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选择刀具需要考虑的因素

2020年05月12日 技术文章 阅读(1113)
选择最佳刀具是保证切削加工获得成功的一项关键工作,而且是一项需要反复进行的经常性工作,它直接影响到加工循环时间和加工车间的竞争力。
选择刀具就是要挑选出与加工机床相匹配,并能在最短的加工循环时间内,以最低的成本和最高的质量切削加工出零件特征的刀具。以下是选择金属切削刀具时需要考虑的一些主要因素。
(1)最重要的刀具
如果任何一种刀具停止工作,生产都会出现停顿。但这并不意味著,应该对每种刀具都予以同等关注。切削时间最长的刀具将对加工循环时间产生最大的影响,因此,在正常情况下,应该对这种刀具予以最大程度的重视。还需要额外关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,对那些最有可能产生不易控制切屑的刀具(如钻孔、切槽和加工螺纹的刀具),也需要给予更多重视,因为不理想的切屑容易造成加工停顿。

(2)与加工机床相匹配
刀具分为左手刀具和右手刀具,因此,正确选择刀具的左右手非常重要。通常,右手刀具适用于主轴逆时针运转的机床,而左手刀具适合主轴顺时针运转的机床。如果你有几台车床——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——则应选用左手刀具。对于铣刀,人们大都倾向于选用悬伸量较大的刀具。虽然大悬伸量铣刀可以覆盖更大的零件加工范围,但这种选择会降低刀具的刚性,增大刀具挠曲变形,降低切削速度,并更容易发生颤振。还要注意,机床的换刀机械手对刀具的尺寸和重量有一定的限制。如果你选择冷却液通过主轴的内冷却加工机床,则应选用同样具有内冷却功能的刀具。

(3)与工件材料相匹配
被加工材料以碳钢居多,因此,大部分刀具都是为了更好加工碳钢而设计的。刀具牌号的选择取决于被切削材料。对于各种非钢铁材料——如高温合金、钛合金、铝合金、复合材料、塑料、纯金属等——刀具制造商设计制造了系列刀具夹头和配套的刀片几何形状。如果要切削加工这些材料,就要了解为加工这些材料而专门设计的刀具的相关信息。

(4)刀具的大小
选择刀具时常犯的错误是:所选的车刀太小、铣刀太大。大尺寸车刀的刚性更好;而大尺寸铣刀的价格更昂贵,并要将更多时间花在空切上。一般而言,刀具尺寸越大,其成本也越高。

(5)选择可转位刀具还是可重磨刀具
对于这个问题,答案很简单:尽量避免刃磨刀具。除了某些钻头、立铣刀等少数例外,应该选用刀片式或可转位刀具(在有供货的情况下)。与可重磨刀具相比,可转位刀具可以节省劳动力成本,并获得更可靠、更一致的加工结果。

(6)刀具材料与牌号
刀具材料和牌号的选择与工件材料以及机床的速度和进给率限制密切相关。对于某一类工件材料,应选择通用性最好的刀具牌号(极有可能是某种涂层牌号)。可以利用刀具制造商编制的牌号选择图表。一种常见的错误是利用某种牌号对照图表来解决刀具寿命问题。如果你所用的刀具寿命不理想,而你又选择与其最相似的牌号,可能会获得同样糟糕的加工结果。解决刀具寿命问题需要关注其失效模式。

(7)功率要求
指导原则是“物尽其用”。如果你购买了一台20马力的机床,就应该选择需要使用其有效功率80%的刀具和切削参数(在工件和夹具允许的情况下)。尤其要注意机床用户手册中的功率/转速表。选择为在该机床的有效功率范围内实现最佳切削而设计的刀具。

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