桂林泰(tai)亨數控機床科技(ji)有限(xian)公(gong)司
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數控銑床刀具知識全在這了,拿走,不謝!數控加工中刀具的選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成,要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時充分考慮數控加工特點,正確選擇刀刃具及切削用量。數控加工技術涉及的范圍很廣,就應用方面而言,其加工技術的特點 和難點仍在于如何高速、高效率地正確選用數控機床刀具編制出符合產品技術要求的數控加工工藝及程序。數控加工可以大幅度縮短產品的制造周期,有效的解決機 械產品中復雜、精密、單件小批量、形狀多變的零件加工。廣西滑枕銑床小編度心(xin)整理了有關數控銑(xian)床刀(dao)具知識,僅供參考(kao)!
數控銑床刀具選擇
1.刀具的(de)特點及種(zhong)類
數(shu)控銑(xian)床(chuang)加工刀(dao)具(ju)(ju)種類(lei)很多(duo),為(wei)了適應數(shu)控機床(chuang)高速、高效和(he)(he)自動化程度高的特點(dian),所(suo)用(yong)(yong)刀(dao)具(ju)(ju)正朝著標準化、通用(yong)(yong)化和(he)(he)模塊化的方向發展,主要分為(wei)銑(xian)削刀(dao)具(ju)(ju)和(he)(he)孔加工刀(dao)具(ju)(ju)兩大(da)類(lei)。為(wei)了滿足高效和(he)(he)特殊的銑(xian)削要求,又發展了各種特殊用(yong)(yong)途的專用(yong)(yong)刀(dao)具(ju)(ju)。
(1)刀柄結構形式
數控銑(xian)床刀(dao)(dao)(dao)具刀(dao)(dao)(dao)柄(bing)的結構形式分為模塊(kuai)式與(yu)整體式兩種(zhong)(zhong)。模塊(kuai)式刀(dao)(dao)(dao)具系統(tong)是(shi)一種(zhong)(zhong)較先進的刀(dao)(dao)(dao)具系統(tong),其每(mei)把刀(dao)(dao)(dao)柄(bing)都(dou)可(ke)通過各種(zhong)(zhong)系列化的模塊(kuai)組裝而(er)成。針對不(bu)同的加(jia)工零件和(he)機床,采(cai)取不(bu)同的組裝方案,可(ke)獲(huo)得多種(zhong)(zhong)刀(dao)(dao)(dao)柄(bing)系列,從而(er)提高刀(dao)(dao)(dao)柄(bing)的適應能力和(he)利用率。
整體(ti)式刀(dao)(dao)柄(bing)裝(zhuang)夾刀(dao)(dao)具的(de)工作部(bu)(bu)分(fen)與機(ji)床(chuang)上安裝(zhuang)定位用(yong)(yong)的(de)柄(bing)部(bu)(bu)是一(yi)體(ti)的(de)。這種刀(dao)(dao)柄(bing)對(dui)機(ji)床(chuang)與零件的(de)變換適應能力較差。為適應零件與機(ji)床(chuang)的(de)變換,用(yong)(yong)戶必須儲備(bei)各種規(gui)格(ge)的(de)刀(dao)(dao)柄(bing),因此刀(dao)(dao)柄(bing)的(de)利用(yong)(yong)率較低。
數控(kong)銑(xian)床(chuang)(chuang)刀(dao)柄(bing)(bing)與(yu)(yu)主(zhu)軸(zhou)孔的配合錐(zhui)(zhui)面采用(yong)(yong)(yong)7:24圓(yuan)錐(zhui)(zhui)柄(bing)(bing),并采用(yong)(yong)(yong)相(xiang)應(ying)型式的拉釘,與(yu)(yu)機(ji)床(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)相(xiang)結合。錐(zhui)(zhui)柄(bing)(bing)具有(you)不自鎖,換刀(dao)方(fang)便等(deng)特(te)點。