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加工中心刀具的选择及使用


加工中心刀具的选择及使用

在加工中心上,其主轴转速较普通机床的主轴转速高 1~2 倍, 某些特殊用途的数控机床、加工中心主轴转速高达数万转,因此数控机床用刀具的强度与耐用度至关重要。目前涂层刀具 与立方氮化硼等刀具已广泛用于加工中心,陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在加工中心上运用。一般来说,数控机床用刀具 应具有较高的耐用度和刚度,刀具材料抗脆性好,有良好的断屑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如下要点: 平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时,尽量采用二次走刀加工,第一次走刀最好用端铣刀 粗铣,沿工件表面连续走刀。选好每次走刀宽度和铣刀直径,使接刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大又不均匀时, 铣刀直径要选小些,反之,选大些。精加工时铣刀直径要选大些,最好能包容加工面的整个宽度。

立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了轴向进给时易于吃刀,要采用端齿特殊刃 磨的铣刀,如图 a 所示。为了减少振动,可采用图 b 所示的非等距三齿或四齿铣刀。为了加强铣刀强度,应加大锥形刀心, 变化槽深,如图 c 所示。 为了提高槽宽的加工精度,减少铣刀的种类,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=(O.8~0.9)ρ 。 ②零件的加工高度 H≤(1/4~1/6)R 保证刀具有足够的刚度。 ③粗加工内型面时,刀具直径可按下式估算(见下图):

式中,δ 1 为槽的精加工余量;δ 为加工内型面时的最大允许精加工余量;φ 为零件内壁的最小夹角;D 为工件内型面最小 圆弧直径。

数控加工曲面和变斜角轮廓外形时常用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等,见下图。图中的 O 点表示刀位点,即编程时 用来计算刀具位置的基准点。加工曲面时球头刀的应用最普遍。但是越接近球头刀的底部,切削条件就越差,因此近来有 用环形刀(包括平底刀)代替球头刀的趋势。鼓形刀和锥形刀都可用来加工变斜角零件,这是单件或小批量生产中取代四坐 标或五坐标机床的一种变通措施。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,相应改变刀刃的切削部 位,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就越广,但是行切得到的工件 表面质量就越差。鼓形刀的缺点是刃磨困难,切削条件差,而且不适应于加工内缘表面。锥形刀的情况相反,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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