该如何选择数控铣加工中的刀具呢?
一、刀具的选择
市场上有多种类型的数控铣加工数控刀具该如何选择呢?
数控铣最常使用的刀具类型
为了选择合适的数控机床的高效率和高效自动化程度,所使用的工具正朝着标准化、通用化和模块化方向发展,主要包括铣削刀具和孔加工刀具。为了满足用户高效和特殊铣削的要求,已经开发出用于特殊应用的专用工具。有许多方法可以对数控铣刀具进行分类。根据工具结构,它可以分为:
1整体式;
2镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式可分为两种:不转位和可转位两种;
3特殊类型,如复合工具,减震工具等。根据制造工具所用的材料可分为:①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼工具,陶瓷工具。从切割过程可分为:平端铣刀、圆头铣刀、球头刀和锥度铣刀。
二、数控铣加工对刀具的要求
为了保证数控铣机床的加工精度,提高数控铣机床的生产效率及降低刀具材料的消耗,在选用数控铣机床刀具和刀具材料时,除满足普通机床应具备的基本条件外,还要考虑在数控铣机床中刀具工作条件等多方面因素,如切屑的断屑性能、刀具快速调整与更换,因此对刀具和刀具材料提出更高的要求。
1、铣刀刚性要好 一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要;二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。当工件各处的加工余量相差悬殊时,通用铣床遇到这种情况很容易采取分层铣削方法加以解决,而数控铣削就必须按程序规定的走刀路线前进,遇到余量大时无法象通用铣床那样“随机应变”,除非在编程时能够预先考虑到,否则铣刀必须返回原点,用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方法从头开始加工,多走几刀。但这样势必造成余量少的地方经常走空刀,降低了生产效率,如刀具刚性较好就不必这么办。
2、铣刀的耐用度要高 尤其是当一把铣刀加工的内容很多时,如刀具不耐用而磨损较快,就会影响工件的表面质量与加工精度,而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数,也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶,降低了工件的表面质量。除上述两点之外,互换性好,便于快速换刀;刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间; 刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除; 系列化,标准化,以利于编程和刀具管理,等等这些是数控加工与普通机床加工对刀具的不同要求。
三、数控铣加工刀具类型的选择
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、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。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。生产中,被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。
1、铣削刀具的选用:加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,而避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,半精加工和精加工用四刃铣刀;铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀;铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀;铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀;
2、孔加工刀具的选用:数控机床孔加工一般无钻模,由于钻头的刚性和切削条件差,选用钻头直径D应满足L/D≤5(L为钻孔深度)的条件;钻孔前先用中心钻定位,保证孔加工的定位精度;精绞前可选用浮动绞刀,绞孔前孔口要倒角;镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削,以平衡镗削振动;尽量选择较粗和较短的刀杆,以减少切削振动。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:
尽量减少刀具数量;
一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;
粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;
先铣后钻;
先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;
有可能情况,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,因此来提高生产效率。此外该工具的耐用性和准确性在很大程度上取决于工具价格。必须注意的是,在大多数情况下选择好的工具会增加工具成本,但会提高处理质量和加工效率。 可以使整个加工成本大大降低。简而言之,根据待加工工件材料的热处理状态,选择切削性能和加工余量,才能选择出具有高刚性和高耐久性的铣刀,这是充分利用生产的先决条件。数控铣床的效率和获得满意的加工质量。
简而言之,零件数控编程具有很大的灵活性。只有正确理解上述工艺参数并在实践中总结,这样才能生产出高质量的加工程序,生产出高质量的模具零件。
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