圆锥刀柄加工工艺分析及数控加工
圆锥刀柄加工工艺分析及数控加工[20200123183530]
日期： 2012年11月10日 【摘要】
刀柄是机床主轴与刀具间的连接工具，因此刀柄要能满足机床主轴自动松开和拉紧定位、准确安装各种切削刃具、适应机械手的夹持和搬运、储存和识别刀库中各种刀具的要求。加工中心上一般都采用7：24圆锥刀柄。
本文以常用的7∶24圆锥刀柄作为介绍对象。首先介绍7∶24圆锥刀柄的各种规格和结构；其次介绍圆锥刀柄的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线；最后分析了部分的加工程序以及总结了常见的几个问题。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】圆锥刀柄；工艺分析；加工程序。
引言…………………………………………………………………………………1
一、7：24圆锥刀柄介绍2
（一）刀柄零件图3
（二）刀柄结构分析3
二、7：24圆锥刀柄数控加工工艺4
（一）数控加工设备介绍3（二）确定加工顺序4（三）选择加工方案4（四）夹具的选择和工件装夹5
（五）选择刀具7（六）切削用量和进给速度的选择9
（七）加工工艺分析10
（八）加工要点分析13
三、加工程序 13
总结 19
参考文献21
谢辞 22
引言
随着数控机床的广泛使用，与之配套的数控刀具使用量也在不断增。由于我国多年来从不同国家引进了大量数控机床，而这些机床采用的工具锥柄标准不尽相同而，这就给用户（尤其是刚接触数控机床的新用户）选用数控刀具带来一些困难和问题。
目前，数控铣床和镗铣加工中心使用最多的仍是7∶24工具锥柄。但在高速加工机床上，1∶10空心短锥柄的使用正日益增多。对于车削中心和车铣中心，则以1∶10短锥柄使用较多（车削中心使用的CZG圆柱柄工具系统不属本文讨论范围）
本文以7∶24圆锥刀柄作为研究对象，首先介绍7∶24圆锥刀柄的应用场合及结构；其次介绍刀柄的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择以及加工路线的拟定等；最后分析了部分的加工程序以及总结了常见的一些问题。
一、7∶24圆锥刀柄的介绍
（一）7∶24圆锥刀柄的应用场合
如图1-1所示为7∶24圆锥刀柄。
自动换刀机床常用的7∶24工具锥柄标准主要有：中国国家标准GB 10944－89“自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄”；国际标准ISO 7388/1：1983（40、45和50号工具锥柄）和ISO 7388/3：1986（30号工具锥柄）；德国标准分DIN 69871－1：1995（30、40、45、50和60号工具锥柄）和DIN 69871－2（40、45、50、55和60号工具锥柄）两种；日本现行标准为JIS B 6339：1998（30、35、40、45、50、55和60号工具锥柄），用于代替日本工作机械工业会标准MAS－403：1975（40、45、50和60号工具锥柄）；美国现行标准为AMSE B5.50－1994（30、40、45、50和60号工具锥柄），用于代替ANSI/AMSE B5.50－1985标准。
手动换刀用7∶24工具锥柄的常见标准有国家标准GB 3837.3－83和国际标准ISO 297－82，以及机械行业标准JB 3381.1－83。
图1-1 7∶24圆锥刀柄
（二）7∶24圆锥刀柄的结构分析
如图1-2，是7：24圆锥刀柄的零件图，图1-3是刀柄的尺寸要求。除此外锥柄的锥角公差，这些都是加工的重点。具体零件图及技术要求请参看国标10944-89。
图1-2 7：24圆锥刀柄零件图
图1-3刀柄尺寸要求
由零件图可知，圆锥刀柄零件为轴对称零件，所用材料为优质碳素工具钢或合金钢，毛坯为棒料，热处理硬度HRC53~58。该零件形状复杂，加工精度要求很高。
7：24圆锥刀柄主要由平面、曲面、镗孔组成。刀柄需要加工一个与机床拉钉连接的镗孔，两个外表面凹槽及V型槽。
由于刀柄的尺寸精度要求非常高所以均采用数控车床。加工后，零件外观应平整、成型充足、无拉伤、无异物和变形；清洁无合金钢屑。其中未注倒角均为0.5×45°，未注圆角为R1。
二、刀柄数控加工工艺
（一）数控加工设备介绍
7：24圆锥刀柄的加工采用的是大连机床CKA6150数控车床，如图2-1所示。该系列机床是一种经济、实用的万能型加工机床，产品结构成熟，性能质量稳定可靠，广泛地应用于汽车，石油军工等多种行业的机械加工，品种规格齐全，可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。
图2-1 大连机床CKA6150
