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可转位刀具选择***数控立铣刀的正确使用***

发表在 CNC加工中心 2019-7-9 14:08 [复制链接] 0 344

在铣削加工中心上铣削复杂工件时,数控立铣刀的使用应注意以下问题:

       1.立铣刀的装夹加工中心用立铣刀大多采用弹簧夹套装夹方式,使用时处于悬臂状态。在铣削加工过程中,有时可能出现立铣刀从刀夹中逐渐伸出,甚至完全掉落,致使工件报废的现象,其原因一般是因为刀夹内孔与立铣刀刀柄外径之间存在油膜,造成夹紧力不足所致。立铣刀出厂时通常都涂有防锈油,如果切削时使用非水溶性切削油,刀夹内孔也会附着一层雾状油膜,当刀柄和刀夹上都存在油膜时,刀夹很难牢固夹紧刀柄,在加工中立铣刀就容易松动掉落。所以在立铣刀装夹前,应先将立铣刀柄部和刀夹内孔用清洗液清洗干净,擦干后再进行装夹。当立铣刀的直径较大时,即使刀柄和刀夹都很清洁,还是可能发生掉刀事故,这时应选用带削平缺口的刀柄和相应的侧面锁紧方式。立铣刀夹紧后可能出现的另一问题是加工中立铣刀在刀夹端口处折断,其原因一般是因为刀夹使用时间过长,刀夹端口部已磨损成锥形所致,此时应更换新的刀夹。

       2.立铣刀的振动由于立铣刀与刀夹之间存在微小间隙,所以在加工过程中刀具有可能出现振动现象。振动会使立铣刀圆周刃的吃刀量不均匀,且切扩量比原定值增大,影响加工精度和刀具使用寿命。但当加工出的沟槽宽度偏小时,也可以有目的地使刀具振动,通过增大切扩量来获得所需槽宽,但这种情况下应将立铣刀的最大振幅限制在0.02mm以下,否则无法进行稳定的切削。在正常加工中立铣刀的振动越小越好。当出现刀具振动时,应考虑降低切削速度和进给速度,如两者都已降低40%后仍存在较大振动,则应考虑减小吃刀量。  如加工系统出现共振,其原因可能是切削速度过大、进给速度偏小、刀具系统刚性不足、工件装夹力不够以及工件形状或工件装夹方法等因素所致,此时应采取调整切削用量、增加刀具系统刚度、提高进给速度等措施。

       3.立铣刀的端刃切削在模具等工件型腔的数控铣削加工中,当被切削点为下凹部分或深腔时,需加长立铣刀的伸出量。如果使用长刃型立铣刀,由于刀具的挠度较大,易产生振动并导致刀具折损。因此在加工过程中,如果只需刀具端部附近的刀刃参加切削,则最好选用刀具总长度较长的短刃长柄型立铣刀。在卧式数控机床上使用大直径立铣刀加工工件时,由于刀具自重所产生的变形较大,更应十分注意端刃切削容易出现的问题。在必须使用长刃型立铣刀的情况下,则需大幅度降低切削速度和进给速度。

        4.切削参数的选用切削速度的选择主要取决于被加工工件的材质;进给速度的选择主要取决于被加工工件的材质及立铣刀的直径。国外一些刀具生产厂家的刀具样本附有刀具切削参数选用表,可供参考。但切削参数的选用同时又受机床、刀具系统、被加工工件形状以及装夹方式等多方面因素的影响,应根据实际情况适当调整切削速度和进给速度。  当以刀具寿命为优先考虑因素时,可适当降低切削速度和进给速度;当切屑的离刃状况不好时,则可适当增大切削速度。

        5.切削方式的选择采用顺铣有利于防止刀刃损坏,可提高刀具寿命。但有两点需要注意:①如采用普通机床加工,应设法消除进给机构的间隙;②当工件表面残留有铸、锻工艺形成的氧化膜或其它硬化层时,宜采用逆铣。 6.硬质合金立铣刀的使用高速钢立铣刀的使用范围和使用要求较为宽泛,即使切削条件的选择略有不当,也不至出现太大问题。而硬质合金立铣刀虽然在高速切削时具有很好的耐磨性,但它的使用范围不及高速钢立铣刀广泛,且切削条件必须严格符合刀具的使用要求。