刀(dao)柄(bing)(bing)常用(yong)(yong)(yong)的規格有(you)40 號(hao)(hao)、45號(hao)(hao)和50號(hao)(hao)。目前在我國應(ying)用(yong)(yong)(yong)較為廣泛的有(you)IS07388—1983.MAS403—1982.ANSI/ASME 135.50—1985等(deng),選擇時應(ying)考(kao)慮刀(dao)柄(bing)(bing)規格與(yu)(yu)機(ji)床(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)、機(ji)械手(shou)相(xiang)適應(ying)。JT:表(biao)示(shi)采用(yong)(yong)(yong)國際標準IS07388號(hao)(hao)加工中心機(ji)床(chuang)(chuang)用(yong)(yong)(yong)錐(zhui)(zhui)柄(bing)(bing)柄(bing)(bing)部(bu)(帶(dai)機(ji)械手(shou)夾(jia)(jia) 持槽);其后(hou)數字為相(xiang)應(ying)的ISO錐(zhui)(zhui)度號(hao)(hao)。BT:表(biao)示(shi)采用(yong)(yong)(yong)日本標準MAS403號(hao)(hao)加工中心機(ji)床(chuang)(chuang)用(yong)(yong)(yong)錐(zhui)(zhui)柄(bing)(bing)柄(bing)(bing)部(bu)(帶(dai)機(ji)械手(shou)夾(jia)(jia)持槽);其后(hou)數字為相(xiang)應(ying)的ISO錐(zhui)(zhui)度 號(hao)(hao)。對于(yu)高速切削一般采用(yong)(yong)(yong)HSK系列刀(dao)柄(bing)(bing)。
為提高加工(gong)效率,應盡可能選用(yong)高效率的刀(dao)具(ju)和刀(dao)柄。選用(yong)強(qiang)力銑(xian)夾(jia)頭刀(dao)柄,夾(jia)持(chi)精度高,可以(yi)用(yong)來夾(jia)持(chi)直柄刀(dao)具(ju),因卡簧自身夾(jia)緊變形小自鎖(suo)性(xing)好(hao),夾(jia)緊力大,可以(yi)用(yong)于強(qiang)力銑(xian)削(xue)加工(gong);還可以(yi)用(yong)于高精度銑(xian)鉸孔加工(gong),也可通(tong)過接桿夾(jia)持(chi)帶孔類(lei)刀(dao)具(ju)。
選(xuan)(xuan)用(yong)彈簧卡(ka)頭刀(dao)(dao)柄,卡(ka)簧彈性(xing)變形量為(wei)(wei)1mm,主要(yao)夾持小(xiao)規格(ge)銑刀(dao)(dao),如鉆頭、銑刀(dao)(dao)、鉸刀(dao)(dao)、絲錐等(deng)。選(xuan)(xuan)用(yong)模塊式工(gong)(gong)具(ju)系統由(you)于(yu)其定(ding)位精度高(gao)(gao),裝卸方便,連接剛 性(xing)好,具(ju)有(you)良(liang)好的(de)抗振性(xing),是目前用(yong)得(de)較多的(de)一(yi)種型式,它由(you)刀(dao)(dao)柄、中(zhong)間接桿以及(ji)工(gong)(gong)作頭組成(cheng)。選(xuan)(xuan)用(yong)粗鏜(tang)孔可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)雙刃鏜(tang)刀(dao)(dao)刀(dao)(dao)柄,既(ji)可(ke)提高(gao)(gao)加工(gong)(gong)效率(lv),又有(you)利(li)(li)于(yu)減少 切削振動(dong);對于(yu)批量大、加工(gong)(gong)復雜(za)的(de)典型工(gong)(gong)件,應盡可(ke)能選(xuan)(xuan)用(yong)復合刀(dao)(dao)具(ju)。