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數(shù)控車床所用的刀具
由于數(shù)控車床加工是一項精度高的工作，而且它的加工工序集中和零件裝夾次數(shù)少，所以對所使用的數(shù)控刀具提出了更高的要求，今天小編為大家?guī)硪恍┖軐嵱玫馁Y料來幫助大家，希望對您有幫助！
切削刀具(車刀)
切削加工離不開刀具。刀具是整個機械加工工藝系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。在各種刀具中，車刀的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，具有代表性，下面以車刀為例予以介紹。車刀由夾持部分和切削部分組成。夾持部分稱為刀柄，用來把刀具裝夾在車床的刀架上，一般采用普通鋼材料鍛造而得；切削部分俗稱為刀頭，在車刀上一般為單個刀片。刀片材料一般有高速鋼(俗稱白鋼刀條)和硬質(zhì)合金兩種，用于剝離金屬材料。根據(jù)刀具切削部分與夾持部分(即刀片與刀柄)連接方式的不同，車刀可以分為焊接刀具和機夾刀具兩大類。
車刀切削部分的主要構(gòu)成為：
1.前刀面(Aγ)切削加工而得的切屑經(jīng)過的刀片表面
2.主后刀面(Aα)刀具片上與過渡表面相對的表面
3.副后刀面(Aα`)刀具片上與已加工表面相對的表面
4.主切削刃(S)前刀面與主后刀面相交而得到的切削刃。用于切出工件上的過渡表面，完成主要的金屬切除。主切削刃是主要的加工刃
5.副切削刃(S`)前刀面與副后刀面相交而得到的切削刃。它的主要作用是配合主切削刃，完成金屬材料的剝離工作，形成工件已加工表面
6.刀尖指主切削刃與副切削刃的連接處。根據(jù)刀具所使用的場合不同，刀尖有倒角刀尖和倒圓刀尖兩種。
從以上的分析中，我們可以了解到：車刀的各個組成部分之間都有著密切的聯(lián)系。實際上，在十幾至幾十平方毫米的區(qū)域內(nèi)，若干個部分形成了一些角度。這些角度對加工質(zhì)量和刀具的使用壽命有極大的影響。對刀具進行角度的分析，是刀具設計者和使用者的重要工作內(nèi)容。
刀具切削部分(刀片)的幾何角度
對刀具幾何參數(shù)進行確定，需要以一定的參考坐標系和參考坐標平面為基準。我們依然以車刀為例。我們引入一個坐標系，作為刀具幾何參數(shù)的測量基準。
(1)基面(Pr)：這個平面是指通過切削刃上的一個選定點而垂直于主運動方向的平面。對于車刀，這個選定點就是刀尖，而基面就是過刀尖而與刀柄安裝平面平行的平面。
(2)切削平面(Ps)：這個平面是指通過切削刃上的一個選定點而垂直于基面的平面。對于一般切削刃為直線的車刀，這個平面就是包含切削刃而與刀柄安裝平面垂直平面。
(3)正交平面(Po)：正交平面是指通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面。也就是經(jīng)過刀尖并垂直于切削刃在基面上投影的平面。
刀具的角度有一些是空間角，根據(jù)立體幾何知識，空間角應以其在坐標系內(nèi)某一個平面內(nèi)的投影來進行度量。因此，刀具所有的幾何參數(shù)都可以在這個坐標系內(nèi)的某一個平面內(nèi)進行測量。
下面介紹一些車刀的幾何角度：
在正交平面(Po)內(nèi)測量的角度：
(1)前角(γ0)：前刀面與基面的夾角。當前刀面與切削平面夾角小于90°時，前角為正值；大于90°時，前角為負值。前角對于刀具的切削性能有很大的影響。
(2)后角(α0)：后刀面與切削平面的夾角。當后刀面與基面夾角小于90°時，后角為正值；大于90°時，后角為負值。由于后角的存在，后刀面與加工過渡表面之間的摩擦可以大大減小。
(3)楔角(β0)：前刀面與后刀面之間的夾角。
β0=90°-(γ0+α0)
在基面(Pr)內(nèi)測量的角度：
(1)主偏角(κγ)：主切削平面與假定進給運動方向之間的夾角。主偏角總是為正值。
(2)副偏角(κγ`)：副切削平面與假定進給運動反方向之間的夾角。
(3)刀尖角(εγ)：主切削平面與副切削平面之間的夾角。
εγ=180°-(κγ+κγ`)
在切削平面(Ps)內(nèi)測量的角度：
刃傾角(λs)：指的是主切削刃與基面間的夾角。刃傾角的正負值是這樣設定的：當?shù)都獗溶嚨兜侗陌惭b面高時，刃傾角為正值；當?shù)都獾蜁r，刃傾角為負值。當切削刃平行于刀柄安裝面時，刃傾角為0°。這時，切削刃位于基面內(nèi)。
以上是對主切削刃的分析。采用同樣的方法，也可以定義副切削刃的參考坐標系和參考坐標平面，即定義由副基面(Pr`)、副切削平面(Ps`)和副正交平面(Po`)構(gòu)成的參考坐標系，進而對副切削刃的各種角度進行分析。
數(shù)控車床就業(yè)前景良好
如今，制造業(yè)對數(shù)控機床人才的需求大大增加，就業(yè)待遇優(yōu)厚。很多企業(yè)反映，數(shù)控機床人才“一將難求”，因為搶手，數(shù)控機床人才的身價持續(xù)上漲，月收入都在1.5萬元以上。據(jù)小編了解，河北省邯鄲市曲周縣職教中心已經(jīng)把數(shù)控機床專業(yè)作為重點發(fā)展專業(yè)，勢必做強做大該專業(yè)，為中國制造輸送一批批技能人才。
當下，數(shù)控機床作為工業(yè)4.0重要發(fā)展領域，已經(jīng)成為主要工業(yè)國家重點競爭領域。中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)在國家戰(zhàn)略的支持下，近年來呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢，技術(shù)追趕勢頭不可阻擋。在新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期中，中國有望通過加大技術(shù)研發(fā)實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的彎道超車。因此，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展大好的優(yōu)勢下，數(shù)控機床人才的就業(yè)前景將是一片光明。
