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加工中心刀具的選用 加工中心刀具的選用 默認(rèn)分類 2009-10-15 18:55:42 閱讀56 評論0 字號：大中小 摘要：文章介紹了加工中心的特點(diǎn)及刀具選擇的基本原則，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合加工方法，提出了刀具選用的一般方法。 一般意義上的加工中心是指帶刀庫和換刀裝置的數(shù)控鏜銑床。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容。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，這就要求編程人員必須掌握刀具選擇的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。本文從加工中心的特點(diǎn)出發(fā)對數(shù)控編程中必須面對的刀具選擇問題進(jìn)行探討，給出若干原則和建議。 一、加工中心的工藝特點(diǎn) 1. 加工精度高而穩(wěn)定，表面質(zhì)量好。 2. 軟件適應(yīng)性強(qiáng)。 3. 效率高。 二、加工中心主要加工對象 加工中心最適宜加工形狀復(fù)雜、加工內(nèi)容多、精度要求高、需多種機(jī)床及多種刀具且需多次裝夾才能完成的零件。主要的加工對象有以下幾種： 1. 既有孔系又有平面的零件。 2. 結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、普通機(jī)床難以加工的零件。 3. 外形不規(guī)則的異形件。 4. 精度要求高的小批量零件。 5. 新產(chǎn)品試制件。 三、加工中心刀具及其選擇 1．對加工中心刀具的基本要求。由于加工中心主軸轉(zhuǎn)速高出普通機(jī)床2~5倍，因此加工中心所用刀具必須具有更高的強(qiáng)度、剛度與耐磨性。選擇刀具時先要選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，然后選擇合理的刀具幾何參數(shù)。對材料的選擇，一般選硬質(zhì)合金；刀具幾何參數(shù)選擇要考慮刀具材料、工件材料、工件形狀、加工方式等多方面因素。 2．加工中心常用刀具及其選擇。加工中心刀具種類較多，應(yīng)用最廣的是各種表面及孔加工刀具。平面、曲面的加工刀具多用各種型式的銑刀，而孔加工刀具根據(jù)所加工孔的形狀、位置、精度要求等可選擇鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、鏜刀等。 加工中心刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿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。本文僅討論銑刀選擇的原則與方法，并對部分孔加工刀具作一簡介。 （1）銑刀的選擇。主要是選擇結(jié)構(gòu)類型及幾何參數(shù)。銑刀類型的選擇：選擇時主要考慮零件表面形狀與尺寸：如大平面加工選擇面銑刀；平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工模具型腔、空間曲面多選模具銑刀；加工封閉鍵槽用鍵槽銑刀；對一些立體型面和有較大轉(zhuǎn)接凹圓弧的過渡加工多選用球形銑刀；加工變斜角面應(yīng)選鼓形銑刀；加工特殊孔及各種型面應(yīng)用成型銑刀等。 銑刀參數(shù)的選擇：銑刀參數(shù)的選擇主要應(yīng)考慮零件加工部位的幾何尺寸和刀具的剛性等因素。 下面僅以面銑刀和立銑刀為例介紹銑刀參數(shù)的選擇的一般方法：主要參數(shù)的選擇。銑刀直徑的選擇：標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑規(guī)格為Φ16～Φ630mm。銑刀的直徑應(yīng)根據(jù)銑削寬度、深度選擇，一般銑前深度、寬度越大，銑刀直徑也應(yīng)越大。粗銑時，銑刀直徑要小些；精銑時，銑刀直徑要大些，盡量包容工件整個加工寬度，減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。 齒數(shù)選擇：銑刀齒數(shù)應(yīng)根據(jù)工件材料和加工要求選擇，一般銑削塑性材料或粗加工時，選擇粗齒銑刀；銑削脆性材料或半精加工、精加工時，選用中、細(xì)齒銑刀。 角度的選擇：面銑刀的前角一般較小，銑削強(qiáng)度和硬度較高的材料進(jìn)還可用負(fù)前角，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)工件材料和刀具材料來選擇，如選用硬質(zhì)合金刀具，銑削鋼：-150～150；銑削鑄鐵：-50～50；銑削青銅、黃銅：40～60；銑削鋁合金：150等。 銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上，因此適當(dāng)加大后角可減少銑刀磨損，常取 ＝50～120，工件材料軟的取大值，工件材料硬的取小值；粗齒銑刀取小值，細(xì)齒銑刀取大值。銑削時沖擊力較大，為了保護(hù)刀尖，硬質(zhì)合金面銑刀的刃傾角常取λs＝-150～-50。銑削低強(qiáng)度材料時，可取λs＝50。主偏角κr在450～900范圍內(nèi)選取，銑削鑄鐵時取κr=450，銑削一般鋼材時常取κr=750，銑削帶凸肩的平面或薄壁零件時取κr=900。 2）立銑刀主要參數(shù)的選擇。直徑選擇：為提高銑削速度和銑削量，應(yīng)盡量選擇直徑較大的銑刀。但銑刀直徑往往受到零件材料、剛性、加工部位的幾何形狀、尺寸及工藝要求等因素的限制。立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)可按下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。 ?、俚毒甙霃剑阂话闳=（0.8~0.9）Rmin。 ?、诹慵募庸じ叨龋篐≤（1/4~1/6）R。 ?、奂庸ど畈刍蛎た讜r： l＝H＋（5~10）mm，l為銑刀刀刃長度；H為槽深尺寸。 ?、芗庸ね獗砻婊蛲住⑼ú蹠r： l＝H＋r＋（5~10）mm，r為銑刀端刃圓角半徑。 ?、菁庸だ邥r，刀具直徑為D=（5～10）b，b為肋厚。 需注意銑刀端刃圓角半徑r的大小一般應(yīng)與零件上的要求一致。但粗加工可適當(dāng)選得小些，但不要造成根部“過切”現(xiàn)象。 幾何角度的選擇：立銑刀前、后角主要根據(jù)工件材料和銑刀直徑選取，具體數(shù)值可參考表1和表2： 為了使端面切削刃有足夠的強(qiáng)度，在端面切削刃前刀面上一般磨有棱邊，其寬度 為0.4～1.2mm。 （2）孔加工刀具簡介 孔加工刀具類型較多，主要有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆、深孔鉆等。 麻花鉆一般用于加工精度為IT12左右的孔，鉆孔的表面粗糙度Ra值為12.5μm。 1）鉆孔刀具。加工中心上鉆孔無鉆模進(jìn)行定位和導(dǎo)向，考慮鉆頭剛性因素，一般鉆孔深度應(yīng)小于孔徑的5倍。加工時為保證孔的位置精度，最好先用中心鉆鉆一中心孔或劃窩加工，劃窩一般采用Ф8～Ф15的鉆頭。 鉆削直徑在Ф8～Ф15mm、孔長徑比小于３的中等淺孔時，可選用淺孔鉆。 對于長徑比大于５而小于100的深孔，應(yīng)選用深孔鉆，加工大直徑深孔時采用噴吸鉆，加工小直徑深孔時采用單刃外排屑深孔鉆。 2）擴(kuò)孔刀具。加工中心多采用擴(kuò)孔鉆，也有的采用鏜刀，另外還可用鍵槽銑刀或立銑刀進(jìn)行擴(kuò)孔，它比用普通擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔的加工精度要高。對于較大的孔，可采用可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆進(jìn)行加工，以提高加工效率。 3）鏜孔刀具 單刃鏜刀。單刃鏜刀根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分別用于鏜削通孔、階梯孔和盲孔。 微調(diào)鏜刀。在加工中心上目前較多地選用微調(diào)鏜刀進(jìn)行孔的精鏜，這種鏜刀調(diào)節(jié)方便且精度高。 雙刃鏜刀。鏜削大直徑的孔可選用雙刃鏜刀，其最大鏜孔直徑可達(dá)1000mm。雙刃鏜刀剛性好，僅用于大批量生產(chǎn)中。 4）鉸孔刀具 鉸孔的尺寸精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T9級，表面粗糙度可達(dá)1.6～0.8μm。 普通標(biāo)準(zhǔn)鉸刀有直柄、錐柄和套式三種。直柄鉸刀直徑為6～20mm，錐柄鉸刀直徑為10～32mm，小孔直柄鉸刀直徑為1～6mm，套式鉸刀直徑為25～80mm，加工時可根據(jù)需要選擇。 加工中心上鉸孔時多用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，此外還有機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀和浮動鉸刀。 鉸刀齒數(shù)取決于孔徑及加工精度。標(biāo)準(zhǔn)鉸刀有4～12齒。齒數(shù)過多，制造與刃磨困難，齒數(shù)過少鉸削時穩(wěn)定性差，刀齒負(fù)荷大，易產(chǎn)生幾何形狀誤差。 總之，加工中心刀具是一個較復(fù)雜的系統(tǒng)，如何根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行正確選用，是編程人員必須掌握的。只有對加工中心刀具結(jié)構(gòu)和選用有充分的了解和認(rèn)識，在實(shí)際工作中才能靈活運(yùn)用，提高工作效率 |
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