数控加工常用刀具的种类及选择.pdf

数控加工常用刀具的种类及选择 1．数牲加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀 具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准 化和系列化。 2．1 数控刀具的分类有多种方法 a．根据刀具结构可分为 （1）整体式； （2）镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； （3）特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。 b．根据制造刀具所用的材料可分为： （1）高速钢刀具； （2）硬质合金刀具； （3）金刚石刀具； （4 ）其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 c ．从切削工艺上可分为： （1）车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； （2）钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； （3）镗削刀具； （4 ）铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具 得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30％一40 ％，金属切除量占总数的80％～ 90 ％。 2．2 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： （1）刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速 换刀； （2）寿命高，切削性能稳定、可靠； 1 （3）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间; （4 ）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； （5）系列化标准化以利于编程和刀具管理。 2．数控加工刀具的选择 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、工件材科 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。 （1）选取刀具时，要使刀具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。 （2）在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为 保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表 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，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。 （3）在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和按刀动作。 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刀具迅速、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， 以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG 工具系统，其刀 柄有直柄（3 种规格）和锥柄（4 种规格）2 种，共包括16 种不同用途的刀柄。 （4 ）在经济型数控机床的加工过程中，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步骤；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。 3．加工过程中切削用量的确定 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和 加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加 工成本。具体数值应根据机床说明书切削用量手册，并结合经验而定。