如何給數控機床選配刀具？
2013-4-6 來源： 作者：
對于很多加工應用，不必擔心機床是否有足夠的功率來完成你所要加工的任務；然而，有些情形（通常是粗加工應用）則要求編程員／操作人員得明確某一給定的刀具需求多大的功率。當使用裝備高速主軸的機床時，由于在較低轉速下通常輸出的功率非常低，因此計算功率消耗的需要變得非常重要。對于這些機床，為了使機床、刀具和被加工材料運行在優化的參數下，應用較小直徑的刀具通常是必要的。下述信息將討論一些需要指出的領域，如模具制造業今天所使用的刀具新技術，如何在粗加工應用中獲得最大效率。
了解機床特性
為了確定機床是否具備在某一給定參數下加工的功率，相關人員必須熟悉他們的機床主軸功率圖。主軸功率圖將揭示機床的功率和扭矩特性，而且它通常被分成兩個獨立的額定值（30分鐘與連續功率額定值）。這個圖應該常備在手邊作參考。
估算功率消耗
如前所述，確定某一給定的刀具在加工時必需的功率值是非常重要的。有關如何估算加工某給定材料必需的功率值已經有很多著述。下述信息將覆蓋基本理論。
確定某給定刀具功率消耗的常用方法是金屬切除率（mrr）與功率因子相乘。金屬切除率（mrr）通過所使用刀具的切削寬度、切削深度與進給量相乘（mrr=woc*doc*F）得到。功率因子（p因子）是一個預定的功率常數，隨材料不同而變化。它取決于切削一立方英寸某給定材料每分鐘所需要的功率值（顯示材料在各種硬度值下的功率常數圖可在諸如機械師手冊的出版物上找到）。
注意到這種表示功率的方法僅是估算值是重要的，而且許多其它因素也會影響功率計算。機床主軸效率、材料硬度、刀具與刀片的幾何形狀、切削液、刀具磨損等都會影響功率需求。
當進行功率計算時需要考慮很多因素，而且刀具正是諸多因素之一，這是很明顯的。在某些場合，當使用針對粗加工應用的高進給刀具時，主軸將是確定所使用的刀具直徑和加工參數的決定性因素。對于任何機床的粗加工，特別是諸如CAT/BT40和HSK40之類的較小主軸連接的機床，為了在獲得最大生產率的同時避免不希望有的主軸負載和切削工況，知道如何著手，因此進行需求功率計算是很重要的。已經開發了加工功率計算器，它能覆蓋這些新型高進給刀具并大幅減少銑削、鉆削和車削功率消耗估算所需的時間和精力。通過從下拉菜單進行選擇并填入一些關于刀具名稱、刀具形狀、切削速度、進給量等輔助信息，編程員／操作人員能迅速確定機床對于手邊的應用是否大概具備足夠的功率。
既然你知道粗加工時如何使機床產出最大，該是討論如何使刀具產出最大的時候了。已經開發出特別針對粗加工金屬切除率最大化的新型設計的刀具，它允許使用非常高的進給量，并在粗加工時獲得能顯著減少加工周期和成本的金屬切除率。
用戶的另一種選擇是采用模塊化刀具，通過使用頭部帶螺紋孔的不同刀桿所獲得的柔性，使得操作工對每個應用都能設定懸伸長度并獲得最大的剛性。
對于較小的應用，已經開發出針對高進給應用的帶可換刀片設計的刀具。已供應的有10、12和16mm，這些刀具能勝任非常高的進給量（12mm刀具加工鋼件時，在切深為0.025英寸時進給速度可達300 i.p.m.），而且能有效提高裝備告訴主軸機床的金屬切除率并消耗較低的功率。與整體硬質合金刀具相比，可換的刀片還是一個經濟性更好的解決方案，并且能成功地銑削硬度不超過HRC54的淬硬工具鋼。
擁有范圍很大的刀具使得員工能有效地讓刀具和機床及零件形狀相匹配，在傳統和高速加工中心的粗加工應用均獲得最大的金屬切除率和生產率。在很多場合，通過使用較小直徑的刀具，在金屬切除率和生產率方面不損失很多（如果存在的話）的前提下，使用高進給粗加工刀具就能獲得接近最終形狀的粗加工。
實際上，當與其它常用粗加工刀具相比，較小直徑的高進給粗加工刀具的金屬切除率大大超過使用傳統加工參數和方法的較大直徑的刀具。使用較小直徑的高進給刀具的另一個好處是較小的刀具能更加接近零件的最終形狀并減少精加工開始之前去除剩余加工余量所需的再加工與編程次數。
總結
你如何知道是否對每個應用都做到了產出最大？為了使編程員／操作人員優化應用并避免高代價的失誤，了解機床能力和刀具新技術并知道如何應用是重要的。通過使用高進給刀具并讓這些刀具與機床、零件形狀、材料正確地配合，公司能對粗加工應用實現時間成本的顯著節約。總之，金屬切除得越多，高進給刀具獲得的金屬切除率超出得越多，將保證多個方面的節約。
語錄：
各式各樣的刀具使得模具制造商能讓刀具與機床、零件幾何形狀相匹配，其結果是在傳統及高速加工中心上針對粗加工應用的金屬切除率和生產率最大化。
金屬切除得越多，高進給刀具獲得的金屬切除率超出得越多，將保證多方面的節省。
機床主軸效率、材料硬度、刀具與刀片的幾何形狀、切削液、刀具磨損等都會影響功率需求。
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