刨刀編程

① 龍門刨床的系統改造

A. 系統組成
本系統由VVVF(變電壓變頻率)變頻器、交流電動機(Y280S一8，Pe =37KW ，I。=78-2A，n。=740r/min)、測速器組成閉環調速系統。採用閉環調速系統是為了對負載的波動和電網的波動有較強的抗干擾能力，以保證刨床的穩定運行。刨床的電機均由PLC 給出的指令進行控制。設計時，主傳動用一台非同步電動機代替原K—F—D系統機型，進給機械執行機構則用變頻調速器取代原電磁離合器，實現對工作台的各種不同速度的控制和往返換向。核心部件用PLC進行控制，它根據操作站指令和現場信號，按預先編制好的程序對變頻器、刀架、橫梁、磨頭的跟蹤狀況進行自動或人工控制。變頻器選用日本富士FRN45 Ggs一4JE電壓型通用變頻器。原系統採用機械式行程開關， 由於工作台時頻繁的往復運動，擋塊頻繁地撞擊行程開關，導致行程開關容易發生故障，在不可靠的時候更可能產生事故，影響生產。改造中我們用光控無觸點接近開關代替機械式行程開關，經使用效果很好。
B.工作原理
龍門刨的刨削過程是工件(放在刨台上)與刨刀之間做相對運動的過程。也就是刨台頻繁的往復運動。刨台的運動分為人工點動運行和自動往復循環運行。圖1是刨台的往復周期運行圖。
龍門刨床的刨削過程是工件(放在刨台上)與刨刀之間做相對運動的過程。也就是刨台頻繁的往復運動。刨台的運動分為人工點動運行和自動往復循環運行。圖1是刨台的往復周期運行圖。
圖1 刨台的往復周期 PLC程序設計
龍門刨床自動進刀、換向、刀架的自動進給、手動進退、點動、橫梁升降等功能都由PLC軟體來實現。
工作台往復工作程序梯形圖如圖所示。圖中M1．0、M1．1— —M1_7是PLC 內輔助繼電器
圖中：t 循環開始與緊急停機段
t1— — 刨刀開始切人工件段 t2— — 正常切削段
t3— — 退出工件段 t4— — 高速返回段
t5— — 低速返回段 t 點動控制
圖4 工作台往復工作梯形圖
其中tl-t5段與圖1中的刨台往復運動的各個階段相對應。 長度較小的非圓柱面，可以採用數控銑床加工，也可以採用線切割加工（單件生產）。但當非圓柱面達到一定長度後，用上面的兩種方法就無能為力或加工成本太高了。如系列羅茨真空泵和羅茨鼓風機的轉子（圖1所示，其截面輪廓線由多段漸開線、外擺線和圓弧組成，長度在300mm以上）、大型水環泵葉輪模型的葉片（截面輪廓線由多段直線和圓弧組成，長度在500mm以上）。為了適應截面輪廓線是復雜曲線的柱面工件的加工，筆者自行研製出了基於IPC的刨床CNC系統，並對某真空泵生產廠家的小型龍門刨床進行了數控改造。
1 小型龍門刨床的機械改造
圖2所示是用小型龍門刨床改造而成的數控刨床的示意圖。
小型龍門刨床數控改造的方法是將手動調節刀架變成由步進電動機驅動的數控刀架，Z步進電動機控制刀架在垂直方向的移動，X步進電動機控制刀架在水平方 向的移動。在滑台底座靠近滑塊的部位安裝三個接近開關，在滑塊上固定一個與三個接近開關平行又在運動過程中與三個開關都能接近的滑塊位置標志塊（鐵塊）， 兩者共同用於滑塊運動方向和位置的檢測。另外，在滑台上安裝一個簡易的對刀裝置。經過負載（摩擦力、轉動慣量等）計算，驅動刀架上下移動（Z坐標軸）和左 右移動（X坐標軸）的步進電動機分別選用 110BF003型和 130BF003型。這兩個坐標移動的脈沖當量均為0.01mm。 刨床CNC系統軟體以Windows操作系統為平台，採用模塊化、結構化的C語言編程，系統軟體的界面採用了中文菜單結構，人機界面友好，操作方便。 具體結構如圖4所示。該系統軟體主要由三個模塊組成：程序編制、刀具位置調整和運行控制，在每一個模塊中 又分多個子模塊。
3．1 程序編制模塊
