數(shù)控刀具的選擇和切削參數(shù)的確定是數(shù)控加工技術(shù)中的重要內(nèi)容,它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展,使得在數(shù)控加工中直接使用CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能,特別是DNC系統(tǒng)微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的連接,使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、編程的全過(guò)程都在計(jì)算機(jī)上完成,一般不需要輸出專(zhuān)門(mén)的工藝文件。
目前,許多CAD/CAM軟件包都提供了自動(dòng)編程功能。這些軟件一般會(huì)在編程界面提示工藝規(guī)劃的相關(guān)問(wèn)題,如刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削參數(shù)設(shè)置等。程序員只要設(shè)置好相關(guān)參數(shù),就可以自動(dòng)生成NC程序,傳送到數(shù)控機(jī)床上完成加工。
因此,數(shù)控加工中的刀具選擇和切削參數(shù)確定都是在人機(jī)交互的狀態(tài)下完成的,這與普通機(jī)床加工形成了鮮明的對(duì)比。同時(shí)要求編程人員掌握刀具選擇和切削參數(shù)確定的基本原則,編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn),能夠正確選擇刀柄和切削參數(shù)。
數(shù)控加工中常用刀具的類(lèi)型及特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。一般應(yīng)包括通用工具、通用連接刀架和少量專(zhuān)用刀架。刀柄與工具相連,安裝在機(jī)床的動(dòng)力頭上,所以已經(jīng)逐漸標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具有多種分類(lèi)方法。
根據(jù)工具結(jié)構(gòu)可分為:
整體型;
鑲嵌式,焊接或機(jī)械夾緊連接,機(jī)械夾緊分為不換位和可換位兩種;
特殊類(lèi)型,如復(fù)合刀具、阻尼刀具等。
根據(jù)制造刀具所用的材料,它可以分為:
高速鋼刀具;
硬質(zhì)合金刀具;
鉆石切工;
其他材料工具,如立方氮化硼工具、陶瓷工具等。
從切割過(guò)程可以分為:
車(chē)削刀具,如外圓、內(nèi)孔、螺紋、刀具等;
鉆孔工具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等。
鉆孔工具;
銑削工具等。
為了滿足數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)節(jié)、可更換等方面的要求。近年來(lái),機(jī)夾回轉(zhuǎn)刀具得到了廣泛的應(yīng)用,其數(shù)量已達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30% ~ 40%,金屬切削量占總量的80% ~ 90%。
與普通機(jī)床上使用的刀具相比,數(shù)控刀具有許多不同的要求,主要有以下特點(diǎn):
剛性好(特別是粗加工刀具),精度高,抗振性和熱變形小;
互換性好,方便快速換刀;
使用壽命長(zhǎng),切割性能穩(wěn)定可靠;
刀具的尺寸易于調(diào)整,從而減少換刀的調(diào)整時(shí)間;
該工具應(yīng)能夠可靠地破碎或滾動(dòng)切屑,以便于切屑的清除;
系列化和標(biāo)準(zhǔn)化有利于編程和工具管理。
數(shù)控加工刀具的選擇
刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工藝、切削用量等相關(guān)因素,正確選擇刀具和刀柄。刀具選擇的總原則是:安裝調(diào)整方便,剛性好,耐用度高,精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。