機(jī)械加工中心的刀具選用電鍍材料

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1、加工中心的刀具選用 加工中心所用的刀具是由通用刀具（又稱工作頭或刀頭）和與加工中心主軸前端錐孔配套的刀柄等組成。在應(yīng)用中，要根據(jù)加工中心機(jī)床的要求、夾具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具。刀具選擇總的原則是：刀具的安裝和調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在保證安全和滿足加工要求的前提下，刀具長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，以提高刀具的剛性。 在加工中心機(jī)床上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)中，按程序的規(guī)定進(jìn)行自動(dòng)換刀。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的刀具能迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸上。編程人員應(yīng)充分了解機(jī)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

2、編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。 加工中心機(jī)床所用的刀具必須適應(yīng)加工中心高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，其刀柄部分要聯(lián)接通用刀具并裝在機(jī)床主軸上，由于加工中心類型不同，其刀柄柄部的型式及尺寸不盡相同。JT（ISO7388）表示加工中心機(jī)床用的錐柄柄部（帶有機(jī)械手夾持槽），其后面的數(shù)字為相應(yīng)的ISO錐度號(hào)，如50、45、和40分別代表大端直徑為69.85、57.15和44.45毫米的7：24錐度。ST（ISO297）表示一般數(shù)控機(jī)床用的錐柄柄部（沒(méi)有機(jī)械手夾持槽），數(shù)字意義與JT類相同。BT（MAS403）表示用于日本標(biāo)準(zhǔn)MAS403的帶有機(jī)械手夾持槽聯(lián)接。 加工中心刀具的刀柄分為整體式工具

3、系統(tǒng)和模塊式工具系統(tǒng)兩大類。模塊式工具系統(tǒng)由于其定位精度高，裝卸方便，連接剛性好，具有良好的抗振性，是目前用得較多的一種型式，它由刀柄、中間接桿以及工作頭組成。它具有單圓柱定心，徑向銷釘鎖緊的聯(lián)接特點(diǎn)，它的一部分為孔，而另一部分為軸，兩者之間進(jìn)行插入連接，構(gòu)成一個(gè)剛性刀柄，一端和機(jī)床主軸連接，另一端安裝上各種可轉(zhuǎn)位刀具便構(gòu)成一個(gè)工具系統(tǒng)。根據(jù)加工中心類型，可以選擇莫氏及公制錐柄。中間接桿有等徑和變徑兩類，根據(jù)不同的內(nèi)外徑及長(zhǎng)度將刀柄和工作頭模塊相聯(lián)接。工作頭有可轉(zhuǎn)位鉆頭、粗鏜刀、精鏜刀、擴(kuò)孔鉆、立銑刀、面銑刀、彈簧夾頭、絲錐夾頭、莫氏錐孔接桿、圓柱柄刀具接桿等多種類型。可以根椐不同的加工工件尺

4、寸和工藝方法，按需要組合成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等各類工具進(jìn)行切削加工。通用刀具根據(jù)制造所用的材料可分為以下幾種：（1）高速鋼刀具；（2）硬質(zhì)合金刀具；（3）金剛石刀具；（4）其他材料刀具，如陶瓷刀具等。 刀具的切削過(guò)程是非常復(fù)雜的，影響因素很多。在銑削加工時(shí)，刀具材料的性能、刀具類型、刀具幾何參數(shù)、切削速度、切削深度和進(jìn)給量等都影響切削力，從而影響整個(gè)工藝系統(tǒng)，最終影響加工精度和質(zhì)量。在加工中心機(jī)床上進(jìn)行加工，其主軸轉(zhuǎn)速比普通機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速一般至少要高1到2倍，因此，在加工中心上進(jìn)行銑加工，選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。 平面銑削應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀

5、。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。選好每次走刀的寬度和銑刀的直徑，使接痕不影響精銑精度。因此，加工余量大又不均勻時(shí)，銑刀直徑要選小些。精加工時(shí)，銑刀直徑要選大些，最好能夠包容加工面的整個(gè)寬度。在實(shí)際工作中，平面的半精加工和精加工，一般用可轉(zhuǎn)位密齒面銑刀，可以達(dá)到理想的表面加工質(zhì)量，甚至可以實(shí)現(xiàn)以銑代磨。密布的刀齒使進(jìn)給速度大大提高，從而提高切削效率。精切平面時(shí)，可以設(shè)置2到4個(gè)刀齒。 可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀適用于高效率粗銑大型工件的臺(tái)階面、立面及大型槽的加工。如更換不同牌號(hào)的刀片，可加工鋼、鑄鐵、鑄鋼、耐熱鋼等多種材料。 硬質(zhì)合金螺旋齒立銑刀是一種用于加工鑄鐵、

6、鋼件、有色金屬的精加工刀具，刀片一般為焊接式。 鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀和立銑刀主要用于加工凸臺(tái)、凹槽和箱口面。為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時(shí)采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后再利用刀具半徑補(bǔ)償（或稱直徑補(bǔ)償）功能對(duì)槽的兩邊進(jìn)行銑加工。 銑削盤類零件的周邊輪廓一般采用立銑刀。所用的立銑刀的刀具半徑一定要小于零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑。一般取最小曲率半徑的0.8到0.9倍即可。零件的加工高度（Z方向的吃刀深度）最好不要超過(guò)刀具的半徑。若是銑毛坯面時(shí)，最好選用硬質(zhì)合金波紋立銑刀，它在機(jī)床、刀具、工件系統(tǒng)允許的情況下，可以進(jìn)行強(qiáng)力切削。 加工中心上用的立銑刀一般有三種形