一個正確的加工程序編制必須經過以下階段：程序編制、語法檢查、模擬模擬和刀具的干涉、過切檢查。在該 CNC軟體系統中，加工程序編制可採用多種方式：圖形自動編程，手工編程，列表曲線編程。列表曲線文件的數據和加工程序可以通過軟碟機輸人或利用全屏幕編輯 器通過鍵盤輸人，也可以通過串列通訊介面輸人。
圖形編程包括以下步驟：
（1）輪廓曲線的編輯輸人首先通過互動式圖形操作界面，按照曲線的走向輸入各段直線、圓弧、
曲線輸入後可以進行修改、放大、縮小和對稱等編輯處理。
（2）求偏置曲線對上面編輯好的曲線，按要求的刀尖半徑，生成等距曲線，即偏置曲線。
（3）自動編程將偏置曲線按照給定的精度要求用直線進行擬合，並轉化成G代碼加工程序。
（4）模擬模擬運行以模擬運行方式運行加工程序，並動態地顯示刀尖運動軌跡。假如加工程序正
確，模擬顯示的軌跡會與前面的偏置曲線相重合。
列表曲線的編程也是在圖形編程界面下進行。首先讀人列表曲線數據文件，按照數據文件中點的順序，相鄰點以直線相連，並顯示出來。然後在此基礎上進行樣條擬合、光順和偏置處理，再按精度要求離散成小段直線，並自動生成加工程序。
互動式圖形編程和模擬模擬運行，使得復雜曲線和列表曲線加工程序的編制不僅效率高，而且方便、直觀、可靠。圖 4 刨床CNC系統軟體結構
3．2 運行控制
該CNC系統的運行主要包括以下方式：自動運行、快速空運行、手動運行和點動運行。
自動運行是CNC系統運行控制的核心部分，它按加工程序運行。假如正在執行的加工語句的最後一條指令是M32，則刀具根據滑台的往復運動信號作間歇進 給運動；假如是M33，則作連續移動，滑台的往復運動信號對它不起作用，即作快速空運行。加工中假如 滑台停止往復運動，則刀具的進給運動也停止。這一功能可以使工人沿用刨床的操作習慣，通過控制滑台往復運動的啟停控制刀架進給運動的啟停。
自動運行程序由前台和後台兩部分組成，後台程序完成並行口 8255A和定時器8253的初始化、指令解碼、控制中斷服務程序的執行頻率（速度調節）、暫停、單段和啟動控制、加工軌跡動態跟蹤顯示和坐標翻轉顯示； 前台程序是中斷服務程序，它主要完成插補運 算、步進電動機運轉控制、升降速控制、接受滑台往返和位置感測器的信號。刀具的間歇進給運動是在滑台的返程過程中完成的。滑台一次往返刀具的進給量，可以 通過功能鍵進行設定或修改，最小值為二個脈沖當量。自動運行程序的另外一個功能是在按下連續功能鍵時，刀具的間歇進給可以變成連續進給；該功能鍵抬起 時，刀具又可恢復間歇進給。在粗加工毛坯件時，由於加工餘量的不均勻，有的地方可能會作空進給，採用此功能可以快速躍過此處，大大提高加工效率。
快速空運行也是按照加工程序控制刀具運動的，但它是作連續運行。通過它可以檢查刀具和工件毛坯的相對位置關系，從而確定初次加工的刀具高度位置。快速空運行程序也是由前、後台兩部分組成，其結構和自動運行程序的結構類似，只是中斷服務程序不受滑台往返運動的控制。
在選擇開關處於自動運行狀態下，點動功能只能在滑台的返程中起作用，刀具連續移動最大位移量可以設定。該功能為加工過程中的刀具位置調整帶來了方便。如在吃刀太深時，可在不停止加工的情況下提刀。
根據選擇，手動運行也可受滑台往返運動的控制，作間歇運動。手動功能可以用於平面加工，而且不用編程。這種方式為平面加工帶來了方便。 筆者用自行研製的刨床CNC系統為某企業的小型龍門刨床進行了數控化改造，成功地實現了系列水環泵葉輪葉片模型的加工和系列羅茨真空泵轉子大批量生 產，不僅加工效率高，而且加工質量穩定可靠。經過近幾年的不斷改進和完善，該CNC系統已具有實時加工控制、圖形自動編程、復雜曲線和列表曲線擬合、編 程、刀具磨損補償、自動對刀、模擬模擬和加工軌跡跟蹤顯示等功能。該刨床CNC系統，不僅適用於小型龍門刨床的數控化改造，也適用於其它形式的刨床的數控 化改造。