盡管復合刀(dao)(dao)具(ju)與刀(dao)(dao)柄價格(ge)較為(wei)(wei)昂貴,但在(zai)數(shu)控機(ji)床(chuang)上采用(yong)復合刀(dao)(dao)具(ju)加工(gong)(gong),可(ke)以使(shi)工(gong)(gong)序集中(zhong), 把多道工(gong)(gong)序合并成(cheng)一(yi)道工(gong)(gong)序、由(you)一(yi)把刀(dao)(dao)具(ju)完成(cheng),有(you)利(li)(li)于(yu)減少加工(gong)(gong)時間和(he)換刀(dao)(dao)次數(shu),顯著提高(gao)(gao)生產效率(lv)。
(2)數控(kong)銑床刀具的(de)分類
數控(kong)銑(xian)床刀具的分類有多種(zhong)方法(fa),根據刀具結(jie)構(gou)可分為:
①整體式
②鑲嵌(qian)式(shi),采用焊接或機(ji)夾式(shi)連接,機(ji)夾式(shi)又可分(fen)為可轉(zhuan)位和(he)不(bu)可轉(zhuan)位兩種
③特殊型(xing)式,如復合式刀(dao)具(ju),減震(zhen)式刀(dao)具(ju)等。
根據制造刀(dao)具所用的材料可分為:
①高速鋼刀具
② 硬質合(he)(he)金(jin)刀(dao)具:硬質合(he)(he)金(jin)根據國際標準(zhun)ISO分(fen)(fen)類(lei)(lei),把所有牌號(hao)分(fen)(fen)成用(yong)顏色標識的六(liu)大(da)類(lei)(lei),分(fen)(fen)別以字母P、M、K、N、S、H表示(shi)。P類(lei)(lei)用(yong)于(yu)加(jia)工長切屑的鋼 件;M類(lei)(lei)用(yong)于(yu)加(jia)工不銹鋼件;K類(lei)(lei)用(yong)于(yu)加(jia)工短切屑的鑄(zhu)鐵件;N類(lei)(lei)用(yong)于(yu)加(jia)工短切屑的非鐵材料(liao);s類(lei)(lei)用(yong)于(yu)加(jia)工難(nan)加(jia)工材料(liao)H類(lei)(lei)用(yong)于(yu)加(jia)工硬材料(liao)。鍍(du)層硬質合(he)(he)金(jin)刀(dao)具又 分(fen)(fen)為:化學氣(qi)相沉(chen)積CVD和(he)物理(li)氣(qi)相沉(chen)積PVD兩種⑧金(jin)剛石刀(dao)具④陶瓷刀(dao)片材料(liao)如氮(dan)化硅陶瓷Si3N4,立(li)方氮(dan)化硼(peng)CBN
從(cong)切削工藝(yi)上(shang)可分(fen)為:銑削類(lei)刀(dao)(dao)具(面銑刀(dao)(dao)、立銑刀(dao)(dao)、圓(yuan)鼻刀(dao)(dao)、球頭銑刀(dao)(dao)、錐度銑刀(dao)(dao))孔加(jia)工類(lei)刀(dao)(dao)具(麻花(hua)鉆、鉸刀(dao)(dao)、鏜刀(dao)(dao)、絲錐等)。
為了滿足數控機(ji)床對刀(dao)具耐用、易調、穩定、可換等要(yao)求,機(ji)夾式可轉位(wei)刀(dao)具得到廣泛(fan)的應(ying)用,占整個數控刀(dao)具的40%-50%,金屬切除量(liang)占總數的80%——90%。
2.數控銑(xian)床刀具的(de)選擇
刀(dao)具選擇的(de)總原則:安裝調(diao)整方便、可靠性好、剛性好、耐用度和精度高。在(zai)滿足加工要求的(de)前提下,盡量(liang)選擇刀(dao)柄較短的(de)刀(dao)具,以增強(qiang)加工的(de)剛性。
(1)根據工件(jian)的表面(mian)尺寸選擇刀(dao)具
