工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第111部分：銑床用刀具2013-11-12發布2014-03-15實施中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局IGB/T19903.111—2013/ISO14649-111:2010 2規范性引用文件 13術語和定義 24銑床和加工中心用的切削刀具 24.1標題和引用(headerandreference) 24.2銑床切削刀具句法(syntaxofmillingmachinecuttingtools) 34.2.1銑床刀具(millingmachinecuttingtools) 34.2.2切削部分的組成(cuttingcomponent) 34.2.3刀具旋轉方向類型(handofcuttype) 34.3銑床切削刀具目錄(catalogueofmillingmachinecuttingtools) 44.3.1鉆削刀具(drillingcuttingtool) 44.3.2NC點鉆(中心鉆)(NCpointdrill/centredrill) 44.3.3擴孔鉆(counterbore) 44.3.4锪鉆(countersink) 44.3.5麻花鉆(twistdrill) 54.3.6錐形麻花鉆(tapereddrill) 54.3.7扁平鉆(spadedrill) 54.3.8階梯鉆(stepdrill) 54.3.9銑削刀具(millingcuttingtool) 54.3.10面銑刀(facemill) 64.3.11方肩銑刀(shouldermill) 64.3.12立銑刀(endmill) 64.3.13球頭立銑刀(ballnoseendmill) 64.3.14外圓角(牛鼻)立銑刀(bullnoseendmill) 74.3.15輪廓立銑刀(profiledendmill) 74.3.16T形槽銑刀(T-slotmill) 4.3.17燕尾槽銑刀(dovetailmill) 74.3.18側銑刀(三面刃銑刀)(sidemill) 84.3.19螺紋銑刀(threadmill) 84.3.20鉸刀(reamingcuttingtool) 84.3.21復合鉆鉸(combineddrillandreamer) 84.3.22錐形鉸刀(taperedreamer) 94.3.23鏜刀(rotatingboringcuttingtool) 94.3.24絲錐(tappingcuttingtool) 94.3.25復合鉆攻(combineddrillandtap) 9ⅡGB/T19903.111—2013/ISO14649-111:20104.4模式完畢 附錄A(規范性附錄)EXPRESS列表 附錄B(資料性附錄)刀體示例 附錄C(資料性附錄)EXPRESS-G圖 參考文獻 ⅢGB/T19903《工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型》分為以下幾個部分：——第1部分：概述和基本原理(ISO14649-1);——第10部分：通用工藝數據(ISO14649-10);——第11部分：銑削用工藝數據(ISO14649-11);——第12部分：車削用工藝數據(ISO14649-12);——第111部分：銑床用刀具(ISO14649-111);——第121部分：車床用刀具(ISO14649-121);本部分為GB/T19903的第111部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。本部分等同采用ISO14649-111:2010《工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第111部分：銑床用刀具》。與本部分中規范性引用的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下： —GB/T19903.10工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第10部分：通用工藝數據(ISO14649-10:2004,IDT) -GB/T19903.11工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第11部分：銑削用工藝數據(ISO14649-11:2004,IDT)本部分作下列編輯修改：請注意本部分的某些內容可能涉及專利。本部分的發布機構不承擔識別這些專利的責任。本部分由中國機械工業聯合會提出。本部分由全國自動化系統與集成標準化技術委員會(SAC/TC159)歸口。本部分起草單位：北京機床研究所、北京化工大學、大連機床集團有限責任公司、廣州數控設備有限公司、南京華興數控技術有限公司、大連大森數控技術發展中心有限公司?，F代制造企業的生產設備常常分布在國內外，這些設備往往由不同的生產廠家提供。在加工制造過程中，需要在各工場和設備之間傳輸大量信息。當今，數字通信標準已解決了通過全球網絡可靠地傳輸信息的技術問題。