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数控加工中心刀具选择与应用,不看可惜了

时间:2015-12-23 14:22来源:山东海特数控机床
  数控加工中心将数控铣床、数控健床、数控钻床的功能集于一身,具有多种工艺手段,综合加工能力强,工件一次装夹能完成较多的加工内容,如: 箱体、复杂曲面、异形工件和盘、套、板类件等。这些零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工,公差要求特别是形位公差要求较为严格,通常要经过铣、锁、钻、扩、铰、惚、攻丝等工序,加工中选用的刀具较多,同时数控加工中心在加工中采用自动换刀形式换刀,必须保证所选刀具安装调试方便。因此,与一般数控加工方法相比,数控加工中心对刀具提出了更高的要求,尤其在刀具的刚性及耐用性方面较传统加工更为严格。还要求刀具精度,尺寸稳定,安装调整方便。
  一、刀具的种类
  数控加工中心刀具的种类很多,通常可按以下3种方法进行分类:
  1. 从制造所采用的材料可分为: 高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具。
  2.从结构上可分为: 整体式、镶嵌式,它可以分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同,可分为可转位和不转位; 减振式内冷式 ,切削液通过刀体内部由喷口喷射到刀具的切削刃部; 特殊型式,如复合刀具,可逆工螺纹刀具等。
  3.从切削工艺上可分为: 铣削刀具,包括面铣刀、立铣刀、模具铣刀、键槽铣刀、鼓形铣刀等; 孔加工刀具,包括钻孔刀具、扩孔刀具、铰孔刀具、铿孔刀具等。
  二、刀具的选择
  数控加工中心使用的刀具有刃具和刀柄组成,因此,刀具的选择即刃具和刀柄的选择。
  2.1 刃具的选择
  (1) 根据数控加工对刀具的要求,选择刀具的材料的一般原则是尽可能选择硬质合金刀具。凡是加工情况允许选用硬质合金刀具,就尽量不选用高速钢刀具。必要时还可有针对性地选择性能更好的陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。
  数控加工中心刀具材料的另一特点是为提高刀具的耐磨性和耐用度,较多地采用涂层刀具。
  (2) 刀具结构选择的一般原则是尽可能采用镶块式机夹可转位刀片,这是由于焊接式刀具往往难于保证焊接质量,刀具耐用度低,重磨较费时,而镶块式机夹可转位刀片的采用可减少刀具磨损后的更换和调整时间,降低成本,操作使用更加方便。
  (3)铣削刀具的选择主要是铣刀类型和铣刀尺寸的选择。铣刀类型应与工件表面形状与尺寸相适应。
  加工较大的平面应选择面铣刀;
  加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀;
  加工空间曲面应选择球头铣刀;
  加工模具型腔或凸模成形表面等多选用模具铣刀;
  加工封闭的键槽选择键槽铣刀;
  加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀;
  加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀。铣
  刀尺寸也应与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。粗铣平面时,因切削力大故宜选较小直径的铣刀,以减少切削扭矩; 精铣时,可选大直径铣刀,并尽量包容工件加工面的宽度,以提高效率和加工表面质量。
  (4) 孔加工刀具的选择。
  1)钻孔刀具较多,主要有普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻。在数控加工中心上钻孔,大多是采用普通麻花钻; 钻大孔时,可采用刚度较大的硬质合金扁钻; 钻浅孔时(L/D< 2) ,宜采用硬质合金的浅孔钻,以提高效率和加工质量。数控钻孔一般无钻模,钻孔刚度差,应使钻头直径D满足L/D < 5(L为钻孔深度)。钻孔时,要用中心钻打中心孔,用以引正钻头。先用较小的钻头钻孔至所需深度Z,再用较大的钻头进行钻孔,最后用所需的钻头进行加工,以保证孔的精度; L/D>5时,可采用深孔加工的喷吸钻。
  2) 数控加工中心使用的铰刀多为通用标准铰刀。精加工时,可以采用专为数控加工中心设计的浮动铰刀。
  3)扩孔刀具的选择。扩孔直径较小时,可选用直柄式扩孔刀; 扩孔直径中等时,可选用锥柄式扩孔刀; 扩孔直径大时,可选用套式扩孔刀。
  4)膛孔刀具的选择。膛削通孔、盲孔、阶梯孔可采用单刃锉结构。加工大直径的孔时,为平衡径向力,减轻镗削振动,可采用双刃(或多刃) 锉刀; 精膛时,宜采用精膛微调膛刀。
  2.2 刀柄的选择
  在数控加工中心,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工作。因此必须有一套连接普通刀具的刀柄(或接杆),以便使钻、谴、扩、铰、铣削等工序用的标准刀具,迅速、准确地装到机床主轴或刀库上。为了方便装夹、调换,把通用性较强的几种装夹刀具系列化和标准化。具体可分为整体式和模块式结构。

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