一、數控銑床刀具種類
數(shu)控(kong)(kong)(kong)加(jia)工(gong)中刀(dao)具(ju)的(de)(de)選擇(ze)(ze)和切(qie)(qie)削用量(liang)(liang)(liang)確(que)定是在(zai)人機交互狀態下(xia)完成,要求編程人員必須掌握刀(dao)具(ju)選擇(ze)(ze)和切(qie)(qie)削用量(liang)(liang)(liang)確(que)定的(de)(de)基本(ben)原則,在(zai)編程時充分考慮(lv)數(shu)控(kong)(kong)(kong)加(jia)工(gong)特(te)點,正確(que)選擇(ze)(ze)刀(dao)刃具(ju)及(ji)切(qie)(qie)削用量(liang)(liang)(liang)。數(shu)控(kong)(kong)(kong)加(jia)工(gong)技術涉(she)及(ji)的(de)(de)范圍很廣,就(jiu)應(ying)用方(fang)面而言,其加(jia)工(gong)技術的(de)(de)特(te)點和難點仍在(zai)于(yu)如何(he)高速、高效(xiao)率地正確(que)選用數(shu)控(kong)(kong)(kong)機床刀(dao)具(ju)編制(zhi)出符合(he)產(chan)品(pin)技術要求的(de)(de)數(shu)控(kong)(kong)(kong)加(jia)工(gong)工(gong)藝及(ji)程序。數(shu)控(kong)(kong)(kong)加(jia)工(gong)可以大幅度縮(suo)短產(chan)品(pin)的(de)(de)制(zhi)造(zao)周期(qi),有(you)效(xiao)的(de)(de)解決機械(xie)產(chan)品(pin)中復雜、精密、單件(jian)小批(pi)量(liang)(liang)(liang)、形狀多變的(de)(de)零件(jian)加(jia)工(gong)。
數控銑床加工刀(dao)具種類很多,為(wei)了(le)適(shi)應(ying)數控機床高速、高效和自(zi)動化程度(du)高的特(te)點,所用刀(dao)具正朝(chao)著(zhu)標(biao)準化、通用化和模塊化的方向(xiang)發展,主要分為(wei)銑削刀(dao)具和孔加工刀(dao)具兩(liang)大類。為(wei)了(le)滿足高效和特(te)殊的銑削要求,又(you)發展了(le)各種特(te)殊用途的專(zhuan)用刀(dao)具。
(1)刀柄結構形式
數控銑(xian)床刀具(ju)刀柄(bing)的(de)結構形(xing)式分為模(mo)(mo)塊(kuai)式與整體式兩種(zhong)(zhong)。模(mo)(mo)塊(kuai)式刀具(ju)系(xi)統是一種(zhong)(zhong)較先進的(de)刀具(ju)系(xi)統,其每把刀柄(bing)都可通過各種(zhong)(zhong)系(xi)列化(hua)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)組裝而(er)成。針對不(bu)同的(de)加工零件和機床,采取不(bu)同的(de)組裝方案,可獲得多(duo)種(zhong)(zhong)刀柄(bing)系(xi)列,從而(er)提高刀柄(bing)的(de)適應(ying)能(neng)力(li)和利用(yong)率。
整體(ti)式刀(dao)(dao)柄(bing)裝夾刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)工作部分與(yu)機床上(shang)安裝定位(wei)用的(de)(de)柄(bing)部是(shi)一體(ti)的(de)(de)。這種(zhong)(zhong)刀(dao)(dao)柄(bing)對機床與(yu)零件的(de)(de)變(bian)(bian)換適(shi)應能力較差。為(wei)適(shi)應零件與(yu)機床的(de)(de)變(bian)(bian)換,用戶必須儲備各種(zhong)(zhong)規格(ge)的(de)(de)刀(dao)(dao)柄(bing),因(yin)此刀(dao)(dao)柄(bing)的(de)(de)利用率(lv)較低。
數控銑床刀柄(bing)與主軸孔的(de)(de)配(pei)合(he)錐(zhui)(zhui)(zhui)面(mian)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)7:24圓錐(zhui)(zhui)(zhui)柄(bing),并采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)相(xiang)應(ying)型(xing)式(shi)的(de)(de)拉釘,與機(ji)(ji)床主軸相(xiang)結合(he)。錐(zhui)(zhui)(zhui)柄(bing)具(ju)有(you)不自(zi)鎖(suo),換(huan)刀方(fang)便(bian)等特點(dian)。