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數(shù)控銑床加工刀具的選擇

2016-12-5 來(lái)源：中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司作者：鄒松

摘要：數(shù)控銑床在制造業(yè)的應(yīng)用范圍非常廣泛，而刀具的選擇會(huì)直接影響到最終生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。基于此本文就數(shù)控銑床在刀具選擇等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；加工刀具；切削量

數(shù)控銑床由于其特殊性，對(duì)所用刀具的要求較高，因而在選用刀具時(shí)要根據(jù)機(jī)床的性能、工件的材料、加工程序以及切削量等相關(guān)影響因素來(lái)選用合適的刀具和刀柄。

1.數(shù)控加工對(duì)刀具的要求

在數(shù)控加工中，大部分刀具雖然和普通加工的相同，但是數(shù)控加工對(duì)其的要求更高。具體如內(nèi)容下。為保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率應(yīng)有較高的可靠性和耐用度，為適應(yīng)粗加工時(shí)的大切深和快速進(jìn)給要求應(yīng)剛度好和強(qiáng)度高；應(yīng)有較好的斷屑排屑性能使機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)；安裝調(diào)整方便，以及選用優(yōu)質(zhì)刀具材料等。

2.數(shù)控加工刀具的分類

從刀具結(jié)構(gòu)分有整體式，如立銑刀；鑲嵌式；特殊型式等。從刀具材料分有高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具等。

3.數(shù)控加工材料的選擇

用于數(shù)控加工的刀具材料分為高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等。切削金屬的刀具材料，一般有硬度、強(qiáng)度、紅硬性導(dǎo)熱性等指標(biāo)的要求。其中硬度和強(qiáng)度是重要的指標(biāo)。理想的刀具當(dāng)然是硬度、強(qiáng)度兼?zhèn)洹Ｋ裕操|(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀具是在實(shí)際加工中應(yīng)用最多的。

高速鋼刀具。含較多鎢、鉻、等合金元素的高合金鋼工具叫高速鋼。有通用型高速鋼和高性能高速鋼。

通用型高速鋼。其硬度在62～69HRC 之間，具有一定的耐磨性以及高度的強(qiáng)度和韌性，切削速度一般不高于45～60m/min，不適合高速切削。高性能高速鋼。它是在高速鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加碳、釩的含量而得到的耐熱性、耐磨性更高的鋼種。高性能高速鋼具有較好的紅硬性，在620～660℃時(shí)仍可保持60HRC 的硬度，其耐用度是通用型高速鋼的2～3.5 倍。高性能高速用于鋼大部分加工高溫合金、鈦合金等難加工材料。

但其綜合性能不能和通用型高速鋼相比。

曾是切削工具的主流的高速鋼，隨著數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因其切削效率低，已逐漸被硬質(zhì)合金刀具代替。在切削某些難加工材料以及在復(fù)雜刀具制造中，高速鋼憑借其在強(qiáng)度、韌性、紅硬性及工藝等方面的綜合性能仍有較廣泛的應(yīng)用。硬質(zhì)合金刀具及涂層硬質(zhì)合金刀具。

硬質(zhì)合金刀具是由硬度和熔點(diǎn)都很高的碳化物用C0、mo、ni 做粘結(jié)劑制成的粉末冶金制品。其硬度可達(dá)77～81HRC，能耐810～1100℃高溫，許用切削速度是高速鋼的4～11 倍。但其沖擊韌性和抗彎強(qiáng)度都不及高速鋼。近些年，又出現(xiàn)了可以在車(chē)削、銑削、鉆削、鉸孔、鏜孔加工等有著大量應(yīng)用的新型刀具，適合的工件材料也更加廣泛了。

