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    針對數(shù)控加工工藝的分析

    2016-05-06 20:40:25胡洪濤
    中國科技博覽 2016年11期
    關鍵詞:切削用量加工工藝數(shù)控機床

    胡洪濤

    [摘 要]數(shù)控機床加工生產中,在加工工藝確定的情況下,加工刀具和切削用量的合理選擇是數(shù)控加工生產的重要環(huán)節(jié),是保證數(shù)控加工生產效率和表面加工質量的重要保證。合理選擇切削用量是切削刀具充分發(fā)揮性能的保障,合理選擇切削刀具是切削用量最有效的保證,只有將兩者有機地結合起來,才能充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工效率和加工質量。

    [關鍵詞]數(shù)控加工中心;切削刀具;切削用量;數(shù)控機床;加工工藝

    中圖分類號:TG75 文獻標識碼:B 文章編號:1009-914X(2016)11-0034-01

    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量,甚至可以決定機床功效的發(fā)揮和安全生產的順利進行。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量,還可降低成本以獲得最佳經濟效益。

    1 加工中心用刀具的基本特征

    為了適應數(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;(7)刀柄的轉位、重裝和重復定位精度要求高。

    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、硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等,其中高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金在數(shù)控加工中的應用最廣泛。

    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,涂層硬質合金的硬度較高,硬質合金刀具層中,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,機夾焊接式和可轉位式三種,運用較多的是可轉位式。當?shù)镀邢魅心モg或報廢時,可直接在機床上轉位或者更換刀片,從而大大提高加工效率和產品質量,根據不同的工件外形不同的機床性能,選擇適當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)在的硬質合金立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂直進給。

    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、標準麻花鉆。刀具材料有高速鋼、硬質合金和涂層硬質合金等。

    第二,鉸刀。有標準高速鋼鉸刀、焊接硬質合金刀(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

    應根據機床的加工能力、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,平面周邊輪廓的銑削,用立銑刀;銑削平面用硬質合金盤銑刀;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鍵的環(huán)節(jié),它直接影響加工效率和加工質量的提高。合理地選擇切削用量需要理論和實踐相結合,在實踐中不斷摸索實驗,才能更好地總結、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吃刀量、進給速度和切削速度。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,其次是進給速度,最后確定切削速度。

    5 結語

    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完成,而有些加工生產任務,是講質量、講效益、講效率的。只有合理地選擇切削刀具和切削用量,才能保證任務的順利完成,同時也使效益最大化。

    參考文獻

    [1] 彭海利,蘇雪明.淺談刀具和切削用量的合理選擇對數(shù)控加工的影響[J].大眾科技,2012,14(4).

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    [3] 范繼紅,黃國輝.如何選擇數(shù)控加工中心的夾具、刀具[J].現(xiàn)代農業(yè)裝備,2009,(1).

    [4] 蘇朱勇.淺談數(shù)控機床的刀具和切削用量的選用[J].中國機械,2014,(15).

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