簡析數(shù)控(kòng)機(jī)床刀(dāo)具選(xuǎn)擇(zé)和合理(lǐ)使用

     數控加(jiā)工刀(dāo)具必須适應數控機(jī)床高速(sù)、高效和(hé)自動化程(chéng)度高(gāo)的特點，一般應(yīng)包括通用刀具(jù)、通用(yòng)連接刀柄(bǐng)及少量專(zhuān)用刀(dāo)柄。刀(dāo)柄要聯(lián)接(jiē)刀具并裝(zhuāng)在機床動(dòng)力(lì)頭(tóu)上，因(yīn)此已(yǐ)逐漸标準(zhǔn)化和(hé)系列(liè)化。

　　數(shù)控刀(dāo)具的分類(lèi)有多種(zhǒng)方法。

　　根(gēn)據刀具結構可(kě)分為(wéi)：①整體(tǐ)式;②鑲嵌式(shì)，采用焊接(jiē)或機(jī)夾(jiá)式聯接(jiē)，機夾式又(yòu)可分(fèn)為不(bú)轉位(wèi)和可(kě)轉位兩種;③特殊型式，如複(fú)合式(shì)刀具、減震式刀具等(děng)。

　　根據制造(zào)刀具所用的材(cái)料可分(fèn)為(wéi)：①高速(sù)鋼刀(dāo)具(jù);②硬(yìng)質合(hé)金刀(dāo)具(jù);③金剛石(shí)刀具(jù);④其他材料(liào)刀具(jù)，如立方氮化硼(péng)刀具、陶瓷(cí)刀具等(děng)。

　　從切削(xuē)工藝(yì)上可分為(wéi)：①車削(xuē)刀具(jù)，分外圓、内(nèi)孔(kǒng)、螺(luó)紋、切(qiē)割刀具(jù)等多種(zhǒng);②鑽削刀(dāo)具，包括(kuò)鑽頭、鉸(jiǎo)刀、絲錐(zhuī)等;③镗削刀具;④銑削刀(dāo)具等(děng)。

　　為了适應(yīng)數控機床(chuáng)對刀(dāo)具耐(nài)用、穩(wěn)定、易調、可換等(děng)的要求(qiú)，近(jìn)幾年機夾(jiá)式可轉位刀具得到(dào)廣泛(fàn)的應(yīng)用，在數量(liàng)上達到整(zhěng)個(gè)數(shù)控刀具的30～40，金屬(shǔ)切除量占總數的80～90.

　　數控刀(dāo)具與(yǔ)普通機床上所(suǒ)用的刀具(jù)相比，有許多(duō)不同的(de)要求(qiú)，主要有以下特點(diǎn)：①剛性好(hǎo)(尤其是粗(cū)加工刀具)、精(jīng)度高、抗振及熱變(biàn)形小(xiǎo);②互換(huàn)性(xìng)好，便于(yú)快速(sù)換刀;③壽命高，切(qiē)削性(xìng)能穩(wěn)定、可靠(kào);④刀(dāo)具的(de)尺寸便于(yú)調整(zhěng)，以減少換(huàn)刀調(diào)整時(shí)間;⑤刀具應(yīng)能可靠地斷(duàn)屑(xiè)或卷(juàn)屑，以利于切屑的(de)排(pái)除;⑥系(xì)列化(huà)、标準化，以(yǐ)利(lì)于編程和刀(dāo)具管理。

　　刀具的選擇(zé)是在數控(kòng)編程的人(rén)機交(jiāo)互狀态下進行(háng)的。應根據(jù)機床(chuáng)的加(jiā)工能(néng)力、工(gōng)件材料的(de)性能、加工(gōng)工(gōng)序、切削(xuē)用量(liàng)以(yǐ)及其它(tā)相關(guān)因素正确(què)選用刀具(jù)及刀(dāo)柄。