② 數控機床車刀的發展與保養~~,高分

刀具的發展在人類進步的歷史上佔有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鑽、刀等銅質刀具。戰國後期(公元前三世紀)，由於掌握了滲碳技術，製成了銅質刀具。當時的鑽頭和鋸，與現代的扁鑽和鋸已有些相似之處。

然而，刀具的快速發展是在18世紀後期，伴隨蒸汽機等機器的發展而來的。1783年，法國的勒內首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關麻花鑽的發明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產。
那時的刀具是用整體高碳工具鋼製造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特製成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發明硬質合金。

在採用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，採用高速鋼時，又提高兩倍以上，到採用硬質合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質量和尺寸精度也大大提高。

由於高速鋼和硬質合金的價格比較昂貴，刀具出現焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間,美國開始在車刀上採用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關於陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法，生產碳化鈦塗層硬質合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發展了物理氣相沉積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面塗覆碳化鈦或氮化鈦硬質層。表面塗層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結合起來，從而使這種復合材料具有更好的切削性能。

刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；孔加工刀具，包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。

按切削運動方式和相應的刀刃形狀，刀具又可分為三類。通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鑽頭、擴孔鑽、鉸刀和鋸等；成形刀具，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。

各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。

刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上，藉助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。

帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，並藉助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用於較小的麻花鑽、立銑刀等刀具，切削時藉助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼製成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。

刀具的工作部分就是產生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分，如鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。

刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃；焊接結構是把刀片釺焊到鋼的刀體上；機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釺焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質合金刀具一般製成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都採用機械夾固結構。

刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。

在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等，必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指製造和測量用的標注角度在實際工作時，由於刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變，實際工作的角度和標注的角度有所不同，但通常相差很小。

製造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，並不易變形。

通常當材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是應用最廣的刀具材料，其次是硬質合金。

聚晶立方氮化硼適用於切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用於切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。

硬質合金可轉位刀片現在都已用化學氣相沉積法塗覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發展的物理氣相沉積法不僅可用於硬質合金刀具，也可用於高速鋼刀具，如鑽頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質塗層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，塗層刀片的壽命與不塗層的相比大約提高1～3倍以上。

由於在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件，其應用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況，刀具的發展方向將是發展和應用新的刀具材料；進一步發展刀具的氣相沉積塗層技術，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的塗層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾；進一步發展可轉位刀具的結構；提高刀具的製造精度，減小產品質量的差別，並使刀具的使用實現最佳化。

塗層的切削性能明顯優於TiN塗層。加工Inconel178的刀具壽命盡管PVD塗層顯示出很多優點，但一些塗層如Al2O3和金剛石則傾向於採用CVD塗層技術。Al2O3是一種耐熱和抗氧化很強的塗層，它能夠將刀具體和切削產生的熱量隔離開。通過CVD塗層技術，還可以綜合各種塗層的優點，以達到最佳的切削效果，滿足切削加工的需要。

