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| 選擇刀具應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟。 適用是要求所選擇的刀具能達到加工的目的，完成材料的去除，并達到預定的加工精度。如粗加工時選擇有足夠大并有足夠的切削能力的刀具能快速去除材料；而在精加工時，為了能把結(jié)構(gòu)形狀全部加工出來，要使用較小的刀具，加工到每一個角落。再如，切削低硬度材料時，可以使用高速鋼刀具，而切削高硬度材料時，就必須要用硬質(zhì)合金刀具。 安全指的是在有效去除材料的同時，不會產(chǎn)生刀具的碰撞、折斷等。要保證刀具及刀柄不會與工件相碰撞或者擠擦，造成刀具或工件的損壞。如加長的直徑很小的刀具切削硬質(zhì)的材料時，很容易折斷，選用時一定要慎重。 經(jīng)濟指的是能以zui小的成本完成加工。在同樣可以完成加工的情形下，選擇相對綜合成本較低的方案，而不是選擇*的刀具。刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高則可以使總體成本可能比使用普通刀具更低，產(chǎn)生更好的效益。如進行鋼材切削時，選用高速鋼刀具，其進給只能達到100mm/min，而采用同樣大小的硬質(zhì)合金刀具，進給可以達到500mm/min以上，可以大幅縮短加工時間，雖然刀具價格較高，但總體成本反而更低。通常情況下，優(yōu)先選擇經(jīng)濟性良好的可轉(zhuǎn)位刀具。 選擇刀具時還要考慮安裝調(diào)整的方便程度、剛性、耐用度和精度。在滿足加工要求的前提下，刀具的懸伸長度盡可能得短，以提高刀具系統(tǒng)的剛性。 下面對部分常用的銑刀作簡要的說明。 1．圓柱銑刀
圓柱銑刀主要用于臥式銑床加工平面，一般為整體式，如圖1所示。該銑刀材料為高速鋼，主切削刃分布在圓柱上，無副切削刃。該銑刀有粗齒和細齒之分。粗齒銑刀，齒數(shù)少，刀齒強度大，容屑空間大，重磨次數(shù)多，適用于粗加工；細齒銑刀，齒數(shù)多，工作較平穩(wěn)，適用于精加工。圓柱銑刀直徑范圍d=50mm～100mm，齒數(shù)Z=6～14個，螺旋角β=30°～45°。當螺旋角β=0°時，螺旋刀齒變?yōu)橹钡洱X，目前生產(chǎn)上應(yīng)用少。
圖1 2．面銑刀
面銑刀主要用于立式銑床上加工平面、臺階面等。面銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱面或圓錐面上，副切削刃分布在銑刀的端面上。面銑刀按結(jié)構(gòu)可以分為整體式面銑刀、硬質(zhì)合金整體焊接式面銑刀、硬質(zhì)合金機夾焊接式面銑刀、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銑刀等形式。圖2所示是硬質(zhì)合金整體焊接式面銑刀。該銑刀是由硬質(zhì)合金刀片與合金鋼刀體經(jīng)焊接而成，其結(jié)構(gòu)緊湊，切削效率高，制造較方便。刀齒損壞后，很難修復，所以該銑刀應(yīng)用不多。
圖2 3．立銑刀 立銑刀主要用于立式銑床上加工凹槽、臺階面、成形面（利用靠模）等。圖3所示為高速鋼立銑刀。該立銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱面上，副切削刃分布在銑刀的端面上，且端面中心有*孔，因此，銑削時一般不能沿銑刀軸向做進給運動，只能沿銑刀徑向做進給運動。該立銑刀有粗齒和細齒之分，粗齒齒數(shù)3～6個，適用于粗加工；細齒齒數(shù)5～10個，適用于半精加工。該立銑刀的直徑范圍是φ2mm～φ80mm。柄部有直柄、莫氏錐柄、7:24錐柄等多種形式。該立銑刀應(yīng)用較廣，但切削效率較低。
圖3 4．鍵槽銑刀 鍵槽銑刀主要用于立式銑床上加工圓頭封閉鍵槽等，如圖4所示。該銑刀外形似立銑刀，端面無*孔，端面刀齒從外圓開至軸心，且螺旋角較小，增強了端面刀齒強度。端面刀齒上的切削刃為主切削刃，圓柱面上的切削刃為副切削刃。加工鍵槽時，每次先沿銑刀軸向進給較小的量，然后再沿徑向進給，這樣反復多次，就可完成鍵槽的加工。由于該銑刀的磨損是在端面和靠近端面的外圓部分，所以修磨時只要修磨端面切削刃，這樣，銑刀直徑可保持不變，使加工鍵槽精度較高，銑刀壽命較長。鍵槽銑刀的直徑范圍為 φ2mm～φ63mm。
圖4 5．三面刃銑刀
三面刃銑刀主要用于臥式銑床上加工槽、臺階面等。三面刃銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱面上，副切削刃分布在兩端面上。該銑刀按刀齒結(jié)構(gòu)可分為直齒、錯齒和鑲齒三種形式。圖5所示是直齒三面刃銑刀。該銑刀結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但副切削刃前角為零度，切削條件較差。該銑刀直徑范圍是50mm～200mm，寬度4mm～40mm。
圖5 6．角度銑刀 角度銑刀主要用于臥式銑床上加工各種角度槽、斜面等。角度銑刀的材料一般是高速鋼。角度銑刀根據(jù)本身外形不同，可分為單刃銑刀、不對稱雙角銑刀和對稱雙角銑刀3種。圖6所示是單角銑刀。圓錐面上切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃。該銑刀直徑范圍是40mm～100mm。
