加工误差,缩短辅助时间,必须带有自动回转刀架。自动回转刀架一般四工位六工位和八工位这几种形式。根据机械定位方式的不同,自动回转刀架可分为三齿盘定位型和端齿盘定位型等。根据安装方式的不同,自动回转刀架可分为卧式和立式两种。其中端齿盘定位型虽然结构较简单,但是换刀时刀架需抬起,换刀速度较慢且密封性较差。三齿盘定位型又叫免抬型相对而言结构较复杂,但其换刀时刀架不抬起,因此换刀时速度快且密封性好。

    自动回转刀架为了更好的承受加工时的切削抗力,在结构上必须要求有良好的刚性和强度。自动回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构以保证转位具有高的重复定位精度。自动回转刀架的自动换刀由控制系统和驱动电路来实现的。

    1、自动回转刀架工作过程

    电动刀架由机械换刀机构、电动机、发讯盘等组成。系统发出换刀信号时,刀架电机正转,通过升降机构和减速机构将刀体上升至一定位置,离合盘带动上刀体旋转到所选择刀位,这时发讯盘发出到位到位的信号,此时刀架电机反转,完成初定为以后上刀体下降,齿牙盘啮合,完成精确定位,并通过升降机构锁紧刀架。

    2、控制系统设计

    此次控制设计的是采用PLC来实现的刀架换刀过程。PLC对控制刀架的I/O进行逻辑处理和运算,以实现刀架的顺序控制。系统还要设计一些相应的参数对换刀过程进行调整来保证换刀能正确进行。此次设计采用的是西门子S7-200编程软件进行程序设计。

    2.1 控制电路硬件

    刀架电气控制部分的主电路主要是通过控制刀架电机的正转和反转来控制刀架的正转和反转。刀架控制的PLC输入输出控制回路中每把道具都有一个固定的刀号,通过PNP型霍尔开关并接一电阻进行到位检测。

    2.2 PLC控制流程

    数控刀架换刀有手动换刀和通过T指令进行自动换刀两种模式。手动换刀是指将机床调到手动状态,通过刀位选择按键进行目的刀位选择,有的系统是利用记数的形式来实现,例如通过检测刀位选择信号的状态,如果按下刀位选择按键,计数器的数值发生改变,系统选择也会发生相应的改变;有的系统是利用波段开关的形式进行实现,比如说也可以采用单键换刀,一个短促的按键可以换下一个刀位。T指令换刀是直接通过编程刀号作为目的刀位进行换刀。刀架电机顺时针旋转时为选刀过程,逆时针旋转时为锁紧过程,选刀监控时间和锁紧监控时间由PLC定时器决定。

    2.3 PLC控制程序

    PLC程序部分包括换刀刀号或编程刀号的读入、刀位判断比较、正转寻刀监控及反转锁紧延时监控等。由于篇幅的限制,在此只介绍自动换刀过程。

    自动换刀的PLC控制系统,采用字节传送指令将当前刀位开关信号转换成当前刀号存放到继电器中,在T选通信号的作用下将当前刀号和指令刀号进行比较,如果不相等则置位,刀架电机开始正向旋转;刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测,刀架中的每把刀具各有一个霍尔位置检测开关,各个刀具按顺序依次经过发磁体位置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和指令刀号相一致的时候,PLC认为所选刀具已经到位。刀具到位以后,刀架仍继续正向旋转一段时间,这一时间由时间继电器来设定,不能太长,过长会造成手动或自动换刀时目的刀位不正确,过短会造成有些刀架换不到位,特别是手动换刀时会因为找不到下一个刀位而在原位转换,这个时间的设定在调试时要根据情况具体调定。自动换刀时延时一定时间以后,电机停止正向旋转,刀架开始反转,其实就是刀架锁紧的过程,这个过程会延续一段时间,直到刀架锁紧到位停止,但反转时间也不宜过长或过短。过长有可能烧坏电机或造成电机过热空开跳闸,时间过短有可能造成刀架不能够锁紧。刀架锁紧以后,整个换刀过程结束。

    当然,在设计中还要考虑一些保护和安全因素,如刀架电动机长时间旋转,而检测不到刀位信号,则认为刀架出现故障,立即停止刀架电动机,以防止将其损坏并报警提示;刀架电动机过热报警时,停止换刀过程,并禁止自动加工等。

    3、结论

    回转刀架在数控车床中占有重要地位。回转刀架如果转位不到位或又很大误差,会使加工的工件报废。因此在设计时除了结构的合理之外,还综合考虑了精度等。刀架的回转精度用步进电机控制,因此选用的步进电机的步距角是受刀架精度影响的。

    参考文献

    [1] 周万珍,高鸿斌.《PLC分析与设计应用》.电子工业出版社,2004.

