數(shù)控加工中刀具選擇與切削量的確定
刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內容维哈,它不僅影響數(shù)控機床的加工效率守皆,而且直接影響加工質量官孝。CAD/CAM技術的發(fā)展敢亥,使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設計數(shù)據(jù)成為可能响徒,特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接辩溢,使得設計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成丹禀,一般不需要輸出專門的工藝文件状勤。
現(xiàn)在,許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能双泪,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關問題持搜,比如,刀具選擇焙矛、加工路徑規(guī)劃葫盼、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數(shù)村斟,就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工贫导。因此,數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的邓梅,這與普通機床加工形成鮮明的對比脱盲,同時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,在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點日缨。本文對數(shù)控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進行了探討钱反,給出了若干原則和建議,并對應該注意的問題進行了討論匣距。
一冷泵、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點
數(shù)控加工刀具必須適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點梗药,一般應包括通用刀具傀脑、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上自凛,因此已逐漸標準化和系列化茅苏。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結構可分為:①整體式费抚;②鑲嵌式推兄,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斟拘;③特殊型式蔚奕,如復合式刀具,減震式刀具等拾撇。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具匙豹;②硬質合金刀具;③金剛石刀具狂秦;④其他材料刀具灌侣,如立方氮化硼刀具推捐,陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為:①車削刀具侧啼,分外圓玖姑、內孔、螺紋慨菱、切割刀具等多種;②鉆削刀具戴甩,包括鉆頭符喝、鉸刀、絲錐等甜孤;③鏜削刀具协饲;④銑削刀具等。為了適應數(shù)控機床對刀具耐用缴川、穩(wěn)定茉稠、易調、可換等的要求把夸,近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用扑姆,在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%~40%,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%尉武。
數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比牌宜,有許多不同的要求,主要有以下特點:
≡慈鳌⑴剛性好(尤其是粗加工刀具)骡眼,精度高,抗振及熱變形凶秆邸晌爹;
⑵互換性好发钞,便于快速換刀肖自;
⑶壽命高墙违,切削性能穩(wěn)定征蜻、可靠;
》瘫怼⑷刀具的尺寸便于調整唉锌,以減少換刀調整時間;
「妥唷⑸刀具應能可靠地斷屑或卷屑袄简,以利于切屑的排除腥放;
⑹系列化绿语,標準化秃症,以利于編程和刀具管理。
二吕粹、數(shù)控加工刀具的選擇
刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的种柑。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能匹耕、加工工序聚请、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便稳其,剛性好驶赏,耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下壹事,盡量選擇較短的刀柄罕识,以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時责什,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應舒脐。生產中,平面零件周邊輪廓的加工颓涉,常采用立銑刀暑吹;銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀码承;加工凸臺凄跑、凹槽時,選高速鋼立銑刀城离;加工毛坯表面或粗加工孔時炭刺,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娜食,常采用球頭銑刀煮落、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀踊谋。
在進行自由曲面加工時蝉仇,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此殖蚕,為保證加工精度轿衔,切削行距一般取得很能密,故球頭常用于曲面的精加工睦疫。而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀害驹,因此鞭呕,只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宛官,都應優(yōu)先選擇平頭刀葫松。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大底洗,必須引起注意的是腋么,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本亥揖,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高佩嘀,則可以使整個加工成本大大降低。
在加工中心上遵艰,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作悍写。因此必須采用標準刀柄电摔,以便使鉆、鏜暴艘、擴稀崔、銑削等工序用的標準刀具,迅速柬沾、準確地裝到機床主軸或刀庫上去泉剔。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住秉,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸假却。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng),其刀柄有直柄(三種規(guī)格)和錐柄(四種規(guī)格)兩種睹傻,共包括16種不同用途的刀柄夏跷。
在經(jīng)濟型數(shù)控加工中,由于刀具的刃磨明未、測量和更換多為人工手動進行槽华,占用輔助時間較長,因此趟妥,必須合理安排刀具的排列順序猫态。一般應遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量;②一把刀具裝夾后披摄,應完成其所能進行的所有加工部位亲雪;③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具疚膊;④先銑后鉆匆光;⑤先進行曲面精加工套像,后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下终息,應盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能夺巩,以提高生產效率等。
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