Sg刀具的选择是在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。
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(模具)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,切削行距一般采用顶端密距,故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。另外,刀具的耐用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,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。
在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工步骤;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻;;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
铣削加工的加工范围比较广泛,主要用来加工平面,垂直面,斜面),台阶面,沟槽(键槽,燕尾槽,T形槽等),也可进行钻孔,铰孔。
(1)平面类零件
平面类零件的特点表现在加工表面既可以平行水平面,又可以垂直于水平面,也可以与水平面的夹角成定角;在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件,平面类零件是数控铣削加工中最简单的一类零件,一般只需要用三坐标数控铣床的两轴联动或三轴联动即可加工。在加工过程中,加工面与刀具为面接触,粗、精加工都可采用端铣刀或牛鼻刀。
(2)曲面类零件
曲面类零件的特点是加工表面为空间曲面,在加工过程中,加工面与铣刀始终为点接触。表面精加工多采用球头铣刀进行。
粗加工工序: 圆刀片铣刀、球头立铣刀及大刀尖圆弧半径的立铣刀。
半精加工工序: 圆刀片铣刀(直径范围为10-25 mm的圆刀片铣刀),球头立铣刀。
精加工工序: 圆刀片铣刀、球头立铣刀。
残余量铣削工序:圆刀片铣刀、球头立铣刀、直立铣刀。
通过选择专门的刀具尺寸、槽形和牌号组合,以及切削参数和合适的铣削策略,来优化切削工艺,这非常重要。
铣削是一种高效率的加工方法,可以用多刀多刃同时加工,又由于铣削时铣刀齿之间可以容纳冷却液或冷空气,刀具的冷却条件好,可以用较高的切削速度和进刀量。现在的加工中心,可以自动换刀和定位,更扩展了铣削加工的范围。例如可代替刨床加工平面、沟槽、阶台、半圆。代替车床镗孔,铣槽、圆弧,代替钻床钻孔,扩孔、攻丝。配上专用工具可以铣齿轮、齿条、花键等。适合加工箱体类、底座类、平板类、带槽轴类等工件。