CNC加工中刀具的选择与切削用量的确定.doc

CNC加工中***的选择与切削用量的确定
***的选择和切削用量的确定数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展,使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能,特别是微机与数控机床的联接,使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成,一般不需要输出专门的工艺文件。
现在,许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能,些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题,比如,***选择、加工路径规划、切削用量设定等,编程员只要设置了有关的数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工中的***选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的,这与普通机床加工形成鲜明的对比,同时也要求编程人员必须掌握***选择和切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的***选择和切削用量确定问题进行了探讨,给出了若干原则和建议,并对应该注意的问题进行了讨论。
***的种类及特点
数控加工***必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用***、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接***并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。数控***的分类有多种方法。
根据***结构可分为:
整体式;
镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;
特殊型式,如复合式***,减震式***等。
根据制造***所用的材料可分为:
高速钢***;
硬质合金***;
金刚石***;
其他材料***,如立方氮化硼***,陶瓷***等。
从切削工艺上可分为
车削***,分外圆、内孔、螺纹、切割***等多种;
钻削***,包括钻头、铰刀、丝锥等;
镗削***;
铣削***等。
为了适应数控机床对***耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位***得到广泛的应用,在数量上达到整个数控***的30%~40%,金属切除量占总数的80%~90%。
数控***与普通机床上所用的***相比,有许多不同的要求,主要有以下特点: 刚性好(尤其是粗加工***),精度高,抗振及热变形小;
互换性好,便于快速换刀;
寿命高,切削性能稳定、可靠;
***的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;
***应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;
系列化,标准化,以利于编程和***管理。
***的选择
***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***及刀柄。***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***加工的刚性。
选取***时,要使***的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面加工时,由于球头***的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很能密,故球头常用于曲面的精加工。而平头***在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。另外,***的耐用度和精度与***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***虽然增加了***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。
在加工中心上,各种***分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准***,迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便在编程时确定***的径向和轴向尺寸。目前我的加工中心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种,共包括16种不同用途的刀柄。
在计算机型数控加工中,由于***的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较,因此,必须合理安排***的排列顺序。一般应遵循以下原则:
尽量减少***数量;
一把***装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;
粗精加工的***应分开使用,即使是相同尺寸规格的***;
先铣后钻;
先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;
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。

合理选择切削用量的原则是,粗加工时