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刀具选择切削用量确定数控CNC加工重要内容

刀具选择切削用量确定数控CNC加工重要内容,它不仅影响数控机床加工效率,而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术发展,使得数控加工直接利用CAD设计数据成为可能,特别微机与数控机床联接,使得设计、工艺规划及编程整个过程全部计算机上完成,一般不需要输出专门工艺文件。 
    现,许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能,这些软件一般编程界面提示工艺规划有关问题,比如,刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等,编程人员只要设置了有关参数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工刀具选择切削用量确定人机交互状态下完成,这与普通机床加工形成鲜明对比,同时也要求编程人员必须掌握刀具选择切削用量确定基本原则,编程时充分考虑数控加工特点。本文对数控编程必须面对刀具选择切削用量确定问题进行了探讨,给出了若干原则建议,并对应该注意问题进行了讨论。
    一、数控加工常用刀具种类及特点
    数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效自动化程度高特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装机床动力头上,因此已逐渐标准化系列化。数控刀具分类有多种方法。根据刀具结构可分为:①整体式;②镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位可转位两种;③特殊型式,如复合式刀具,减震式刀具等。根据制造刀具所用材料可分为: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,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为:①车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②tpu原料,包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削刀具;④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛应用,数量上达到整个数控刀具30%~40%,金属切除量占总数80%~90%。 
    数控刀具与普通机床上所用刀具相比,有许多不同要求,主要有以下特点: 
    ⑴刚性好(尤其粗加工刀具),精度高,抗振及热变形小; 
    ⑵互换性好,便于快速换刀; 
    ⑶寿命高,切削性能稳定、可靠; 
    ⑷刀具尺寸便于调整,以减少换刀调整时间; 
    ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑排除; 
    ⑹系列化,标准化,以利于编程刀具管理。
    二、数控加工刀具选择 
   刀具选择数控编程人机交互状态下进行。应根据机床加工能力、工件材料性能、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。刀具选择总原则:安装调整方便,刚性好,耐用度精度高。满足加工要求前提下,尽量选择较短刀柄,以提高刀具加工刚性。
    选取刀具时,要使刀具尺寸与被加工工件表面尺寸相适应。生产,平面零件周边轮廓加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片玉米铣刀;对一些立体型面变斜角轮廓外形加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀盘形铣刀。
    进行自由曲面加工时,由于球头刀具端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很能密,故球头常用于曲面精加工。而平头刀具表面加工质量切削效率方面都优于球头刀,因此,只要保证不过切前提下,无论曲面粗加工还精加工,都应优先选择平头刀。另外,刀具耐用度精度与刀具价格关系极大,必须引起注意,大多数情况下,选择好刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来加工质量加工效率提高,则可以使整个加工成本大大降低。
    加工心上,各种刀具分别装刀库上,按程序规定随时进行选刀换刀动作。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用标准刀具,迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便编程时确定刀具径向轴向尺寸。目前我国加工心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(三种规格)锥柄(四种规格)两种,共包括16种不同用途刀柄。