由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床,而且主轴输出功率较大,因此与传统加工方法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、强度大、刚性好、度高,而且要求尺寸稳定,安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一,它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
数控机
硬质合金刀具制造
由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床,而且主轴输出功率较大,因此与传统加工方法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、强度大、刚性好、度高,而且要求尺寸稳定,安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一,它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
数控机床选择刀具应考虑以下方面:
(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件,建议选择性较好的可转位硬质合金刀具。
(2)根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主,应选择刚性较好、精度较低的刀具,半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产量为主,应选择度高、精度较高的刀具,粗加工阶段所用刀具的精度、而精加工阶段所用刀具的精度。如果粗、精加工选择相同的刀具,建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具,因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损,涂层磨损修光,继续使用会影响精加工的加工质量,但对粗加工的影响较小。
(3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角,以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀,齿数也不要超过4齿。
选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般很小,故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀,因此,在确保零件加工不过切的前提下,粗加工和半精加工曲面时,尽量选择端铣刀。另外,刀具的度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。
在加工中心上,所有刀具全都预先装在刀库里,通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄,以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容,以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸,合理安排刀具的排列顺序。
在现代工业出产中,运用数控车床加工螺纹,能大大前进出产功率、保证螺纹加工精度,减轻操作工人的劳动强度。但在高职院校的数控车床实习训练教育中普遍存在如下现象:部分教师和绝大多数学生对螺纹加工感到扎手,特别是加工多头螺纹,更加莫衷一是。下面通过螺纹零件的实践加工分析,阐述多头螺纹的加工步骤和办法。
一、螺纹的底子特性
在机械制造中,螺纹联接被广泛运用,例如数控车床的主轴与卡盘的联合,方刀架上螺钉对刀具的稳固,丝杠螺母的传动等。它是在圆柱或圆锥外表上沿着螺旋线所构成的具有规定牙型的接连凸起和沟槽,有外螺纹和内螺纹两种。按照螺纹剖面形状的不同,主要有三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹四种。按照螺纹的线数不同,又可分为单线螺纹和多线螺纹。在各种机械中,螺纹零件的作用主要有以下几点:一是用于联接、紧固;二是用于传递动力,改动运动形式。三角螺纹常用于联接、稳固;梯形螺纹和矩形螺纹常用于传递动力,改动运动形式。由于用处不同,它们的技能要求和加工办法也不一样。
二、加工办法
螺纹的加工,跟着科学技能的开展,除选用一般机床加工外,常选用数控机床加工。这样既能减轻加工螺纹的加工难度又能前进作业功率,并且能保证螺纹加工质量。数控机床加工螺纹常用G32、G92和G76三条指令。其间指令G32用于加工单行程螺纹,编程任务重,程序复杂;而选用指令G92,可以结束简略螺纹切削循环,使程序修改大为简化,但要求工件坯料事前有必要通过粗加工。指令G76,克服了指令G92的缺点,可以将工件从坯料到制品螺纹一次性加工结束。且程序简捷,可节约编程时间。
在一般车床上进行多头螺纹车削一直是一个加工难点:当地一条螺纹车成之后,需求手动进给小刀架并用百分表校正,使刀尖沿轴向准确移动一个螺距再加工第二条螺纹;或许打开挂轮箱,调整齿轮啮合相位,再顺次加工其他各头螺纹。受一般车床丝杠螺距过失、挂轮箱传动过失、小拖板移动过失等多方面的影响,多头螺纹的导程和螺距难以到达很高的精度。并且,在整个加工进程中,不可避免地存在刀具磨损甚至打刀等问题,一旦换刀,新刀有必要准判定位在未结束的那条螺纹线上。这一切都要求操作者具有丰富的经历和高明的技能。可是,在批量出产中,单靠操作者的个人经历和技能是不能保证出产功率和产量的。在制造业现代化的今日,数控机床和数控系统的运用使许多一般机床和传统工艺难以操控的精度变得容易结束,并且出产功率和产量也得到了很大程度的保证。
三、实例分析
现以FANUC系统的GSK980T车床,加工螺纹M30×3/2-5g6g为例,阐明多头螺纹的数控加工进程:
工件要求:螺纹长度为25mm,两头倒角为2×45°、牙外表粗糙度为Ra3.2的螺纹。选用的材料是为45#圆钢坯料。
1.准备作业。通过对加工零件的分析,运用车工手册查找M30×3/2-5g6g的各项底子参数:该工件是导程为3mm纹且螺距为1.5(该参数是查表的重要根据)的双线螺;大径为30,公差带为6g,查得其标准上过失为-0.032、下过失为-0.268、公差有0.236,公差要求较松;中径为29.026,公差带为5 g,查得其标准上过失为-0.032、下过失为-0.150,公差为0.118,公差要求较紧;小径按照大径减去车削深度判定。螺纹的总背吃刀量ap与螺距的联系近经历公式ap≈0.65P,每次的背吃刀量按照初精加工及材料来判定。大径是车削螺纹毛坏外圆的编程根据,中径是螺纹标准检测的规范和调试螺纹程序的根据,小径是编制螺纹加工程序的根据。两头留有必定标准的车刀退刀槽。
2、正确挑选加工刀具。螺纹车刀的品种、材质较多,挑选时要根据被加工材料的品种合理选用,材料的商标要根据不同的加工阶段来判定。关于45#圆钢材质,宜选用YT15硬质合金车刀,该刀具材料既适合于粗加工也适合于精加工,通用性较强,对数控车床加工螺纹而言是比较适合的。别的,还需求考虑螺纹的形状过失与磨制的螺纹车刀的视点、对称度。车削45钢螺纹,刃倾角为10°,主后角为6°,副后角为4°,刀尖角为59°16’,左右刃为直线,而刀尖圆弧半径则由公式R=0.144P判定(其间P为螺