一站式精密五金件加工(gōng)製造(zào)
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加工中心所用的刀具是由(yóu)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,要根據加工中心機床的要求、夾具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用量以(yǐ)及其它相關因素正(zhèng)確選用刀具。刀具選擇(zé)總的原則是:刀具的安裝和調整方便,剛性好,耐用度和精(jīng)度高。在保證安全和滿足加工(gōng)要求的前提(tí)下,刀具(jù)長度應盡可能短(duǎn),以提高刀具的剛性。
在加工中心機床上,各種刀具分別裝在刀庫中,按程序的規定進(jìn)行自動換刀。因此必須采用標(biāo)準刀柄,以便使鑽、鏜、擴、銑削等工序用的刀(dāo)具能迅速、準確地裝到機床主軸上。編程人員應充分了解機床(chuáng)上所用(yòng)刀柄的結構尺(chǐ)寸、調整方法以及調整範圍,以便在編程時確定(dìng)刀具的徑向和軸向尺寸。
加工中(zhōng)心機床所用的(de)刀具必須適應加工中心高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點,其刀柄部分要聯(lián)接通(tōng)用刀具並裝在機床主軸上,由於加工中心(xīn)類(lèi)型不同,其刀柄柄部的型式及尺寸不盡相同。JT(ISO7388)表示加工中心機床用的(de)錐柄柄部(帶有機械手(shǒu)夾持(chí)槽),其(qí)後麵的數字為相應的ISO錐度(dù)號,如50、45、和40分別(bié)代表大端直徑為69.85、57.15和44.45毫米的7:24錐度(dù)。ST(ISO297)表示一般數(shù)控機床用的錐柄柄部(沒有機械手夾持槽),數字意義與(yǔ)JT類相同。BT(MAS403)表示用於日本(běn)標準MAS403的帶有機械手夾持(chí)槽聯接。
加工中心刀具的刀柄分(fèn)為整體式工具係統和模塊式工具係統兩大類。模塊式工(gōng)具係統由於其定位精度高,裝卸方便,連接剛性好,具有良好的抗振性,是目前用得較(jiào)多的一種型式,它由刀(dāo)柄、中間接杆以及工作頭組成。它(tā)具有單圓柱(zhù)定心,徑向銷釘鎖緊的(de)聯接特點,它的一部分(fèn)為孔,而(ér)另一部分為軸(zhóu),兩者之間進行插入連(lián)接,構成一個剛性刀柄(bǐng),一端和(hé)機床主軸連接,另一端安裝上各種可轉位刀具便構成一個工具係統。根據加工中心類型,可以(yǐ)選擇(zé)莫(mò)氏及公製錐柄。中間接杆有等徑和變(biàn)徑兩類,根據不同的內外徑及長度將刀柄(bǐng)和工作頭模塊相聯接。工作頭有可(kě)轉位鑽頭、粗鏜刀、精鏜刀、擴孔鑽、立(lì)銑刀、麵銑刀、彈簧夾頭、絲錐夾頭、莫氏錐孔(kǒng)接杆、圓柱柄(bǐng)刀具接杆等(děng)多種類(lèi)型。可(kě)以根椐不同的加工工(gōng)件尺寸和工藝方法,按需要組合成銑、鑽、鏜、鉸、攻絲等各(gè)類工具進行切削加工。通用刀具根據(jù)製造所(suǒ)用的材料可分為以下幾種(zhǒng):(1)高速鋼刀具;(2)硬質合金刀具;(3)金剛石刀具;(4)其他(tā)材料刀具,如陶瓷刀具等。
刀具(jù)的切削過程是非常複雜的,影響因素很多。在銑削加(jiā)工時,刀具材料的性能、刀具類型、刀具幾何參數、切削速度、切削深度和進給量等都影響切削力,從而影響整(zhěng)個工藝係統,最終影響加工精度和質量。在加工中心機床上進行加(jiā)工,其(qí)主軸轉速比普通機床的主軸轉速一般至(zhì)少要高1到2倍,因此,在加工中心上進行銑加工,選(xuǎn)取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件(jiàn)的表麵尺寸相適應。
平麵銑削應選用不重(chóng)磨硬質合金端銑刀(dāo)或立銑刀。一般采用(yòng)二次走刀,第一次走刀最好用端銑刀(dāo)粗銑,沿工件表麵連續走(zǒu)刀。選好每次(cì)走刀的寬度和銑刀的直徑,使接痕不影響精銑精度。因此,加(jiā)工餘量大(dà)又不均勻時,銑刀直徑要選小些。精加工時(shí),銑刀直徑要(yào)選大些,最好能夠包容加工麵(miàn)的整個(gè)寬度。在實際工(gōng)作(zuò)中,平麵(miàn)的半精加工和精加工,一(yī)般用可轉位密齒麵銑刀,可以達到(dào)理想的表麵加工質量,甚至可以實現以銑(xǐ)代磨。密布的刀(dāo)齒使進給速度(dù)大大提高(gāo),從而提高切削效率。精(jīng)切平麵時,可以設置2到4個(gè)刀齒。