***可转位车孔刀的选用要点***

       车孔刀与外圆车刀相比有如下特点:1、由于尺寸受到孔径的限制,装夹部分结构要求简单、紧凑,夹紧件最好不外露,夹紧可靠。2、刀杆悬臂使用,刚性差,为增强刀具刚性尽量选用大断面尺寸刀杆,减少刀杆长度。3、内孔加工的断屑、排屑可靠性比外圆车刀更为重要,因而刀具头部要留有足够的排屑空间。(品种规格的选用):  常用的车刀有三种不同截面形状的刀柄,即圆柄、矩形柄和正方形柄。 普通型和模块式的圆柄车刀多用于车削加工中心和数控车床上。矩形和方形柄多用于普通车床。还有一些特殊用途的车孔刀,如柄部有切削液输送孔的,柄部装有减振机构的和用于重金属做刀柄的等,但是不常用。1、刀柄截面形状的选用。优先选用圆柄车刀。由于圆柄车刀的刀尖高度是刀柄高度的二分之一,且柄部为圆形,有利于 排屑,故在加工相同直径的孔时圆柄车刀的刚性明显高于方柄车刀,所以在条件许可时应尽量采用圆柄车刀。在卧式车床上因受四方刀架限制,一般多采用正方形或矩形柄车刀。如用圆柄车刀,为使刀尖处于主轴中 心线高度,当圆柄车刀顶部超过四方刀架的使用范围时,可增加辅具后再使用。2、刀柄截面尺寸的选用。标准内孔车刀已给定了最小加工孔径。对于加工最大孔径范围,一般不超过比它大一个规格的车孔 刀所定的最小加工孔径,如特殊需要,也应小于再大一个规格的使用范围。3、刀柄形式的选用。通常大量使用的是整体钢制刀柄,这时刀杆的伸出量应在刀杆直径的4倍 以内。当伸出量大于4倍或加工刚性差的工件时,应选用带有减振机构的刀柄。如加工很高精度的孔, 应选用重金属(如硬质合金)制造的刀柄,如在加工过程中刀尖部需要充分冷却,则应选用有切削液送孔的刀柄。

***可转位镗刀的使用方法及注意事项***

       1. 刀具安装时,要特别注意清洁。镗孔刀具无论是粗加工还是精加工,在安装和装配的各个环节,都必须注意清洁度。刀柄与机床的装配,刀片的更换等等,都要擦拭干净,然后再安装或装配,切不可马虎从事。

       2.刀具进行预调,其尺寸精度,完好状态、必须符合要求。可转位镗刀、除单刃镗刀外,一般不采用人工试切的方法,所以加工前的预调就显得非常重要。预调的尺寸必须精确,要调在公差的中下限,并考虑因温度的因素,进行修正、补偿。刀具预调可在专用预调仪、机上对刀器或其他量仪上进行。

       3.刀具安装后进行动态跳动检查。动态跳动检查是一个综合指标,它反映机床主轴精度、刀具精度以及刀具与机床的连接精度。这个精度如果超过被加工孔要求的精度的1/2或2/3就不能进行加工,需找出原因并消除后,才能进行。这一点操作者必须牢记,并严格执行。否则加工出来的孔就不能符合要求。

       4.应通过统计或检测的方法,确定刀具各部分的寿命,以保证加工精度的可靠性。对于单刃镗刀来讲,这个要求可低一些,但对多刃镗刀来讲,这一点特别重要。可转位镗刀的加工特点是:预先调刀,一次加工达到要求,必须保证刀具不损坏,否则会造成不必要的事故。

