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1、CNC数控加工中刀具的选用 摘 要： 本文论述了各种数控刀具的种类、性能、特点、结构及其选用。 关键词： 编程 数控加工刀具 种类 特点 选用 刀具的选择和切削用量的确定是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，而且干脆影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中干脆利用CAD的设计数据成为可能，特殊是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划与编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不须要输出特地的工艺文件。 现在，很多CAD/CAM软件包都供应自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置
2、有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选用和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与一般机床加工形成显明的对比，同时也要求编程人员必需驾驭刀具选用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需面对的刀具种类、特点和选择问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应当留意的问题进行了探讨。 一、数控加工常用刀具的种类 数控加工刀具必需适应数控机床高速、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，因此已渐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。依据刀具结构
3、可分为：整体式；镶嵌式，采纳焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特别型式，如复合式刀具、减震式刀具等。依据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具，等等。从切削工艺上可分为：车削刀具，格外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；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%40%，金属切除量占总数的80%90%。 二、数控加工常用刀具的特点 数控刀具与一般机床上所用的刀具相比，主要有以下特点
4、： 1.刚性好，精度高，抗振，热变形小； 2.互换性好，便于快速换刀； 3.寿命高，切削性能稳定、牢靠； 4.刀具的尺寸便于调整，以削减换刀调整时间； 5.刀具应能牢靠地断屑或卷屑，以利于切屑的解除； 6.系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 三、数控加工刀具的选用 刀具的选用是在数控编程的人机交互状态下进行的。我们应依据机床的加工实力、工件材料的性能、加工工序、切削用量和其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整便利，刚性好，耐用度和精度高。在满意加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 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。在生产中
5、，平面零件周边轮廓的加工，常采纳立铣刀；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，常采纳球头铣刀、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，切削行距一般取得很密，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，必需引起留意的是，在大多数状况下，选择好的刀具
6、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。 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换刀动作。因此必需采纳标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，快速、精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、调整方法与调整范围，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纳TSG工具系统，其刀柄有直柄和锥柄两种，共包括16种不同用途的刀柄。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用协助时间较长，因此，必需合理支配刀具的排列依次。一般应遵循以下原则：尽量削减刀具
7、数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的全部加工部位；粗精加工的刀具应分开运用，即使是相同尺寸规格的刀具也应分开运用；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的状况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，我们要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必需熟识刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页