例如。TiN具有低摩擦特性，可減少塗層組織的損耗，TiCN可降低後刀面的磨損，TiC塗層硬度較高，Al2O3塗層具有優良的隔熱效果等。塗層硬質合金刀具與硬質合金刀具相比，無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大提高。車削硬度在HRC45~55的工件，低成本的塗層硬質合金可實現高速車削。近年來，一些廠家應用改進塗層材料等方法，使塗層刀具的性能有了極大的提高。如美、日的一些廠家採用瑞士AlTiN塗層材料和新塗層專利技術生產的塗層刀片，硬度高達HV4500~4900，可在498.56m/min的速度時切削硬度HRC47~58的模具鋼。在車削溫度高達1500~1600°C時仍然硬度不降低、不氧化，刀片壽命為一般塗層刀片的4倍，而成本只有30%，且附著力好。陶瓷材料 陶瓷刀具材料隨著其組成結構和壓制工藝的不斷改進，特別是納米技術的進展，使得陶瓷刀具的增韌成為可能，在不久的將來，陶瓷可能繼高速鋼、硬質合金以後引起切削加工的第3次革命。

陶瓷刀具具有高硬度(HRA91~95)、高強度(抗彎強度為750~1000MPa)，耐磨性好，化學穩定性好，抗粘結性能良好，摩擦系數低且價格低廉等優點。不僅如此，陶瓷刀具還具有很高的高溫硬度，1200°C時硬度達到HRA80。正常切削時，陶瓷刀具耐用度極高，切削速度可比硬質合金提高2~5倍，特別適合高硬度材料加工、精加工以及高速加工，可切削硬度達HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵等。常用的有：氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。

氧化鋁基陶瓷刀具比硬質合金有更高的紅硬性，高速切削狀態下切削刃一般不會產生塑性變形，但它的強度和韌性很低，為改善其韌性，提高耐沖擊性能，通常可加入ZrO或TiC和TiN的混合物，另一種方法是加入純金屬或碳化硅晶須。氮化硅基陶瓷除紅硬性高以外，還具有良好的韌性，與氧化鋁基陶瓷相比，它的缺點是在加工鋼時易產生高溫擴散，加劇刀具磨損，氮化硅基陶瓷主要應用於斷續車削灰鑄鐵及銑削灰鑄鐵。金屬陶瓷是一種以碳化物為基體材料，其中TiC為主要的硬質相(0.5~2µm)，它們通過Co或Ti粘結劑結合起來，是一種與硬質合金相似的刀具，但它具有較低的親和性、良好的摩擦性及較好的耐磨性。它比常規硬質合金能承受更高的切削溫度，但缺乏硬質合金的耐沖擊性、強力切削時的韌性以及低速大進給時的強度。

近年通過大量的研究、改進和採用新的製作工藝，其抗彎強度和韌性均有了很大提高，如日本三菱金屬公司開發的新型金屬陶瓷NX2525及瑞典山德維克公司開發的金屬陶瓷刀片新品CT系列和塗層金屬陶瓷刀片系列，其晶粒組織的直徑細小至1µm以下，抗彎強度和耐磨性均遠高於普通的金屬陶瓷，大大拓寬了其應用范圍。立方氮化硼(CBN) CBN的硬度和耐磨性僅次於金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷相比，其耐熱性和化學穩定性稍差，但沖擊強度和抗破碎性能較好。它廣泛適用於淬硬鋼(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工，與硬質合金刀具相比，其切削速度可提高一個數量級。

CBN含量高的復合聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高及耐沖擊韌性好，其缺點是熱穩定性差和化學惰性低，適用於耐熱合金、鑄鐵和鐵系燒結金屬的切削加工。PCBN刀具中CBN顆粒含量較低，採用陶瓷作粘結劑，其硬度較低，但彌補了前一種材料熱穩定性差、化學惰性低的特點，適用淬硬鋼的切削加工。