***可转位铣刀铣削时切削液的选用原则***   

       硬质合金可转位铣刀铣削加工钢时,一般不浇注切削液,当切削液量充足可进行充分冷却时,也可浇注切削液(一般为水溶性切削液)。精铣时,为提高刀具寿命和被加工件表面质量,最好使用切削液充分冷却。硬质合金铣刀浇注切削液时,必须与切削同时或提前进行,不允许切削中途开始浇注。铣削不锈钢时,一般采用非水溶性切削液,以改善铣削性能。铣削铸铁时,一般不用切削液,只有在极少情况下为了解决切削中的粉尘问题时,才使用切削液。铣削铝合金时,可采用切削液,主要目地是冷却和提高被加工件的表面质量。立铣刀、三面刃铣刀加工槽时,因为是封闭式切削,温度较高,建议使用水溶性切削液或压缩空气充分冷却。

***加工中心的刀具选用***

       加工中心所用的刀具是由通用刀具(又称工作头或刀头)和与加工中心主轴前端锥孔配套的刀柄等组成。在应用中,要根据加工中心机床的要求、夹具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具。刀具选择总的原则是:刀具的安装和调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在保证安全和满足加工要求的前提下,刀具长度应尽可能短,以提高刀具的刚性。在加工中心机床上,各种刀具分别装在刀库中,按程序的规定进行自动换刀。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的刀具能迅速、准确地装到机床主轴上。编程人员应充分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。加工中心机床所用的刀具必须适应加工中心高速、高效和自动化程度高的特点,其刀柄部分要联接通用刀具并装在机床主轴上,由于加工中心类型不同,其刀柄柄部的型式及尺寸不尽相同。JT(ISO7388)表示加工中心机床用的锥柄柄部(带有机械手夹持槽),其后面的数字为相应的ISO锥度号,如50、45、和40分别代表大端直径为69.85、57.15和44.45毫米的7:24锥度。ST(ISO297)表示一般数控机床用的锥柄柄部(没有机械手夹持槽),数字意义与JT类相同。BT(MAS403)表示用于日本标准MAS403的带有机械手夹持槽联接。加工中心刀具的刀柄分为整体式工具系统和模块式工具系统两大类。模块式工具系统由于其定位精度高,装卸方便,连接刚性好,具有良好的抗振性,是目前用得较多的一种型式,它由刀柄、中间接杆以及工作头组成。它具有单圆柱定心,径向销钉锁紧的联接特点,它的一部分为孔,而另一部分为轴,两者之间进行插入连接,构成一个刚性刀柄,一端和机床主轴连接,另一端安装上各种可转位刀具便构成一个工具系统。根据加工中心类型,可以选择莫氏及公制锥柄。中间接杆有等径和变径两类,根据不同的内外径及长度将刀柄和工作头模块相联接。工作头有可转位钻头、粗镗刀、精镗刀、扩孔钻、立铣刀、面铣刀、弹簧夹头、丝锥夹头、莫氏锥孔接杆、圆柱柄刀具接杆等多种类型。可以根椐不同的加工工件尺寸和工艺方法,按需要组合成铣、钻、镗、铰、攻丝等各类工具进行切削加工。通用刀具根据制造所用的材料可分为以下几种:(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,如陶瓷刀具等。刀具的切削过程是非常复杂的,影响因素很多。在铣削加工时,刀具材料的性能、刀具类型、刀具几何参数、切削速度、切削深度和进给量等都影响切削力,从而影响整个工艺系统,最终影响加工精度和质量。在加工中心机床上进行加工,其主轴转速比普通机床的主轴转速一般至少要高1到2倍,因此,在加工中心上进行铣加工,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。平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀,第一次走刀最好用端铣刀粗铣,沿工件表面连续走刀。选好每次走刀的宽度和铣刀的直径,使接痕不影响精铣精度。因此,加工余量大又不均匀时,铣刀直径要选小些。精加工时,铣刀直径要选大些,最好能够包容加工面的整个宽度。在实际工作中,平面的半精加工和精加工,一般用可转位密齿面铣刀,可以达到理想的表面加工质量,甚至可以实现以铣代磨。密布的刀齿使进给速度大大提高,从而提高切削效率。精切平面时,可以设置2到4个刀齿。可转位螺旋立铣刀适用于高效率粗铣大型工件的台阶面、立面及大型槽的加工。如更换不同牌号的刀片,可加工钢、铸铁、铸钢、耐热钢等多种材料。
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