對于機械加工而言，通過GB/T16656系列標準(STEP標準)可以使產品數據的描述標準化，這為機械制造企業在整個加工過程中采用標準化數據提供了可能。但是，妨礙實現標準化數據的原因是企業中使用的CNC機床采用的數據格式。目前大多數CNC機床仍采用GB/T8870標準規定的“G和M代碼”語言編程，數控程序通常是由CAD/CAM系統生成的。然而用GB/T8870標準編程存在一些不足：首先，所用語言針對的是刀具中心軌跡對機床軸的編程，而不是對零件加工工藝過程的編程；第二，GB/T8870規定的程序語義在多數場合會產生歧義；第三，CNC制造廠商往往會擴充編程語言，但這種擴充超出了GB/T8870標準規定的范圍，不具有互換性。GB/T19903是在CAD/CAM系統和CNC機床之間的一種新的數據傳輸模型，用來取代GB/T8870標準。它利用工步(Workingstep)面向對象的原理，通過規定加工工藝過程(而不是刀具的運動)來克服GB/T8870標準存在的不足。工步相應于高層的加工特征及相關的工藝參數，CNC系統將工步轉換成軸運動和刀具操作。GB/T19903的一個主要優點是它利用來自GB/T16656標準的數據模型。由于GB/T19903標準提供了范圍廣泛的制造過程模型，因而，它也可以作為所有其他信息技術系統之間雙向和多向數據交換的基礎。GB/T19903是一種面向對象的編程用的信息和語境保存方法，它代替數據變成簡單的開關指令或直線和圓弧運動。由于它面向對象和特征，并描述工件的加工操作，而不是描述機床坐標的運動，因而它能在不同的機床或控制器上運行。新的數據模型如在NC控制器上運用，它的兼容性將省去通過后置處理器的所有數據適配工作。如果在這種控制器中采用GB/T8870的NC程序，相應的解釋程序應能并行處理不同類型的NC程序是很必要的。從使用GB/T8870編程到基于可移植的特征編程有一個漸進的過程。GB/T19903的早期使用者一定會支持手動或通過程序輸入傳統的“G和M代碼”數據，正如現代控制器既支持命令行界面又支持圖形用戶界面那樣。隨著開放式體系結構控制器的日益普及，這種做法會更加容易實現。GB/T19903不包括傳統的編程語句。1工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第111部分：銑床用刀具GB/T19903的本部分規定了描述銑床和加工中心用切削刀具的數據元素。本部分適用于和GB/T19903.11(銑床和加工中心的工藝數據)一起來使用。這些數據元素可以用來選擇某一種加工操作，但它們沒有描述某一種具體刀具的完整信息。因此，留下一些可供選擇的屬性給控制器有更大選擇刀具的自由度。注1:假設NC系統能夠從數據庫中得到指定刀具的完整描述。在本部分定義的milling_machine_tool_schema作為基本刀具模式，它包括CNC系統從機床的刀架上選擇刀具所需要的信息。注2:在GB/T8870.1中，刀具由它的標識符(如T8)來定義，沒有更多的關于刀具類型和幾何方面的信息。這些信息是刀具設定表格中的一部分，由NC程序提供給機床。刀具設定表給出了刀具定位(比如刀庫的第八個槽)和刀具類型(比如4mm鉆頭)的關系。本部分包括在刀具設定表中的包含信息：——刀具標識符；——刀具類型；——刀具幾何形狀；——與應用狀況有關的刀具預期壽命。milling_machine_tool_schema不包括刀具數據庫信息。刀具數據庫與機床和刀具自身有關但與NC程序無關。以下刀具數據不屬于本部分的范圍：——規范性刀具壽命；——刀具在換刀機構中的定位；——刀柄或刀具系統的相關項目；注3:重要告知，在本部分中使用的全部長度測量類型不是公差長度測量類型，因為它們是用來描述工件加工所需要的刀具尺寸，而不是機床上可用刀具的實際尺寸。實際刀具必須通過基于實際刀具尺寸和特征公差的刀具管理來選擇。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ISO3002-1切削和磨削的基本數據第1部分：切削刀具的切削部分的幾何形狀通用術語、參考partofcuttingtools—Generalterms,referencesystems,toolandwookingangles,chipbreakers)1)這項工藝在ISO14649其他部分描述。2ISO10303-41工業自動化系統與集成產品數據模型表示與交換第41部分：集成通用資源：產品描述與支持基礎(Industrialautomationsystemsandintegration—Productdatarepresentationandexchange—Part41:Integratedgenericresource:Fundamentalsofproductdescriptionandsupport)ISO10303-42工業自動化系統與集成產品數據模型表示與交換第41部分：集成通用資源：幾何和拓撲表示(Industrialautomationsystemsandintegration—Productdatarepresentationandex-change—Part42:Integratedgenericresource:Geometricandtopologicalrepresentation)ISO14649-10工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第10部分：通用工藝數據(Industrialautomationsystemsandintegration—Physicaldevicecontrol—Datamodelforcomputerizednumericalcontrollers—Part10:Generalprocessdata)ISO14649-11工業自動化系統與集成物理設備控制計算機數值控制器用的數據模型第11部分：銑削用工藝數據(Industrialautomationsystemsandintegration—Physicaldevicecontrol—Datamodelforcomputerizednumericalcontrollers—Part11:Processdataformilling)3術語和定義ISO14649-10和ISO14649-11界定的以及下列術語和定義適用于本文件。伸出長度沿著切削刀具軸測量，從基準面到切削刀具最前點的距離。由切削部分的主功能決定的從基準面到指定點。4銑床和加工中心用的切削刀具下面列出了本模式中標題和引用的實體列表。SCHEMAmilling_machine_tool_schema;(*Version14.1ofApril30,2REFERENCEFROMmeasure_schema(*IS010303-41e2*)(plane_angle_measure,length_measure);(direction);(machining_tool,technology);geometry_schema(*IS010303-42e3*)machining_schema(*IS014649-10*)34.2.1銑床刀具(millingmachinecuttingtools)GB/T19903.10—2006定義的實體machining_tool的子類。ABSTRACTSUPERTYPEOF(ONEOF(milling_ting_tool,rotating_boring_cutting_tool,reaming_cutting_tool))SUBTYPEOF(machining_tool);its_cutting_edges:SET[1:?]OFcutting_component;overall_assembly_length:length_measure;effective_cutting_diametemaximum_depth_of_cut:length_measure;hand_of_cut:OPTIONALhand_of_cut_type;描述刀具切削角信息。overall_assembly_length:沿刀具軸方向從測量平面到刀具末端已裝配的刀具的總長度；用于刀具碰撞檢測。刀具的最大切削直徑。單刀去除的最大切削深度。hand_of_cut:由切削方向類型定義的刀具旋轉方向。4.2.2切削部分的組成(cuttingcomponent)描述整體刀具或鑲嵌式刀具切削刃的材料及工藝參數的實體。ENTITYcutting_component;tool_functional_length:tool_functional_length:expected_tool_life:length_measure;OPTIONALmaterial;從測量平面到切削尖點的最大測量距離(刀具有效長度)。組成整體刀具或鑲嵌式刀具切削刃的材料的識別號。刀具使用到發生明顯影響性能參數磨損前的預期小時數。它選擇的加工參數(刀具壽命)。定義了加工中使用的工藝參數(例如：主軸轉速及保證expected_tool_life下的刀具進給量)刀具旋轉方向(也稱為切削方向)。對于旋轉刀具，當刀具安裝后切削時，刀具的旋轉方向是刀具驅4動末端觀察決定的。這是在ISO3002-1:1982中8.2定義的。如果刀體是順時針旋轉，刀具的旋轉方向是right-hand;如果刀體是逆時針旋轉，刀具的旋轉方向是left-hand。TYPEhand_of_cut_type=ENUMERATIONOF(left,neutral,right);描述用于鉆孔刀具的實體。在加工中，刀具沿刀具軸方向運動。ENTITYdrilling_cutting_toolpoint_angle:point_angle:OF(milling_machine_cutting_plane_angle_measure;定義刀尖角度；在兩個切削刃之間測量的，同一切削刃繞刀具軸旋轉180°描述中心鉆刀體的實體，中心鉆用于在鉆孔之前先預鉆一個中心孔。ENTITYspotdrillSUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);4.3.3擴孔鉆(counterbore)描述擴孔鉆刀體的實體，擴孔鉆能夠將之前形成的孔擴大直徑。SUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);描述锪鉆刀體的實體，锪鉆用于在孔的開口處锪出一錐形沉頭孔。SUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);effective_cutting_diameter:OPTIONALlength_measure;maximum_usable_length:length_measure;maximum_usable_length:沉孔范圍的最小直徑。缺省值為零。刀具在特定操作中與工件不干涉時允許的最大長度，它是平行于刀具軸方向測量的。54.3.5麻花鉆(twistdrill)4.3.6錐形麻花鉆(tapereddrill)描述錐形麻花鉆刀體的實體。taper_angle:taper_angle:4.3.7扁平鉆(spadedrill)plane_angle_measure;兩相對切削刃之間的角度描述扁平鉆刀體的實體。扁平鉆能夠加工不同底部形狀的大而深的孔，典型的扁平鉆由可更換的刀片或者插入在刀柄上的鑲嵌式刀片總成。SUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);4.3.8階梯鉆(stepdrill)描述階梯鉆刀體的實體。階梯鉆具有多個鉆削直徑，直徑從刀尖到測量平面逐漸增大。step_length:LIST[1:?]oflength_measure;diameters:鉆頭外徑列表steplength:每個階梯的長度。其列表的順序與階梯直徑列表的順序相同。這是銑削刀具類摘錄的基本類型。銑削刀具是旋轉切削刀具，通常具有直槽或螺旋槽，能加工各種_slot_mill,thread_mill))6SUBTYPEOF(milling_machine_cutting_tool);number_of_effective_teeth:刀具的有效齒數(見ISO3002-1)edge_iu_刀具的刀角半徑，r,如果沒有指定，缺省值為零。注：因為在數控系統中沒有使用其他定制的刀角形狀(倒角等),因此屬性edge_radius是任選項。4.3.10面銑刀(facemill)描述面銑刀刀體的實體，面銑刀用于加工與刀具軸垂直的大平面。刀具的圓周角(刀具傾角),相當于在tapered_drill,ta-下的half-tapeangle。如果已知兩種屬性，這一屬性可4.3.11方肩銑刀(shouldermill)描述方肩銑刀刀體的實體，肩銑刀用于加工與刀具軸垂直的大平面，同時加工出與主加工面垂直的側面。SUBTYPEOF(millin4.3.12立銑刀(endmill)描述立銑刀刀體的實體，圓柱形銑削刀具，能夠使用端面刃和/或側刃加工。SUPERTYPEOF(ONEOF(ballnose_endmill,bullnose_endmill,profiled_end_mtool_cutting_edge_angle:刀具的圓周角，相當于在tapered_drill,tapered_end-mill,tapered_tap和tapered_reamer的情況下的alf-tapeangle。如果已知兩種屬性，這一屬性可以忽略。4.3.13球頭立銑刀(ballnoseendmill)描述球頭立銑刀刀體的實體，它的切削面的前端由球面組成。7SUBTYPEOF(endmill);WHEREWR1:NOTEXISTS(SELF.edge_radius)OR(EXISTS(SELF.edge_radius)ANDWR1:球頭立銑刀的頂部，是一個半徑為刀具直徑一半的球面。4.3.14外圓角(牛鼻)立銑刀(bullnoseendmill)描述帶半徑的立銑刀的實體。外圓角(牛鼻)立銑刀的球面和切削部位的前端之間是由圓截面組成SUBTYPEOF(endmill);WR1:EXISTS(SELF.edge_radius)ANDEXISTS(SELF.effective_cutting_diameter)ANDWR1:刀刃半徑要小于刀具直徑的一半。4.3.15輪廓立銑刀(profiledendmill)描述成型立銑刀的實體，成型立銑刀的切削刃有固定輪廓。ENTITYprofiled_endmillSUBTYPEOF(endmill);4.3.16T形槽銑刀(T-slotmill)描述T形槽銑刀的實體，T形槽銑刀用來加工T形槽。ENTITYt_slot_millSUBTYPEOF(milling_cutting_tool);沿刀具軸測量銑刀兩對面之間的長度距離(切削寬度)。描述燕尾槽銑刀的實體，燕尾槽銑刀用來在與刀具軸垂直的平面上加工燕尾槽。SUBTYPEOF(milling_cutting_tool);8plane_angle_measure;included_angle:切削刃兩相對面之間的夾角。4.3.18側銑刀(三面刃銑刀)(sidemill)描述一種盤形銑刀的實體，在一面或兩面的周邊有齒。SUBTYPEOF(milling_cutting_tool);cutter_width:length_measure;cutter_width:刀具切削刃的寬度。4.3.19螺紋銑刀(threadmill)描述螺紋銑刀的實體，它的切削刃能夠加工內孔和外軸上的螺紋。