選(xuan)(xuan)取刀(dao)(dao)(dao)(dao)具時(shi),要使(shi)刀(dao)(dao)(dao)(dao)具的(de)尺(chi)寸與被加工(gong)(gong)件的(de)表面尺(chi)寸相(xiang)適應(ying)用。生產中,加工(gong)(gong)平面零件周邊的(de)輪(lun)(lun)廓,常采用立(li)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao);銑(xian)(xian)削平面,應(ying)選(xuan)(xuan)硬(ying)質合(he)金(jin)刀(dao)(dao)(dao)(dao)片銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)。加工(gong)(gong)凸(tu) 臺(tai)、凹槽時(shi),選(xuan)(xuan)高速鋼立(li)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao);加工(gong)(gong)毛坯表面或(huo)孔粗(cu)加工(gong)(gong)時(shi),可選(xuan)(xuan)用鑲(xiang)硬(ying)質合(he)金(jin)刀(dao)(dao)(dao)(dao)片的(de)玉(yu)米銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao);對(dui)一些立(li)體型面和變斜面輪(lun)(lun)廓外形(xing)(xing)的(de)加工(gong)(gong),選(xuan)(xuan)用盤形(xing)(xing)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)、圓鼻 刀(dao)(dao)(dao)(dao)、平刀(dao)(dao)(dao)(dao)做(zuo)粗(cu)加工(gong)(gong),選(xuan)(xuan)用球頭銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)、環形(xing)(xing)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)、錐形(xing)(xing)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)做(zuo)精加工(gong)(gong)。
(2)根據(ju)工件的表面形狀選(xuan)擇刀具
在進(jin)行模(mo)具(ju)加工(gong)時,由于球頭(tou)(tou)刀(dao)具(ju)的(de)(de)端部切(qie)(qie)削速度(du)為零,因此(ci)(ci),為保證(zheng)加工(gong)精度(du),切(qie)(qie)削行距(ju)一般采(cai)用頂(ding)端密距(ju),故球頭(tou)(tou)銑(xian)刀(dao)常用于曲(qu)(qu)面(mian)(mian)的(de)(de)精加工(gong)。而(er)平(ping)頭(tou)(tou)刀(dao)具(ju)在表 面(mian)(mian)加工(gong)質(zhi)量和(he)切(qie)(qie)削效率方面(mian)(mian)都優于球頭(tou)(tou)刀(dao),因此(ci)(ci),只(zhi)要(yao)在保證(zheng)不過切(qie)(qie)的(de)(de)前(qian)提下,無論是曲(qu)(qu)面(mian)(mian)的(de)(de)粗加工(gong)還是精加工(gong),都應優先(xian)選擇平(ping)頭(tou)(tou)刀(dao)。另外,刀(dao)具(ju)的(de)(de)耐用度(du)和(he)精度(du) 與(yu)刀(dao)具(ju)價格關(guan)系極大,必須引(yin)起注意(yi)的(de)(de)是,在大多數情(qing)況(kuang)下,選擇好的(de)(de)刀(dao)具(ju)雖然增加了刀(dao)具(ju)成(cheng)本,但由此(ci)(ci)帶來的(de)(de)加工(gong)質(zhi)量和(he)加工(gong)效率的(de)(de)提高,則可以使整個加工(gong)成(cheng)本 大大降低。
(3)合理安(an)排(pai)刀具的(de)排(pai)列順序
在經濟型(xing)數控機床的(de)(de)加(jia)工過程中,由于刀具(ju)的(de)(de)磨(mo)損、測量(liang)和更換多為人工手(shou)動(dong)進行,占用輔(fu)助時間較長,因此,必(bi)須合理安(an)排(pai)刀具(ju)的(de)(de)排(pai)列順序。一般應(ying)遵循(xun)以下原則:
①工序(xu)集中一(yi)次裝夾,同(tong)一(yi)把刀具能(neng)完成其進行(xing)的(de)所有加工步(bu)驟;
②粗精加工的刀具應分(fen)開(kai)使用;
③先面后孔;
④先(xian)進行曲面精加工,后進行二維輪廓(kuo)精加工;
⑤合理(li)利用數控機床的自動換刀功能,以提高生產效率;
⑥盡(jin)量減少刀具數(shu)量。
數控銑床采用尋邊器對刀,其(qi)詳細步驟如下:
1、 X 、 Y 向對刀
①將工件通過(guo)夾具裝在機(ji)床工作臺上,裝夾時(shi),工件的四個側面都(dou)應(ying)留出尋邊器的測量位置。
②快速移動工(gong)作(zuo)臺和(he)主軸,讓(rang)尋邊(bian)器測頭(tou)靠近工(gong)件的左側;
③改用微調操作,讓測頭慢(man)慢(man)接觸(chu)到工件左側,直到尋(xun)邊器(qi)發光,記下此(ci)時機床坐標(biao)系中(zhong)的 X 坐標(biao)值, 如 -310.300 ;
④抬(tai)起尋(xun)邊器(qi)至工(gong)件(jian)上表面之上,快速移動工(gong)作臺和主軸,讓測頭靠近工(gong)件(jian)右側;
⑤改(gai)用微(wei)調操作,讓(rang)測頭慢(man)慢(man)接觸到(dao)工件左側,直到(dao)尋邊器發光,記下此時機械坐標(biao)系中的 X 坐標(biao)值,如(ru) -200.300 ;
⑥若測(ce)頭直(zhi)徑為 10mm ,則工件長(chang)度為 -200.300-(-310.300)-10=100 ,據此可得(de)工件坐(zuo)(zuo)標系原點 W 在(zai)機床(chuang)坐(zuo)(zuo)標系中的 X 坐(zuo)(zuo)標值為 -310.300+100/2+5= -255.300 ;
⑦同理可測(ce)得(de)工件(jian)坐(zuo)標系原點 W 在機械坐(zuo)標系中的 Y 坐(zuo)標值(zhi)。
2、 Z 向對刀
①卸下尋邊器,將(jiang)加工(gong)所(suo)用刀(dao)具裝上主軸;
②將 Z 軸(zhou)設定器(或(huo)固定高(gao)度(du)的對刀塊,以下同)放置在(zai)工件(jian)上平面上;
③快(kuai)速移動主軸(zhou),讓刀(dao)具(ju)端面靠近 Z 軸(zhou)設定(ding)器上表(biao)面;
④改用微調操(cao)作(zuo),讓刀具端面慢慢接觸到(dao) Z 軸設定器上表面,直到(dao)其(qi)指(zhi)針指(zhi)示(shi)到(dao)零位;
⑤記(ji)下此時機床坐標系中的 Z 值,如(ru) -250.800 ;
⑥若(ruo) Z 軸(zhou)設定器的高度為(wei) 50mm ,則工件坐標(biao)系原點 W 在機械坐標(biao)系中(zhong)的 Z 坐標(biao)值為(wei) -250.800-50-( 30-20)=-310.800 。
3、將測得的 X 、 Y 、 Z 值輸入到機床(chuang)工件坐標系存儲地址中( 一般(ban)使(shi)用 G54-G59 代碼存儲對(dui)刀參數 )。
4、在對刀操作過程中(zhong)需注意以(yi)下問題:
( 1 )根(gen)據加工要(yao)求采用(yong)正確的對(dui)刀(dao)工具(ju),控(kong)制對(dui)刀(dao)誤差;
( 2 )在對(dui)刀過程中,可通過改(gai)變微調(diao)進給量(liang)來提(ti)高(gao)對(dui)刀精度(du);
( 3 )對(dui)刀時(shi)需小心(xin)謹慎(shen)操作,尤其要(yao)注意移(yi)動方向,避(bi)免發生碰撞危(wei)險;
( 4 )對刀數據一定(ding)要存(cun)入與程序對應(ying)的(de)存(cun)儲地(di)址,防止因調用錯(cuo)誤而(er)產(chan)生(sheng)嚴重后(hou)果。
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