可轉(zhuǎn)位螺旋立銑(xǐ)刀適用於高效率粗銑(xǐ)大型工件的(de)台階麵、立麵及大型槽的加工。如更換(huàn)不同牌號的刀片,可加工(gōng)鋼、鑄鐵(tiě)、鑄鋼、耐熱鋼等多種材料。
硬質合金螺旋齒立銑刀是一種用於加工鑄鐵(tiě)、鋼件、有色金屬的精加工刀具,刀片一般為焊接式。
鑲硬質合金刀片的端(duān)銑刀和立銑刀(dāo)主要用於加(jiā)工凸台、凹槽和(hé)箱(xiāng)口麵。為了提高槽寬的加工精度,減少銑刀的種類,加工時采用直徑比(bǐ)槽寬小的銑刀,先銑槽的中間部分,然後再利用刀(dāo)具(jù)半徑補償(或稱直徑補償(cháng))功能對槽的兩邊進行銑加工。
銑削盤(pán)類零件(jiàn)的周邊輪廓一(yī)般(bān)采用立銑刀。所用的立銑刀的刀具半徑一定要小於零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑。一般取最小曲率半徑的(de)0.8到0.9倍即可。零件(jiàn)的加工高(gāo)度(Z方向的吃刀深度)最好不要超過刀具的半(bàn)徑。若是銑毛坯麵時(shí),最好選用硬質合金波紋立銑刀(dāo),它在機床、刀具、工件係統允許的情況下,可以進行強力(lì)切削。
加工中心上用的立銑刀一般有三種形式:球頭刀(R=r)、端銑刀(r=0)和R刀
加工空間曲麵和(hé)變斜角輪廓外形時,由於(yú)球(qiú)頭刀具(jù)的球麵端部切削速度為(wéi)零,而且在走刀時(shí),每兩行刀位之間,加工(gōng)表麵不可(kě)能重疊,總存在沒有被加工去除的(de)部分,每兩行刀位之間的距離越大,沒有被加工去除的部分(fèn)就越多,其高度(通常稱為“殘留高(gāo)度”) 就越高,加工出來的表麵與理論表麵的誤(wù)差就越大(dà),表麵質量也就(jiù)越差。加工精度要(yào)求越高,走刀步(bù)長(zhǎng)和切削行距越小,編程效率越低。因此,應在滿足(zú)加工精度要求的前提下(xià),盡量加大(dà)走(zǒu)刀步長和行(háng)距,以提高編程和加工效率。而在兩軸及兩軸半(bàn)加工中,為提高效率,應盡量采用端(duān)銑刀(dāo),由於(yú)相同的加工參數,利(lì)用球頭刀加工會留下較大的殘留高度。因此,在保證不(bú)發生幹涉和工件不被過切的前提下,無論是曲麵(miàn)的粗加工還是精加(jiā)工,都應優先選擇平頭刀或R刀(帶圓角的立銑刀)。不過,由於平頭立銑刀和球頭(tóu)刀的加工效果是明顯不同的,當曲麵形狀複雜(zá)時,為了避免幹涉,建議使用球頭刀,調整好加工參數也可以達到較好的加工效果。在選擇(zé)刀刃長度和(hé)刀杆長度時,應考慮機床的情況及零件的尺寸是否(fǒu)會幹涉。在可能的情況(kuàng)下,應盡量選短一些,以提高(gāo)刀具(jù)的剛度。
鑽孔時,要用中心鑽打中心孔,用以引正(zhèng)鑽頭。先用較小的鑽頭鑽孔至所需深度Z,再用(yòng)較大的鑽頭進行鑽孔,最後用所需的(de)鑽頭進行(háng)加工(gōng),以保證孔的精度。在進行較深的孔(kǒng)加工時(shí),特別要注意鑽頭的冷卻和排屑問題,一般利(lì)用深孔鑽削循環指令G83進行(háng)編(biān)程,可(kě)以工進一段後,鑽頭快速退出工件進行(háng)排屑(xiè)和冷卻,再工進,再進行冷卻和排屑直至孔深鑽削完成。若工(gōng)件為鑄(zhù)件,則不(bú)能使用冷卻液(yè)。
在選用刀具進行編程時,應注意區分刀尖和刀心,兩者均是刀具的對稱(chēng)軸上的點,其間差一個刀角半徑。
實際應用(yòng)時(shí),要規定刀具的結構尺寸,在刀具裝到機床上之前,應根據編(biān)程時確定的參數,在機(jī)外(wài)的預調裝置中調整到所(suǒ)需的尺寸。下麵利用CAXA製造(zào)工程師軟件中“銑刀參數”對刀具參數進行說明。
(1)當前銑刀名 為當前銑刀的名稱,用於(yú)刀具標識和列表,刀具名是唯一的。通(tōng)過下(xià)拉列表,可以(yǐ)顯示(shì)刀(dāo)具庫中的所(suǒ)有刀具,並(bìng)可在列表中選(xuǎn)擇當前刀具。
(2)刀具號 刀具安裝在加工中心機床的刀具庫中(zhōng)的(de)刀位號。用於後置處理的自動換(huàn)刀指(zhǐ)令(lìng)。刀具號唯一(yī)。
(3)刀具補償號 刀具(jù)補償值(zhí)的序列號,其值可(kě)以(yǐ)與刀(dāo)具號不一致。
(4)刀具半徑 刀具的半徑值。該參數(shù)用於(yú)確定刀具半徑補償的量。