ENTITYthread_millSUBTYPEOF(milling_cutting_tool);thread_size:length_measure;thread_pitch:REAthread_size:螺紋的公稱直徑。thread_pitch:4.3.20鉸刀(reamingcuttingtool)描述鉸刀的實體，它是精加工內孔的多切削刃刀具，除了能降低表面粗糙度外還能提高尺寸精度。ENTITYreaming_cutting_tooltaper_length:taper_length:OF(ONEOF(tapered_reamer,combined_drill_and_reamer))OF(milling_machine_cutting_length_measure;以刀具為中心圓錐部分的長度，平行于刀具軸測量。描述鉆鉸復合刀具的實體，它能夠一次完成鉆孔和精加工孔。ENTITYcombined_drill_and_reamerSUBTYPEOF(reaming_cutting_tool);drill_length:length_measure;9鉆孔部分的長度。4.3.22錐形鉸刀(taperedreamer)描述帶有錐形切削刃的鉸刀的實體。SUBTYPEOF(reaming_cutting_tool);taper_angle:plane_angle_measure;taper_angle:切削刃相對邊之間夾角。錐形部分從刀具的頭部開始延伸到有容屑槽的整個長度。4.3.23鏜刀(rotatingboringcuttingtool)描述鏜刀的實體，它用來擴大或精加工與鏜刀軸同軸的內孔。SUBTYPEOF(milling_machine_cutting_tool);刀碰撞，這樣從孔的中心同一直徑的圓周上就有兩個切削4.3.24絲錐(tappingcuttingtool)描述旋轉刀具的實體，它能加工給定尺寸的內螺紋。ENTITYtapping_cutting_toolSUPERTYPEOF(combined_drill_and_tap)SUBTYPEOF(milling_machine_cutting_tool);thread_size:length_measure;thread_pitch:REAL;threadform_type:螺紋類型；通過選擇決定螺紋形狀的基本類型(公制metric、asi、美制粗牙unc、美制細牙unf、美制管螺紋npt、鋸齒形螺紋thread_size:螺紋的公稱直徑thread_pitch:螺紋的螺距taper_thread_count:螺紋的4.3.25復合鉆攻(combineddrillandtap)描述鉆孔攻絲復合刀具的實體，它能一次完成在一個孔里鉆孔和攻絲。ENTITYcombined_drill_and_tapSUBTYPEOF(tapping_cutting_tool);drill_length:OPTIONALEND_ENTITY;4.4模式完畢鉆孔部分的長度。Author:IS0TC184/SC1/WG7*)REFERENCEFROMmeasure_schema(*IS010303-41e2*)(plane_angle_measure,length_measure);geometry_schema(*IS010303-42e3machining_schema(*IS014649-10*)geometry_schema(*IS010303-42e3machining_schema(*IS014649-10*)(machining_tool,(*=======millingmachinecuttlngtool=ABSTRACTSUPERTYPEOF(ONEOF(milling_cutting_tool,drilling_cutting_tool,its_cutting_edges:SET[1:?]OFcutting_component;overall_assembly_length:length_measure;effective_cutting_diameter:length_measure;maximum_depth_of_cut:length_measure;hand_of_cut:OPTIONAL_hand_of_cut_type;coolant_through_tool:ENTITYcutting_component;tool_functional_length:length_measure;its_material:OPTIONALmaterial;expected_tool_life:OPTIONALtime_measure;TYPEhand_of_cut_type=ENUMERATIONOF(left,neutral,right);(*=========drillingcuttingtools=ENTITYdrilling_cutting_toolUPERTYPEOF(ONEOF(counterbore,countSUBTYPEOF(milling_machine_cutting_tool)plane_angle_measure;ENTITYspotdrillSUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);SUBTYPEOFSUBTYPEOF(drilling_cutting_tool)maximum_usable_length:OPTIONALlengthENTITYtwist_drillSUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);SUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);SUBTYPEOF(drilling_cutting_tool);diameters:LIST[1:?]oflength_measure;step_length:LIST[1:?]oflength_measure;(*=======millingcuttingtools=_slot_mill,thread_miSUBTYPEOF(milling_machine_cuttedge_radius:OPTIONALlength_measure;SUBTYPESUBTYPEOF(milling_cutting_END_ENTITY;SUPERTYPEOF(ONEOF(ballnose_endmill,bullnose_endmill,profiled_endmill))OF(milling_cutting_tool);END_ENTITY;plane_angle_measure;WRI:NOTEXISTS(SELF.edge_radius)OR(EXISTS(SELF.edge_radius)ANDEXISTS(SELF.effective_cutting_diameter)ANDWRI:EXISTS(SELF.edge_radius)ANDEXISTS(SELF.effective_cutting_diameter)ANDEND_ENTITY;ENTITYprofiled_endmillENDENTITY;ENTITYt_slot_millSUBTYPEOF(milling_cutting_tool);END_ENTITY;included_angle:OF(milling_cutting_tool);plane_angle_measure;ENDENTITY;ENTITYside_millENDENTITY:OF(milling_cutting_tool);length_measure;ENTITYthread_millSUBTYPEOF(milling_cutting_tthread_form_type:STRING;GB/T19903.111—2013/ISO14649-111:2010thread_size:thread_pitch:END_ENTITY;length_measure;REAL;(*=======reamingcuttingENTITYreaming_cutting_tooltoolsSUPERTYPEtaper_length:END_ENTITY;OF(ONEOF(tapered_reamer,combined_drill_and_reamer))OF(milling_machine_cutting_tool);length_measure;ENTITYcombined_drill_and_reamerEND_ENTITY;OF(reaming_cutting_tool);length_measure;OF(OF(reaming_cutting_tool);plane_plane_angle_measure;END_ENTITY;(*========rotatingboringcuttingtool=ENTITYrotating_boring_cutting_toolSUBTYPEOF(milling_machine_cutting_tool);END_ENTITY;(*=======tappingcuttingtoolsSUPERTYPEOF(combined_drill_and_tap)SUBTYPEOF(milling_machine_cutting_tool);thread_size:thread_pitch:length_measure;END_ENTITY;TYPEthread_type=ENUMERATIONOF(metric,api);END_TYPE;ENTITYcombined_drill_and_tapSUBTYPEOF(tapping_cutting_tool);drill_length:OPTIONALlength_measure;END_ENTITY;(資料性附錄)刀體示例表B.1說明的是刀具類型和子型。刀具類型刀具子型示例點鉆(中心鉆)沉孔鉆沉孔鉆(锪鉆)鉆頭麻花鉆錐形鉆(階梯鉆)扁平鉆(扁鉆)銑刀面銑刀立銑刀錐型立銑刀(錐形銑刀)球頭立銑刀Bullnose_endmill外圓角(牛鼻)立銑刀(圓形立銑刀)表B.1(續)刀具類型刀具子型示例銑刀T型槽銑刀QQ燕尾槽銑刀側銑刀(三面刃銑刀)螺紋銑刀絲錐絲錐錐型絲錐復合鉆攻擴孔鉆擴孔鉆(锪鉆)刀具類型刀具子型示例Reamer鉸刀Reamer鉸刀Tape