4.數(shù)控銑床加工刀具的選擇

4.1 銑削刀具的選擇

刀具選擇應(yīng)遵循安裝簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、剛性好、高耐用度和高精度的原則，在滿足加工需求的前提下選用比較短的刀柄，以此來(lái)增強(qiáng)加工刀具的剛性。在選擇銑削刀具時(shí)，需要根據(jù)加工材料的形態(tài)以及大小來(lái)確定。當(dāng)加工的平面較大時(shí)應(yīng)選擇面銑刀，面銑刀的應(yīng)用較廣，可以用來(lái)進(jìn)行細(xì)加工，也可以進(jìn)行粗加工。當(dāng)進(jìn)行細(xì)加工時(shí)，應(yīng)選擇較大直徑的銑刀，所選寬度盡量包含整個(gè)加工面，這樣才能使加工精度較為準(zhǔn)確，降低加工面的粗糙程度，進(jìn)而避免產(chǎn)生加工面的接刀痕跡。當(dāng)進(jìn)行粗加工時(shí)，應(yīng)選擇較小直徑的銑刀，使其能夠增加切削深度，因?yàn)榇旨庸?duì)生產(chǎn)率的要求較高，也就表明銑削量是比較大的。立銑刀主要有高速鋼立刀具和硬質(zhì)合金銑刀，這類刀具主要用在加工平面、二維曲面、溝槽和臺(tái)階面上。高速鋼立銑刀可以用于加工凹槽、凸臺(tái)和曲面，但卻不能用于加工毛坯面。硬質(zhì)合金銑刀則可以加工毛坯面，因?yàn)槊髅娴挠矊拥葧?huì)加快刀具的磨損，因此需選用硬度較高的銑刀。模具銑刀主要用來(lái)加工曲面和模具型；成型銑刀主要用來(lái)加工各種特殊的斜角面、空洞以及弧形凹槽等。

4.2 孔加刀具的選擇

數(shù)控銑床可以選用的孔加工刀具有鉆孔刀具、擴(kuò)孔刀具、鏜孔刀具和攻絲刀具等。具體來(lái)說(shuō)，鉆孔刀具又包含麻花鉆和中心孔鉆。數(shù)控機(jī)床在孔加工方面一般沒(méi)有鉆模，因?yàn)檫@類鉆頭剛性差，為了精確定位孔加工，需要在鉆孔前用中心鉆定位。擴(kuò)孔刀具主要是對(duì)已成型的孔進(jìn)行再加工，數(shù)控機(jī)床在擴(kuò)孔時(shí)常選用擴(kuò)孔鉆、立銑刀和鏜刀。鏜孔刀具的鏜孔是用鏜刀對(duì)成型孔進(jìn)行加工，鏜孔適用的范圍較廣，可對(duì)不同大小的孔進(jìn)行粗細(xì)加工，如盲孔、平行孔、階梯孔等。數(shù)控銑床上常用的鏜刀種類有單刃、雙刃鏜刀以及微調(diào)鏜刀。在進(jìn)行鏜孔時(shí)，為了平衡鏜削震動(dòng)應(yīng)選擇多刃刀頭進(jìn)行切削，刀桿則應(yīng)該選擇粗短型刀桿來(lái)減輕震動(dòng)。

5.切削量的確定

切削量的確定一般根據(jù)機(jī)床加工的種類（粗加工、半精加工和精加工）而定，粗加工主要考慮成本及效率，半精加工和精加工則注重加工的質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，切削量的確定需要考慮切削深度、寬度和速度。切削深度一般等于加工余量，為使加工零件達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需預(yù)留合適的余量來(lái)進(jìn)行精加工，且數(shù)控機(jī)床余量應(yīng)小于普通機(jī)床；切削寬度一般與刀具直徑成正比，與切削深度成反比，數(shù)控機(jī)床的切削深度一般在0.6~0.9d 之間；速度有切削速度和進(jìn)給速度兩種，增加這兩種的速度可以有效提高生產(chǎn)效率。

6.結(jié)論

數(shù)控銑床的加工刀具種類較多，在實(shí)際操作過(guò)程中需要根據(jù)不同情況，考慮相關(guān)的影響因素，按照一定的原則來(lái)選用合適的刀具，這樣才可以在保證質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率。

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