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當前位置：沈陽(yáng)機床集團股份有限責任公司新聞中心數控技術(shù) 數控加工常用刀具的種類(lèi)及選擇

數控加工常用刀具的種類(lèi)及選擇

日期：2014-08-11 13:44:16 作者： 來(lái)源： 瀏覽次數：0

     數控加工刀具必須適應數控機床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專(zhuān)用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。

    　　2．1數控刀具的分類(lèi)有多種方法
    　　a．根據刀具結構可分為
    　�。�1）整體式；
    　�。�2）鑲嵌式，采用焊接或機夾式聯(lián)接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；
    　�。�3）特殊型式，如復合式刀具、減震式刀具等。
    　　b．根據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(chē)削刀具，分外圓、內孔、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(gè)數控刀具的30％一40％，金屬切除量占總數的80％～90％。
    　　2．2數控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：
    　�。�1）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形��；互換性好，便于快速換刀；
    　�。�2）壽命高，切削性能穩定、可靠；
    　�。�3）刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時(shí)間;
    　�。�4）刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；
    　�。�5）系列化標準化以利于編程和刀具管理。
    　　2．數控加工刀具的選擇
    　　刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應根據機床的加工能力、工件材科的性能、加
    　　工工序切削用量以及其它相關(guān)因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、耐用度和精度高。在滿(mǎn)足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。
    　�。�1）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。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應選硬質(zhì)合金刀片銑刀，加工凸臺、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(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(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀。
    　�。�2）在進(jìn)行自由曲面（模具）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，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，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，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，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。
    　�。�3）在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規定隨時(shí)進(jìn)行選刀和按刀動(dòng)作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、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所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統，其刀柄有直柄（3種規格）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)程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(cháng)，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；②一把刀具裝夾后，應完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟；粗精加工的刀具應分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)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(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。
    　　3．加工過(guò)程中切削用量的確定
    　　合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數值應根據機床說(shuō)明書(shū)切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。
    　　具體要考慮以下幾個(gè)因素：
    　�。�1）切削深度ap。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施,激光切割機。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進(jìn)行精加工。數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)濟型數控機床的加工過(guò)程中，一般L的取值范圍為L(cháng)=（0.6～0.9）d。
    　�。�2）切削速度V。提高V也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著(zhù)v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。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(shí)，V可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí),V可選200m/min以上。
    　　主軸轉速n（r/min）。主軸轉速一般根據切削速度v來(lái)選定。計算公式為：V=pnd/1000。數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調（倍率）開(kāi)關(guān)，可在加工過(guò)程中對主軸轉速進(jìn)行整倍數調整。
    　�。�3）進(jìn)給速度Vf。Vf應根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。Vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，Vf可選擇得大些。在加工過(guò)程中，Vf也可通過(guò)機床控制面板上的修調開(kāi)關(guān)進(jìn)行人工調整，但是最大進(jìn)給速度要受到設備剛度和進(jìn)給系統性能等的限制。
    　　隨著(zhù)數控機床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應用，量化生產(chǎn)線(xiàn)的形成，數控編程已經(jīng)成為數控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在數控程序的編制過(guò)程中，要在人機交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉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，充分發(fā)揮數控機床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。

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