陶瓷和PCBN刀具切削淬硬鋼的殘余應力在切削灰鑄鐵和淬硬鋼時，可選擇陶瓷刀具或CBN刀具，為此，應進行成本效益和加工質量分析，以確定選擇哪一種。圖3為Al2O3、Si3N4和CBN刀具加工灰鑄鐵後刀面磨損情況，PCBN刀具材料切削性能優於Al2O3和Si3N4。但在淬硬鋼乾式切削時，Al2O3陶瓷的成本低於PCBN材料。陶瓷刀具有良好的熱化學穩定性，但卻不及PCBN刀具的韌性和硬度。在切削硬度低於HRC60以下和採用小進給量時，陶瓷刀具是較好的選擇。PCBN刀具適於切削硬度高於HRC60的工件，尤其在自動化加工和高精度加工時更為適用。

除此之外，在相同後刀面磨損情況下，PCBN刀具切削後的工件表面殘余應力也比陶瓷刀具相對穩定。使用PCBN刀具乾式切削淬硬鋼還應遵循以下原則：在機床剛性允許條件下盡可能選擇大切深，這樣切削區生成的熱量使得刃前區金屬局部軟化，能有效降低PCBN刀具的磨損，此外，在小切深時還應考慮採用PCBN刀具導熱性差而使得切削區熱量來不及擴散，剪切區也能產生明顯的金屬軟化效應，減小切削刃的磨損。

超硬刀具的刀片結構及幾何參數刀片形狀及幾何參數的合理確定對充分發揮刀具切削性能是至關重要的。按刀具強度而言，各種刀片形狀的刀尖強度從高到低依次為：圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料選定後，應選用強度盡可能高的刀片形狀。硬車削刀片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大刀尖圓弧半徑刀片粗加工，精加工時的刀尖圓弧半徑約為0.8µm左右。淬硬鋼切屑為紅而酥軟的緞帶狀，脆性大，易折斷，不粘結，淬硬鋼切削表面質量高，一般不產生積屑瘤，但切削力較大，特別是徑向切削力比主切削力還要大，所以，刀具宜採用負前角(go≥-5°)和較大的後角(ao=10°~15°)。主偏角取決於機床剛性，一般取45°~60°，以減少工件和刀具顫振。超硬刀具切削參數及對工藝系統的要求切削參數的選擇工件材料硬度越高，其切削速度應越小。使用超硬刀具進行硬車削精加工的適宜切削速度范圍為80～200m/min，常用范圍為10～150m/min；採用大切深或強力斷續切削高硬度材料，切速應保持在80～100m/min。一般情況下，切深為0.1～0.3mm之間。加工表面粗糙度低的工件，可選小的切削深度，但不能太小，要適宜。進給量通常可以選擇0.05～0.25mm/r之間，具體數值視表面粗糙度值和生產率要求而定。當表面粗糙度Ra=0.3～0.4µm時，採用超硬刀具進行硬車削比用磨削經濟得多。

對工藝系統的要求除選擇合理的刀具外，採用超硬刀具進行硬車削對車床或車削中心並無特殊要求，若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用於硬切削。為了保證車削操作的平穩和連續，常用的方法是採用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉可以保持相當平穩狀態，現有的設備就可採用超硬刀具進行硬車削。超硬刀具在硬車削中的應用採用超硬刀具進行硬車削，此項技術經過十幾年的發展及推廣應用，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。下面以軋輥加工等行業為例，說明超硬刀具在生產中的推廣應用情況。

軋輥加工行業國內許多大型軋輥企業已使用超硬刀具對冷硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進行荒車、粗車和精車，均取得了良好的效益7平均提高加工效率2～6倍，節約加工工時和電力50%～80%。如武漢鋼鐵公司軋輥廠對硬度為HS60～80的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車時，切削速度提高了3倍，每車1根軋輥，節約電力、工時費四百多元，節約刀具費近一百元，取得了巨大的經濟效益。如我校用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58～63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥時(Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)，單刃連續切削軋輥路徑達15000m(刀尖後刀面磨損帶的最大寬度VBmax=0.2mm)，滿足了以車代磨的要求。工業泵加工行業目前國內碴漿泵生產廠的70%～80%已採用超硬刀具。

