加工中心刀具的選擇及使用

     在加工中心上，其主軸轉(zhuǎn)速較普通機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高1～2倍，某些特殊用途的數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)，因此數(shù)控機(jī)床用刀具的強(qiáng)度與耐用度至關(guān)重要。目前涂層刀具與立方氮化硼等刀具已廣泛用于加工中心，陶瓷刀具與金剛石刀具也開始在加工中心上運(yùn)用。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床用刀具應(yīng)具有較高的耐用度和剛度，刀具材料抗脆性好，有良好的斷屑性能和可調(diào)易更換等特點(diǎn)。例如，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行銑削加工時(shí)選擇刀具要注意如下要點(diǎn)：

    平面銑削時(shí)應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時(shí)，盡量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。選好每次走刀寬度和銑刀直徑，使接刀痕不影響精切走刀精度。因此加工余量大又不均勻時(shí)，銑刀直徑要選小些，反之，選大些。精加工時(shí)銑刀直徑要選大些，最好能包容加工面的整個(gè)寬度。

數(shù)控機(jī)床用的立銑刀

a) 軸向進(jìn)給加工的立銑刀

b) 非等距立銑刀刀齒

c) 加強(qiáng)剛度的立銑刀 

    立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺(tái)、凹槽和箱口面。為了軸向進(jìn)給時(shí)易于吃刀，要采用端齒特殊刃磨的銑刀，如圖a所示。為了減少振動(dòng)，可采用圖b所示的非等距三齒或四齒銑刀。為了加強(qiáng)銑刀強(qiáng)度，應(yīng)加大錐形刀心，變化槽深，如圖c所示。

    為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時(shí)可采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補(bǔ)償功能銑槽的兩邊。

刀具直徑估算

銑削平面零件的周邊輪廓一般采用立銑刀。刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)可參考如下：

①刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。

②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R保證刀具有足夠的剛度。

③粗加工內(nèi)型面時(shí)，刀具直徑可按下式估算(見下圖)：

式中，δ1為槽的精加工余量；δ為加工內(nèi)型面時(shí)的最大允許精加工余量；φ為零件內(nèi)壁的最小夾角；D為工件內(nèi)型面最小圓弧直徑。

    數(shù)控加工曲面和變斜角輪廓外形時(shí)常用球頭刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等，見下圖。圖中的O點(diǎn)表示刀位點(diǎn)，即編程時(shí)用來(lái)計(jì)算刀具位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。加工曲面時(shí)球頭刀的應(yīng)用最普遍。但是越接近球頭刀的底部，切削條件就越差，因此近來(lái)有用環(huán)形刀(包括平底刀)代替球頭刀的趨勢(shì)。鼓形刀和錐形刀都可用來(lái)加工變斜角零件，這是單件或小批量生產(chǎn)中取代四坐標(biāo)或五坐標(biāo)機(jī)床的一種變通措施。鼓形刀的刃口縱剖面磨成圓弧R1，加工中控制刀具的上下位置，相應(yīng)改變刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負(fù)到正的不同斜角值。圓弧半徑R1越小，刀具所能適應(yīng)的斜角范圍就越廣，但是行切得到的工件表面質(zhì)量就越差。鼓形刀的缺點(diǎn)是刃磨困難，切削條件差，而且不適應(yīng)于加工內(nèi)緣表面。錐形刀的情況相反，刃磨容易，切削條件好，加工效率高，工件表面質(zhì)量也較好，但是加工變斜角零件的靈活性小。當(dāng)工件的斜角變化范圍大時(shí)需要中途分階段換刀，留下的金屬殘痕多，增大了手工銼修量。