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數控機床如何選擇最佳切削刀具

來源:數控車床 作者:數控車床 時間:2019-08-20
       挑選刀具需要考慮與機床的匹配性,以及利用最短時間、最低成本加工出最高品質的零件。
 
       1、最重要的刀具
       任何一把刀具停止工作,都意味著生產出現停頓。但并不意味著每把刀具都具有同樣重要的地位。切削加工時間最長的刀具對生產周期的影響更大,因此同等前提下,應當給予這把刀具更多關注。此外,還應該注意加工關鍵部件及加工公差范圍要求最嚴格的刀具。另外,對切屑控制相對差的刀具,如鉆頭、切槽刀、螺紋加工刀具也應重點關注。因為切屑控制不佳可引起停機。
 
       2、與機床相匹配
       刀具分右手刀及左手刀,因此選擇正確的刀具非常重要。通常,右手刀具適合于逆時針旋轉(CCW)的機床(沿主軸方向看);左手刀具適合于順時針旋轉(CW)的機床。如果你有幾臺車床,一些夾持左手刀具,其他的左右手兼容,那么請選擇左手刀具。而對于銑削而言,人們通常傾向于選擇通用性更強的刀具。但是盡管此類刀具涵蓋的加工范圍更大,也令你即刻損失了刀具的剛性,增大了刀具撓曲變形,降低了切削參數,同時更容易引起加工振動。另外,機床更換刀具的機械手對刀具的尺寸及重量也有所限制。若你購買的是主軸帶內冷卻通孔的機床,也請選擇帶內冷卻通孔的刀具。
 
       3、與被加工材料相匹配
       碳鋼是機械加工中最常見的被加工材料,因此大多數刀具基于優化碳鋼加工設計。刀片牌號需依據被加工材料進行選擇。刀具制造商提供一系列的刀體及相配合的刀片用于加工諸如高溫合金、鈦合金、鋁、復合材料、塑料及純金屬等非鐵材料。當你需要加工上述材料時,請選擇相匹配材質的刀具。
 
       4、刀具規格
       常見的錯誤是所選的車刀規格太小,銑刀規格太大。大規格的車刀剛性更佳;而大規格的銑刀不僅價格更高,且空切時間更長??傮w而言,大規格的刀具價格高于小規格刀具。
 
       5、選擇可換刀片式還是重新修磨式刀具
       遵循的原則很簡單:盡量避免修磨刀具。除了少數鉆頭和端面銑刀外,條件允許下,盡量選擇可換刀片式或可換刀頭式刀具。這會為你節省勞動力開支,同時獲得穩定的加工效果。
 
       6、刀具材料及牌號
       刀具材料及牌號的選擇與被加工材料性能,機床最大速度及進給率密切相關。為被加工材料組選擇更通用的刀具牌號,通常會選擇涂層合金牌號。參考刀具供應商提供的“牌號應用推薦圖表”。在實際應用中,常見的錯誤是用替換其他刀具廠家類似的材料牌號試圖解決刀具壽命問題。如果你現有的刀具不理想,那么改選接近的其他廠家牌號很可能帶來類似結果。要解決問題,必須明確刀具失效原因。
 
       7、功率要求
       指導原則是物盡其用。如你購買了功率為20hp的銑床,那么,在工件及夾具允許的情況下,選擇合適刀具和加工參數,使其能實現機床80%的功率運用。需特別留意機床用戶手冊中的功率/轉速表,依據機床功率的有效功率范圍選擇可實現更佳切削應用的刀具。
 
       8、切削刃數
       原則是,多多益善。購買帶兩倍切削刃的車刀并不意味著支付兩倍的費用。在過去的十年,先進的設計,使得切槽刀、切斷刀以及一些銑刀片的切削刃數目也實現了翻番。以先進的帶有16個切削刃的刀片的銑刀替換原來的僅帶4個切削刃的刀片的銑刀并不少見。而增加有效切削刃數還直接影響到工作臺進給及生產率。
 
       9、選擇整體式刀具還是模塊式刀具
       小規格刀具更適合整體式設計;大規格刀具更適合模塊式設計。對大規格刀具而言,當刀具失效,用戶往往希望僅僅更換小而且價格不高的部件就可重獲新刀具。對于切槽刀及鏜刀,尤其如此。
 
       10、選擇單一刀具還是多功能刀
       工件越小往往越適用復合刀具。例如,一把多功能刀具,可復合鉆削、車削、內孔加工、螺紋加工和倒角加工。當然越復雜的工件也越適用于多功能刀具。機床只有在切削的時候才能為你帶來收益,而不是在停機的時候。
 
       11、選擇標準刀具還是非標特制刀具
       隨著數控加工中心(CNC)的普及,大家普遍認為可通過編程來實現工件形狀,而不是依靠刀具,因此,不再需要非標特制刀具。而事實上,今天非標刀具仍占總刀具銷售數量的15%。為什么?采用專用刀具可滿足精密的工件尺寸要求,減少工序并縮短加工周期。對于大批量生產而言,非標特制刀具可很好地縮短加工周期、降低成本。
 
       12、切屑控制
       請記住,你的目的是加工出工件而不是切屑,但切屑可以清楚地反映出刀具的切削狀態??傮w而言,人們對切屑存在成見,因大多數人并未接受解讀切屑的訓練。記住以下原則:
 
       好的切屑不會破壞加工,不好的切屑正相反。
 
       刀片多設計有斷屑槽,而斷屑槽是依據進給率來設計的,無論是輕切削的精加工還是重切削的粗加工。
 
       切屑越小,越難以折斷。
 
       對于難加工材料而言,切屑控制是一大難題。盡管不能更換被加工材料,但可以更新刀具,調整切削速度、進給率、切削深度、刀尖圓角半徑等等。優化切屑,優化加工是一個綜合選擇的結果。
 
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