碴漿泵廣泛應用於礦山、電力等行業，是國內外急需的產品，其護套、護板是HRC63～67的Cr15Mo3高硬鑄鐵件。過去由於各種刀具難以車削這種材料，所以只得採用退火軟化後粗加工，然後再淬火加工的工藝。採用超硬刀具以後，順利實現了一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，節約了大量工時和電力。

汽車加工行業在汽車、拖拉機等行業中的曲軸、凸輪軸、傳動軸的加工，刃具、量具的加工和設備維修中，經常會碰到淬硬工件的加工難題。如我國某機車車輛廠，在設備維修中需要對軸承內圈進行加工，軸承內圈(材料GCr15鋼)的硬度為HRC60，內圈直徑為f285mm，採用磨削工藝，磨削餘量不均勻，需2h才能磨好；而先用超硬刀具，僅用45min就加工成一個內環。

結語：經過多年的研究和探索，我國在超硬刀具方面取得了很大的進展，但是，超硬刀具在生產中的應用還不廣泛。原因主要有以下幾個方面：生產企業、操作者對採用超硬刀具進行硬車削的效果了解不夠，普遍認為硬材料只能磨削；認為刀具成本太高。硬車削最初的刀具成本比普通硬質合金刀具高(如PCBN比普通硬質合金貴十多倍)，但其分攤在每個零件上的成本比磨削還低，且帶來的效益比普通硬質合金要好得多；對超硬刀具加工機理研究不夠；超硬刀具加工的規范不足以指導生產實踐。因此，除了對超硬刀具加工機理進行深入研究外，還必須加強超硬刀具加工知識的培訓、成功經驗演示及嚴格操作規范，使這種高效、潔凈的加工方法更多地應用於生產實際。

③ 金工實習的數控機床是怎樣編程的使用過程是怎樣的（緊急！懸賞！）

數控編程非常繁雜的。請到中國數控教育網下載中心http://www.shukonge.com/Soft/去下載數控編程FLASH課件和數控機床實訓指導書。

④ 數控車床外圓上面怎樣編程序車60度的v型槽

V型槽的加工的主要形式有以下兩種：1、銑削加工,一般這種加工方式都採用特型銑刀來加工，銑刀可分為立式的V型槽銑刀和卧式V型槽銑刀，其主要的不同是銑削的方式不同。一般精度的加工完即可，精度要求高的，需要留出磨削餘量，磨削後即可。2、刨削加工，其實插削和刨削的原理一樣，利用特型的刨刀或插刀進行加工，由於刨削的表面粗糙度偏高一些，一般需留出磨削餘量，磨削後即可。

⑤ 機床刀具的主要分類有哪些

1、數控刀具的分類有多種方法：
a.根據刀具結構可分為
（1）整體式；
（2）鑲嵌式，採用焊接或機夾式聯接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；
（3）特殊型式，如復合式刀具、減震式刀具等。
b.根據製造刀具所用的材料可分為：
（1）高速鋼刀具；
（2）硬質合金刀具；
（3）金剛石刀具；
（4）其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。>>車刀材質詳細介紹
c.從切削工藝上可分為：
（1）車削刀具，分外圓、內孔、螺紋、切割刀具等多種；
（2）鑽削刀具，包括鑽頭、鉸刀、絲錐等；
（3）鏜削刀具；
（4）銑削刀具等。
為了適應數控機床對刀具耐用、穩定、易調、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數量上達到整個數控刀具的30%一40%，金屬切除量占總數的80%～90%。
2、數控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點：
（1）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小；互換性好，便於快速換刀；
（2）壽命高，切削性能穩定、可靠；
（3）刀具的尺寸便於調整，以減少換刀調整時間；
（4）刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利於切屑的排除；
（5）系列化標准化以利於編程和刀具管理。

