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數(shù)控刀具選擇 - 加工中心

1. 精工刀具選擇 精工加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,,同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,,在編程時充分考慮精工加工的特點,,能夠正確選擇刀刃具及切削用量?! ?.數(shù)牲加工常用刀具的種類及特點精工加工刀具必須適應(yīng)精工機床高速,、高效和自動化程度高的特點,一般應(yīng)包括通用刀具,、通用連接刀柄及少量專用刀柄,。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準化和系列化,。2.1精工刀具的分類有多種方法a.根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為(1)整體式,;(2)鑲嵌式,采用焊接或機夾式聯(lián)接,,機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種,;(3)特殊型式,如復(fù)合式刀具,、減震式刀具等,。b.根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:(1)高速鋼刀具;(2)硬質(zhì)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,。c.從切削工藝上可分為:(1)車削刀具,分外圓,、內(nèi)孔,、螺紋、切割刀具等多種,;(2)鉆削刀具,,包括鉆頭、鉸刀,、絲錐等,;(3)鏜削刀具;(4)銑削刀具等,。為了適應(yīng)精工機床對刀具耐用,、穩(wěn)定、易調(diào),、可換等的要求,,近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用,在數(shù)量上達到整個精工刀具的30%一40%,,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%,。2.2精工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??;互換性好,便于快速換刀,;(2)壽命高,,切削性能穩(wěn)定、可靠,;(3)刀具的尺寸便于調(diào)整,,以減少換刀調(diào)整時間;(4)刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑,以利于切屑的排除,;(5)系列化標準化以利于編程和刀具管理,。3.精工加工刀具的選擇刀具的選擇是在精工編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力,、工件材科的性能,、加工工序切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄,。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便、剛性好,、耐用度和精度高,。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,,以提高刀具加工的剛性,。(1) 選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng),。生產(chǎn)中,,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀,;銑削平面時,,應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀,加工凸臺,、凹槽時,,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,,可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀,;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀,、環(huán)形銑刀,、錐形銑刀和盤形銑刀。(2)在進行自由曲面(模具)加工時,,由于球頭刀具的端部切削速度為零,,因此,為保證加工精度,,切削行距一般采用頂端密距,,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀,,因此,,只要在保證不過切的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀,。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大,,必須引起注意的是,,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高,,則可以使整個加工成本大大降低,。(3) 在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫上,,按程序規(guī)定隨時進行選刀和按刀動作,。因此必須采用標準刀柄,以便使鉆,、鏜、擴,、銑削等工序用的標準刀具迅速,、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸,、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍,,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng),,其刀柄有直柄(3種規(guī)格)和錐柄(4種規(guī)格)2種,,共包括1 6種不同用途的刀柄。(4) 在經(jīng)濟型精工機床的加工過程中,,由于刀具的刃磨,、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,,因此,,必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量,;②一把刀具裝夾后,,應(yīng)完成其所能進行的所有加工步驟;粗精加工的刀具應(yīng)分開使用,,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具,;④先銑后鉆;⑤先進行曲面精加工,,后進行二維輪廓精加工,;⑥在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用精工機床的自動換刀功能,,以提高生產(chǎn)效率等,。4.加工過程中切削用量的確定合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本,;半精加工和精加工時,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,,兼顧切削效率,、經(jīng)濟性和加工成本,。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書切削用量手冊,并結(jié)合經(jīng)驗而定,。具體要考慮以下幾個因素:(1)切削深度ap,。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下,,ap就等于加工余量,,這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,,一般應(yīng)留一定的余量進行精加工,。精工機床的精加工余量可略小于普通機床。切削寬度L,。一般L與刀具直徑d成正比,,與切削深度成反比。經(jīng)濟型精工機床的加工過程中,,一般L的取值范圍為L=(0.6~0.9)d,。(2) 切削速度V。提高V也是提高生產(chǎn)率的一個措施,,但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切,。隨著v的增大,刀具耐用度急劇下降,,故v的選擇主要取決于刀具耐用度,。另外,切削速度與加工材料也有很大關(guān)系,,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時,,V可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時,V可選200m/min以上。主軸轉(zhuǎn)速n(r/min),。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定,。計算公式為:V=pnd/1000。精工機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開關(guān),,可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整,。(3) 進給速度Vf。Vf應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇,。Vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率,。加工表面粗糙度要求低時,Vf可選擇得大些,。在加工過程中,,Vf也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整,但是******進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制,。結(jié)束語隨著精工機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用,,量化生產(chǎn)線的形成,,精工編程已經(jīng)成為精工加工中的關(guān)鍵問題之一。在精工程序的編制過程中,,要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量,。因此,編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則,,從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率,,充分發(fā)揮精工機床的優(yōu)點,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平,。