試論如何選擇數(shù)控銑加工的刀具和切削用量
2020-3-9 來源： 江南工業(yè)集團(tuán)有限公司 作者：彭湘 彭小彥
摘要:中國的機械加工技術(shù)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢，使得機械制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。數(shù)控機床是對機床進(jìn)行數(shù)字化控制，提供運行程序完成各項工作。為了提高數(shù)控機床的加工質(zhì)量和加工效率，就要對刀具以及切削用量合理確定。本文針對如何選擇數(shù)控銑加工的刀具和切削用量進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞：數(shù)控銑加工 刀具 切削用量
計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展使數(shù)控技術(shù)不斷創(chuàng)新并廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床。隨著人們對產(chǎn)品的加工技術(shù)質(zhì)量要求越來越高，就需要對刀具和切削量正確選擇，在確保數(shù)控機床安全運行的基礎(chǔ)上，加工產(chǎn)品的質(zhì)量和效率都會有所提高。圖1為軸類加工數(shù)控銑面鉆中心孔機床。
圖1 軸類加工數(shù)控銑面鉆中心孔機床
1、 數(shù)控銑加工的刀具選取
應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行機械加工，可以使得加工的質(zhì)量和加工的效率明顯提高。與傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)相比較，數(shù)字化控制技術(shù)的加工速度更快，而且可以保證加工部件的質(zhì)量。在數(shù)字化控制技術(shù)應(yīng)用中，要使用計算機對刀具所在位置進(jìn)行調(diào)整，確保數(shù)控加工的持續(xù)性，由此提升機械加工的速度。目前的數(shù)控銑加工中所使用的刀具主要包括兩種，即銑削加工中使用的刀具和孔加工中使用的刀具。在對刀具進(jìn)行選擇的時候，要求刀具的剛性要滿足機械加工的需求，還要在加工中對參數(shù)不斷地調(diào)整。在銑削加工中通常會采用分層的方法，按照已經(jīng)設(shè)定的程序進(jìn)行機械加工。
如果銑刀所留出的余量非常大，就需要對更大直徑的刀具做好篩選工作。銑刀的耐久性要強，避免損害到防控表層的刀具，還要對刀具的位置進(jìn)行不斷的調(diào)整。在選擇銑刀的時候，要按照新的數(shù)控加工要求進(jìn)行選擇。在加工的過程中，編寫程序的工作人員要將最佳型號的刀具確定下來之后，就進(jìn)入到數(shù)控加工環(huán)境，對于工件材料的質(zhì)量、機床所具備的特性、需要遵循的切削加工流程以及切削量達(dá)到都要做好綜合性判定工作，要求刀具要具有耐久性，操作精度高，而且可以根據(jù)加工需要做出調(diào)整。具體的刀具選擇方式如下。
1.1 數(shù)控銑加工中對銑削刀具的選擇
當(dāng)對曲面式的零件進(jìn)行制作的過程中就要使用銑削刀具。在進(jìn)行機械加工的過程中，要求刀具的切削要與加工的輪廓相符合，以對工件的輪廓以及刀刃的切割具有很高的精確度。通常而言，可以選擇球頭刀進(jìn)行切割，如果采用粗加工的模式，則可以選擇雙刃式的銑刀進(jìn)行加工。如果采用精細(xì)式的加工模式，則可以選擇四刃式的銑刀進(jìn)行加工。銑刀的表層面積是非常大的,為了使得所加工的工件表面平滑，可以選取盤狀鑲嵌式的刀具。如果所加工的位置是在鍵槽處，就可以選擇雙刃的加工銑刀進(jìn)行加工。如果銑加工中，對部件的臺階面進(jìn)行加工處理，或者加工的平面比較小時，就可以考慮選擇通用式的銑刀。
1.2 數(shù)控銑加工中對孔加工類刀具的選擇
數(shù)控銑加工中對孔加工類刀具的選擇需要遵循一定的規(guī)則，即數(shù)控加工中對孔的加工都不需要使用鉆模。如果切削的環(huán)境條件不良，切鉆頭的剛性不夠理想，就需要對鉆孔的深度重新設(shè)置，要求鉆孔的深度與鉆頭的直徑之間的比為5∶1。當(dāng)進(jìn)入到鉆孔環(huán)節(jié)之前，要對中心鉆的位置明確，劃定準(zhǔn)確的部位，保證定位的精度。鉸孔加工中采用浮動式的刀具，前期要倒角，后期的鏜孔要選擇鏜刀，刀頭為對稱式的，使得加工中平衡性的振動有所減小。
2、數(shù)控銑加工中要設(shè)定切削用量
2.1 對切削的深度予以確定
數(shù)控銑加工所使用的機床種類不同，選用的加工材料不同，切削的深度也會有所不同，這就需要將匹配工作做好。當(dāng)明確了切削深度之后，就要基于實際的加工環(huán)境條件進(jìn)行切削。當(dāng)處于粗加工環(huán)節(jié)的時候，就可以對切削的深度進(jìn)一步加深，在刀具的剛度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，要在一次切削的過程中切掉材料。否則，如果刀具的剛度非常低，或者材料比較厚，就會對切削工作造成不良影響，甚至?xí)a(chǎn)生切不斷的現(xiàn)象。在進(jìn)行切削的過程中，刀口要朝向里面，避免刀刃直接接觸到機床的金屬物而對金屬物造成破損。刀具的剛度比較低、材料相對較厚，在強大的沖擊荷載下，就要將切削深度減小，使得切削的質(zhì)量有所改進(jìn)，這樣可以避免刀具在切削的過程中造成損傷。另外，對于切削的深度要合理確定，從加工余量的角度出發(fā)來做到余量合理。為了避免加工中造成大量的資源浪費，可以將切削深度減小，以提高切削加工的質(zhì)量和效率。通常而言，切削的深度介于0.05～1.0mm之間。如果切削深度為半精加工，切削的深度介于1～3mm之間，工作人員進(jìn)行切削加工的時候，就要在這個范圍內(nèi)靈活調(diào)整深度。
2.2 對切削的速度予以確定
進(jìn)入到銑削加工環(huán)節(jié)，切削速度決定于刀具的耐用情況。在對切削速度加以確定的過程中，對于各項衡量指標(biāo)都要明確，包括銑削的總齒數(shù)、側(cè)面以及綜合性的吃刀量等。如果銑加工的齒數(shù)比較多，刀刃負(fù)荷就需要相應(yīng)地增加，還要在切削的過程中增加熱能，刀具的磨損度就會增加。要提高刀具切削的速度，就要選擇耐用性比較強的刀具，還要對刀具的直徑進(jìn)行延長，使得刀具切削過程中的散熱狀態(tài)得以改善。
2.3 對進(jìn)給速度予以設(shè)定
當(dāng)數(shù)控機床處于運行狀態(tài)，一項重要的參數(shù)就是進(jìn)給速度。當(dāng)數(shù)控機床加工的過程中，對于進(jìn)給速度明確之后，就要根據(jù)工件的粗糙度和精確度對進(jìn)給速度進(jìn)行設(shè)定。如果進(jìn)給速度比較快或者比較慢，都會導(dǎo)致機床運轉(zhuǎn)的過程中受到制約。從工件的邊框向拐角處加工的過程中，進(jìn)給速度需要適當(dāng)?shù)販p慢，以避免邊框加工中產(chǎn)生偏差。在進(jìn)行工件制作的過程中，要保證加工進(jìn)度快，而且工件的質(zhì)量合格，就要將進(jìn)給速度設(shè)定好。
2.4 對側(cè)邊的吃刀量予以確定
要保證數(shù)控機床的加工質(zhì)量，就要對側(cè)面吃刀量和背側(cè)的吃刀量加以確定。對于工件的側(cè)邊加工中，可以將走刀次數(shù)適當(dāng)?shù)販p少。根據(jù)粗糙程度的不同，可以將數(shù)控銑的工序劃分為3類，即精銑，側(cè)向吃刀深度為0.5mm；半精銑，側(cè)向吃刀深度為1.3mm;粗銑，側(cè)向吃刀深度為0.3mm，還可以根據(jù)具體的數(shù)控機床加工情況對側(cè)邊的吃刀量做出調(diào)整。
3、結(jié)語
綜上所述，在數(shù)控銑加工中要按照編制的程序進(jìn)行，要保證加工質(zhì)量，就要保證刀具的良好匹配度，切削用量要適當(dāng)。從目前的數(shù)控銑加工的具體情況來看，依然存在需要進(jìn)一步完善之處，且還要根據(jù)加工需要不斷地改進(jìn)技術(shù)，以提高數(shù)控加工質(zhì)量。
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