⑥ 高分懸賞 數控編程問題

1、鉗工

示範講解：

⑴鉗工的加工范圍及特點。

⑵鉗工工具、量具的使用及劃線、鏨削、鋸割、銼削、刮研等鉗工基本操作；

⑶講解鑽床的構造，麻花鑽及鉸刀的種類、用法及應用范圍；示範鑽孔、鉸孔、擴孔的操作方法；

⑷攻絲、套扣操作方法；

⑸簡單部件的裝配方法。

獨立操作：

⑴工具、量具的使用；

⑵劃線、鋸割、銼削、鑽孔、攻絲、套扣、鏨削；

⑶結合典型零件進行綜合訓練；

⑷部件的拆裝。

具體要求：

⑴掌握鉗工工具、量具的使用方法；

⑵具有劃線、鏨削、鋸割、銼削、鑽孔、攻絲、套扣的基本操作技能；

⑶了解鉸孔、擴孔、刮研、裝配的操作方法；

⑷能根據圖紙加工簡單。

2、鑄造*

示範講解：

⑴鑄造生產的特點及過程；

⑵鑄鐵的熔煉過程及澆鑄；

⑶手工造型；

⑷鑄件的清理；

⑸鑄件的質量檢驗及主要缺陷。

獨立操作：

以示範講解、參觀為主，學生可不進行獨立操作或只進行簡單操作。

具體要求：

對鑄造方法及生產過程有基本了解；了解鑄件常見缺陷的產生原因及其質量檢驗。

3、鍛造*

示範講解：

⑴下料、加熱、冷卻等生產過程；

⑵空氣錘的構造、原理及操作方法；

⑶自由鍛造基本工序；

獨立操作：

以示範講解、參觀為主，學生進行簡操作或不進行獨立操作；

具體要求：

對鍛造的特點及生產過程有初步了解。

4、焊接

示範講解：

⑴手工電弧焊設備的大致結構及電流調節方法；電焊條的種類和焊接接頭型式；

⑵手工電弧焊的基本操作方法 ；

⑶氣焊設備和焊炬，割炬的構造；火焰調節；焊劑的使用；

⑷氣焊、氣割的基本操作方法；

⑸焊接的質量檢查；常見焊接缺陷及其產生的原因和預防措施；

獨立操作：

⑴用手工電弧焊和氣焊進行平焊；

⑵氣割*；

⑶結合具體工件進行綜合訓練；

具體要求：

⑴具有手工電弧焊、氣焊*、氣割的基本操作技能；

⑵能合理選擇焊接電流、焊條；能根據需要調節火焰；

⑶熟悉焊接的質量檢查、焊接常見缺陷；

5、熱處理*

示範講解：

⑴熱處理的作用、分類；常用熱處理設備；冷卻液的種類；

⑵普通熱處理操作；

⑶高頻淬火、滲碳；

⑷鋼鐵火花鑒別。

獨立操作：

以示範講解、參觀為主，學生可不進行獨立操作，也可與熱處理實驗結合進行。

具體要求：

了解普通熱處理及常見表面熱處理的操作方法、設備。

6、車削加工

示範講解：

⑴普通車床的構造及各部件的作用，車床的保養；

⑵車床的加工范圍及特點；

⑶車床的操作方法，車床附件及其安裝，工件的裝夾；

⑷車刀的刃磨及選用；

⑸切削要素的選擇；

⑹各種表面的車削方法，螺紋的車削方法；

⑺掛輪和手柄位置的調整。

獨立操作：

⑴車削基本操作：車端面、外圓及外圓錐面，車階台、車操、切斷、鏜孔、車螺紋；

⑵刀具的刃磨*；

⑶掛輪及手柄位置的調整。

具體要求：

⑴了解車床的構造及加工范圍；

⑵了解刀具體刃磨方法；

⑶能熟練操作車床，具有車內外圓、車端面、車圓錐面、車階台、車槽及切斷、車螺紋的基本操作技能；

⑷能根據需要合理選用切削要素和車刀；

⑸能根據圖紙獨立加工簡單零件。

7、銑削加工

示範講解：

⑴銑刀床的分類、構造及主要部件的作用，銑床的操作方法、維護與保養，銑床的加工范圍及特點；

⑵銑刀的種類、結構、安裝及調試；

⑶切削用量的選擇、順銑、逆銑；

