硬質(zhì)合金刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)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,以提高刀具加工的剛性。
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)。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí),可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時(shí),由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般采用頂端密距,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭的刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀,因此,只要在保證不過切的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭的刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個(gè)加工成本大大降低。
在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫(kù)上,按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄,以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)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,以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。
刀具偏移的含義
硬質(zhì)合金刀具偏移是用來補(bǔ)償假定刀具長(zhǎng)度與基準(zhǔn)刀具長(zhǎng)度之長(zhǎng)度差的功能。車床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時(shí)實(shí)現(xiàn)刀具偏移。刀具幾何偏移:由于刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產(chǎn)生的刀具偏移。刀具磨損偏移:由刀具刀尖的磨損產(chǎn)生的刀具偏移。
刀具偏移的應(yīng)用
利用刀具偏移功能,可以修整因?qū)Φ恫徽_或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。例如:加工外圓表面時(shí),如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm,此時(shí)只需將刀具偏移存儲(chǔ)器中的X值減小0.2,并用原刀具及原程序重新加工該零件,即可修整該加工誤差。同樣,如出現(xiàn)Z方向的誤差,則其修整辦法相同。
機(jī)械刀具角度和結(jié)構(gòu)的選擇
重型車削粗加工階段,工件外表面的鍛造氧化皮、裂紋、鏟坑、鑄造夾雜、氣孔等缺陷都易導(dǎo)致刀具破碎,因此應(yīng)選擇合理刀具角度。重型加工條件下,因粗加工要切除很厚的切屑,車刀一般采用前角g=8~12゜,而普通g=15゜。切削刃傾角l=10~18°。如果減小前角,即增大切削角,可在某種程度上增加切削刃的強(qiáng)度。應(yīng)指出:減小前角,切削力增大,但在g由15°變到10°時(shí),切削力增加得很小,而增大的工作前角和楔角,提高了刀刃的鋒利性和刀尖強(qiáng)度尤其是在工件很重,旋轉(zhuǎn)帶有沖擊性的負(fù)荷時(shí),切削刃的刃傾角l=10~18°創(chuàng)造了有利的切削條件,因而在切削時(shí),沖擊力的作用點(diǎn)離開了刀尖,可防止刀尖破碎。 同時(shí),在主切削刃上開有1mm左右寬的負(fù)倒棱、R2mm左右的刀尖圓角以提高刀刃的抗沖擊性能,但刀具安裝角度還要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
粗加工階段切削余量大,對(duì)刀具的剛性要求較高。一般而言,整體刀具剛度好,但結(jié)構(gòu)笨重,裝卸困難:而機(jī)夾刀具拆卸靈活,動(dòng)剛度也可滿足加工要度。機(jī)夾刀具的刀片材質(zhì)選擇及夾持結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度很重要,實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn),偏心銷夾緊和勾頭壓緊式不適合重型粗加工,因?yàn)榇旨庸r(shí)工藝系統(tǒng)振動(dòng)大,常使壓緊機(jī)構(gòu)松動(dòng),導(dǎo)致刀片損壞:上壓式結(jié)構(gòu)也常因阻礙了切屑的流出而造成壓塊的損壞。機(jī)夾刀具的制造精度要求也很高,因?yàn)榧词刮⑿〉恼`差,也能使定位機(jī)構(gòu)變成承力機(jī)構(gòu),由于重型切削的加工過程中切削力很大,易使刀具損壞。
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