機械加工中心所用的刀具是由通用刀具(又稱工作頭或刀頭)和與加工中心主軸前端錐孔配套的刀柄等組成。在應用中,要根據加工中心機床的要求夾具的要求工件材料的性能加工工序切削用量以及其它相關因素正確選用刀具。刀具選擇總的原則是刀具的安裝和調整方便,剛性好,耐用度和精度高。在保證安全和滿足加工要求的前提下,刀具長度應盡可能短,以提高刀具的剛性。 在加工中心機床上,各種刀具分別裝在刀庫中,按程序的規定進行自動換刀。因此必須采用標準刀柄,以便使鉆鏜擴銑削等工序用的刀具能迅速準確地裝到機床主軸上。編程人員應充分了解機床上所用刀柄的結構尺寸調整方法以及調整范圍,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。加工中心機鋅合金產品加工床所用的刀具必須適應加工中心高速高效和自動化程度高的特點,其刀柄部分要聯接通用刀具并裝在機床主軸上,由于加工中心類型不同,其刀柄柄部的型式及尺寸不盡相同。 JT(ISO7388)表示加工中心機床用的錐柄柄部(帶有機械手夾持槽),其后面的數字為相應的ISO錐度號,如5045和40分別代表大端直徑為和445毫米的724錐度。ST(ISO297)表示般數控機床用的錐柄柄部(沒有機械手夾持槽),數字意義與JT類相同。BT(MAS403)表示用于日本標準MAS403的帶有機械手夾持槽聯接。 機械加工中心刀具的刀柄分為整體式工具系統和模塊式工具系統兩大類。模塊式工具系統由于其定位精度高,裝卸方便,連接剛性好,具有良好的抗振性,是目前用得較多的種型式,它由刀柄中間接桿以及工作頭組成。它具有單圓柱定心,徑向銷釘鎖緊的聯接特點,它的部分為孔,而另部分為軸,兩者之間進行插入連接,構成個剛性刀柄,端和機床主軸連接,另端安裝上各種可轉位刀具便構成個工具系統。 根據加工中心類型,可以選擇莫氏及公制錐柄。中間接桿有等徑和變徑兩類,根據不同的內外徑及長度將刀柄和工作頭模塊相聯接。工作頭有可轉位鉆頭粗鏜刀精鏜刀擴孔鉆立銑刀面銑刀彈簧夾頭絲錐夾頭莫氏錐孔接桿圓柱柄刀具接桿等多種類型。 可以根椐不同的加工工件尺寸和工藝方法,按需要組合成銑鉆鏜鉸攻絲等各類工具進行切削加工。通用刀具根據制造所用的材料可分為以下幾種高速鋼刀具;硬質合金刀具;金剛石刀具;其他材料刀具,如陶瓷刀具等。刀具的切削過程是非常復雜的,影響因素很多。 在銑削加工時,刀具材料的性能刀具類型刀具幾何參數切削速度切削深度和進給量等都影響切削力,從而影響整個工藝系統,最終影響加工精度和質量。在加工中心機床上進行加工,其主軸轉速比普通機床的主軸轉速般至少要高1到2倍,因此,在加工中心上進行銑加工,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。
在機床上對工件進行加工時,須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準,如果所選用的定位基準與設計基準(在零件圖上用來確定某表面尺寸位置所依據的基準)不重合,就會產生基準不重合誤差。工件定位面與夾具定位元件共同構成定位副,由于定位副制造得不準確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動量,稱為定位副制造不準確誤差。定位副制造不準確誤差只有在采用調整法加工時才會產生,在試切法加工中不會產生。在機械加工的每工序中,總要對工藝系統進行這樣或那樣的調整工作。
依據使用的機床切削方式材料和所用的標準銑刀,可使表面質量達到Ra1,6μm,甚至在很好的條件下也能達到。
機械加工該如何選擇刀具?。
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