加工中心的刀具如何選用？

加工中心的刀具如何選用？

答：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50、45、和40分別代表大端直徑為69.85、57.15和44.45毫米的7：24錐度。ST(ISO297)表示一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。

　　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，是目前用得較多的一種型式，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，它的一部分為孔，而另一部分為軸，兩者之間進行插入連接，構成一個剛性刀柄，一端和機床主軸連接，另一端安裝上各種可轉位刀具便構成一個工具系統。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：(1)高速鋼刀具;(2)硬質合金刀具;(3)金剛石刀具;(4)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一般至少要高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。

　　平面銑削應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續走刀。選好每次走刀的寬度和銑刀的直徑，使接痕不影響精銑精度。因此，加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些。精加工時，銑刀直徑要選大些，最好能夠包容加工面的整個寬度。在實際工作中，平面的半精加工和精加工，一般用可轉位密齒面銑刀，可以達到理想的表面加工質量，甚至可以實現以銑代磨。密布的刀齒使進給速度大大提高，從而提高切削效率。精切平面時，可以設置2到4個刀齒。

　　可轉位螺旋立銑刀適用于高效率粗銑大型工件的臺階面、立面及大型槽的加工。如更換不同牌號的刀片，可加工鋼、鑄鐵、鑄鋼、耐熱鋼等多種材料。

　　硬質合金螺旋齒立銑刀是一種用于加工鑄鐵、鋼件、有色金屬的精加工刀具，刀片一般為焊接式。

　　鑲硬質合金刀片的端銑刀和立銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后再利用刀具半徑補償(或稱直徑補償)功能對槽的兩邊進行銑加工。

　　銑削盤類零件的周邊輪廓一般采用立銑刀。所用的立銑刀的刀具半徑一定要小于零件內輪廓的最小曲率半徑。一般取最小曲率半徑的0.8到0.9倍即可。零件的加工高度(Z方向的吃刀深度)最好不要超過刀具的半徑。若是銑毛坯面時，最好選用硬質合金波紋立銑刀，它在機床、刀具、工件系統允許的情況下，可以進行強力切削。

　　加工中心上用的立銑刀一般有三種形式：球頭刀(R=r)、端銑刀(r=0)和R刀

　　加工空間曲面和變斜角輪廓外形時，由于球頭刀具的球面端部切削速度為零，而且在走刀時，每兩行刀位之間，加工表面不可能重疊，總存在沒有被加工去除的部分，每兩行刀位之間的距離越大，沒有被加工去除的部分就越多，其高度(通常稱為“殘留高度”) 就越高，加工出來的表面與理論表面的誤差就越大，表面質量也就越差。加工精度要求越高，走刀步長和切削行距越小，編程效率越低。因此，應在滿足加工精度要求的前提下，盡量加大走刀步長和行距，以提高編程和加工效率。而在兩軸及兩軸半加工中，為提高效率，應盡量采用端銑刀，由于相同的加工參數，利用球頭刀加工會留下較大的殘留高度。因此，在保證不發生干涉和工件不被過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優先選擇平頭刀或R刀(帶圓角的立銑刀)。不過，由于平頭立銑刀和球頭刀的加工效果是明顯不同的，當曲面形狀復雜時，為了避免干涉，建議使用球頭刀，調整好加工參數也可以達到較好的加工效果。在選擇刀刃長度和刀桿長度時，應考慮機床的情況及零件的尺寸是否會干涉。在可能的情況下，應盡量選短一些，以提高刀具的剛度。

　　鉆孔時，要用中心鉆打中心孔，用以引正鉆頭。先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度Z，再用較大的鉆頭進行鉆孔，最后用所需的鉆頭進行加工，以保證孔的精度。在進行較深的孔加工時，特別要注意鉆頭的冷卻和排屑問題，一般利用深孔鉆削循環指令G83進行編程，可以工進一段后，鉆頭快速退出工件進行排屑和冷卻，再工進，再進行冷卻和排屑直至孔深鉆削完成。若工件為鑄件，則不能使用冷卻液。

　　在選用刀具進行編程時，應注意區分刀尖和刀心，兩者均是刀具的對稱軸上的點，其間差一個刀角半徑。

　　實際應用時，要規定刀具的結構尺寸，在刀具裝到機床上之前，應根據編程時確定的參數，在機外的預調裝置中調整到所需的尺寸。下面利用CAXA制造工程師軟件中“銑刀參數”對刀具參數進行說明。

　　(1)當前銑刀名 為當前銑刀的名稱，用于刀具標識和列表，刀具名是唯一的。通過下拉列表，可以顯示刀具庫中的所有刀具，并可在列表中選擇當前刀具。

　　(2)刀具號 刀具安裝在加工中心機床的刀具庫中的刀位號。用于后置處理的自動換刀指令。刀具號唯一。

　　(3)刀具補償號 刀具補償值的序列號，其值可以與刀具號不一致。

　　(4)刀具半徑 刀具的半徑值。該參數用于確定刀具半徑補償的量。

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