大连机床CKA6150数控车床的坐标行程为：X280、Z685、935、1435、1935；主轴转速：7~2200r/min；数控系统FANUC 0i-Mate TD、西门子802C、火连数控、华中世纪星HNC-21T、广州980T及用户要求的其它数控系统。
该机床的刀位数为立式4工位，刀台转位重复定位精度0.008mm。换刀时间(单工位)2.4s，机床外形尺寸(长×宽×高) (2580、2830、3330、3830)×1750×1620（mm）。坐标进给进度，快速:X/Z轴(m/min) 4/4～7.5、工进:X/Z轴(mm/min) 0.Ol～2000/0.01～4000。
(二) 确定加工顺序
(1)车削加工顺序的安排
本工序切削加工是按照如下的加工方法来进行安排:
a.先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后再进行精加工。
b.先主后次 先加工主要表面，再安排次要表面的加工。如在精镗时，先加工尺寸大和要求高的孔，然后再加工要求相对较低的。
c.先面后孔 由于平面比毛坯面定位稳定可靠，故要先把面加工出来再加工孔，如先把中间的那个面铣出来，然后再在这个面上进行倒角，打孔，攻丝。
d.先基面后其它 先将基面的精度保证好，再根据基面加工其他部位。
(2) 辅助加工工序的安排
1) 检验工序
a. 中间检验：由于精镗孔的要求比较高，所以精镗时每加工一次都要用内径量表进行检验，重复定位存在的误差会很大，所以有问题要现场解决掉。
b.最终检验：等零件最终加工完毕，要将其送到质检部，用三坐标测量仪检测其形位公差等，
2) 后处理工序
该零件加工完毕后需要经过热加工处理，使其达到要求的硬度。
（三）选择加工方案
圆锥小头加工：圆锥小头是主要的加工部位，其中包括一个圆弧面，内孔，内螺纹，退刀槽。首先先粗车外轮廓，留0.2的余量再精加工。然后用麻花钻钻出孔，再用镗刀精加工孔达到要求尺寸。再使用刀宽为1.2的割槽刀开出退刀槽，最后螺纹刀车出内螺纹。
外轮廓加工：外轮廓面需要注意的是精度要求。7：24圆锥刀柄是外表面精度要求非常高。所以加工时要选择合适的刀具，切削量比较大要多分几次切削。
圆锥大头加工：圆锥大头加工主要注意中间的V型槽。在外轮廓加工过程中该槽先不加工，待外形加工完毕后用割槽刀分多步加工之要求尺寸，由于该V型槽底部有两断圆弧面要加工所以选用的割槽刀也是有要求的。
日期： 2012年11月10日 【摘要】
刀柄是机床主轴与刀具间的连接工具，因此刀柄要能满足机床主轴自动松开和拉紧定位、准确安装各种切削刃具、适应机械手的夹持和搬运、储存和识别刀库中各种刀具的要求。加工中心上一般都采用7：24圆锥刀柄。
本文以常用的7∶24圆锥刀柄作为介绍对象。首先介绍7∶24圆锥刀柄的各种规格和结构；其次介绍圆锥刀柄的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线；最后分析了部分的加工程序以及总结了常见的几个问题。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】圆锥刀柄；工艺分析；加工程序。
引言…………………………………………………………………………………1
一、7：24圆锥刀柄介绍2
（一）刀柄零件图3
（二）刀柄结构分析3
二、7：24圆锥刀柄数控加工工艺4
（一）数控加工设备介绍3（二）确定加工顺序4（三）选择加工方案4（四）夹具的选择和工件装夹5
（五）选择刀具7（六）切削用量和进给速度的选择9
（七）加工工艺分析10
（八）加工要点分析13
三、加工程序 13
总结 19
参考文献21
谢辞 22
引言
随着数控机床的广泛使用，与之配套的数控刀具使用量也在不断增。由于我国多年来从不同国家引进了大量数控机床，而这些机床采用的工具锥柄标准不尽相同而，这就给用户（尤其是刚接触数控机床的新用户）选用数控刀具带来一些困难和问题。
目前，数控铣床和镗铣加工中心使用最多的仍是7∶24工具锥柄。但在高速加工机床上，1∶10空心短锥柄的使用正日益增多。对于车削中心和车铣中心，则以1∶10短锥柄使用较多（车削中心使用的CZG圆柱柄工具系统不属本文讨论范围）
本文以7∶24圆锥刀柄作为研究对象，首先介绍7∶24圆锥刀柄的应用场合及结构；其次介绍刀柄的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择以及加工路线的拟定等；最后分析了部分的加工程序以及总结了常见的一些问题。
一、7∶24圆锥刀柄的介绍
（一）7∶24圆锥刀柄的应用场合
如图1-1所示为7∶24圆锥刀柄。