圖6 7．模具銑刀 模具銑刀主要用于立式銑床上加工模具型腔、三維成形表面等。模具銑刀按工作部分形狀不同，可分為圓柱形球頭銑刀、圓錐形球頭銑刀和圓錐形立銑刀3種形式。圖7所示是圓柱形球頭銑刀，圖8所示是圓錐形球頭銑刀。在該兩種銑刀的圓柱面、圓錐面和球面上的切削刃均為主切削刃，銑削時不僅能沿銑刀軸向做進給運動，也能沿銑刀徑向做進給運動，而且球頭與工件接觸往往為一點，這樣，該銑刀在數(shù)控銑床的控制下，就能加工出各種復雜的成形表面，所以該銑刀用途*，很有發(fā)展前途。如圖9所示圓錐形立銑刀其作用與立銑刀基本相同，只是該銑刀可以利用本身的圓錐體，方便地加工出模具型腔的出模角。
圖7
圖8
圖9 加工中心上用的立銑刀主要有3種形式：球頭刀（R=D/2），端銑刀（R=0）和R刀（R 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。刀具直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸，還需要考慮刀具所需功率應(yīng)在機床功率范圍之內(nèi)。 生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選端銑刀或面銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 平面銑削應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀，可轉(zhuǎn)為面銑刀。一般采用二次走刀，*次走刀用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。選好每次走刀的寬度和銑刀的直徑，使接痕不影響精銑精度。因此，加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些。精加工時，銑刀直徑要選大些，能夠包容加工面的整個寬度。表面要求高時，還可以選擇使用具有修光效果的刀片。在實際工作中，平面的精加工，一般用可轉(zhuǎn)位密齒面銑刀，可以達到理想的表面加工質(zhì)量，甚至可以實現(xiàn)以銑代磨。密布的刀齒使進給速度大大提高，從而提高切削效率。精切平面時，可以設(shè)置6～8個刀齒，直徑大的刀具甚至可以有超過10個的 刀齒。 加工空間曲面和變斜角輪廓外形時，由于球頭刀具的球面端部切削速度為零，而且在走刀時，每兩行刀位之間，加工表面不可能重疊，總存在沒有被加工去除的部分。每兩行刀位之間的距離越大，沒有被加工去除的部分就越多，其高度（通常稱為“殘留高度”）就越高，加工出來的表面與理論表面的誤差就越大，表面質(zhì)量也就越差。加工精度要求越高，走刀步長和切削行距越小，編程效率越低。因此，應(yīng)在滿足加工精度要求的前提下，盡量加大走刀步長和行距，以提高編程和加工效率。而在2軸及2.5軸加工中，為提率，應(yīng)盡量采用端銑刀，由于相同的加工參數(shù)，利用球頭刀加工會留下較大的殘留高度。因此，在保證不發(fā)生干涉和工件不被過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀或R刀（帶圓角的立銑刀）。不過，由于平頭立銑刀和球頭刀的加工效果是明顯不同的，當曲面形狀復雜時，為了避免干涉，建議使用球頭刀，調(diào)整好加工參數(shù)也可以達到較好的加工效果。 鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀和立銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時應(yīng)采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后再利用刀具半徑補償（或稱直徑補償）功能對槽的兩邊進行銑加工。 對于要求較高的細小部位的加工，可使用整體式硬質(zhì)合金刀，它可以取得較高的加工精度，但是注意刀具懸升不能太大，否則刀具不但讓刀量大，易磨損，而且會有折斷的 危險。 銑削盤類零件的周邊輪廓一般采用立銑刀。所用的立銑刀的刀具半徑一定要小于零件內(nèi)輪廓的zui小曲率半徑。一般取zui小曲率半徑的0.8～0.9倍即可。零件的加工高度（Z方向的吃刀深度）不要超過刀具的半徑。若是銑毛坯面時，選用硬質(zhì)合金波紋立銑刀，它在機床、刀具、工件系統(tǒng)允許的情況下，可以進行強力切削。 鉆孔時，要先用中心鉆或球頭刀打中心孔，用以引正鉆頭。先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度Z，再用較大的鉆頭進行鉆孔，zui后用所需的鉆頭進行加工，以保證孔的精度。在進行較深的孔加工時，特別要注意鉆頭的冷卻和排屑問題，一般利用深孔鉆削循環(huán)指令G83進行編程，可以工進一段后，鉆頭快速退出工件進行排屑和冷卻；再工進，再進行冷卻和排屑直至孔深鉆削完成。 加工中心機床刀具是一個較復雜的系統(tǒng)，如何根據(jù)實際情況進行正確選用，并在CAM軟件中設(shè)定正確的參數(shù)，是數(shù)控編程人員必須掌握的。只有對加工中心刀具結(jié)構(gòu)和選用有充分的了解和認識，并且不斷積累經(jīng)驗，在實際工作中才能靈活運用，提高工作效率和生產(chǎn)效益并保證安全生產(chǎn)。 |
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