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加工中心刀具的选择

日期：2010年01月18　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    采用顺铣时，首先要求机床具有间隙消除机构，能可靠地消除工作台进给丝杆与螺母间的间隙，以防止铣削过程中产生的振动。如果工作台是由液压驱动则最为理想。数控机床一般采用顺铣，手工操作的铣床一般采用逆铣。其次，要求工件毛坯表面没有硬皮，加工中心工艺系统要有足够的刚性。如果以上条件能够满足时，应尽量采用顺铣。
    (11)切削用量的确定  切削用量包括切削深度(背吃刀量)、主轴转速(切削速度)、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编人程序单内。
    合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。
半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
    ①切削深度dp。主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定，在刚度允许的情况下，应该以最小的次数切除加工余量，最好一次切尽余量，以提高生产率。在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般取0．2—0．5mm。
    ②主轴转速，1(r／rain)。主要根据允许的切削速度oc(m／min)选取。  数控机床式中，wc为切削速度，由刀具的寿命决定；D为工件或刀具直径，mm。
主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，并填人程序单中。
    ③进给量(mm／r)或进给速度(mm／min)。它是数控加工切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。
    影响切削速度的因素很多，加工中心概括起来有如下几点。
    a．刀具材质。刀具材料不同，允许的最高切削速度也不同。高速钢刀具耐高温切削速度不到50m／min，碳化钨刀具耐高温切削速度可达100m／min以上，陶瓷刀具的耐高温切削速度可高达1000m／min。
    b．工件材料。工件材料硬度高低会影响刀具切削速度，同一刀具加工硬材料时切削速度需降低，而加工较软材料时切削速度可以提高。
    c．刀具寿命。刀具使用时间(寿命)要求长，则应采用较低的切削速率。反之，可采用较高的切削速度。
    d．切削深度与进给量。切削深度与进给量大，切削抗力也大，切削热会增加，数控机床故切削速度应降低。
    e．刀具的形状。刀具的形状、角度的大小、刃口的锋利程度都会影响切削速度的选取。
    f．切削液使用。在切削时使用切削液，可有效降低切削热，从而提高切削速度。
    g．机床性能。机床刚性好、精度高可提高切削速度；反之，则需降低切削速度。
    切削深度主要受机床刚度的制约，在机床刚度允许的情况下，尽可能取大值，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。这样可以减少走刀次数。进给量(mm／r)或进给速度(mm／rain)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。加工中心最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。
    编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具寿命，选择适合机床特点及刀具最佳寿命的切削用量。当然也可以凭经验，采用类比法宋确定切削用量。不管用什么方法选取切削用量，应该要保证刀具的寿命能完成一个零件的加工，或保证刀具寿命不低于一个工作班次，最少也不能低于半个班次的时间。
    (12)数控加工工艺文件  数控加工工艺文件主要包括数控加工工序卡、数控机床调整单、机床调整单、零件加工程序单等。这些文件尚无统一的标准，各企业可根据本单位的特点制定上述工艺文件。
    ①工序卡。数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，但不同的是该卡中应反映使用的辅具、刃具切削参数、切削液等，它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。
    若在数控机床上只加工零件的一个工步时，也可不填写工序卡。在工序加工内容不十分复杂时，可把零件草图反应在工序卡上，并注明编程原点和对刀点等。
    ②数控刀具调整单。数控刀具调整单主要包括数控刀具卡片(简称刀具卡)和数控刀具明细表(简称刀具表)两部分。数控加工时，对刀具的要求十分严格，加工中心一般要在机外对刀仪上，事先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。数控刀具明细表是调刀人员调整刀具输人的主要依据。
    ③机床调整单。机床调整单是机床操作人员在加工前调整机床的依据。数控机床它主要包括机床控制面板开关调整单和数控加工零件安装、零点设定卡片两部分。
    机床控制面板开关调整单，主要记有机床控制面板上有关“开关”的位置，如进给速度调整旋钮位置或超调(倍率)旋钮位置、刀具半径补偿旋钮位置或刀具补偿拨码开关组数值表、垂直校验开关及冷却方式等内容。
    ④数控加工程序单。数控加工程序单是编程员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、加工中心工艺参数、数控机床位移数据的清单以及手动数据输入和实现数控加工的主要依据。

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