數(shù)控銑床刀具的選擇方法

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:3382

刀具

  數(shù)控銑床上所采用的刀具要根據(jù)被加工零件的材料、幾何形狀、表面質(zhì)量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量等,選擇剛性好、耐用度高的刀具。 。1)銑刀類型選擇   

根據(jù)被加工零件的幾何形狀,選擇刀具的類型有:   1) 加工曲面類零件時,為了[1]保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切,而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉,一般采用球頭刀,粗加工用兩刃銑刀,半精加工和精加工用四刃銑刀  

2) 銑大的平面時:為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀  

3) 銑小平面或臺階面時一般采用通用銑刀 

4) 銑鍵槽時,為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀

5)孔加工時,可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具  

(2)銑刀結(jié)構(gòu)選擇   銑刀一般由刀片、定位元件、夾緊元件和刀體組成。由于刀片在刀體上有多種定位與夾緊方式,刀片定位元件的結(jié)構(gòu)又有不同類型,因此銑刀的結(jié)構(gòu)形式有多種,分類方法也較多。選用時,主要可根據(jù)刀片排列方式。刀片排列方式可分為平裝結(jié)構(gòu)和立裝結(jié)構(gòu)兩大類。   

1)平裝結(jié)構(gòu)(刀片徑向排列)    

平裝結(jié)構(gòu)銑刀的刀體結(jié)構(gòu)工藝性好,容易加工,并可采用無孔刀片(刀片價格較低,可重磨)。由于需要夾緊元件,刀片的一部分被覆蓋,容屑空間較小,且在切削力方向上的硬質(zhì)合金截面較小,故平裝結(jié)構(gòu)的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。   

2)立裝結(jié)構(gòu)(刀片切向排列)    

立裝結(jié)構(gòu)銑刀的刀片只用一個螺釘固定在刀槽上,結(jié)構(gòu)簡單,轉(zhuǎn)位方便。雖然刀具零件較少,但刀體的加工難度較大,一般需用五坐標(biāo)加工中心進(jìn)行加工。由于刀片采用切削力夾緊,夾緊力隨切削力的增大而增大,因此可省去夾緊元件,增大了容屑空間。由于刀片切向安裝,在切削力方向的硬質(zhì)合金截面較大,因而可進(jìn)行大切深、大走刀量切削,這種銑刀適用于重型和中量型的銑削加工。   

(3)銑刀角度的選擇   銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要,有多種角度組合型式。各種角度中最主要的是主偏角和前角(制造廠的產(chǎn)品樣本中對刀具的主偏角和前角一般都有明確說明)。   1)主偏角Kr   主偏角為切削刃與切削平面的夾角。銑刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等幾種。    

主偏角對徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。銑刀的主偏角越小,其徑向切削力越小,抗振性也越好,但切削深度也隨之減小。   

90°主偏角 在銑削帶凸肩的平面時選用,一般不用于純平面加工。該類刀具通用性好(即可加工臺階面,又可加工平面),在單件、小批量加工中選用。由于該類刀具的徑向切削力等于切削力,進(jìn)給抗力大,易振動,因而要求機(jī)床具有較大功率和足夠的剛性。在加工帶凸肩的平面時,也可選用88°主偏角的銑刀,較之90°主偏角銑刀,其切削性能有一定改善。   

60°~75°主偏角 適用于平面銑削的粗加工。由于徑向切削力明顯減小(特別是60°時),其抗振性有較大改善,切削平穩(wěn)、輕快,在平面加工中應(yīng)優(yōu)先選用。75°主偏角銑刀為通用型刀具,適用范圍較廣;60°主偏角銑刀主要用于鏜銑床、加工中心上的粗銑和半精銑加工。   

45°主偏角 此類銑刀的徑向切削力大幅度減小,約等于軸向切削力,切削載荷分布在較長的切削刃上,具有很好的抗振性,適用于鏜銑床主軸懸伸較長的加工場合。用該類刀具加工平面時,刀片破損率低,耐用度高;在加工鑄鐵件時,工件邊緣不易產(chǎn)生崩刃。   

2)前角γ   銑刀的前角可分解為徑向前角γf和軸向前角γp,徑向前角γf主要影響切削功率;軸向前角γp則影響切屑的形成和軸向力的方向,當(dāng)γp為正值時切屑即飛離加工面。徑向前角γf和軸向前角γp正負(fù)的判別見圖12。  常用的前角組合形式如下:   

