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刀具对小型CNC加工中心的意义

点击次数:74 发布时间:2018-07-30

小型CNC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。
在小型CNC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。
小型CNC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。
小型CNC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。小型CNC加工中心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。
小型CNC加工中心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。
小型CNC加工中心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。
现在,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,比如,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。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨,给出了若干原则和建议,并对应该注意的问题进行了讨论。 

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