数控铣加工刀具类型的选择

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数控铣加工刀具类型的选择

      数控刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。生产中,被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。
1、数控铣削刀具的选用:加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,而避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,半精加工和精加工用四刃铣刀;铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀;铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀;铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀;
2、孔加工刀具的选用:数控机床孔加工一般无钻模,由于钻头的刚性和切削条件差,选用钻头直径D应满足L/D≤5(L为钻孔深度)的条件;钻孔前先用中心钻定位,保证孔加工的定位精度;精绞前可选用浮动绞刀,绞孔前孔口要倒角;镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削,以平衡镗削振动;尽量选择较粗和较短的刀杆,以减少切削振动。在经济型数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:
①尽量减少刀具数量;
②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;
③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;
④先铣后钻;
⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;
⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。总之,根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量,选择刚性好,耐用度高的铣刀,是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。

二、切削用量的确定

  数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。切削用量包括切削速度、背吃刀量或侧吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度并充分发挥机床的性能,最大限度地提高生产率,降低成本。

    (1)切削速度的确定铣削的切削速度与刀具的耐用度T、每齿进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ae以及铣刀齿数Z成反比,与铣刀直径d成正比。其中原因是fz、ap、ae、Z增大时,使同时工作齿数增多,刀刃负荷和切削热增加,加快刀具磨损,因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。如果加大铣刀直径则可以改善散热条件,相应提高切削速度。下表列出了铣削切削速度的参考值。
铣削时的切削速度参考表
    工件材料硬度(BBS)切削速度Vc (m/min)
    亚游备用线路钢铣刀硬质合金铣刀
    钢<22518~4266~150
    225~32512~3654~120
    325~4256~2136~75
    铸铁<19021- 3666~150
    190~2609~1845~90
    260~3204.5~1021~30
 
   (2)进给速度的确定进给速度F是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在轮廓加工中,在接近拐角处应适当降低进给量,以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。确定进给速度的原则:1)当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100~200mm/min范围内选取。2)在切断、加工深孔或用亚游备用线路钢刀具加工时,亚游备用线路择较低的进给速度,一般在20~50mm/min范围内选取。3)当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20~50mm/min范围内选取。4)刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。
    (3)背吃刀量(或侧吃刀量)的确定在保证加工表面质量加工质量的前提下,背吃刀量(ap)应据机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。工件表面粗糙度要求为Ra3.2-12.5μ m,分粗铣和半精铣两步铣削加工,粗铣后留半精铣余量0.5~1.0mm;工件表面粗糙度要求为Ra0.8~3.2μ m,可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工,半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣侧吃刀量取1.5-2mm,精铣时端铣背吃刀量取0.5~lmm,圆周铣侧吃刀量取0.3~0.5mm。
总之,零件数控编程具有很大的灵活性,只有正确理解以上工艺参数,在实践中不断进行总结,才能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的模具零件.