數(shù)控加工中心刀具選擇與應(yīng)用,不看可惜了
時間:2015-12-23 14:22來源:山東海特數(shù)控機床
數(shù)控加工中心將數(shù)控銑床、數(shù)控健床、數(shù)控鉆床的功能集于一身，具有多種工藝手段，綜合加工能力強，工件一次裝夾能完成較多的加工內(nèi)容，如: 箱體、復(fù)雜曲面、異形工件和盤、套、板類件等。這些零件一般都需要進行孔系、輪廓、平面的多工位加工，公差要求特別是形位公差要求較為嚴格，通常要經(jīng)過銑、鎖、鉆、擴、鉸、惚、攻絲等工序，加工中選用的刀具較多，同時數(shù)控加工中心在加工中采用自動換刀形式換刀，必須保證所選刀具安裝調(diào)試方便。因此，與一般數(shù)控加工方法相比，數(shù)控加工中心對刀具提出了*高的要求，尤其在刀具的剛性及耐用性方面較傳統(tǒng)加工*為嚴格。還要求刀具精度，尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。
一、刀具的種類
數(shù)控加工中心刀具的種類很多，通常可按以下3種方法進行分類:
1. 從制造所采用的材料可分為: 高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金剛石刀具。
2.從結(jié)構(gòu)上可分為: 整體式、鑲嵌式，它可以分為焊接式和機夾式。機夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，可分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位; 減振式內(nèi)冷式 ，切削液通過刀體內(nèi)部由噴口噴射到刀具的切削刃部; 特殊型式，如復(fù)合刀具，可逆工螺紋刀具等。
3.從切削工藝上可分為: 銑削刀具，包括面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、鼓形銑刀等; 孔加工刀具，包括鉆孔刀具、擴孔刀具、鉸孔刀具、鏗孔刀具等。
二、刀具的選擇
數(shù)控加工中心使用的刀具有刃具和刀柄組成，因此，刀具的選擇即刃具和刀柄的選擇。
2.1 刃具的選擇
(1) 根據(jù)數(shù)控加工對刀具的要求，選擇刀具的材料的一般原則是盡可能選擇硬質(zhì)合金刀具。凡是加工情況允許選用硬質(zhì)合金刀具，就盡量不選用高速鋼刀具。必要時還可有針對性地選擇性能*好的陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具。
數(shù)控加工中心刀具材料的另一特點是為提高刀具的耐磨性和耐用度，較多地采用涂層刀具。
(2) 刀具結(jié)構(gòu)選擇的一般原則是盡可能采用鑲塊式機夾可轉(zhuǎn)位刀片，這是由于焊接式刀具往往難于保證焊接質(zhì)量，刀具耐用度低，重磨較費時，而鑲塊式機夾可轉(zhuǎn)位刀片的采用可減少刀具磨損后的*換和調(diào)整時間，降低成本，操作使用*加方便。
(3)銑削刀具的選擇主要是銑刀類型和銑刀尺寸的選擇。銑刀類型應(yīng)與工件表面形狀與尺寸相適應(yīng)。
加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀;
加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀;
加工空間曲面應(yīng)選擇球頭銑刀;
加工模具型腔或凸模成形表面等多選用模具銑刀;
加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀;
加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀;
加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀。銑
刀尺寸也應(yīng)與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。粗銑平面時，因切削力大故宜選較小直徑的銑刀，以減少切削扭矩; 精銑時，可選大直徑銑刀，并盡量包容工件加工面的寬度，以提高效率和加工表面質(zhì)量。
(4) 孔加工刀具的選擇。
1)鉆孔刀具較多，主要有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆。在數(shù)控加工中心上鉆孔，大多是采用普通麻花鉆; 鉆大孔時，可采用剛度較大的硬質(zhì)合金扁鉆; 鉆淺孔時(L/D< 2) ,宜采用硬質(zhì)合金的淺孔鉆，以提高效率和加工質(zhì)量。數(shù)控鉆孔一般無鉆模，鉆孔剛度差，應(yīng)使鉆頭直徑D滿足L/D < 5(L為鉆孔深度)。鉆孔時，要用中心鉆打中心孔，用以引正鉆頭。先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度Z，再用較大的鉆頭進行鉆孔，*后用所需的鉆頭進行加工，以保證孔的精度; L/D>5時，可采用深孔加工的噴吸鉆。
2) 數(shù)控加工中心使用的鉸刀多為通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。精加工時，可以采用專為數(shù)控加工中心設(shè)計的浮動鉸刀。
3)擴孔刀具的選擇。擴孔直徑較小時，可選用直柄式擴孔刀; 擴孔直徑中等時，可選用錐柄式擴孔刀; 擴孔直徑大時，可選用套式擴孔刀。
4)膛孔刀具的選擇。膛削通孔、盲孔、階梯孔可采用單刃銼結(jié)構(gòu)。加工大直徑的孔時，為平衡徑向力，減輕鏜削振動，可采用雙刃(或多刃) 銼刀; 精膛時，宜采用精膛微調(diào)膛刀。
2.2 刀柄的選擇
在數(shù)控加工中心，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工作。因此必須有一套連接普通刀具的刀柄(或接桿)，以便使鉆、譴、擴、鉸、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機床主軸或刀庫上。為了方便裝夾、調(diào)換，把通用性較強的幾種裝夾刀具系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。具體可分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)。
一、刀具的種類
數(shù)控加工中心刀具的種類很多，通常可按以下3種方法進行分類:
1. 從制造所采用的材料可分為: 高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金剛石刀具。
2.從結(jié)構(gòu)上可分為: 整體式、鑲嵌式，它可以分為焊接式和機夾式。機夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，可分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位; 減振式內(nèi)冷式 ，切削液通過刀體內(nèi)部由噴口噴射到刀具的切削刃部; 特殊型式，如復(fù)合刀具，可逆工螺紋刀具等。
3.從切削工藝上可分為: 銑削刀具，包括面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、鼓形銑刀等; 孔加工刀具，包括鉆孔刀具、擴孔刀具、鉸孔刀具、鏗孔刀具等。
二、刀具的選擇
數(shù)控加工中心使用的刀具有刃具和刀柄組成，因此，刀具的選擇即刃具和刀柄的選擇。
2.1 刃具的選擇
(1) 根據(jù)數(shù)控加工對刀具的要求，選擇刀具的材料的一般原則是盡可能選擇硬質(zhì)合金刀具。凡是加工情況允許選用硬質(zhì)合金刀具，就盡量不選用高速鋼刀具。必要時還可有針對性地選擇性能*好的陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具。
數(shù)控加工中心刀具材料的另一特點是為提高刀具的耐磨性和耐用度，較多地采用涂層刀具。
(2) 刀具結(jié)構(gòu)選擇的一般原則是盡可能采用鑲塊式機夾可轉(zhuǎn)位刀片，這是由于焊接式刀具往往難于保證焊接質(zhì)量，刀具耐用度低，重磨較費時，而鑲塊式機夾可轉(zhuǎn)位刀片的采用可減少刀具磨損后的*換和調(diào)整時間，降低成本，操作使用*加方便。
(3)銑削刀具的選擇主要是銑刀類型和銑刀尺寸的選擇。銑刀類型應(yīng)與工件表面形狀與尺寸相適應(yīng)。
加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀;
加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀;
加工空間曲面應(yīng)選擇球頭銑刀;
加工模具型腔或凸模成形表面等多選用模具銑刀;
加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀;
加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀;
加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀。銑
刀尺寸也應(yīng)與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。粗銑平面時，因切削力大故宜選較小直徑的銑刀，以減少切削扭矩; 精銑時，可選大直徑銑刀，并盡量包容工件加工面的寬度，以提高效率和加工表面質(zhì)量。
(4) 孔加工刀具的選擇。
1)鉆孔刀具較多，主要有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆。在數(shù)控加工中心上鉆孔，大多是采用普通麻花鉆; 鉆大孔時，可采用剛度較大的硬質(zhì)合金扁鉆; 鉆淺孔時(L/D< 2) ,宜采用硬質(zhì)合金的淺孔鉆，以提高效率和加工質(zhì)量。數(shù)控鉆孔一般無鉆模，鉆孔剛度差，應(yīng)使鉆頭直徑D滿足L/D < 5(L為鉆孔深度)。鉆孔時，要用中心鉆打中心孔，用以引正鉆頭。先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度Z，再用較大的鉆頭進行鉆孔，*后用所需的鉆頭進行加工，以保證孔的精度; L/D>5時，可采用深孔加工的噴吸鉆。
2) 數(shù)控加工中心使用的鉸刀多為通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。精加工時，可以采用專為數(shù)控加工中心設(shè)計的浮動鉸刀。
3)擴孔刀具的選擇。擴孔直徑較小時，可選用直柄式擴孔刀; 擴孔直徑中等時，可選用錐柄式擴孔刀; 擴孔直徑大時，可選用套式擴孔刀。
4)膛孔刀具的選擇。膛削通孔、盲孔、階梯孔可采用單刃銼結(jié)構(gòu)。加工大直徑的孔時，為平衡徑向力，減輕鏜削振動，可采用雙刃(或多刃) 銼刀; 精膛時，宜采用精膛微調(diào)膛刀。
2.2 刀柄的選擇
在數(shù)控加工中心，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工作。因此必須有一套連接普通刀具的刀柄(或接桿)，以便使鉆、譴、擴、鉸、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機床主軸或刀庫上。為了方便裝夾、調(diào)換，把通用性較強的幾種裝夾刀具系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。具體可分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)。