⑷銑削加工基本操作，銑床夾具的應用，銑平面、斜面、階檯面、垂直面、銑槽、切斷；

⑸分度頭的基本原理及其使用方法。

獨立操作：

⑴銑平面、斜面、階檯面、垂直面、銑槽、切斷；

⑵分度頭的使用。

具體要求：

⑴了解銑床的構造、銑刀的種類、結構和安裝；

⑵了解銑床的加工范圍；

⑶能熟練操作銑床，具有銑平面的操作技能；

⑷掌握分度頭的使用方法。

8、刨削加工

示範講解：

⑴牛頭刨床的構造及主要部件的作用；

⑵刨床的加工范圍、特點、操作方法、維護與保養；

⑶刨刀的種類與安裝；

⑷刨削的基本方法：刨平面、斜面、階檯面、垂直面。

獨立操作：刨平面、斜面、階檯面、垂直面。

具體要求：

⑴了解刨床的構造、刨刀的種類和安裝；

⑵能熟練操作刨床，能刨平面、刨鍵槽。

9、磨削加工*

示範講解：

⑴磨削加工的特點；

⑵磨床的操作方法及保養、維護；

⑶砂輪的種類、選擇及安裝；

⑷切削用量的選擇；

⑸冷卻液的使用；

⑹磨加工基本方法：磨內外圓、磨平面。

獨立操作：以示範講解，可不進行或只進行簡單的獨立操作。

具體要求：

⑴了解磨削加工的特點和磨床的操作方法；

⑵了解磨內外圓、磨平面的方法。

10、數控加工

示範講解：

⑴數控加工概述；

⑵數控機床的組成和工作原理；

⑶數控機床的編程及加工。

獨立操作：

簡單零件的數控編程及加工。

具體要求：

⑴了解數控加工的特點；

⑵了解數控機床的組成和工作原理；

⑶能對簡單零件進行數控編程及加工。

四、考核方法

本課程考核內容應包括基本技能考核（包括操作考核和工件質量）、基本知識考核(包括提問和書面測驗)、實習紀律及平時表現、實習報告等項目，具體考核標准和考核辦法（另附）。

五、主要參考書

1、《金工實習教材》 張小亮等主編 煤炭工業出版社

2、《機械技術》 牛小鐵等主編 煤炭工業出版社

六、教學建議及學生學習要求

1、實習中一定要注意安全，在各工種實習前，應首先講解該工種的安全操作規程和注意事項。

2、在實習中，應注意讓學生盡可能多地了解各工種的先進設備及先進技術，可抽出適當時間組織學生到大型機械廠參觀。

3、實習的重點是車工和鉗工。對於其它實習學生可僅進行簡單的操作或不操作。因不同專業實習周數不同，對帶「*」的內容根據具體情況和專業要求取捨。

4、建議對實習時間如下分配（各實踐環節時間分配另附）：

總周數
時間分配

鉗工
車工
數控加工
其它機加工
熱加工

6
2
2
1
0.5
0.5

5
1.5
1.5
1
0.5
0.5

4
1
1
1
0.5
0.5

3
1
1

0.5
0.5

5、對於鉗工和車工，應盡可能保證人機比為1:1。

6、學生實習守則（另附）

⑦ 刨床的刨刀怎麼磨是最好的

首先，解釋下磨刀石為雙面磨刀石（一面粗一面細） 雙手握住刨刀向下壓，用磨刀石反面粗面把刨刀磨成截面40度，平行地來回拉動即可（刨刀與磨石成30度）；
其次，先粗磨，磨完後在光線強的地方，直到看到刀口上有一小點刃口，再用細磨石研磨。最後、細看刀口處不存在砂口就行。或在手上刮幾下，如果感覺毛毛的，說明成功了；若感覺滑滑的，即須再磨。再用反面慢慢收光。（磨的過程中一定要用力均勻，磨2下沾點水再磨）
【切忌】：不可用電動工具打磨，否則刨刀容易褪火，褪火的鋼就是廢鐵了 最好是用專門的麼刀機，打磨刨刀的那種，大約800塊。手工磨不好。