刀具的選擇和切削用量的确定是數控加工工藝中的重要内容,它不僅影響數控機床的加工效率,而且直接影響加工質量。
本文對刀具種類、特點和選擇問題進行了探讨,給出了若幹原則和建議,并對應該注意的問題進行了讨論。
一、數控加工常用刀具的種類
數控加工刀具必須适應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點,一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸标準化和系列化。數控刀具的分類有多種方法。速加網整理并總結為以下内容
根據刀具結構可分為:
- ①整體式;
- ②鑲嵌式,采用焊接或機夾式連接,機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;
- ③特殊型式,如複合式刀具、減震式刀具等。
根據制造刀具所用的材料可分為:
- ①高速鋼刀具;
- ②硬質合金刀具;
- 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,等等。
從切削工藝上可分為:
- ①車削刀具,分外圓、内孔、螺紋、切割刀具等多種;
- ②鑽削刀具,包括鑽頭、鉸刀、絲錐等;
- ③镗削刀具;
- ④銑削刀具等。
為了适應數控機床對刀具耐用、穩定、易調、可換等的要求,近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用,在數量上達到整個數控刀具的30%—40%,金屬切除量占總數的80%—90%。
二、數控加工常用刀具的特點
數控刀具與普通機床上所用的刀具相比,主要有以下特點:
- 1.剛性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振,熱變形小;
- 2.互換性好,便于快速換刀;
- 3.壽命高,切削性能穩定、可靠;
- 4.刀具的尺寸便于調整,以減少換刀調整時間;
- 5.刀具應能可靠地斷屑或卷屑,以利于切屑的排除;
- 6.系列化,标準化,以利于編程和刀具管理。
三、數控加工刀具的選用
選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相适應。速加網整理總結為,在生産中
- 平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;
- 銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀;
- 加工凸台、凹槽時,選高速鋼立銑刀;
- 加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質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、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
- 在進行自由曲面加工時,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般取得很密,故球頭常用于曲面的精加工。
- 而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優于球頭刀,因此,隻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,都應優先選擇平頭刀。
- 另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大,必須引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。
目前我國的加工中心采用TSG工具系統,其刀柄有直柄(三種規格)和錐柄(四種規格)兩種,共包括16種不同用途的刀柄。 在經濟型數控加工中,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。
一般應遵循以下原則:
- ①盡量減少刀具數量;
- ②一把刀具裝夾後,應完成其所能進行的所有加工部位;
- 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也應分開使用;
- ④先銑後鑽;
- ⑤先進行曲面精加工,後進行二維輪廓精加工;
- ⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控機床的自動換刀功能,以提高生産效率。
随着數控機床在生産實際中的廣泛應用,熟悉刀具的選擇方法和切削用量的确定原則,從而保證零件的加工質量和加工效率,充分發揮數控機床的優點,提高企業的經濟效益和生産水平。
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