　　刀(dāo)具(jù)選擇總的(de)原則是：安裝(zhuāng)調整方便(biàn)、剛性好、耐用(yòng)度和精(jīng)度高。在滿(mǎn)足加工要(yào)求的(de)前提(tí)下(xià)，盡(jìn)量選擇較短的刀柄，以提(tí)高刀具加工的(de)剛性。選取刀具(jù)時，要使刀具的尺(chǐ)寸(cùn)與被加工(gōng)工件(jiàn)的(de)表(biǎo)面尺寸相(xiàng)适應(yīng)。生産(chǎn)中，平面零(líng)件周邊輪(lún)廓的加工(gōng)，常采用(yòng)立(lì)銑刀(dāo);銑削平面(miàn)時，應(yīng)選硬質合金刀(dāo)片銑刀(dāo);加工凸(tū)台、凹(āo)槽時，選高(gāo)速鋼立銑刀;加(jiā)工毛坯(pī)表面或粗加工孔時，可(kě)選取鑲(xiāng)硬(yìng)質合(hé)金刀(dāo)片的玉米(mǐ)銑(xǐ)刀;對(duì)一些立(lì)體型面(miàn)和變斜(xié)角輪廓外(wài)形的(de)加工，常(cháng)采用球(qiú)頭銑刀、環(huán)形銑(xǐ)刀、錐形銑刀和(hé)盤形銑刀(dāo)。

　　在進(jìn)行自由曲(qǔ)面(模(mó)具)加工時，由于(yú)球頭刀具(jù)的端部切(qiē)削速度為零，因此，為(wéi)保證加工精度，切削(xuē)行距(jù)一(yī)般(bān)采用頂(dǐng)端密(mì)距，故球(qiú)頭常(cháng)用于曲(qǔ)面(miàn)的精(jīng)加工。而平(píng)頭刀具(jù)在表面加工(gōng)質(zhì)量和切削效(xiào)率方(fāng)面都(dōu)優于球頭刀(dāo)，因(yīn)此，隻要(yào)在(zài)保證(zhèng)不過切的前提(tí)下，無論是(shì)曲面(miàn)的粗加(jiā)工還是(shì)精加(jiā)工(gōng)，都應優(yōu)先選擇(zé)平頭刀(dāo)。

　　另外(wài)，刀具的耐(nài)用度和精度與(yǔ)刀具價(jià)格(gé)關系(xì)極大，必須(xū)引起注意(yì)的是，在大多數(shù)情(qíng)況下，選(xuǎn)擇好的刀具雖(suī)然增加了刀具成本，但由(yóu)此帶(dài)來的加(jiā)工質量和加(jiā)工效率的(de)提高，則可(kě)以使(shǐ)整個加工成本(běn)大大降(jiàng)低(dī)。

　　在加(jiā)工中心(xīn)上，各種(zhǒng)刀(dāo)具分别裝在(zài)刀庫上，按程序規定(dìng)随時(shí)進行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采(cǎi)用标準刀(dāo)柄，以(yǐ)便使鑽、镗、擴、銑(xǐ)削等工序(xù)用的(de)标準刀具迅速(sù)、準确地裝到機(jī)床主軸或(huò)刀庫(kù)上去(qù)。編程人員(yuán)應了解機床上(shàng)所用刀柄的結構尺(chǐ)寸、調整方法以及調整範(fàn)圍，以便在編程時确定刀具的徑向(xiàng)和(hé)軸向尺(chǐ)寸。目(mù)前我國的加工(gōng)中心采用(yòng)tsg工具系統，其(qí)刀柄有直(zhí)柄(3種規格)和錐(zhuī)柄(bǐng)(4種規格)2種(zhǒng)，共包(bāo)括16種(zhǒng)不(bú)同用途的刀(dāo)柄。

　　在經濟型數(shù)控機床(chuáng)的加工(gōng)過程(chéng)中，由(yóu)于刀具的刃磨、測量(liàng)和更換多為人(rén)工手動進行，占(zhàn)用輔助(zhù)時(shí)間較(jiào)長，因(yīn)此，必須合(hé)理安排刀具的(de)排列順序。一般(bān)應遵(zūn)循以下原(yuán)則：①盡量(liàng)減少刀(dāo)具數(shù)量(liàng);②一把刀具裝(zhuāng)夾(jiá)後(hòu)，應完(wán)成其(qí)所能(néng)進行(háng)的所(suǒ)有加(jiā)工步(bù)驟;③粗精(jīng)加工的(de)刀具應分開使(shǐ)用，即使是相同(tóng)尺寸規格的(de)刀(dāo)具;④先銑(xǐ)後鑽;⑤先進行(háng)曲面精加(jiā)工，後進行二維(wéi)輪廓精加(jiā)工;⑥在(zài)可能的情況(kuàng)下，應盡可能利用(yòng)數控機(jī)床(chuáng)的自動換(huàn)刀功(gōng)能，以提高生産(chǎn)效率(lǜ)等。

