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夾具刀具的選擇及切削用量的確定(二)

日期: 2017-08-02    來源:刀具商務網

  二、刀具的選擇及對刀點、換刀點的設置

  1.刀具的選擇

  與普通機床加工方法相比,數控加工對刀具提出了更高的要求,不僅需要剛性好、精度高,而且要求尺寸穩定,耐用度高,斷屑和排屑性能好;同時要求安裝調整方便,這樣來滿足數控機床高效率的要求。數控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質合金)并使用可轉位刀片。(1)車削用刀具及其選擇  數控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。

  1)尖形車刀  尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成,如90°內外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。

  尖形車刀幾何參數(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同,但應結合數控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮,并應兼顧刀尖本身的強度。

  2)圓弧形車刀  圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖,應此,刀位點不在圓弧上,而在該圓弧的圓心上。

  圓弧形車刀可以用于車削內外表面,特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點:一是車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑,以免發生加工干涉;二是該半徑不宜選擇太小,否則不但制造困難,還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。

  3)成型車刀  成型車刀也稱樣板車刀,其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。

  數控車削加工中,常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數控加工中,應盡量少用或不用成型車刀。

  (2)銑削用刀具及其選擇  數控加工中,銑削平面零件內外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀,該刀具有關參數的經驗數據如下:

  1)銑刀半徑RD應小于零件內輪廓面的最小曲率半徑Rmin,一般取RD=(0.8——0.9)Rmin

  2)零件的加工高度H≤(1/4-1/6)RD,以保證刀具有足夠的剛度。

   

  3)粗加工內輪廓時,銑刀最大直徑D可按下式計算(參見圖2-10):

   

  式中

  D1——輪廓的最小凹圓角半徑;

  Δ——圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量;

  Δ1——精加工余量;

  j——圓角兩鄰邊的最小夾角。

     

   

  4)用平底立銑刀銑削內槽底部時,由于槽底兩次走刀需要搭接,而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,如圖2-11 所示,即直徑為d=2 Re=2(R-r),編程時取刀具半徑為Re=0.95(R-r)。

  對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常用球形銑刀、環形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。如圖2-12所示。

  (3)標準化刀具  目前,數控機床上大多使用系列化、標準化刀具,對可轉位機夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標準及系列化型號;對于加工中心及有自動換刀裝置的機床,刀具的刀柄都已有系列化和標準化的規定,如錐柄刀具系統的標準代號為TSG—JT,直柄刀具系統的標準代號為DSG—JZ。

  此外,對所選擇的刀具,在使用前都需對刀具尺寸進行嚴格的測量以獲得精確數據,并由操作者將這些數據輸入數據系統,經程序調用而完成加工過程,從而加工出合格的工件。

  2.對刀點、換刀點的設置

  工件裝夾方式在機床確定后,通過確定工件原點來確定了工件坐標系,加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。例如:某程序開始第一個程序段為N0010 G90 G00 X100 Z20 ,是指刀具快速移動到工件坐標下 X=100mm Z=20mm處。究竟刀具從什么位置開始移動到上述位置呢?所以在程序執行的一開始,必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置,這一位置即為程序執行時刀具相對于工件運動的起點,所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定,所以,該點又稱對刀點。

  在編制程序時,要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是:

  1)便于數值處理和簡化程序編制。

  2)易于找正并在加工過程中便于檢查。

  3)引起的加工誤差小。

  對刀點可以設置在加工零件上,也可以設置在夾具上或機床上,為了提高零件的加工精度,對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上。例:以外圓或孔定位零件,可以取外圓或孔的中心與端面的交點作為對刀點。

  實際操作機床時,可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上,即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點,車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心;平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點;球頭銑刀是球頭的球心,鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作,對刀精度較低,且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等,以減少對刀時間,提高對刀精度。

  加工過程中需要換刀時,應規定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉動換刀時的位置,換刀點應設在工件或夾具的外部,以換刀時不碰工件及其它部件為準。

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