目前,許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問(wèn)題荤傲,如办龄,刀具選擇烘绽、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等,編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)诀姚,就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工响牛。
因此,數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的赫段,這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比呀打,同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)糯笙,能夠正確選擇刀具及切削用量贬丛。
數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)
數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)夯铡,一般應(yīng)包括通用刀具坊秉、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上闷墅,因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化前忿。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為:①整體式熙屁;②鑲嵌式扁奢,采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接,機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種匹憎;③特殊型式逻袭,如復(fù)合式刀具、減震式刀具等业满。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為 肢俄;:①高速鋼刀具;②硬質(zhì)合金刀具李臀;③金剛石刀具憎兽;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具吵冒、陶瓷刀具等唇兑。從切削工藝上可分為:①車削刀具,分外圓桦锄、內(nèi)孔扎附、螺紋、切割刀具等多種结耀;②鉆削刀具留夜,包括鉆頭、鉸刀图甜、絲錐等碍粥;③鏜削刀具鳖眼;④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用嚼摩、穩(wěn)定钦讳、易調(diào)、可換等的要求枕面,近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用栖挣,在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%~40%,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%贮祥。
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比夫次,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)程昨、精度高搔冈、抗振及熱變形小咖亏;②互換性好肩菲,便于快速換刀;③壽命高已唐,切削性能穩(wěn)定犹佣、可靠;④刀具的尺寸便于調(diào)整胆狐,以減少換刀調(diào)整時(shí)間;⑤刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇挤蚊穑岳谇行嫉呐懦虎尴盗谢?biāo)準(zhǔn)化开泽,以利于編程和刀具管理牡拇。
數(shù)控加工刀具的選擇
刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力穆律、工件材料的性能惠呼、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峦耘。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便剔蹋、剛性好、耐用度和精度高辅髓。在滿足加工要求的前提下泣崩,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性洛口。
選取刀具時(shí)矫付,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)凯沪。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工洞歼,常采用立銑刀卫削;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀宣验;加工凸臺(tái)赌矩、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀桶眠;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)彭倡,可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工沦煤,常采用球頭銑刀赴笨、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀寇祈。
在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時(shí)忆键,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此勋崇,為保證加工精度憋庙,切削行距一般采用頂端密距,故球頭常用于曲面的精加工取视。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀硝皂,因此,只要在保證不過(guò)切的前提下作谭,無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工稽物,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外折欠,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大贝或,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下锐秦,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本咪奖,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)加工成本大大降低酱床。
在加工中心上羊赵,各種刀具分別裝在刀庫(kù)上,按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作扇谣。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄慷垮,以便使鉆、鏜帮廉、擴(kuò)徽榄、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速阐赖、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸胰薪、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍皆舅,以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)蓄士,其刀柄有直柄(3種規(guī)格)和錐柄(4種規(guī)格)2種特植,共包括16種不同用途的刀柄。
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中肋漏,由于刀具的刃磨逝惑、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行,占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)茶黄,因此巾沟,必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量崔败;②一把刀具裝夾后祷安,應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟;③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用兔乞,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具汇鞭;④先銑后鉆 ;⑤先進(jìn)行曲面精加工庸追,后進(jìn)行二維輪廓精加工霍骄;⑥在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能淡溯,以提高生產(chǎn)效率等读整。
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)率為主血筑,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本绘沉;半精加工和精加工時(shí)煎楣,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下豺总,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本择懂。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書喻喳、切削用量手冊(cè),并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定蝶映。具體要考慮以下幾個(gè)因素: 巍坦;
①切削深度t擦斑。在機(jī)床腿若、工件和刀具剛度允許的情況下驼牵,t就等于加工余量,這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施谓蹂。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度蛮昭,一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床漠恰。②切削寬度L腋积。一般L與刀具直徑d成正比,與切削深度成反比蹲自。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中平敏,一般L的取值范圍為:L=(0.6~0.9)d。③切削速度v颗介。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施愤惰,但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大谈跛,刀具耐用度急劇下降羊苟,故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外感憾,切削速度與加工材料也有很大關(guān)系蜡励,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí),v可采用8m/min左右阻桅;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)凉倚,v可選200m/min以上。④主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)嫂沉。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定稽寒。計(jì)算公式為:v=∏nd/1000。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開關(guān)趟章,可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整杏糙。⑤進(jìn)給速度vF。vF應(yīng)根據(jù)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)選擇蚓土。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率嚼般。加工表面粗糙度要求低時(shí),vF可選擇得大些澄俘。在加工過(guò)程中棱硝,vF也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整,但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制酸儿。
隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用着届,量化生產(chǎn)線的形成,數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一昵鳍。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中抢必,要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量匀洪。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耗鲸,從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率构睬,充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn),提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平蔓献。
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