当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

数控铣工刀具选择及对刀初探


数控铣工刀具选择及对刀初探
四川省开江职业中学:张晓明 [摘 要 ] 本文从刀具的选择和如何进行对刀两个方面对

刀具在数控铣工加工中的重要作用进行了探索,在刀具的选 择上主要 通过刀 具的类型 特点和 切削用量 两个方 面分析;而 对刀主要通过实例分析对刀步骤和注意事项。 [关 键 词 ] 艺 “ 三 分 加 工 ,七 分 刀 具 ” 这 是 对 普 通 加 工 的 真 实 写 照 ,其 实 , 对于数控加工而言,刀具的作用更胜于普通加工,尤其在对 刀方面更 是数控 加工所独 有。下 面从刀具 的选择 和对刀两 个 方面对刀具在数控铣工加工中的重要作一下探索。 (一) 数控铣工刀具选择 、 数控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,而且直接影响 加 工 质 量 。 CAD/CAM 技 术 的 发 展 , 使 得 在 数 控 加 工 中 直 接 利 用 CAD 的 设 计 数 据 成 为 可 能 , 特 别 是 DNC 系 统 微 机 与 数 控 机 床的联接,使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计 算机上完成,一般不需要输出专门的工艺文件。 目 前 , 许 多 CAD/CAM 软 件 包 都 提 供 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,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 了 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择和切削用量确定是在人机
1

数控加工

数控刀具

切削用量

对刀



交互状态下完成的,这与普通机床加工形成鲜明的对比,同 时也要求编程人员必须掌握刀具选择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,能够正确选择 刀刃具及切削用量。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、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,因此已逐渐 标准化和系列化。 1.数 控 刀 具 的 分 类 根据刀具结构可分为: 整体式; 镶嵌式,采用焊接或机夹式联接,机夹式又可分为不转 位和可转位两种; 特殊型式,如复合式刀具、减震式刀具等。 根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。 从切削工艺上可分为: 车削刀具,分外圆、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。

2

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%。 2. 数 控 刀 具 的 特 点 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的 要求,主要有以下特点: 刚 性 好 (尤 其 是 粗 加 工 刀 具 )、精 度 高 、抗 振 及 热 变 形 小 ; 互换性好,便于快速换刀; 寿命高,切削性能稳定、可靠; 刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间; 刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除; 系列化、标准化,以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应 根据机床的加工能力、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及刀柄。刀具选择总的原 则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加 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 。生 产 中 ,平 面 零 件 周 边 轮 廓 的 加 工 ,常 采 用 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

3

的 加 工 ,常 采 用 球 头 铣 刀 、环 形 铣 刀 、锥 形 铣 刀 和 盘 形 铣 刀 。 在 进 行 自 由 曲 面 (模 具 )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,切削行距一般采用顶 端密距,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,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽 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。因此必须采用标准刀柄,以便使 钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机 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、调整方法以及调整范围,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 用 TSG 工 具 系 统 , 其 刀 柄 有 直 柄 (3 种 规 格 )和 锥 柄 (4 种 规 格 )2 种 , 共 包 括 16 种 不同用途的刀柄。 在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的刃磨、测 量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必 须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量 减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所 有加工步骤;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺 寸规格的刀具;④先铣后钻 ;⑤先进行曲面精加工,后进 行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控

