2023-09-15
數控加工dao具要適應數控機床高速和自動化程度高的特點,一般應包括通用dao具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯接dao具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準化和系列化。
數控dao具的分類有多種方法。
根據dao具結構可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用機夾式聯接,機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;③特殊型式,如復合式dao具、減震式dao具等。
根據制造dao具所用的材料可分為:①高速鋼dao具;②硬質合金dao具;③金剛石dao具;④其他材料dao具,如立方氮化硼dao具、陶瓷dao具等。
從切削工藝上可分為:①車削dao具,分外圓、內孔、螺紋、切割dao具等多種;②鉆削dao具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等;③鏜削dao具;④銑削dao具等。
為了適應數控機床對dao具耐用、穩定、易調、可換等的要求,近幾年機夾式可轉位dao具得到廣泛的應用,在數量上達到整個數控dao具的30~40,金屬切除量占總數的80~90.
數控dao具與普通機床上所用的dao具相比,有許多不同的要求,主要有以下特點:①剛性好(尤其是粗加工dao具)、精度高、抗振及熱變形小;②互換性好,便于快速換刀;③壽命高,切削性能穩定、可靠;④dao具的尺寸便于調整,以減少換刀調整時間;⑤dao具應能可靠地斷屑或卷屑,以利于切屑的排除;⑥系列化、標準化,以利于編程和dao具管理。
dao具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用dao具及刀柄。
dao具選擇總的原則是: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dao具加工的剛性。選取dao具時,要使dao具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進行曲面(模具)加工時,由于球頭dao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dao具在表面加工質量和切削效率方面都優于球頭刀,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,都應優先選擇平頭刀。
另外,dao具的耐用度和精度與dao具關系很大,要引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的dao具雖然增加了dao具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。
在加工上,各種dao具分別裝在刀庫上,按程序規定隨時進行選刀和換刀動作。因此要采用標準刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準dao具迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍,以便在編程時確定dao具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工采用TSG工具系統,其刀柄有直柄(3種規格)和錐柄(4種規格)2種,共包括16種不同用途的刀柄。
在經濟型數控機床的加工過程中,由于dao具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,要合理安排dao具的排列順序。一般應遵循以下原則:①盡量減少dao具數量;②一把dao具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工步驟;③粗精加工的dao具應分開使用,即使是相同尺寸規格的dao具;④先銑后鉆;⑤先進行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控機床的自動換刀功能,以提高生產效率等。
合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產率為主,但也應考慮經濟性和加工成本;半精加工和精加工時,應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊,并結合經驗而定。
具體要考慮以下幾個因素: ①切削t.在機床、工件和dao具剛度允許的情況下,t就等于加工余量,這是提高生產率的一個措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,一般應留一定的余量進行精加工。數控機床的精加工余量可略小于普通機床。 ②切削寬度L.一般L與dao具直徑d成正比,與切削成反比。經濟型數控機床的加工過程中,一般L的取值范圍為:L=(0.6~0.9)d. ③切削速度v.提高v也是提高生產率的一個措施,但v與dao具耐用度的關系比較密切。隨著v的加大,dao具耐用度急劇下降,故v的選擇主要取決于dao具耐用度。另外,切削速度與加工材料也有很大關系,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時,v可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時,v可選200m/min以上。 ④主軸轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據切削速度v來選定。計算公式為:v=nd/1000.數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調(倍率)開關,可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整。 ⑤進給速度vF.vF應根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及dao具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產效率。加工表面粗糙度要求低時,vF可選擇得大些。在加工過程中,vF也可通過機床控制面板上的修調開關進行人工調整,但是*大進給速度要受到設備剛度和進給系統性能等的控制
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