數控加工刀具
數控(kòng)加工刀具的選擇的選擇的(de)選擇方法方法隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用,量化生產線的形成,數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編製過程中,要在人機交(jiāo)互狀態下即時選擇刀(dāo)具和確定切削用量。因此,編程(chéng)人員(yuán)必須熟悉刀(dāo)具的選擇方法和切削用量的(de)確定原則,從而保證零件的加工質量和加工效率,充分發揮(huī)數控機床的優點,提高企業的經濟效益和生產水平。
刀(dāo)具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應(yīng)根據(jù)機床(chuáng)的加工能力、工件材科的性能、加工工序切(qiē)削用量以及其它相(xiàng)關因(yīn)素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便、剛性好、耐用度(dù)和精度高。在滿足加工要求(qiú)的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具(jù)加工的剛性。
(1)選取刀具時,要使刀具的(de)尺寸與被加工工件的(de)表麵尺寸相適應。生產中(zhōng),平麵零件周邊輪廓的(de)加工,常采(cǎi)用立銑刀;銑削平麵時,應選硬質合金刀片銑刀,加工凸台、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表麵或粗加工孔(kǒng)時,可選(xuǎn)取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀(dāo);對一些立體型(xíng)麵和變斜角輪廓外形的加工(gōng),常采用球(qiú)頭銑刀(dāo)、環形銑(xǐ)刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
(2)在進行自由曲麵(模具)加工時,由於球頭刀具的(de)端部切削速度為(wéi)零。因此,為(wéi)保證(zhèng)加工精度,切削行距一般(bān)采用頂端密距,故(gù)球頭常用於曲(qǔ)麵的精(jīng)加工。而(ér)平頭刀具在表麵加工質量和切(qiē)削效率方麵都優(yōu)於球頭刀,因此,隻要在保證不過切的前提下,無論是曲(qǔ)麵的粗加工還是精加工,都應優先(xiān)選擇平頭刀。另外,刀具(jù)的耐(nài)用度(dù)和精度與(yǔ)刀(dāo)具價格關係(xì)極大,必須引(yǐn)起注意的是,在大多數情況下(xià),選擇好的刀具雖然增加了刀(dāo)具成本,但由此帶來(lái)的加工質量和加工效(xiào)率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。
(3)在加工中(zhōng)心上,各種刀具分別(bié)裝在刀庫上,按程序規定(dìng)隨時進行選刀和按(àn)刀(dāo)動作。因此必須采用標準刀柄,以便(biàn)使鑽、鏜、擴(kuò)、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。編程人員應了解機床上(shàng)所用刀柄的結構(gòu)尺寸、調整方法以及調整範圍,以便在編程時確定刀(dāo)具(jù)的徑向和軸向(xiàng)尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具係統,其刀柄有直柄(3種(zhǒng)規格)和錐柄(4種規格)2種,共包括16種不同用途的刀柄。
(4)在經(jīng)濟型數控機床的加工過(guò)程(chéng)中,由於刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動(dòng)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。
一般應遵循以下(xià)原則:
①盡量減少刀具數量;
②一把刀具裝夾後,應完成其所能(néng)進行的所(suǒ)有加工步驟;
③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規格的刀具;
④先銑後鑽;
⑤先進行曲麵精加工,後進行二維(wéi)輪(lún)廓(kuò)精加工;
⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控機(jī)床的自動換(huàn)刀功(gōng)能,以提高生產效率等(děng)。
3.加工過程中切(qiē)削用量的確定(dìng)
合(hé)理選擇切(qiē)削用量的原(yuán)則是:粗加工時,一般以提高生產率為(wéi)主,但也應考慮經濟性和加工成(chéng)本;半精加工和精(jīng)加工時,應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率(lǜ)、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書切削用量手冊,並結合經驗而(ér)定。
具體要考慮以下幾個(gè)因素:
(1)切削深度ap。在機床、工件和刀具剛度允(yǔn)許的情況下,ap就等於加工餘量,這是提高生產率的一個有效措施。為(wéi)了保證零件的加工精度和(hé)表麵粗糙度,一般應留一定的餘量進行精加工。數控機床的精加(jiā)工餘量可(kě)略小於普通機床。切削寬度L。一般L與刀具(jù)直徑d成正比,與(yǔ)切削深(shēn)度成反比。經濟型數控機床的加工過程中,一般L的取值範圍為(wéi)L=(0.6~0.9)d。
(2)切削速度V。提(tí)高V也(yě)是提高生產(chǎn)率的一個措施,但v與刀具耐用度的關(guān)係比較密切。隨著v的(de)增大,刀(dāo)具耐用(yòng)度急劇下降,故(gù)v的(de)選擇主要取決於刀具耐用度(dù)。另外,切(qiē)削速度與加工材料也有很大關係,例如用立銑刀銑削合金剛(gāng)30CrNi2MoVA時,V可采用8m/min左右(yòu);而用同樣的立銑刀(dāo)銑削鋁合金時,V可(kě)選200m/min以上。主軸轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據切削(xuē)速度v來選(xuǎn)定。計算(suàn)公(gōng)式為:V=pnd/1000。數控機床的控製麵板上一般備有(yǒu)主軸(zhóu)轉速修調(倍率)開關,可在加工(gōng)過程中對主(zhǔ)軸轉速進行整倍數調整。
(3)進給速度Vf。Vf應根據零(líng)件的加工精度和表麵粗糙(cāo)度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以提高(gāo)生產效率。加工表麵粗糙度要求低時,Vf可選擇得大些。在(zài)加工過程中,Vf也可通(tōng)過機床控製麵板上的(de)修調開關(guān)進行人工調整(zhěng),但是最大進給(gěi)速度要受到設備剛度和進給係統性能等的限製(zhì)。