如何正确为数控机床选用刀具及编程
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数控刀具
数控加工常用刀具的种类及特点
- 整体式；
- 镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
- 特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。
- 高速钢刀具；
- 硬质合金刀具；
- 金刚石刀具；
- 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
- 车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；
- 钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；
- 镗削刀具；
- 铣削刀具等。
为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。
- 刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小；
- 互换性好，便于快速换刀；
- 寿命高，切削性能稳定、可靠；
- 刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；
- 刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；
- 系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。
数控加工刀具的选择
数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种，共包括16种不同用途的刀柄。
加工过程中切削用量的确定
- 切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
- 切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.6～0.9)d。
- 切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上。
- 主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
- 进给速度Vf。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
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