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简析数控机床刀具选择和合理运用

2019-07-15

数控加工刀具必需顺应数控机床高速、高效和自动化水平高的特性,普通应包括通用刀具、通用衔接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上,因而已逐步规范化和系列化。


  数控机床刀具的分类有多种办法。


  依据刀具构造可分为:①整体式;②镶嵌式,采用焊接或机夹式联接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;③特殊型式,如复合式刀具、减震式刀具等。


  依据制造刀具所用的资料可分为:①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他资料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。


  从切削工艺上可分为:①车削刀具,格外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削刀具;④铣削刀具等。


  为了顺应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的请求,近几年机夹式可转位刀具得到普遍的应用,在数量上到达整个数控刀具的30~40,金属切除量占总数的80~90.


  数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的请求,主要有以下特性:①刚性好(特别是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小;②互换性好,便于快速换刀;③寿命高,切削性能稳定、牢靠;④刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;⑤刀具应能牢靠地断屑或卷屑,以利于切屑的扫除;⑥系列化、规范化,以利于编程和刀具管理。


  刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下停止的。应依据机床的加工才能、工件资料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关要素正确选用刀具及刀柄。


  刀具选择总的准绳是:装置调整便当、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工请求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以进步刀具加工的刚性。选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的外表尺寸相顺应。消费中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯外表或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些平面型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。


  在停止自在曲面(模具)加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因而,为保证加工精度,切削行距普通采用顶端密距,故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在外表加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因而,只需在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。


  另外,刀具的耐用度和精度与刀具价钱关系极大,必需惹起留意的是,在大多数状况下,选择好的刀具固然增加了刀具本钱,但由此带来的加工质量和加工效率的进步,则能够使整个加工本钱大大降低。


  在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规则随时停止选刀和换刀动作。因而必需采用规范刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的规范刀具疾速、精确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应理解机床上所用刀柄的构造尺寸、调整办法以及调整范围,以便在编程时肯定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种,共包括16种不同用处的刀柄。


  在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的刃磨、丈量和改换多为人工手动停止,占用辅助时间较长,因而,必需合理布置刀具的排列次第。普通应遵照以下准绳:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能停止的一切加工步骤;③粗精加工的刀具应分开运用,即便是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻;⑤先停止曲面精加工,后停止二维轮廓精加工;⑥在可能的状况下,应尽可能应用数控机床的自动换刀功用,以进步消费效率等。


  合理选择切削用量的准绳是:粗加工时,普通以进步消费率为主,但也应思索经济性和加工本钱;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,统筹切削效率、经济性和加工本钱。详细数值应依据机床阐明书、切削用量手册,并分离经历而定。


  详细要思索以下几个要素:  ①切削深度t.在机床、工件和刀具刚度允许的状况下,t就等于加工余量,这是进步消费率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和外表粗糙度,普通应留一定的余量停止精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。  ②切削宽度L.普通L与刀具直径d成正比,与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中,普通L的取值范围为:L=(0.6~0.9)d.  ③切削速度v.进步v也是进步消费率的一个措施,但v与刀具耐用度的关系比拟亲密。随着v的增大,刀具耐用度急剧降落,故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外,切削速度与加工资料也有很大关系,例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时,v可采用8m/min左右;而用同样的立铣刀铣削铝合金时,v可选200m/min以上。  ④主轴转速n(r/min)。主轴转速普通依据切削速度v来选定。计算公式为:v=nd/1000.数控机床的控制面板上普通备有主轴转速修调(倍率)开关,可在加工过程中对主轴转速停止整倍数调整。  ⑤进给速度vF.vF应依据零件的加工精度和外表粗糙度请求以及刀具和工件资料来选择。vF的增加也能够进步消费效率。加工外表粗糙度请求低时,vF可选择得大些。在加工过程中,vF也可经过机床控制面板上的修调开关停止人工调整,但是最大进给速度要遭到设备刚度和进给系统性能等的限制。


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