刀柄(bing)常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)規格(ge)有(you)40號(hao)、45號(hao)和50號(hao)。目前在我國(guo)應(ying)用(yong)(yong)(yong)較為(wei)廣泛的(de)(de)有(you)IS07388—1983.MAS403—1982.ANSI/ASME 135.50—1985等,選(xuan)擇時應(ying)考慮刀柄(bing)規格(ge)與機(ji)(ji)床主軸、機(ji)(ji)械手相(xiang)適應(ying)。JT:表示采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)國(guo)際標準IS07388號(hao)加工中(zhong)心機(ji)(ji)床用(yong)(yong)(yong)錐(zhui)(zhui)(zhui)柄(bing)柄(bing)部(帶(dai)機(ji)(ji)械手夾持槽(cao)(cao));其后數(shu)字為(wei)相(xiang)應(ying)的(de)(de)ISO錐(zhui)(zhui)(zhui)度號(hao)。BT:表示采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)日(ri)本標準MAS403號(hao)加工中(zhong)心機(ji)(ji)床用(yong)(yong)(yong)錐(zhui)(zhui)(zhui)柄(bing)柄(bing)部(帶(dai)機(ji)(ji)械手夾持槽(cao)(cao));其后數(shu)字為(wei)相(xiang)應(ying)的(de)(de)ISO錐(zhui)(zhui)(zhui)度號(hao)。對于高速(su)切削一般采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)HSK系列刀柄(bing)。
為提高(gao)加(jia)(jia)(jia)工效(xiao)率,應盡可(ke)能選用(yong)高(gao)效(xiao)率的刀(dao)(dao)(dao)(dao)具(ju)和刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄(bing)。選用(yong)強(qiang)力銑夾(jia)(jia)頭刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄(bing),夾(jia)(jia)持精度高(gao),可(ke)以用(yong)來夾(jia)(jia)持直柄(bing)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具(ju),因卡(ka)簧自身夾(jia)(jia)緊(jin)變形小自鎖性好,夾(jia)(jia)緊(jin)力大,可(ke)以用(yong)于強(qiang)力銑削加(jia)(jia)(jia)工;還可(ke)以用(yong)于高(gao)精度銑鉸孔加(jia)(jia)(jia)工,也可(ke)通過(guo)接桿(gan)夾(jia)(jia)持帶孔類刀(dao)(dao)(dao)(dao)具(ju)。
選用彈(dan)簧(huang)卡(ka)頭(tou)刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄(bing)(bing),卡(ka)簧(huang)彈(dan)性變形量(liang)為(wei)1mm,主要夾持(chi)小規格銑刀(dao)(dao)(dao)(dao),如鉆頭(tou)、銑刀(dao)(dao)(dao)(dao)、鉸刀(dao)(dao)(dao)(dao)、絲錐等。選用模塊式(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)具系統由(you)于其定位精度高(gao)(gao),裝卸方便,連(lian)接(jie)剛性好(hao),具有(you)良好(hao)的(de)抗振(zhen)性,是目前用得較(jiao)(jiao)多(duo)的(de)一(yi)(yi)種型式(shi)(shi),它(ta)由(you)刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄(bing)(bing)、中間接(jie)桿以(yi)及工(gong)(gong)(gong)作頭(tou)組(zu)成。選用粗鏜孔(kong)可選用雙(shuang)刃鏜刀(dao)(dao)(dao)(dao)刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄(bing)(bing),既可提高(gao)(gao)加(jia)工(gong)(gong)(gong)效率(lv)(lv),又(you)有(you)利于減少切削振(zhen)動;對于批(pi)量(liang)大、加(jia)工(gong)(gong)(gong)復(fu)雜的(de)典型工(gong)(gong)(gong)件(jian),應盡(jin)可能選用復(fu)合(he)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具。