數(shù)控機(jī)床有加工精度高、效率高、工序集中和零件裝夾次數(shù)少使用特點(diǎn),對(duì)所使用的數(shù)控刀具提出了更高的要求。包括精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定,安裝調(diào)整方便。選擇數(shù)控刀具時(shí),應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況和刀具的特點(diǎn)要優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具,必要時(shí)才可選用各種高效率的復(fù)合刀具及特殊的專用刀具,盡可能選用各種先進(jìn)刀具,如可轉(zhuǎn)位刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具等。 數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍較大,這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一,在選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具的類型和規(guī)格時(shí),應(yīng)考慮以下幾方面的問(wèn)題和因素。
一、數(shù)控刀具的特點(diǎn)
1、具有較高強(qiáng)度、較好的剛度和抗振性。能夠滿足高速車(chē)削和大進(jìn)給量的要求。
2、具有精度高、可靠性好為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀等要求,刀具必須具有較高的精度,如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá)0.005mm。要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行,要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。
3.、切削性能好。為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量,刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí),同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定,以便實(shí)現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。
5、刀具的耐磨性及使用壽命長(zhǎng)。數(shù)控加工的刀具,不論在粗加工或精加工中,都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度,以盡量減少更換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù),從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率和保證加工質(zhì)量。
二、影響刀具選擇的因素
1、機(jī)床類型 完成該工序所用的數(shù)控機(jī)床對(duì)選擇的刀具類型(鉆、車(chē)刀或銑刀)的影響。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下,允許采用高生產(chǎn)率的刀具,例如高速切削車(chē)刀和大進(jìn)給量車(chē)刀。根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車(chē)或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件,建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。
2、根據(jù)零件加工方案不同的加工階段選擇刀具。 不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具,例如孔的加工可以用鉆及擴(kuò)孔鉆,也可用鉆和鏜刀來(lái)進(jìn)行加工。即粗加工階段以去除余量為主,應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具,半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主,應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具,加工精度影響精加工刀具的類型和結(jié)構(gòu)形狀,例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀或鏜刀來(lái)加工。粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具,建議粗加工時(shí)選用精加工淘汰下來(lái)的刀具,因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損,涂層磨損修光,繼續(xù)使用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量,但對(duì)粗加工的影響較小。
3、根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù)。
?。?)工件的尺寸及外形影響刀具和規(guī)格的選擇,例如特型表面要采用特殊的刀具來(lái)加工。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長(zhǎng)徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過(guò)中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角,以減少刀具和切削部位的切削力。
?。?) 主軸轉(zhuǎn)速影響切削速度進(jìn)而影響刀具選用,在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí),宜選擇較低的進(jìn)給速度。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度,充分發(fā)揮刀具切削性能,保證合理的刀具耐用度,并充分發(fā)揮機(jī)床的性能,最大限度提高生產(chǎn)率,降低成本。
?。?)加工表面粗糙度影響刀具的結(jié)構(gòu)形狀和切削用量, 選取刀具時(shí),要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。加工表面粗糙度,例如毛坯粗銑加工時(shí),可采用粗齒銑刀,精銑時(shí)最好用細(xì)齒銑刀。
?。?)機(jī)件的材料屬性影響刀具的磨刀形狀,加工鋁、銅等較軟材料零件時(shí)應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀,加工毛坯工件表面或粗加工孔時(shí),可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,一般采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀。
?。?)加工工件的表面形狀影響刀具的選用,加工平面機(jī)件周邊的輪廓時(shí),常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀。 在進(jìn)行自由曲面加工時(shí),由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般很小,故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無(wú)論是在表面加工質(zhì)量上還是在加工效率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀,因此,在確保零件加工不過(guò)切的前提下,粗加工和半精加工曲面時(shí),盡量選擇端銑刀。
?。?)加工過(guò)程的成本預(yù)算影響刀具的選擇,加工過(guò)程中在滿足工藝要求的前提下應(yīng)盡可能降低每個(gè)環(huán)節(jié)的加工成本,選刀的環(huán)節(jié)也不例外,一般情況下,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具固然增加了刀具的成本,但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個(gè)加工成本大大降低。
結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中,由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行,因此,要合理選用刀具并安排刀具的的排列順序: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(jìn)行的所有加工步驟。③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用。④先銑后鉆。⑤先曲面精加工,后輪廓精加工。⑥應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能,以提高生產(chǎn)效率等。
(審核編輯: 智匯胡妮)
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