数控刀范文第5篇

【关键词】数控；检测；故障现象

1 刀架与刀架内部检测感应开关简介

该刀架采用液压马达驱动方式，有静音、扭力大、高速、换刀速度快、换刀精确等特点；并通过刀架内部6只感应开关来实现换刀定位动作（图1）。

图1

（1）Sensor A、SensorB、SensorC、SensorD：刀位检测感应开关，只供刀位检测，不做任何动作的启动信号。

（2）SensorE：为刀架停止转动与锁紧感应开关，有刀位检测的功能，当每换一把刀就感应一次，并且传递给PMC程序中一个数刀信号；当SensorE感应到刀架已旋转至所需刀位时，便控制刀架旋转电磁阀断电，使刀架停止旋转，并启动刀架锁紧电磁阀，以确保刀架锁紧。

（3）SensorF：为刀架松开/锁紧检测感应开关，对刀架松开/锁紧电磁阀控制的刀架松开/锁紧动作进行感应，没有感应时，即刀架已松开脱离，此时才可启动刀架旋转；SensorF感应时，即刀架已锁紧，此时完成换刀动作。

在该机床PMC程序中，有记忆每一刀位信号组合的控制程序，通过刀架内的6只感应接近开关的检测反馈，实现选刀时控制刀架正反转电磁阀的就近选刀动作。

2 刀架动作原理

例如，由1号刀换至4号刀。

步骤1：松开电磁阀通电动作，刀架松开。

步骤2：确认SensorF没有感应，刀架正反转电磁阀通电动作，油压马达旋转。

步骤3：开始检测刀位信号（注意：SensorE于1，2，3号刀位均会感应，但未到达4号刀位时，不做锁紧动作），在到达4号刀位时，SensorE一感应即控制刀架正反转电磁阀断电，刀架停止旋转同时刀架锁紧电磁阀通电动作，使刀架锁紧。

步骤4：SensorF感应到后即完成换刀动作。

3 故障实例

（1）故障现象：换刀后，刀架连续运动，不停止。

故障分析：首先检查刀位检测感应开关位置是否松动偏出，其次是检查刀位检测感应开关与挡块距离是否在检测的范围内，最后检查刀位检测感应开关是否有感应反应。

故障排除：在打开刀架外罩后，仔细观察刀位检测感应开关并试车查看所犯故障现象，经过检查发现是刀架频繁换刀和其他外在振动因素造成刀位检测感应开关有些松动且偏出与挡块所对应的位置，引起此故障的发生，在多次调整并试车后，故障排除。

（2）故障现象：换刀后，刀架转至选到后，不锁定。

故障分析：通过此故障现象要先检查并确定刀位检测感应开关和刀架松开/锁紧检测感应开关是否都在正确的位置距离上，然后再检查刀架推出是否顺畅及定位电磁阀线圈是否良好，定位电磁阀线圈电压DC24V是否正常。

故障排除：检查刀位检测感应开关和刀架松开/锁紧检测感应开关的位置距离，未发现有窜动；用金属片去接触各检测感应开关，各检测感应开关上部的指示灯都有亮光，并通过查看PMC，也都有信号反馈。排除了各检测感应开关有故障的可能性后，就怀疑到了电磁阀线圈，测量电磁阀线圈电阻值正常，再次试车，测量电磁阀线圈电压，发现DC24V电压不稳定，查阅机床电气原理图时，发现其前端有一个继电器控制，检查发现继电器内部触点不良，在换了一个新的继电器后，故障排除。

（3）故障现象：换刀时刀架转动不是就近选刀。

故障分析：在发出换刀指令时，由SensorE刀位检测感应开关在通过检测相应刀位后计算并控制马达正转电磁阀和反转电磁阀，实现就近选刀，所以要从SensorE刀位检测感应开关检查；其次再检查马达正转电磁阀和反转电磁阀的控制电路，如果电磁阀控制电路接法错误也能造成此故障发生。

故障排除： 在判断SensorE刀位检测感应开关完好的情况下，就重点检查控制马达的电磁阀，通过现场的机床操作人员叙述，知道了设备保养人员刚刚对机床做过保养维护，并且动过控制马达正反转的电磁阀，经检查发现，是电磁阀线路接错，导致此故障的发生，在恢复好线路后，故障排除。

（4）故障现象：换刀时，刀架转动不顺或中途停止。

故障分析：在确定各检测感应开关和控制电路都正常的情况下，多数情况下是液压和机械这部分有故障；所以侧重点是先检查机械，确定机械各个部分配合是否完好，有无干涉之处；其次检查液压系统，确认液压站油箱里的液压油是否在规定的容量范围内；在试车时，注意压力表的压力指针是否平稳；清洗相应的液压换向阀，检查是否由于流量不畅通造成的刀架转动不顺或中途停止。

故障排除：检查各检测感应开关和控制电路，确定了没有故障，这样电气故障就可以排除了；基本确定是由机械或液压系统所引起的故障，由于刀架机械结构比较复杂，在维修之前，先查阅和掌握机床说明书中的机械结构及组成，在维修过程中，经反复试车检查机械动作，拆卸并测量刀架旋转轴与轴套的尺寸配合正常，通过目测未发现有机械干涉和机械配合不当之处，机械故障也排除了；最终怀疑到了是液压系统出现了问题导致刀架转动不顺或有时中途停止，按照机床说明书中的液压原理图，一步一步检修液压原件和液压油路，最终发现在换刀马达前端的液压油管接头处堆积了一些异物导致液压油路不畅通，在清理异物后，故障排除。

4 结语

通过以上的介绍，当数控机床刀架出现故障时，首先要先弄清工作原理，确定动作的条件及顺序，然后根据故障现象，要对症维修，这样就能少走弯路，减少故障发生率，确保设备正常运转，不耽误生产任务。