盡(jin)管復(fu)合(he)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具與(yu)刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄(bing)(bing)價格較(jiao)(jiao)為(wei)昂貴,但在數控機(ji)床上采用復(fu)合(he)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具加(jia)工(gong)(gong)(gong),可以(yi)使工(gong)(gong)(gong)序集(ji)中,把多(duo)道工(gong)(gong)(gong)序合(he)并成一(yi)(yi)道工(gong)(gong)(gong)序、由(you)一(yi)(yi)把刀(dao)(dao)(dao)(dao)具完成,有(you)利于減少加(jia)工(gong)(gong)(gong)時間和換刀(dao)(dao)(dao)(dao)次(ci)數,顯著提高(gao)(gao)生產效率(lv)(lv)。
(2)數控銑床刀具的分類
數控(kong)銑床(chuang)刀(dao)具(ju)的分(fen)類有多種(zhong)方法(fa),根據(ju)刀(dao)具(ju)結構可(ke)分(fen)為:①整體式(shi)(shi)②鑲嵌式(shi)(shi),采用焊接或機夾式(shi)(shi)連接,機夾式(shi)(shi)又可(ke)分(fen)為可(ke)轉位和不可(ke)轉位兩(liang)種(zhong)③特殊型(xing)式(shi)(shi),如(ru)復合式(shi)(shi)刀(dao)具(ju),減震式(shi)(shi)刀(dao)具(ju)等。
根據制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具②硬質合金刀具:硬質合金根據國際標準ISO分類,把所有牌號分成用顏色標識的六大類,分別以字母P、M、K、N、S、H表示。P類用于加工長切屑的鋼件;M類用于加工不銹鋼件;K類用于加工短切屑的鑄鐵件;N類用于加工短切屑的非鐵材料;s類用于加工難加工材料H類用于加工硬材料。鍍層硬質合金刀具又分為:化學氣相沉積CVD和物理氣相沉積PVD兩種。③金(jin)剛石刀具④陶(tao)瓷刀片材料如(ru)氮(dan)化硅陶(tao)瓷Si3N4,立方氮(dan)化硼CBN。
從切削工藝上可(ke)分(fen)為:銑(xian)(xian)削類刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(面銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)、立銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)、圓(yuan)鼻刀(dao)(dao)(dao)、球(qiu)頭銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)、錐(zhui)度(du)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao))、孔加(jia)工類刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(麻(ma)花鉆、鉸刀(dao)(dao)(dao)、鏜刀(dao)(dao)(dao)、絲錐(zhui)等)。
為了滿足數控機床對刀具耐用、易調、穩定、可換等要求,機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用,占整個數控刀具的40%-50%,金屬切除量占總數的80%~90%。
二、數控加工刀具的選擇
刀(dao)具選(xuan)擇(ze)的(de)總(zong)原則:安裝調整方便、可靠(kao)性好、剛(gang)性好、耐用度(du)和精度(du)高。在滿足(zu)加(jia)工要求的(de)前提下,盡量選(xuan)擇(ze)刀(dao)柄較短的(de)刀(dao)具,以(yi)增強(qiang)加(jia)工的(de)剛(gang)性。
(1)根據工件的表面尺寸選擇刀具
