數(shù)控加工刀具必需適應(yīng)數(shù)控機床高速、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,因此已逐漸尺度化和系列化。
2.1數(shù)控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)數(shù)控機床對刀具耐用、不亂、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)目上達到整個數(shù)控刀具的30%一40%,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%。
2.2數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具比擬,有很多不同的要求,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?。换Q性好,便于快速換刀;
(2)壽命高,切削機能不亂、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)系列化尺度化以利于編程和刀具治理。
2.?dāng)?shù)控加工刀具的選擇
刀具的選擇是在數(shù)控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、工件材科的機能、加
工工序切削用量以及其它相關(guān)因素準(zhǔn)確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整利便、剛性好、耐費用和精度高。在知足加工要求的條件下,盡量選擇較短的刀柄,以進步刀具加工的剛性。
(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)。出產(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形狀的加工,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,因為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,只要在保證不外切的條件下,不管是曲面的粗加工仍是精加工,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外,刀具的耐費用和精度與刀具價格關(guān)系極大,必需引起留意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具固然增加了刀具本錢,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的進步,則可以使整個加工本錢大大降低。
(3)在加工中央上,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序劃定隨時進行選刀和按刀動作。因此必需采用尺度刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的尺度刀具迅速、正確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程職員應(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。目前我國的加工中央采用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16種不同用途的刀柄。
(4)在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中,因為刀具的刃磨、丈量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必需公道鋪排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)目;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提高前輩行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能,以進步出產(chǎn)效率等。
3.加工過程中切削用量的確定
公道選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以進步出產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工本錢;半精加工和精加工時,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的條件下,兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工本錢。詳細(xì)數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床仿單切削用量手冊,并結(jié)合經(jīng)驗而定。
詳細(xì)要考慮以下幾個因素:
(1)切削深度ap。在機床、工件和刀具剛度答應(yīng)的情況下,ap就即是加工余量,這是進步出產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗拙度,一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控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)濟型數(shù)控機床的加工過程中,一般L的取值范圍為L=(0.6~0.9)d。
(2)切削速度V。進步V也是進步出產(chǎn)率的一個措施,但v與刀具耐費用的關(guān)系比較緊密親密。跟著v的增大,刀具耐費用急劇下降,故v的選擇主要取決于刀具耐費用。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。數(shù)控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拙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以進步出產(chǎn)效率。加工表面粗拙度要求低時,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,但是最大進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)機能等的限制。
跟著數(shù)控機床在出產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用,量化出產(chǎn)線的形成,數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的樞紐題目之一。在數(shù)控程序的編制過程中,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,編程職員必需認(rèn)識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,充分施展數(shù)控機床的長處,進步企業(yè)的經(jīng)濟效益和出產(chǎn)水平。
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