数控机床,特别是加工中心,其主轴转速比普通机床高1~2倍,某些特殊用途的数控机床、加工中心,主轴转速更是高达每分钟数万转。高转速加工要求数控刀具具有更高的强度与长的使用寿命。目前,涂层刀具、立方氮化硼刀具等已被广泛用于加工中心,陶瓷刀具与金刚石刀具也在加工中心上得到运用。一般说来,数控机床用刀具应具有较高的寿命和刚度,刀具材料抗脆性好,有良好的切削性能和可调、易更换等特点。
例如,在数控机床上进行铣削加工时,选择刀具要注意:平面铣削应选用不重磨硬质合金面铣刀或立铣刀。一般采用二次进给加工,第一次进给最好用面铣刀粗铣,沿工件表面连续进给,选好每次进给宽度和铣刀直径,使接刀痕不影响精铣精度。加工余量大又不均匀时,要选取小直径的铣刀。精加工时,铣刀直径要选得大些,最好能包容加工面的宽度。
立铣刀和镶硬质合金刀片的面铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了提高槽宽的加工精度,减少更换铣刀的种类,加工时可采用直径比槽宽小的铣刀,先铣槽的中间部分,然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。
铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。刀具的结构参数可以参考如下:
1)刀具半径R应小于零件内轮廓的最小曲率半径ρ。一般取R=(0.8~0.9)ρ。
2)零件的单层加工高度H≤(1/4~1/6)R,以保证刀具有足够的刚度。
3)粗加工内型面时,刀具直径可按下述公式估算:
D粗=2(δsinαΦ/2-δ1)/(1-sinαΦ/2)+D(www.xing528.com)
式中 δ1——槽的精加工余量;
δ——加工内型面时的最大允许精加工余量;
Φ——零件内壁的最小夹角;
D——刀具直径(mm)。
数控加工型面和变斜角轮廓外形时,常用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀具。加工曲面时,球头刀应用最广泛,但是越接近球头刀的底部,切削条件越差,近来有用环形刀替代球头刀的趋势。
鼓形刀和锥形刀一般用来加工变斜角零件。鼓形刀的刃口纵剖面磨成圆弧R1,加工中控制刀具的上下位置,相应改变切削刃的切削部分,可以在工件上切出从负到正的不同斜角值。圆弧半径R1越小,刀具所能适应的斜角范围越广,但行切得到的工件表面质量越差。鼓形刀的缺点是刃磨困难、切削条件差,而且不适宜加工内缘表面。锥形刀则相反,刃磨容易,切削条件好,加工效率高,工件表面质量也较好;但是加工变斜角零件的灵活性小,当工件的斜角变化范围大时,需要中途分阶段换刀,留下的金属残痕多,增大了手工锉修量。
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