數(shù)控加工刀具的選擇的選擇的選擇方法方法隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用,量化生產(chǎn)線的形成,數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中,要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此,編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則,從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率,充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。
刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。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。
(1)選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中,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;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質(zhì)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(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
(2)在進行自由曲面(模具)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,切削行距一般采用頂端密距,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀,因此,只要在保證不過切的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)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(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。
(3)在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序規(guī)定隨時進行選刀和按刀動作。因此必須采用標(biāo)準刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標(biāo)準刀具迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng),其刀柄有直柄(3種規(guī)格)和錐柄(4種規(guī)格)2種,共包括16種不同用途的刀柄。
(4)在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。
一般應(yīng)遵循以下原則:
①盡量減少刀具數(shù)量;
②一把刀具裝夾后,應(yīng)完成其所能進行的所有加工步驟;
③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具;
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(yīng)盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能,以提高生產(chǎn)效率等。
3.加工過程中切削用量的確定
合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本;半精加工和精加工時,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書切削用量手冊,并結(jié)合經(jīng)驗而定。
具體要考慮以下幾個因素:
(1)切削深度ap。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下,ap就等于加工余量,這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比,與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中,一般L的取值范圍為L=(0.6~0.9)d。
(2)切削速度V。提高V也是提高生產(chǎn)率的一個措施,但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大,刀具耐用度急劇下降,故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外,切削速度與加工材料也有很大關(guān)系,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時,V可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時,V可選200m/min以上。主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為:V=pnd/1000。數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開關(guān),可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整。
(3)進給速度Vf。Vf應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時,Vf可選擇得大些。在加工過程中,Vf也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整,但是最大進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。