自动换刀机床常用的7∶24工具锥柄标准主要有：中国国家标准GB 10944－89“自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄”；国际标准ISO 7388/1：1983（40、45和50号工具锥柄）和ISO 7388/3：1986（30号工具锥柄）；德国标准分DIN 69871－1：1995（30、40、45、50和60号工具锥柄）和DIN 69871－2（40、45、50、55和60号工具锥柄）两种；日本现行标准为JIS B 6339：1998（30、35、40、45、50、55和60号工具锥柄），用于代替日本工作机械工业会标准MAS－403：1975（40、45、50和60号工具锥柄）；美国现行标准为AMSE B5.50－1994（30、40、45、50和60号工具锥柄），用于代替ANSI/AMSE B5.50－1985标准。
手动换刀用7∶24工具锥柄的常见标准有国家标准GB 3837.3－83和国际标准ISO 297－82，以及机械行业标准JB 3381.1－83。
图1-1 7∶24圆锥刀柄
（二）7∶24圆锥刀柄的结构分析
如图1-2，是7：24圆锥刀柄的零件图，图1-3是刀柄的尺寸要求。除此外锥柄的锥角公差，这些都是加工的重点。具体零件图及技术要求请参看国标10944-89。
图1-2 7：24圆锥刀柄零件图
图1-3刀柄尺寸要求
由零件图可知，圆锥刀柄零件为轴对称零件，所用材料为优质碳素工具钢或合金钢，毛坯为棒料，热处理硬度HRC53~58。该零件形状复杂，加工精度要求很高。
7：24圆锥刀柄主要由平面、曲面、镗孔组成。刀柄需要加工一个与机床拉钉连接的镗孔，两个外表面凹槽及V型槽。
由于刀柄的尺寸精度要求非常高所以均采用数控车床。加工后，零件外观应平整、成型充足、无拉伤、无异物和变形；清洁无合金钢屑。其中未注倒角均为0.5×45°，未注圆角为R1。
二、刀柄数控加工工艺
（一）数控加工设备介绍
7：24圆锥刀柄的加工采用的是大连机床CKA6150数控车床，如图2-1所示。该系列机床是一种经济、实用的万能型加工机床，产品结构成熟，性能质量稳定可靠，广泛地应用于汽车，石油军工等多种行业的机械加工，品种规格齐全，可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。
图2-1 大连机床CKA6150
大连机床CKA6150数控车床的坐标行程为：X280、Z685、935、1435、1935；主轴转速：7~2200r/min；数控系统FANUC 0i-Mate TD、西门子802C、火连数控、华中世纪星HNC-21T、广州980T及用户要求的其它数控系统。
该机床的刀位数为立式4工位，刀台转位重复定位精度0.008mm。换刀时间(单工位)2.4s，机床外形尺寸(长×宽×高) (2580、2830、3330、3830)×1750×1620（mm）。坐标进给进度，快速:X/Z轴(m/min) 4/4～7.5、工进:X/Z轴(mm/min) 0.Ol～2000/0.01～4000。
(二) 确定加工顺序
(1)车削加工顺序的安排
本工序切削加工是按照如下的加工方法来进行安排:
a.先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后再进行精加工。
b.先主后次 先加工主要表面，再安排次要表面的加工。如在精镗时，先加工尺寸大和要求高的孔，然后再加工要求相对较低的。
c.先面后孔 由于平面比毛坯面定位稳定可靠，故要先把面加工出来再加工孔，如先把中间的那个面铣出来，然后再在这个面上进行倒角，打孔，攻丝。
d.先基面后其它 先将基面的精度保证好，再根据基面加工其他部位。
(2) 辅助加工工序的安排
1) 检验工序
a. 中间检验：由于精镗孔的要求比较高，所以精镗时每加工一次都要用内径量表进行检验，重复定位存在的误差会很大，所以有问题要现场解决掉。
b.最终检验：等零件最终加工完毕，要将其送到质检部，用三坐标测量仪检测其形位公差等，
2) 后处理工序
该零件加工完毕后需要经过热加工处理，使其达到要求的硬度。
（三）选择加工方案
圆锥小头加工：圆锥小头是主要的加工部位，其中包括一个圆弧面，内孔，内螺纹，退刀槽。首先先粗车外轮廓，留0.2的余量再精加工。然后用麻花钻钻出孔，再用镗刀精加工孔达到要求尺寸。再使用刀宽为1.2的割槽刀开出退刀槽，最后螺纹刀车出内螺纹。
外轮廓加工：外轮廓面需要注意的是精度要求。7：24圆锥刀柄是外表面精度要求非常高。所以加工时要选择合适的刀具，切削量比较大要多分几次切削。
圆锥大头加工：圆锥大头加工主要注意中间的V型槽。在外轮廓加工过程中该槽先不加工，待外形加工完毕后用割槽刀分多步加工之要求尺寸，由于该V型槽底部有两断圆弧面要加工所以选用的割槽刀也是有要求的。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/1920.html