數(shù)控機床的6大方向
1.可靠性最大化
數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)�；虺笠�(guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，來提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應各種控制功能的要求，同時采用硬件結(jié)構(gòu)機床本體的模塊化、標準化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。利用報警提示，及時排除故障；利用容錯技術(shù)，對重要部件采用“冗余”設計，以實現(xiàn)故障自恢復；利用各種測試、監(jiān)控技術(shù)，當生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進行相應的保護。
2.控制系統(tǒng)小型化
數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機、電裝置結(jié)合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板，采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規(guī)模縮小系統(tǒng)的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管，將使數(shù)控操作系統(tǒng)進一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機床設備上，更便于對數(shù)控機床的操作使用。
3.智能化
現(xiàn)代數(shù)控機床將引進自適應控制技術(shù)，根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持良好工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產(chǎn)效率。具有自診斷、自修復功能，在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時，立即采用停機等措施，并進行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊脫機，而接通備用模塊，以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實現(xiàn)更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。
4.數(shù)控編程自動化
目前CAD／CAM圖形交互式自動編程已得到較多的應用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，再經(jīng)計算機內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進行計算和后置處理，從而自動生成NC零件加工程序，以實現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當前又出現(xiàn)了CAD／CAPP／CAM集成的全自動編程方式，它與CAD／CAM系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫獲得。
5.高速度、高精度化
速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運算速度。同時，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，即提高插補運算的速度和精度。并采用直線電動機直接驅(qū)動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態(tài)響應特性相當優(yōu)越。采用前饋控制技術(shù)，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。
6.多功能化
配有自動換刀機構(gòu)（刀庫容量可達100把以上）的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機床還采用了多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多CPU結(jié)構(gòu)和分級中斷控制方式，即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制，實現(xiàn)所謂的“前臺加工，后臺編輯”。為了適應柔性制造系統(tǒng)和計算機集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠距離串行接口，甚至可以聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)控機床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對多臺數(shù)控機床進行控制。
為適應超高速加工的要求，數(shù)控機床采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式，實現(xiàn)了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。
數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應用促進了數(shù)控機床的進一步提升。
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