　　合理選擇切(qiē)削用量的原則(zé)是：粗(cū)加工時，一般以(yǐ)提高生産(chǎn)率為主，但也(yě)應考慮經濟性和(hé)加工成本;半精(jīng)加工(gōng)和精加工(gōng)時，應在保(bǎo)證加(jiā)工質量(liàng)的(de)前提(tí)下，兼(jiān)顧切(qiē)削效率、經濟性和加(jiā)工成(chéng)本。具體數值應根據機床(chuáng)說明(míng)書、切削用(yòng)量手(shǒu)冊，并結合經驗而定。

　　具體(tǐ)要考慮以(yǐ)下幾(jǐ)個因素：　　①切削深度t.在機床、工件(jiàn)和刀具(jù)剛度允(yǔn)許的情況(kuàng)下，t就(jiù)等于(yú)加工(gōng)餘量(liàng)，這是提高生産(chǎn)率的一個有效(xiào)措施(shī)。為(wéi)了(le)保證(zhèng)零件(jiàn)的(de)加(jiā)工精(jīng)度和表面(miàn)粗糙度，一(yī)般應留(liú)一(yī)定的餘(yú)量(liàng)進行(háng)精加工(gōng)。數控機(jī)床的(de)精加工餘(yú)量可(kě)略小(xiǎo)于普(pǔ)通機(jī)床。　　②切削寬(kuān)度l.一般l與刀具(jù)直徑d成正比，與(yǔ)切削深度成反(fǎn)比。經濟型(xíng)數控(kòng)機床的加工(gōng)過程中，一(yī)般(bān)l的取值範圍(wéi)為：l=(0.6～0.9)d.　　③切削(xuē)速度(dù)v.提高v也是提(tí)高生産率的(de)一個措(cuò)施，但v與(yǔ)刀具(jù)耐用度的(de)關系比(bǐ)較密切(qiē)。随着v的增大，刀(dāo)具耐用度急劇(jù)下降(jiàng)，故v的選擇(zé)主要取決于刀具耐用(yòng)度。另外(wài)，切削速(sù)度與加(jiā)工材料也有很(hěn)大關系，例如(rú)用立銑(xǐ)刀銑(xǐ)削合(hé)金剛30crni2mova時，v可采用(yòng)8m/min左右(yòu);而(ér)用同樣的(de)立銑刀銑削(xuē)鋁合(hé)金時(shí)，v可選(xuǎn)200m/min以上。　　④主(zhǔ)軸(zhóu)轉速n(r/min)。主軸轉速一般(bān)根據切削(xuē)速度(dù)v來(lái)選(xuǎn)定。計算公(gōng)式為：v=nd/1000.數控(kòng)機床(chuáng)的控(kòng)制面闆上(shàng)一般備有(yǒu)主軸(zhóu)轉速修調(diào)(倍率(lǜ))開關，可在(zài)加工(gōng)過程中(zhōng)對主軸轉速進行(háng)整倍數調(diào)整。　　⑤進給速(sù)度vf.vf應根據零件(jiàn)的加工精度和(hé)表面(miàn)粗糙(cāo)度要求以及刀(dāo)具和(hé)工件材(cái)料來選(xuǎn)擇。vf的(de)增(zēng)加(jiā)也可(kě)以提高生(shēng)産效(xiào)率。加工(gōng)表(biǎo)面粗(cū)糙度(dù)要求低時(shí)，vf可選(xuǎn)擇(zé)得大些(xiē)。在加工過(guò)程中，vf也可(kě)通過(guò)機床(chuáng)控制面(miàn)闆上的修調(diào)開關進行(háng)人工調(diào)整(zhěng)，但是******進給(gěi)速(sù)度要受(shòu)到(dào)設備(bèi)剛(gāng)度和進給系(xì)統性能(néng)等的限制(zhì)。