数控加工数控加工刀具及选用原则

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数控加工刀具及选用原则

l数控加工刀具

构架加工工艺方法根据被加工表面的精度和粗糙度要求确定,构架加工按照加工的形面结构划分主要包括:平面、曲面、各类孔及孔系加工、槽加工,加工时常用的刀具主要包括以下几种:端面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、孔加工刀具等等。

(1)端面铣刀主要用于加工平面和台阶面,属多齿刀具,加工效率高。端面铣刀底面的切削刃是主切削刃;端面铣刀分为整体焊接和机夹可转位面铣刀两种,目前整体焊接刀具已经逐渐被机夹可转位面铣刀取代。端面铣刀具直径已经标准化,采用比值为1.25数列的标准直径:转向架常用的面铣刀直径主要为:6,80,,,,,,15几种。

面铣刀加工后的表面精度和粗糙度要求可到Ra.2μm

(2)立铣刀

立铣刀主要用于加工沟槽、台阶面、平面和二维曲面。立铣刀圆周上的切削刃是主切削刃,每个刀齿的主切削刃分布在圆柱面上,呈螺旋线形,其螺旋角在0o~45o之间,有利于提高切削过程的平稳性,提高加工精度;立铣刀端面带中心孔,端面上的切削刃是副切削刃,切削时一般不宜沿铣刀轴线方向进给。立铣刀分为整体立铣刀和可转位立铣刀两种。

按照国家标准规定:立铣刀直径为2-50毫米,可分为粗齿与细齿两种。直径2-20为直柄范围,直径14-50为锥柄范围。标准立铣刀有粗齿和细齿两种。立铣刀的齿数为2~4个,螺旋角大些;细齿立铣刀的齿数为5~8个,螺旋角小些,细齿立铣刀加工表面光洁度高,但由于齿数多,排屑效果不好。

立铣刀常见有两种材料:高速钢,硬质合金。高速钢刀具与硬质合金刀具比较,硬质合金相对高速钢的硬度高,切削力强,可提高转速和进给率,提高生产率,加工时让刀情况不明显,适合加工不锈钢/钛合金等难加工材料,但是成本更高,而且在切削力改变时容易断刀。

键槽铣刀属于立铣刀的一种,为两刃铣刀,主要是端面刃参与切削,能直接垂直下刀,从形状上看键槽铣刀与立铣刀相似,两者的区别:与键槽铣刀的主要区别在于:立铣刀端面是有中心孔,而键槽铣刀端面是没有中心孔的。因此,立铣刀不能够直接往下进刀,向下进刀时,中心处没有切削刃,会顶住刀具。而键槽铣刀则可以直接向下进刀。键槽铣刀加工槽的尺寸精度是很高的,一般可以达到0.01mm左右的精度;键槽铣刀可以用来当钻头使用加工浅孔,但加工效率较低。

()三面刃铣刀三面刃铣刀圆周表面的切削刃为主切削刃,两侧面的切削刃为副切削刃,主要用于铣沟槽和台阶,也可用于加工平面。三面刃铣刀分为直齿和错齿两种。

(4)成形铣刀

一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的,用于加工平面类零件的特定形状,如角度、凹槽、凸台、特型孔或台阶,成形铣刀一般都具有与加工对象相匹配的仿形刀刃,刀刃比较浅或者切削面比较大,成形铣刀一般用于精加工。

(5)孔加工刀具

在进行孔加工的刀具选择上,可根据孔的尺寸及粗糙度要求进行刀具的选择,对于一般的孔,尺寸要求:

①钻孔刀具

A、普通的高速钢麻花钻在实体工件上钻孔或对已有的孔进行扩孔。沟为螺旋状,可多次刃磨,表面粗糙度可达到Ra12.5~Ra25,尺寸精度能到IT11-IT10范围内;整体硬质合金钻头可达到相对较高的精度,尺寸精度可达到(0,+0.05)范围内。

B、深孔钻在实体零件上钻削孔深与孔径之比大于5的孔。

C、扩孔钻对已有的孔进行定尺寸扩削,或做精加工孔的过渡工序用。刃多,其刚度和导向性好,加工出来孔精度优于麻花钻。

上述三种钻头加工精度可达IT11~IT12,粗糙度可达Ra12.5~Ra25μm。钻头使用一定时间后会磨损,影响孔径精度,需要对钻头的两个切削刃进行刃磨,刃磨时要保证两个切削刃修磨后的对称,如修磨不好会影响孔的加工精度。

D、锪钻已有孔的端部加工成一定的型面(锥孔、球面、埋头凹孔等)用的工具。

E、中心钻在旋转实体零件两端加工中心孔用,一般用来预钻孔。

F、扁钻适合加工直径比较大的孔(大于0mm),扁钻加工变形比麻花钻小,加工精度高,刀杆可适用于加工多种直径,无需打中心孔或多次进给,扁钻需有高压冷却系统,由于无螺旋排屑槽,扁钻不适合加工深孔。

G、U钻(可转位钻头)适合加工长径比小于等于的中等直径的孔,这种结构钻头加工时消耗功率低,切削效率高,孔尺寸精度和位置精度高,表面粗糙度可达到Ra.2以上,适合于孔的粗加工和半精加工一次完成的情况,使用U钻可减少换刀次数,减少刀具刃磨时间。

②铰刀

铰刀是对已钻、扩过的中小直径孔进行半精加工和精加工的刀具,加工精度可达IT7~6,表面粗糙度可达到Ra1.6,但铰孔不能修正孔的位置度和直线度。按照加工孔的形状铰刀有圆柱形、锥形和阶梯孔铰刀。铰孔精度可达到IT6~IT11,表面粗糙度可达到Ra1.6~0.2μm。

③镗刀

镗刀是对已有的孔进行扩大用的半精加工和精加工刀具,分为粗镗刀和精镗刀(单刃)两种,同一把刀体所加工的尺寸可调,加工精度及表面质量较高,适合于孔的半精加工和精加工,加工精度可达IT7~6,表面粗糙度可达到Ra1.6,通过镗削可修正孔位置度和直线度。镗孔精度可达到IT6~IT11,表面粗糙度可达到Ra1.6~0.2μm。

镗刀有内孔镗刀和外圆镗刀两种。

l刀具选用原则

选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序的安排、切削用量以及其它相关因素正确选择刀具及刀柄,刀具选择的总体原则是耐用、安全、经济。耐用是要求所选择的刀具能够达到加工的目的,加工后能够满足图纸的要求;安全即要求刀具在使用过程中不会与工装、工件发生碰撞、折断;经济是指以最低的成本完成加工,一次加工能够达到的决不进行二次加工。

(1)粗铣平面时,切削力大,应选择直径相对小的面铣刀,以减少切削扭矩,精铣时,尽量选择包容工件加工面的宽度的刀具,以提高效率和加工表面质量。

(2)对一些V型槽或斜面轮廓加工,选择球头铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀等成形铣刀。

()对于曲面加工应根据曲面的大小、圆角结构、陡峭或平坦情况适当选择不同直径的球头铣刀。

(4)加工封闭的槽应选择键槽铣刀。

(5)加工零件周边轮廓(内侧或外侧轮廓)可选择立铣刀;

(6)孔加工要根据孔的精度要求选择使用麻花钻头、U钻、铰刀或镗削刀具。




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