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工欲善其事 必先利其器 加工刀具和切削用量的选择

数控加工中心是具备刀库及自动换刀功能的数控机床设备,工作中刀具的选择和切削用量的确定直接影响了加工中心的加工效率和加工质量。现如今,随着计算机辅助设计和辅助制造,简称CAD/ CAM技术的发展,使得机床的设计、工艺规划及编程整个过程都可以在计算机上来完成,大大简化了工作流程。许多CAD/ CAM软件都提供自动编程功能,只要编程人员设置了相关参数,机床就能自动选择使用哪些刀具,及加工路径和切削用量等。这就要求编程人员,必须充分了解刀具选择和切削用量的基本原则,以及数控机床的加工特点,这样才能保证加工质量。常用刀具的性能及分类数控加工中心具有高速、高效和自动化程度高的加工特点,其使用的数控加工刀具也必须与这些特点相适应。为此,刀具应该符合以下性能标准:高硬度刀具材料的硬度应高于工件本身的硬度;拥有足够的韧性以承受切削力、振动和冲击;拥有高耐磨性,也就是材料能够抵抗一定的磨损;拥有高耐热性,也就是刀具材料在高温下仍能够保持硬度、耐磨性、强度和韧性;另外还要拥有良好的工艺性。数控刀具根据结构可以分为整体式和镶嵌式两种类型;根据制造材料可以分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具和陶瓷刀具等;根据切削工艺可以分为铣削刀具、钻削刀具、镗削刀具和车削刀具等。数控加工刀具的选择选择刀具时,应该全面考虑机床的加工能力、加工工序,以及工件材料的性能、切削用量和其他的相关因素。一定要使刀具拥有良好的刚性、耐用性和加工精度,同时便于安装和调整。为保证刀具尺寸与工件的表面尺寸相适应,一般来说,对于平面轮廓的材料加工,更多地采用立铣刀;铣削平面时,经常选择镶硬质合金刀片面铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔的时候,镶硬质合金刀片的铣刀更合适;而对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,则应该采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和梯形铣刀等。由于平头刀具不管是在表面加工质量还是在切削效率上都要强于球头刀,所以在能够保证加工精度的前提之下,无论是平面加工还是曲面加工,也无论是粗加工还是精加工,最好都选择平头刀具。另外,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。为了使刀具便于安装和调整,应尽量减少刀具的使用数量,按照先面后孔、先曲面后二维轮廓的顺序进行加工,一把刀具装夹后,应尽量使其完成所能能够完成的加工之后再更换刀具。数控加工切削用量的确定对于不同的加工类型,选择切削用量的原则也不相同。在进行粗加工时,提高生产率是第一要务,应该首先得到满足。而在进行精加工时,则是先要达到较高的加工质量,在此前提之下,才可以兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值的设定应该遵循一定的原则,包括:为保证零件的加工精度,加工余量一般要保留在0.2到0.5毫米之间,并使其数值与背吃刀量相等;切削宽度一般都与刀具的直径成正比,而与切削深度成反比;切削速度主要取决于加工材料和刀具耐用度;主轴转速主要取决于刀具直径和切削速度,并在控制面板上配有转速修调开关,可以随时调整;而进给速度则应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来决定。一般在加工精度、表面粗糙度要求较高,或在刀断、加工深孔及用高速钢刀具加工时,应该选择较低的进给速度,通常在每分钟20到50毫米;而当工件的质量能够得到保证的时候,为提高生产效率,可以选择较高的进给速度,一般在每分钟100 到200毫米。随着数控加工中心在生产中的应用越来越广泛,数控编程技术也越来越受到制造企业的重视。准确选择加工刀具和切削用量,可以保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控加工中心的优越性能。

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