選(xuan)取(qu)刀(dao)(dao)(dao)具時,要使刀(dao)(dao)(dao)具的尺寸與被加(jia)工(gong)件(jian)的表(biao)面(mian)尺寸相適應用。生產中,加(jia)工(gong)平面(mian)零件(jian)周邊的輪(lun)廓,常(chang)采用立(li)銑刀(dao)(dao)(dao);銑削平面(mian),應選(xuan)硬質合金刀(dao)(dao)(dao)片銑刀(dao)(dao)(dao)。加(jia)工(gong)凸臺(tai)、凹(ao)槽時,選(xuan)高速鋼立(li)銑刀(dao)(dao)(dao);加(jia)工(gong)毛坯表(biao)面(mian)或孔粗加(jia)工(gong)時,可選(xuan)用鑲硬質合金刀(dao)(dao)(dao)片的玉米銑刀(dao)(dao)(dao);對一些立(li)體型面(mian)和變斜面(mian)輪(lun)廓外形(xing)(xing)的加(jia)工(gong),選(xuan)用盤(pan)形(xing)(xing)銑刀(dao)(dao)(dao)、圓(yuan)鼻刀(dao)(dao)(dao)、平刀(dao)(dao)(dao)做粗加(jia)工(gong),選(xuan)用球頭銑刀(dao)(dao)(dao)、環(huan)形(xing)(xing)銑刀(dao)(dao)(dao)、錐(zhui)形(xing)(xing)銑刀(dao)(dao)(dao)做精加(jia)工(gong)。
(2)根據工件的表面形狀選擇刀具
在進行(xing)模具(ju)(ju)加工(gong)(gong)時,由于(yu)(yu)球(qiu)頭(tou)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)端(duan)部切削(xue)(xue)速度(du)為(wei)零,因此(ci),為(wei)保證加工(gong)(gong)精(jing)度(du),切削(xue)(xue)行(xing)距(ju)一般采用(yong)(yong)頂(ding)端(duan)密距(ju),故球(qiu)頭(tou)銑刀(dao)(dao)常用(yong)(yong)于(yu)(yu)曲面(mian)的(de)精(jing)加工(gong)(gong)。而(er)平頭(tou)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)在表面(mian)加工(gong)(gong)質量(liang)和切削(xue)(xue)效率方面(mian)都優于(yu)(yu)球(qiu)頭(tou)刀(dao)(dao),因此(ci),只(zhi)要在保證不過切的(de)前(qian)提(ti)下,無論(lun)是(shi)曲面(mian)的(de)粗加工(gong)(gong)還(huan)是(shi)精(jing)加工(gong)(gong),都應優先選擇(ze)平頭(tou)刀(dao)(dao)。另外,刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)耐用(yong)(yong)度(du)和精(jing)度(du)與刀(dao)(dao)具(ju)(ju)價格關系(xi)極(ji)大(da),必須引起注(zhu)意的(de)是(shi),在大(da)多(duo)數情(qing)況下,選擇(ze)好的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)雖然增(zeng)加了刀(dao)(dao)具(ju)(ju)成本,但由此(ci)帶來的(de)加工(gong)(gong)質量(liang)和加工(gong)(gong)效率的(de)提(ti)高,則可以使整個加工(gong)(gong)成本大(da)大(da)降(jiang)低(di)。
(3)合理安排刀具的排列順序
在經濟型數控機床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)過程(cheng)中,由于刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)磨損、測量(liang)(liang)和更換(huan)多為人工(gong)(gong)手動進(jin)(jin)行,占用輔助時間較長,因(yin)此,必須合理安排刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)排列順序。一(yi)般應遵(zun)循(xun)以下原則(ze):①工(gong)(gong)序集(ji)中一(yi)次裝夾,同(tong)一(yi)把刀(dao)(dao)具(ju)(ju)能完成其進(jin)(jin)行的(de)(de)(de)所有加工(gong)(gong)步驟;②粗精加工(gong)(gong)的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)應分開使用;③先面(mian)后孔(kong);④先進(jin)(jin)行曲面(mian)精加工(gong)(gong),后進(jin)(jin)行二維輪(lun)廓(kuo)精加工(gong)(gong);⑤合理利用數控機床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)自動換(huan)刀(dao)(dao)功(gong)能,以提(ti)高(gao)生產效率;⑥盡量(liang)(liang)減(jian)少刀(dao)(dao)具(ju)(ju)數量(liang)(liang)。