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數(shù)控加工中心分條刀片和切削用量的選擇探討

發(fā)布時間:2021-05-14     次瀏覽

  刀具是機床實現(xiàn)切削加工的直接執(zhí)行者,,刀具的選擇和切削用量的選擇合理與否,,不僅影響到被加工零件的質(zhì)量,甚至可以決定機床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行,。所以,,在編加工程序時,要選擇合理的刀具和切削用量,,不但可以有效提高切削效率和加工質(zhì)量,,還可降低成本以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。

  1. 加工中心用刀具的基本特征

  為了適應(yīng)數(shù)控機床加工精度、加工效率,、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少等要求,,數(shù)控機床對所用的刀具有許多性能的要求,加工中心用刀具及刀具系統(tǒng)有以下特點:(1)刀片和刀柄高度的通用化,、規(guī)則化,、系統(tǒng)化;(2)刀片和刀具參數(shù)及切削參數(shù)的規(guī)范化,、典型化,;(3)刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工工件材料相匹配;(4)刀片或刀具的使用壽命長,,加工剛性好,;(5)刀片及刀柄的定位精度高,刀柄對機床主軸的相對位置要求較高,;(6)刀柄須有較高的強度,、剛度和耐磨性,刀柄及刀具系統(tǒng)的重量不能超標(biāo),;(7)刀柄的轉(zhuǎn)位,、重裝和重復(fù)定位精度要求高。

  2. 加工中心用刀具材料

  2.1 常用刀具材料

  常用數(shù)控刀具材料有高速鋼,、硬質(zhì)合金,、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷,、立方氮化硼,、金剛石等,其中高速鋼,、硬質(zhì)合金,、涂層硬質(zhì)合金在數(shù)控加工中的應(yīng)用最廣泛。

  2.2 刀具性能的比較

  在常用的刀具中,,高速鋼,、涂層高速鋼的韌性最好,涂層硬質(zhì)合金的硬度較高,,硬質(zhì)合金刀具層中,,陶瓷刀具、立方氮化硼,、金剛石刀具的硬度更高,。除特殊材料外,一般不用這幾種材料的刀具(由于其硬度較高刃磨難度大,,而成型刀具切削刃不易鋒利,,容易崩刃,,通常用于較硬的材料加工)。

  2.3 刀具種類

  數(shù)控加工中心常用刀具種類較多,,根據(jù)刀具用途,,可分為輪廓類加工刀具和孔類加工刀具等。

  2.3.1 輪廓類加工刀具,。

  第一,,面銑刀。刀片和刀齒與刀體的安裝方式有整體焊接式,,機夾焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種,,運用較多的是可轉(zhuǎn)位式。當(dāng)?shù)镀邢魅心モg或報廢時,,可直接在機床上轉(zhuǎn)位或者更換刀片,,從而大大提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量,根據(jù)不同的工件外形不同的機床性能,,選擇適當(dāng)直徑大小的刀具型號使用方便快捷,。面銑刀直徑一般為40——400mm。

  第二,,立銑刀,。立銑刀是數(shù)控機床運用的較廣泛的一種刀具,有整體式和鑲刀片式兩種,。一般直徑在Φ20mm以下用整體式,。直徑在Φ20mm以上多用于鑲齒式,還有刀尖圓弧式銑刀,,多用于模具加工,,適用于曲面的大量加工,現(xiàn)在的硬質(zhì)合金立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂直進(jìn)給,。

  第三,,球頭刀。圓柱形球頭銑刀,,主要用于模具加工,精加工使用,,也有成形和鑲齒兩種,。主要用于曲面加工,其加工表面質(zhì)量較高,,球頭刀中心切削速度為零,。球頭刀具不適用于平面銑削。

  2.3.2 孔類加工刀具,。

  第一,,鉆頭,。加工中心常用鉆頭有中心鉆、標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆,。刀具材料有高速鋼,、硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金等。

  第二,,鉸刀,。有標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀、焊接硬質(zhì)合金刀(一般用于定做尺寸,,深孔鉸刀),、浮動鉸刀。

  第三,,鏜刀,。鏜刀分為粗鏜刀、精鏜刀,、浮動鏜刀等,。精鏜刀采用螺絲調(diào)節(jié)式,每格精度不同,,有0.002mm每格直徑,,也有0.01mm每格直徑方向等。

  2.3.3 一些特殊加工刀具,。如T形刀具,,開槽和切斷用鋸片刀具,燕尾槽成型刀具等,,使用頻率較低,。

  3. 加工中心刀具選擇原則  應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、加工材料的性能,、加工工序,、切削用量以及其他因素合理地選擇刀具。刀具選擇的總原則是:刀具選用最重要的一點就是看性價比,,在機床確定的條件下,,首先考慮加工工件材料的切削性能,參照加工材料的性能選用價格最低的刀具,,提高效益,,降低成本,同時也要安裝調(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,,以提高刀具加工剛性,。

  在選取刀具時,要使刀具的直徑與加工工件的去除量相適應(yīng),,平面周邊輪廓的銑削,,用立銑刀;銑削平面用硬質(zhì)合金盤銑刀,;加工凹凸臺時使用高速鋼立銑刀,;加工毛坯面或孔粗加工時,選用鑲齒硬質(zhì)合金玉米銑刀,;立體型面和變斜角輪廓外形的加工,,常采用球頭刀、環(huán)形銑刀,、錐形銑刀和盤銑刀,。

  有時候刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大,必須注意的是,,在有些情況下,,選擇價格較高的好刀具,但是好的刀具帶來加工效率和加工質(zhì)量的提高,,則可以使整個加工成本大大降低,。  4. 切削用量選擇

  在數(shù)控加工中,,切削用量的選用是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),,它直接影響加工效率和加工質(zhì)量的提高。合理地選擇切削用量需要理論和實踐相結(jié)合,,在實踐中不斷摸索實驗,,才能更好地總結(jié)、歸納出比較合適的切削用量,。

  切削用量主要包括背吃刀量和側(cè)吃刀量,、進(jìn)給速度和切削速度。從刀具的耐用度考慮,,切削用量的選擇方法是先選背吃刀量,,其次是進(jìn)給速度,最后確定切削速度,。下面就筆者在平時的工作中遇到的加工參數(shù)進(jìn)行分析:

  第一,,在機床型號為DMC635V的機床,加工厚度為20mm,,材料為12Cr2Mo的工件上鉆Φ1.2mm的通孔,。刀具選擇:Φ1.2mm的高速鋼鉆頭,,注意鉆頭切削刃是否均勻?qū)ΨQ,。

  背吃刀量:每鉆深0.5mm提刀排屑法,。

  進(jìn)給速度:Vf=5mm/min。

  切削速度:n=5000mm/min,。

  實現(xiàn)加工工藝要求,,順利完成加工任務(wù)?! 〉诙?,在VMC1250型號機床上,加工材料為5CrNiMo熱鍛模具,,調(diào)質(zhì)硬度為500HBW的狹長槽,,深度為170mm的工件精加工,加工余量為單邊0.1——0.15mm,。刀具選擇:Φ20mmR5的牛鼻刀,,刀具長度為250mm鑲齒硬質(zhì)合金刀?! ”吵缘读浚?.1mm  進(jìn)給速度:Vf=1800mm,。

  切削速度:n=3000mm/min,采用順銑的加工方法,。

  程序開頭加G64連續(xù)加工指令,,順利完成加工生產(chǎn)任務(wù),并保證較好的加工光潔度,,得到用戶的肯定,。

  第三,在VMC1250型號機床在685鋼板調(diào)質(zhì)硬度在460HBW,,厚度8mm的鋼板上鉆672個Φ10的陣列通孔,,考慮加工成本核算和加工效率。

  方案1:刀具選擇:Φ10mm優(yōu)質(zhì)高速鋼鉆頭,,每支46元,。

  背吃刀量:一次鉆通。

  進(jìn)給速度:Vf=10mm/min,。

  切削速度:n=180r/min,。

  鉆頭在刃磨較好的情況下,一次最多鉆20多個孔,。方案2:刀具選擇:Φ10mm硬質(zhì)合金鉆頭,,每支360元。

  背吃刀量:一次鉆通,。

  進(jìn)給速度:Vf=30mm/min,。

  切削速度:n=600r/min。

  鉆頭一次最多鉆500左右個孔,。

  方案3:刀具選擇:Φ10mm硬質(zhì)合金涂層鉆頭,,每支630元,。

  背吃刀量:一次鉆通。

  進(jìn)給速度:Vf=90mm/min,。

  切削速度:n=1200r/min,。

  鉆頭一次最多鉆約2000個孔。這也充分地說明,,使用價格高的好刀具,,不一定就提高加工成本,效率的提高和數(shù)量的增加,,恰恰是效益的增加,。

  5. 結(jié)語

  隨著數(shù)控加工中心機床的發(fā)展,加工工藝要求的不斷提高,,數(shù)控加工的方法也更加多樣化,,從簡單的手工編程到復(fù)雜的曲面軟件編程,同時對切削刀具的要求也更加精確,、多樣,。在某些加工環(huán)節(jié),實現(xiàn)了加工工藝的要求就是任務(wù)完成,,而有些加工生產(chǎn)任務(wù),,是講質(zhì)量、講效益,、講效率,。



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