刀具的選擇
刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容促军,它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率秧诊,而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展庵锰,使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能秃练,特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接,使得設(shè)計(jì)陪孩、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過(guò)程全部在計(jì)算機(jī)上完成雁痪,一般不需要輸出專門的工藝文件。
現(xiàn)在盅妹,許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能猴襟,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,比如羔俭,刀具選擇曼庆、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等阁吝,編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)砚婆,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。因此突勇,數(shù)控加工中的刀具選擇是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的装盯,這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比,同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇基本原則甲馋,在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)验夯。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì)的刀具選擇問(wèn)題進(jìn)行了探討,給出了若干原則和建議摔刁,并對(duì)應(yīng)該注意的問(wèn)題進(jìn)行了討論。
一海蔽、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)床高速共屈、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),一般應(yīng)包括通用刀具党窜、通用連接刀柄及少量專用刀柄拗引。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上,因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化茧淮。數(shù)控刀具的分類有多種方法椿烂。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為:①整體式;②鑲嵌式着阿,采用焊接或機(jī)夾式連接伍配,機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種;③特殊型式,如復(fù)合式刀具跨峡,減震式刀具等泳信。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質(zhì)合金刀具拦举;③金剛石刀具筝仓;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具盐传,陶瓷刀具等趾双。從切削工藝上可分為:①車削刀具,分外圓漆粉、內(nèi)孔甜殖、螺紋、切割刀具等多種装蓬;②鉆削刀具著拭,包括鉆頭、鉸刀牍帚、絲錐等儡遮;③鏜削刀具;④銑削刀具等暗赶。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用鄙币、穩(wěn)定、易調(diào)蹂随、可換等的要求十嘿,近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用,在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%~40%岳锁,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%绩衷。
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比,有許多不同的要求激率,主要有以下特點(diǎn):
】妊唷⑴剛性好(尤其是粗加工刀具),精度高鉴吞,抗振及熱變形姓鞑稹;
∧∫巍⑵互換性好虫棕,便于快速換刀;
∶伟 ⑶壽命高车榆,切削性能穩(wěn)定厌留、可靠;
〔沂獭⑷刀具的尺寸便于調(diào)整驳鸿,以減少換刀調(diào)整時(shí)間;
∠涑洹⑸刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇级裕岳谇行嫉呐懦?
⑹系列化镰吆,標(biāo)準(zhǔn)化帘撰,以利于編程和刀具管理。
二万皿、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)行的摧找。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能牢硅、加工工序蹬耘、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(diào)整方便减余,剛性好综苔,耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下位岔,盡量選擇較短的刀柄如筛,以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時(shí)抒抬,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)杨刨。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工擦剑,常采用立銑刀吊冬;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀婉涌;加工凸臺(tái)量伏、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀健娄;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尿笔;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工翁焦,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀临颈、錐形銑刀和盤形銑刀茎倘。
在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)钾趁,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此租江,為保證加工精度斑泳,切削行距一般取得很能密,故球頭常用于曲面的精加工献丑。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀末捣,因此,只要在保證不過(guò)切的前提下创橄,無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工箩做,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外妥畏,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大邦邦,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下醉蚁,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本燃辖,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)加工成本大大降低网棍。
在加工中心上黔龟,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)作确沸。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄捌锭,以便使鉆、鏜境愕、擴(kuò)秋降、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具,迅速停楞、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去别逐。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍羔漂,以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸敢智。目前我國(guó)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)兩種匹说,共包括16種不同用途的刀柄晚号。
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中,由于刀具的刃磨卫驯、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行殃忠,占用輔助時(shí)間較長(zhǎng),因此毫痢,必須合理安排刀具的排列順序趾始。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量秉馏;②一把刀具裝夾后,應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位脱羡;③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用萝究,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具;④先銑后鉆锉罐;⑤先進(jìn)行曲面精加工帆竹,后進(jìn)行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下氓鄙,應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能馆揉,以提高生產(chǎn)效率等。
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