4

机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。 三、加工过程中切削用量的确定 合理选择切削用量的原则是:粗加工时,一般以提高生 产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加 工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性 和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册, 并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素: 切 削 深 度 ap。 在 机 床 、 工 件 和 刀 具 刚 度 允 许 的 情 况 下 , ap 就 等 于 加 工 余 量 ,这 是 提 高 生 产 率 的 一 个 有 效 措 施 。为 了 保证零件 的加工 精度和表 面粗糙 度,一般应 留一 定的余量 进 行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。 切 削 宽 度 L。一 般 L 与 刀 具 直 径 d 成 正 比 ,与 切 削 深 度 成 反 比 。经 济 型 数 控 机 床 的 加 工 过 程 中 ,一 般 L 的 取 值 范 围 为 : L=(0.6~ 0.9)d。 切 削 速 度 V。 提 高 V 也 是 提 高 生 产 率 的 一 个 措 施 , 但 v 与刀具耐用度的关系比较密切。随着 v 的增大,刀具耐用度 急剧下降,故 v 的选择主要取决于刀具耐用度。另外,切削 速度与加工材料也有很大关系,例如用立铣刀铣削合金刚 30CrNi2MoVA 时 , v 可 采 用 8m/min 左 右 ; 而 用 同 样 的 立 铣 刀 铣 削 铝 合 金 时 , V 可 选 200m/min 以 上 。 主 轴 转 速 n(r/min)。 主 轴 转 速 一 般 根 据 切 削 速 度 v 来 选 定 。 计 算 公 式 为 : V=pnd/1000。 数 控 机 床 的 控 制 面 板 上 一 般 备 有 主 轴 转 速 修 调 (倍 率 )开 关 , 可 在 加 工 过 程 中 对 主 轴 转 速 进行整倍数调整。 进 给 速 度 Vf。VF 应 根 据 零 件 的 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要

5

求 以 及 刀 具 和 工 件 材 料 来 选 择 。Vf 的 增 加 也 可 以 提 高 生 产 效 率 。加 工 表 面 粗 糙 度 要 求 低 时 ,Vf 可 选 择 得 大 些 。在 加 工 过 程 中 , Vf 也 可 通 过 机 床 控 制 面 板 上 的 修 调 开 关 进 行 人 工 调 整,但是最 大进 给速度要 受到设 备刚度和 进给系 统性能等 的 限制。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用,量化生产线的 形成,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,要在 人机 交互状态 下即时 选择刀具 和 确定切削用量。因此,编程人员必须熟悉刀具的选择方法和 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。 (二) 数控铣工对刀方法 、 正确选择 了加工 刀具只能 说是为 加工做好 了准备 ,要保证零 件的加工 要求还 必须进行 正确的 对刀,这是 普通 铣床加工 与 数控加工的一个显著区别,由此可见对刀在数控加工中的重 要性,这里以一个具体的实例来介绍对刀的步骤。 如 图 内 轮 廓 型 腔 零 件 图 ,采 用 寻 边 器 对 刀 ,其 详 细 步 骤 如 下 : ( 1 ) X 、 Y 向对刀 ①将工件通过夹具装在机床工作台上,装夹时,工件的 四个侧面都应留出寻边器的测量位置。 ②快速移动工作台和主轴,让寻边器测头靠近工件的左 侧; ③改用微调操作,让测头慢慢接触到工件左侧,直到寻边器 发 光 , 下 此 时 机 床 坐 标 系 中 的 X 坐 标 值 , 如 -310.300 ; 记

6

④抬起寻边器至工件上表面之上,快速移动工作台和主 轴,让测头靠近工件右侧; ⑤ 改 用 微 调 操 作 ,让 测 头 慢 慢 接 触 到 工 件 左 侧 ,直 到 寻 边 器发光,记下此时机械坐标系中的 -200.300 ; ⑥ 若 测 头 直 径 为 10mm , 则 工 件 长 度 为 -200.300-( -310.300) -10=100 , 据 此 可 得 工 件坐标系原点 W 在机 床坐标系中的 X 坐标 值 -310.300+100/2+5= -255.300 ; ⑦同理可测得工件 坐标系原点 W 在机械 坐标系中的 Y 坐标值。 ( 2 ) Z 向对刀 ①卸下寻边器,将加工所用刀具装上主轴; ② 将 Z 轴 设 定 器( 或 固 定 高 度 的 对 刀 块 ,以 下 同 )放 置 在工件上平面上; ③快速移动主轴,让刀具端面靠近 Z 轴设定器上表面; ④改用微调操作, 刀具端面慢慢接触到 Z 轴设定器上 让 表面,直到其指针指示到零位; ⑤ 记 下 此 时 机 床 坐 标 系 中 的 Z 值 , 如 -250.800 ; 为 X 坐标值,如

