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數控加工中心刀具如何選擇

 
  先進的數控加工中心必須有先進的刀具與之相適應,才能充分發揮數控加工中心的效能。如果一臺價值幾十萬元的數控加工中心采用普通加工中心的刀具和墊片,由于頻繁地磨刀和換刀,會導致生產效率明顯降低,加工成本明顯增加。因此,對數控加工中心刀具有著*高、*嚴格的要求。
  數控加工中心刀具的選擇和切削用量的確定是加工工藝中的重要內容,它不僅影響數控加工中心的加工效率,而且自接影響加工質量。刀具的選用是在數控編程的人機交互狀態下進行的。我們應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量和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,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。
  在選擇數控加工中心刀具時,應考慮以下幾方面的問題:  
  (1)耐用度。提高刀具的耐用度,可以減少刀具的*換與對刀次數,從而減少停機等輔助時間。對于精度要求高、余量大及難加工材料的加工.*應注意高硬度、高耐磨性的刀具的應用。一般而言,刀具的耐用度應盡可能保證加工一個零件,或一個大型、復雜表面,或一個工作班,或至少不低于半個工作班。  
  (2)強度與剛度。為了滿足粗加工、精加工的要求,刀具必須具備足夠的強度與剛度。現代數控加工中心一般都具有高速、大動力、高剛度的性能,這就要求刀具具備強力切削與高速切削的性能。另一方面,高剛度的刀具有利于加工質量的提高.這對于加工中心由于無法使用導向支承套的孔加工尤為重要。  
  (3)可靠性。數控加工要求每一把刀都具有高的可靠性,若其中某一把刀偶爾或經常發生故障,就會使整臺機床中斷加工。  
  (4)較高的精度和安裝調整方便。盡可能采用可轉位刀片,磨損后只需要換刀片.增加了刀具的互換性。  
  (5)良好的斷屑性能。數控加工中心與自動化機床一樣,斷屑與排屑往往是困擾加工的一個難題。因此,應合理選用切削用量與斷屑槽的形狀與尺寸,有時還得通過試切削確定.  
  在銑削平面時,應選用鑲不重磨多面硬質合金刀片的端銑刀和立銑刀。粗銑平面時,由于被加工表面質量不均勻,選擇銑刀時直徑要小;精銑時,銑刀直徑要大,*好能包容加工面的寬度。在內輪廓加工中,要注意刀具半徑小于輪廓曲線的*小曲率半徑,如圖3一10所示。在自動換刀機床中要預先測出刀具的結構尺寸和調整尺寸,以便在加工時進行刀具補償。
  
  選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表而尺寸相適應。在生產中,平而零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平而時,應選硬質介金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,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,常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
  在進行自由曲面加工時,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般取得很密,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表而加工質量和切削效率方而都優于球頭刀,因此,只要在保證小過切的前提下,無論是曲而的粗加工還是精加工,都應優先選擇平頭刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大,必須引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。
  在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序規定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄,以便使鉆,鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具,迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法與調整范圍,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。
  在經濟型數控加工中,由于刀具的刃磨、測量和*換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理按排刀具的排列順序。
  一般應遵循以下原則:
  ①盡量減少刀具數量;
  ②一把刀具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工部位;
  ③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規格的刀具也應分開使用;
  ④先銑后鉆;
  ⑤先進行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;
  ⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控加工中心的自動換刀功能,以提高生產效率。

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