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CNC加工中心的刀具的选择

2016-1-28 13:53:35      点击:
CNC加工中心的刀具的选择

1.数控加工常用刀具的种类及特点

    数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类,有着多种方法。

1.1.根据刀具结构分类

根据刀具结构可分为:

(1)整体式

(2)镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;

(3)特殊型式,如复合式刀具,减震式刀具等。

1.2.根据刀具材料分类

1.2.1根据制造刀具所用材料分

(1)高速钢工具

(2)硬质合金刀具

(3)金刚石刀具

(4)其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。

1.2.2.从切削工艺上分

(1)车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种

(2)钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等

(3)镗削刀具

(4)铣削刀具

    为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用,在数量上达到整个数控刀具的30%-40%,金属切除量占总数的80%-90%。

1.3.数控刀具的主要特点

数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的要求,主要有以下特点:

(1)刚性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振及热变形小

(2)互换性好,便于快速换刀

(3)寿命高,切削性能稳定、可靠

(4)刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间

(5)刀具应恩呢该可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除

(6)系列化,标准化,以利于编程和刀具管理

2.数控加工刀具的选择

    刀具的选择,是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素,正确使用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。

    选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

    在进行自由曲面加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很密,故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只有在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。

    在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具能迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种,工包括16种不同用途的刀柄。

    在经济型数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:

(1)尽量减少刀具数量

(2)一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位

(3)粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具

(4)先铣后钻

(5)先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工

(6)在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。