7

⑥ 若 Z 轴 设 定 器 的 高 度 为 50mm , 工 件 坐 标 系 原 点 W 则 在 机 械 坐 标 系 中 的 Z 坐 标 值 为 -250.800-50- ( 30-20 ) =-310.800 。 ( 3 )将 测 得 的 X 、 Y 、 Z 值 输 入 到 机 床 工 件 坐 标 系 存 储 地 址 中 ( 一 般 使 用 G54-G59 代 码 存 储 对 刀 参 数 ) 。 4、 注 意 事 项 在对刀操作过程中需注意以下问题: ( 1 )根 据 加 工 要 求 采 用 正 确 的 对 刀 工 具 ,控 制 对 刀 误 差; ( 2 )在 对 刀 过 程 中 ,可 通 过 改 变 微 调 进 给 量 来 提 高 对 刀精度; ( 3 )对刀时需小心谨慎操作,尤其要注意移动方向, 避免发生碰撞危险; ( 4 )对 刀 数 据 一 定 要 存 入 与 程 序 对 应 的 存 储 地 址 ,防 止因调用错误而产生严重后果。 刀具补偿值的输入和修改 根据刀具的实际尺寸和位置,将刀具半径补偿值和刀具 长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。 需注意的是,补偿的数据正确性、符号正确性及数据所 在地址正确性都将威胁到加工,从而导致撞车危险或加工报 废。 [参 考 文 献 ]
1、 数 控 加 工 工 艺 及 编 程 》 陈 洪 涛 主 编 《 2、 数 控 铣 床 考 工 实 训 教 程 》 吴 明 友 编 《 高 等 教 育 出 版 社 20 03 年 9 月 化 学 工 业 出 版 社 20 06 年 1 月

8


赞助商链接
相关文章:
数控铣床操作与对刀
数控铣床面板操作与对 刀知识点: 1、数控铣床操作面板的功能与使用方法; 2、数控铣床操作说明书; 3、对刀的方法 4、刀具补偿概念 技能点: 1、能按照操作规程...
FANUC数控铣床对刀操作步骤
FANUC数控铣床对刀操作步骤_机械/仪表_工程科技_专业资料。FANUC数控铣床试切对刀...让刀具慢慢接触到工件上表面,直到发现有少许切屑 为止,然后进行以下操作: 选择...
FANUC数控铣床对刀操作步骤
FANUC 数控铣床对刀操作 步骤数控铣床法兰克系统试切对刀详细步骤 通常,建立工件的...让刀具慢慢接触到工件上表面,直到发现有少许切屑为止,然后进行 以下操作: 选择...
1.2数控铣床的基本操作(对刀)
1.2数控铣床的基本操作(对刀)_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。课题名称...示范指导巡回指导 1.平口钳的安装,位置的放置 2.工件的装夹调整 3.刀具选择...
数控铣床面板操作与对刀
数控铣床面板操作与对刀_机械/仪表_工程科技_专业资料。数控铣床面板操作与对刀数控...(+X,+Y,+Z 或者-X,-Y, -Z),会使刀具沿着所选轴的所选方向连续移动....
数控铣床的对刀方法教案
数控铣床对刀方法教案_文学_高等教育_教育专区。数控sad as数控铣床对法方法教学...三、对刀的种类 (1)直接对刀 用已安装在主轴上的刀具,通过手轮移动工作台,使...
数控铣对刀教案
好了今天 我们所学内容是:数控铣床基本操作和及其对刀。 三、新课教学: 3.1 试切法对刀(双边分中) 试切法对刀 , 这种方法就是用已安装在主轴上的刀具,通过...
浅谈实用的数控铣床对刀方法
浅谈实用的数控铣床对刀方法 【摘要】本论文阐述了机床坐标系、工件坐标系等概念...机械坐标值(机床坐标系中的坐标值)是数控系统判断刀具 位置的依据, 而我们在...
数控铣床对刀模块优化
数控铣床对刀模块优化_机械/仪表_工程科技_专业资料。西安航空职业技术学院 毕业设计...对刀的目的是通 过刀具对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系...
数控铣床公开课教案
数控铣床的基本操作(试切法对刀)教案长汀职业中专学校:汪英课程名称 课题 (项目...1 2、常见对刀的种类( 1 )直接对刀 用已安装在主轴上的刀具,通过手轮移动...
更多相关标签: