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刀具對小型CNC加工中心的意義

點擊次數:639 發布時間:2018-07-30

小型CNC加工中心所用的刀具是由通用刀具(又稱工作頭或刀頭)和與加工中心主軸前端錐孔配套的刀柄等組成。在應用中,要根據加工中心機床的要求、夾具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具。刀具選擇總的原則是:刀具的安裝和調整方便,剛性好,耐用度和精度高。在保證安全和滿足加工要求的前提下,刀具長度應盡可能短,以提高刀具的剛性。
在小型CNC加工中心機床上,各種刀具分別裝在刀庫中,按程序的規定進行自動換刀。因此必須采用標準刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的刀具能迅速、準確地裝到機床主軸上。編程人員應充分了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。
小型CNC加工中心機床所用的刀具必須適應加工中心高速、高效和自動化程度高的特點,其刀柄部分要聯接通用刀具并裝在機床主軸上,由于加工中心類型不同,其刀柄柄部的型式及尺寸不盡相同。JT(ISO7388)表示加工中心機床用的錐柄柄部(帶有機械手夾持槽),其后面的數字為相應的ISO錐度號,如50、45、和40分別代表大端直徑為69.85、57.15和44.45毫米的7:24錐度。ST(ISO297)表示一般數控機床用的錐柄柄部(沒有機械手夾持槽),數字意義與JT類相同。BT(MAS403)表示用于日本標準MAS403的帶有機械手夾持槽聯接。
小型CNC加工中心刀具的刀柄分為整體式工具系統和模塊式工具系統兩大類。模塊式工具系統由于其定位精度高,裝卸方便,連接剛性好,具有良好的抗振性,是目前用得較多的一種型式,它由刀柄、中間接桿以及工作頭組成。它具有單圓柱定心,徑向銷釘鎖緊的聯接特點,它的一部分為孔,而另一部分為軸,兩者之間進行插入連接,構成一個剛性刀柄,一端和機床主軸連接,另一端安裝上各種可轉位刀具便構成一個工具系統。根據加工中心類型,可以選擇莫氏及公制錐柄。中間接桿有等徑和變徑兩類,根據不同的內外徑及長度將刀柄和工作頭模塊相聯接。工作頭有可轉位鉆頭、粗鏜刀、精鏜刀、擴孔鉆、立銑刀、面銑刀、彈簧夾頭、絲錐夾頭、莫氏錐孔接桿、圓柱柄刀具接桿等多種類型。可以根椐不同的加工工件尺寸和工藝方法,按需要組合成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等各類工具進行切削加工。小型CNC加工中心通用刀具根據制造所用的材料可分為以下幾種:(1)高速鋼刀具;(2)硬質合金刀具;(3)金剛石刀具;(4)其他材料刀具,如陶瓷刀具等。
小型CNC加工中心刀具的切削過程是非常復雜的,影響因素很多。在銑削加工時,刀具材料的性能、刀具類型、刀具幾何參數、切削速度、切削深度和進給量等都影響切削力,從而影響整個工藝系統,最終影響加工精度和質量。在加工中心機床上進行加工,其主軸轉速比普通機床的主軸轉速一般至少要高1到2倍,因此,在加工中心上進行銑加工,選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。
小型CNC加工中心刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容,它不僅影響數控機床的加工效率,而且直接影響加工質量。CAD/CAM技術的發展,使得在數控加工中直接利用CAD的設計數據成為可能,特別是微機與數控機床的聯接,使得設計、工藝規劃及編程的整個過程全部在計算機上完成,一般不需要輸出專門的工藝文件。
現在,許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規劃的有關問題,比如,刀具選擇、加工路徑規劃、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數,就可以自動生成NC程序并傳輸至數控機床完成加工。因此,數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時也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的特點。本文對數控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進行了探討,給出了若干原則和建議,并對應該注意的問題進行了討論。 

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