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簡(jiǎn)析數控機床刀具選擇和合理使用

2023-09-15

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


  數控dao具的分類(lèi)有多種方法。


  根據dao具結構可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用機夾式聯(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dao具、減震式dao具等。


  根據制造dao具所用的材料可分為:①高速鋼dao具;②硬質(zhì)合金dao具;③金剛石dao具;④其他材料dao具,如立方氮化硼dao具、陶瓷dao具等。


  從切削工藝上可分為:①車(chē)削dao具,分外圓、內孔、螺紋、切割dao具等多種;②鉆削dao具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等;③鏜削dao具;④銑削dao具等。


  為了適應數控機床對dao具耐用、穩定、易調、可換等的要求,近幾年機夾式可轉位dao具得到廣泛的應用,在數量上達到整個(gè)數控dao具的30~40,金屬切除量占總數的80~90.


  數控dao具與普通機床上所用的dao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dao具)、精度高、抗振及熱變形小;②互換性好,便于快速換刀;③壽命高,切削性能穩定、可靠;④dao具的尺寸便于調整,以減少換刀調整時(shí)間;⑤dao具應能可靠地斷屑或卷屑,以利于切屑的排除;⑥系列化、標準化,以利于編程和dao具管理。


  dao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、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用dao具及刀柄。


  dao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dao具加工的剛性。選取dao具時(shí),要使dao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。


  在進(jìn)行曲面(模具)加工時(shí),由于球頭dao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dao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,dao具的耐用度和精度與dao具關(guān)系很大,要引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的dao具雖然增加了dao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。


  在加工上,各種dao具分別裝在刀庫上,按程序規定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此要采用標準刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準dao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dao具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工采用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。


  在經(jīng)濟型數控機床的加工過(guò)程中,由于dao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,要合理安排dao具的排列順序。一般應遵循以下原則:①盡量減少dao具數量;②一把dao具裝夾后,應完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟;③粗精加工的dao具應分開(kāi)使用,即使是相同尺寸規格的dao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。


  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: ?、偾邢鱰.在機床、工件和dao具剛度允許的情況下,t就等于加工余量,這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施。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?! 、谇邢鲗挾萀.一般L與dao具直徑d成正比,與切削成反比。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=(0.6~0.9)d. ?、矍邢魉俣葀.提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施,但v與dao具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著(zhù)v的加大,dao具耐用度急劇下降,故v的選擇主要取決于dao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?! 、苤鬏S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=nd/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?! 、葸M(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dao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*大進(jìn)給速度要受到設備剛度和進(jìn)給系統性能等的控制


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