選擇最佳刀具是保證切削加工獲得成功的一項(xiàng)關(guān)鍵工作,而且是一項(xiàng)需要反復(fù)進(jìn)行的經(jīng)常性工作,它直接影響到加工循環(huán)時(shí)間和加工車間的競爭力。
選擇刀具就是要挑選出與加工機(jī)床相匹配,并能在最短的加工循環(huán)時(shí)間內(nèi),以最低的成本和最高的質(zhì)量切削加工出零件特征的刀具。以下是選擇金屬切削刀具時(shí)需要考慮的一些主要因素。
(1)最重要的刀具
如果任何一種刀具停止工作,生產(chǎn)都會出現(xiàn)停頓。但這并不意味著,應(yīng)該對每種刀具都予以同等關(guān)注。切削時(shí)間最長的刀具將對加工循環(huán)時(shí)間產(chǎn)生最大的影響,因此,在正常情況下,應(yīng)該對這種刀具予以最大程度的重視。還需要額外關(guān)注那些切削加工重要零件特征和精度要求最高尺寸的刀具。此外,對那些最有可能產(chǎn)生不易控制切屑的刀具(如鉆孔、切槽和加工螺紋的刀具),也需要給予更多重視,因?yàn)椴焕硐氲那行既菀自斐杉庸ねnD。
(2)與加工機(jī)床相匹配
刀具分為左手刀具和右手刀具,因此,正確選擇刀具的左右手非常重要。通常,右手刀具適用于主軸逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床,而左手刀具適合主軸順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床。如果你有幾臺車床——其中一些使用左手刀具,另一些既能使用右手刀具,也能使用左手刀具——則應(yīng)選用左手刀具。對于銑刀,人們大都傾向于選用懸伸量較大的刀具。雖然大懸伸量銑刀可以覆蓋更大的零件加工范圍,但這種選擇會降低刀具的剛性,增大刀具撓曲變形,降低切削速度,并更容易發(fā)生顫振。還要注意,機(jī)床的換刀機(jī)械手對刀具的尺寸和重量有一定的限制。如果你選擇冷卻液通過主軸的內(nèi)冷卻加工機(jī)床,則應(yīng)選用同樣具有內(nèi)冷卻功能的刀具。
(3)與工件材料相匹配
被加工材料以碳鋼居多,因此,大部分刀具都是為了更好加工碳鋼而設(shè)計(jì)的。刀具牌號的選擇取決于被切削材料。對于各種非鋼鐵材料——如高溫合金、鈦合金、鋁合金、復(fù)合材料、塑料、純金屬等——刀具制造商設(shè)計(jì)制造了系列刀具夾頭和配套的刀片幾何形狀。如果要切削加工這些材料,就要了解為加工這些材料而專門設(shè)計(jì)的刀具的相關(guān)信息。
(4)刀具的大小
選擇刀具時(shí)常犯的錯誤是:所選的車刀太小、銑刀太大。大尺寸車刀的剛性更好;而大尺寸銑刀的價(jià)格更昂貴,并要將更多時(shí)間花在空切上。一般而言,刀具尺寸越大,其成本也越高。
(5)選擇可轉(zhuǎn)位刀具還是可重磨刀具
對于這個(gè)問題,答案很簡單:盡量避免刃磨刀具。除了某些鉆頭、立銑刀等少數(shù)例外,應(yīng)該選用刀片式或可轉(zhuǎn)位刀具(在有供貨的情況下)。與可重磨刀具相比,可轉(zhuǎn)位刀具可以節(jié)省勞動力成本,并獲得更可靠、更一致的加工結(jié)果。
(6)刀具材料與牌號
刀具材料和牌號的選擇與工件材料以及機(jī)床的速度和進(jìn)給率限制密切相關(guān)。對于某一類工件材料,應(yīng)選擇通用性最好的刀具牌號(極有可能是某種涂層牌號)??梢岳玫毒咧圃焐叹幹频呐铺栠x擇圖表。一種常見的錯誤是利用某種牌號對照圖表來解決刀具壽命問題。如果你所用的刀具壽命不理想,而你又選擇與其最相似的牌號,可能會獲得同樣糟糕的加工結(jié)果。解決刀具壽命問題需要關(guān)注其失效模式。
(7)功率要求
指導(dǎo)原則是“物盡其用”。如果你購買了一臺20馬力的機(jī)床,就應(yīng)該選擇需要使用其有效功率80%的刀具和切削參數(shù)(在工件和夾具允許的情況下)。尤其要注意機(jī)床用戶手冊中的功率/轉(zhuǎn)速表。選擇為在該機(jī)床的有效功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳切削而設(shè)計(jì)的刀具。
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