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简析数控机床刀具的选择与合理使用

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简析数控机床刀具的选择与合理使用

发布日期:2021-06-04 作者: 点击:

简析数控机床刀具的选择与合理使用

数控刀具的分类方法有很多。

按刀具结构可分为:整体式;(2)镶嵌式,采用焊接或机夹连接,机夹式可分为不换位和可转位两种;特殊类型,如复合刀具、阻尼刀具等。

根据制造工具所用的材料,可分为:高速钢工具;硬质合金刀具;金刚石刀具;其他材质的工具,如立方氮化硼工具、陶瓷工具等。

从切削过程来看,可分为:车刀,如外圆、内孔、螺纹、刀具等;钻具,包括钻头、铰刀、丝锥等。钻孔工具;铣刀等。

为了满足数控机床对耐用、稳定、易调节和可更换刀具的要求,近年来,夹紧式旋转刀具得到了广泛应用,数量达到数控刀具总数的30 ~ 40%,金属去除量占总数的80 ~ 90%。

与普通机床使用的刀具相比,数控刀具有许多不同的要求,主要包括以下特点:刚性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振动和热变形小;互换性好,换刀快;使用寿命长,切削性能稳定可靠;(4)刀具尺寸易于调整,减少换刀调整时间;刀具应能可靠地破碎或滚动切屑,以便于切屑的清除;序列化和标准化,便于编程和工具管理。

刀具选择是在数控编程中人机交互的状态下进行的。根据机床的加工能力、工件材料的性质、加工程序、切削参数等相关因素,正确选择刀具和刀柄。

刀具选择的一般原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度高、精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具的刚性。选择刀具时,刀具的尺寸应与被加工工件的表面尺寸相适应。在生产中,经常使用端铣刀加工平面零件的外围轮廓;铣削平面时,应选择硬质合金刀片铣刀;加工凸台和凹槽时,选择高速钢立铣刀;加工毛坯面或粗加工孔时,可选用硬质合金刀片的玉米铣刀;球头铣刀、环铣刀、圆锥铣刀和圆盘铣刀常用于加工一些实体轮廓和变斜角轮廓。

在加工自由曲面(模具)时,由于球头铣刀末端的切削速度为零,为了保证加工精度,切削线间距一般采用顶部近距离,所以经常使用球头进行表面精加工。平切削刀具在表面加工质量和切削效率方面优于球头铣刀。因此,只要不能切削,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应该优先选择平的刀具。

此外,刀具耐用度和精度与刀具价格有很大关系。必须注意的是,在大多数情况下,虽然选择好的刀具会增加刀具成本,但加工质量和效率的提高可以大大降低整体加工成本。

加工中心,各种刀具分别安装在刀库上,刀具选择和换刀动作按程序随时进行。因此,必须采用标准刀架,使钻、镗、扩、铣等工序使用的标准刀具能够快速、准确地装在机床主轴或刀库上。编程人员应了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法和调整范围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前国内加工中心使用的是TSG刀具系统,其刀柄包括直柄(3种规格)和锥柄(4种规格),包括16种不同的刀柄。

在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的磨削、测量和更换大多是手工进行,占用辅助时间长,所以刀具的排列顺序必须合理排列。一般应遵循以下原则:尽量减少刀具数量;(2)刀具被夹紧后,该刀具能进行的所有加工步骤都应完成;(3)粗精加工工具应分开使用,即使是相同尺寸和规格的工具;钻前铣削;先精加工曲面,再精加工二维轮廓;如有可能,应尽可能使用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率。

合理选择切削参数的原则是:在粗加工中,生产率普遍提高,但也要考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,要在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床手册、切削参数手册和经验确定。


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