雙負(fù)前角 雙負(fù)前角的銑刀通常均采用方形(或長方形)無后角的刀片,刀具切削刃多(一般為8個),且強(qiáng)度高、抗沖擊性好,適用于鑄鋼、鑄鐵的粗加工。由于切屑收縮比大,需要較大的切削力,因此要求機(jī)床具有較大功率和較高剛性。由于軸向前角為負(fù)值,切屑不能自動流出,當(dāng)切削韌性材料時易出現(xiàn)積屑瘤和刀具振動。   

凡能采用雙負(fù)前角刀具加工時建議優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀,以便充分利用和節(jié)省刀片。當(dāng)采用雙正前角銑刀產(chǎn)生崩刃(即沖擊載荷大)時,在機(jī)床允許的條件下亦應(yīng)優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀。   

雙正前角 雙正前角銑刀采用帶有后角的刀片,這種銑刀楔角小,具有鋒利的切削刃。由于切屑收縮比小,所耗切削功率較小,切屑成螺旋狀排出,不易形成積屑瘤。這種銑刀最宜用于軟材料和不銹鋼、耐熱鋼等材料的切削加工。對于剛性差(如主軸懸伸較長的鏜銑床)、功率小的機(jī)床和加工焊接結(jié)構(gòu)件時,也應(yīng)優(yōu)先選用雙正前角銑刀。   

正負(fù)前角(軸向正前角、徑向負(fù)前角) 這種銑刀綜合了雙正前角和雙負(fù)前角銑刀的優(yōu)點(diǎn),軸向正前角有利于切屑的形成和排出;徑向負(fù)前角可提高刀刃強(qiáng)度,改善抗沖擊性能。此種銑刀切削平穩(wěn),排屑順利,金屬切除率高,適用于大余量銑削加工。瓦爾特公司的切向布齒重切削銑刀F2265就是采用軸向正前角、徑向負(fù)前角結(jié)構(gòu)的銑刀。   

(4)銑刀的齒數(shù)(齒距) 選擇   

銑刀齒數(shù)多,可提高生產(chǎn)效率,但受容屑空間、刀齒強(qiáng)度、機(jī)床功率及剛性等的限制,不同直徑的銑刀的齒數(shù)均有相應(yīng)規(guī)定。為滿足不同用戶的需要,同一直徑的銑刀一般有粗齒、中齒、密齒三種類型。   

粗齒銑刀 適用于普通機(jī)床的大余量粗加工和軟材料或切削寬度較大的銑削加工;當(dāng)機(jī)床功率較小時,為使切削穩(wěn)定,也常選用粗齒銑刀。    中齒銑刀 系通用系列,使用范圍廣泛,具有較高的金屬切除率和切削穩(wěn)定性。   密齒銑刀 主要用于鑄鐵、鋁合金和有色金屬的大進(jìn)給速度切削加工。在專業(yè)化生產(chǎn)(如流水線加工)中,為充分利用設(shè)備功率和滿足生產(chǎn)節(jié)奏要求,也常選用密齒銑刀(此時多為專用非標(biāo)銑刀)。   

為防止工藝系統(tǒng)出現(xiàn)共振,使切削平穩(wěn),還有一種不等分齒距銑刀。如WALTER公司的NOVEX系列銑刀均采用了不等分齒距技術(shù)。在鑄鋼、鑄鐵件的大余量粗加工中建議優(yōu)先選用不等分齒距的銑刀。

銑刀直徑的選擇

  銑刀直徑的選用視產(chǎn)品及生產(chǎn)批量的不同差異較大,刀具直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸。   

1)平面銑刀   選擇平面銑刀直徑時主要需考慮刀具所需功率應(yīng)在機(jī)床功率范圍之內(nèi),也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)。平面銑刀直徑可按D=1.5d(d為主軸直徑)選取。在批量生產(chǎn)時,也可按工件切削寬度的1.6倍選擇刀具直徑。   

2)立銑刀   立銑刀直徑的選擇主要應(yīng)考慮工件加工尺寸的要求,并保證刀具所需功率在機(jī)床額定功率范圍以內(nèi)。如系小直徑立銑刀,則應(yīng)主要考慮機(jī)床的最高轉(zhuǎn)數(shù)能否達(dá)到刀具的最低切削速度(60m/min)。   

3)槽銑刀   槽銑刀的直徑和寬度應(yīng)根據(jù)加工工件尺寸選擇,并保證其切削功率在機(jī)床允許的功率范圍之內(nèi)。

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