7、式：球頭刀（R=r）、端銑刀（r=0）和R刀（r圖1 立銑刀結(jié)構(gòu)示意圖 加工空間曲面和變斜角輪廓外形時(shí)，由于球頭刀具的球面端部切削速度為零，而且在走刀時(shí)，每?jī)尚械段恢g，加工表面不可能重疊，總存在沒(méi)有被加工去除的部分，每?jī)尚械段恢g的距離越大，沒(méi)有被加工去除的部分就越多，其高度（通常稱為“殘留高度”） 就越高，加工出來(lái)的表面與理論表面的誤差就越大，表面質(zhì)量也就越差。加工精度要求越高，走刀步長(zhǎng)和切削行距越小，編程效率越低。因此，應(yīng)在滿足加工精度要求的前提下，盡量加大走刀步長(zhǎng)和行距，以提高編程和加工效率。而在兩軸及兩軸半加工中，為提高效率，應(yīng)盡量采用端銑刀，由于相同的加工參數(shù)，利用球頭刀加工會(huì)留

8、下較大的殘留高度。因此，在保證不發(fā)生干涉和工件不被過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀或R刀（帶圓角的立銑刀）。不過(guò)，由于平頭立銑刀和球頭刀的加工效果是明顯不同的，當(dāng)曲面形狀復(fù)雜時(shí)，為了避免干涉，建議使用球頭刀，調(diào)整好加工參數(shù)也可以達(dá)到較好的加工效果。在選擇刀刃長(zhǎng)度和刀桿長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)床的情況及零件的尺寸是否會(huì)干涉。在可能的情況下，應(yīng)盡量選短一些，以提高刀具的剛度。 鉆孔時(shí)，要用中心鉆打中心孔，用以引正鉆頭。先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度Z，再用較大的鉆頭進(jìn)行鉆孔，最后用所需的鉆頭進(jìn)行加工，以保證孔的精度。在進(jìn)行較深的孔加工時(shí)，特別要注意鉆頭的冷卻和排屑問(wèn)題，一般利

9、用深孔鉆削循環(huán)指令G83進(jìn)行編程，可以工進(jìn)一段后，鉆頭快速退出工件進(jìn)行排屑和冷卻，再工進(jìn)，再進(jìn)行冷卻和排屑直至孔深鉆削完成。若工件為鑄件，則不能使用冷卻液。 在選用刀具進(jìn)行編程時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分刀尖和刀心，兩者均是刀具的對(duì)稱軸上的點(diǎn)，其間差一個(gè)刀角半徑。 圖2 三種形式的立銑刀的刀心和刀尖 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，在刀具裝到機(jī)床上之前，應(yīng)根據(jù)編程時(shí)確定的參數(shù)，在機(jī)外的預(yù)調(diào)裝置中調(diào)整到所需的尺寸。下面利用CAXA制造工程師軟件中“銑刀參數(shù)”對(duì)刀具參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。 圖3 銑刀參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 （1）當(dāng)前銑刀名 為當(dāng)前銑刀的名稱，用于刀具標(biāo)識(shí)和列表，刀具名是唯一的。通過(guò)下拉列表，可以顯示

10、刀具庫(kù)中的所有刀具，并可在列表中選擇當(dāng)前刀具。 （2）刀具號(hào) 刀具安裝在加工中心機(jī)床的刀具庫(kù)中的刀位號(hào)。用于后置處理的自動(dòng)換刀指令。刀具號(hào)唯一。 （3）刀具補(bǔ)償號(hào) 刀具補(bǔ)償值的序列號(hào)，其值可以與刀具號(hào)不一致。 （4）刀具半徑 刀具的半徑值。該參數(shù)用于確定刀具半徑補(bǔ)償?shù)牧俊? （5）刀角半徑 刀具的刀角半徑，應(yīng)不大于刀具半徑。 （6）刀刃有效長(zhǎng)度 刀具的刀桿可用于切削部分的長(zhǎng)度。 （7）刀桿長(zhǎng)度 刀尖到刀柄之間的距離。刀桿長(zhǎng)度應(yīng)大于刀刃有效長(zhǎng)度。并且一般刀桿長(zhǎng)度要大于工件總切深。如果不大于總切深，一定要檢查刀柄是否會(huì)與工件相接觸。 （8）　　增加刀具 用于增加刀具到軟件系統(tǒng)的刀具庫(kù)中

11、，并非加工中心機(jī)床的刀具庫(kù)。單擊“增加銑刀”按鈕→彈出“增加銑刀”對(duì)話框→輸入增加的銑刀的名稱→單擊“確定”→可以修改刀具的各個(gè)參數(shù)，如圖4所示。 圖4 增加銑刀對(duì)話框 （9）　　刪除當(dāng)前刀具 刪除CAXA系統(tǒng)的刀具庫(kù)中不需要的刀具。而不是刪除機(jī)床刀具庫(kù)中的刀具。選擇需刪除的刀具→鼠標(biāo)單擊“刪除當(dāng)前銑刀”按鈕→按“確認(rèn)”按鈕后，該刀具即被刪除，如圖5所示。 圖5 刪除銑刀對(duì)話框 （10）預(yù)顯刀具參數(shù) 修改刀具參數(shù)后，按“預(yù)顯刀具參數(shù)”按鈕可顯示參數(shù)修改后刀具的形狀。 加工中心機(jī)床刀具是一個(gè)較復(fù)雜的系統(tǒng)，如何根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行正確選用，是編程人員必須掌握的。只有對(duì)加工中心刀具結(jié)構(gòu)和選用有充分的了解和認(rèn)識(shí)，在實(shí)際工作中才能靈活運(yùn)用，提高工作效率和安全生產(chǎn)。