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CNC 加工中心刀具选用

 加工中心所用的刀具是由通用刀具(又称工作头或刀头)和与加工中心主轴前端锥孔配
套的刀柄等组成。在应用中,要根据加工中心机床的要求、夹具的要求、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。刀具选择总的原则是:刀具的安装和调
整方便,刚性好,耐用度和精度高。在保证安全和满足加工要求的前提下,刀具长度应尽
可能短,以提高刀具的刚性。

在加工中心机床上,各种刀具分别装在刀库中,按程序的规定进行自动换刀。因此必须采
用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的刀具能迅速、准确地装到机床主轴上。编程
人员应充分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。

加工中心机床所用的刀具必须适应加工中心高速、高效和自动化程度高的特点,其刀柄部
分要联接通用刀具并装在机床主轴上,由于加工中心类型不同,其刀柄柄部的型式及尺寸
不尽相同。JT(ISO7388)表示加工中心机床用的锥柄柄部(带有机械手夹持槽),其后
面的数字为相应的 ISO 锥度号,如 50、45、和 40 分别代表大端直径为 69.85、57.15 和
44.45 毫米的 7:24 锥度。ST(ISO297)表示一般数控机床用的锥柄柄部(没有机械手
夹持槽),数字意义与 JT 类相同。BT(MAS403)表示用于日本标准 MAS403 的带有机
械手夹持槽联接。

加工中心刀具的刀柄分为整体式工具系统和模块式工具系统两大类。模块式工具系统由于
其定位精度高,装卸方便,连接刚性好,具有良好的抗振性,是目前用得较多的一种型式,
它由刀柄、中间接杆以及工作头组成。它具有单圆柱定心,径向销钉锁紧的联接特点,它的
一部分为孔,而另一部分为轴,两者之间进行插入连接,构成一个刚性刀柄,一端和机床
主轴连接,另一端安装上各种可转位刀具便构成一个工具系统。根据加工中心类型,可以
选择莫氏及公制锥柄。中间接杆有等径和变径两类,根据不同的内外径及长度将刀柄和工
作头模块相联接。工作头有可转位钻头、粗镗刀、精镗刀、扩孔钻、立铣刀、面铣刀、弹簧夹头、
丝锥夹头、莫氏锥孔接杆、圆柱柄刀具接杆等多种类型。可以根椐不同的加工工件尺寸和工
艺方法,按需要组合成铣、钻、镗、铰、攻丝等各类工具进行切削加工。通用刀具根据制造所
用的材料可分为以下几种:(1)高速钢刀具;(2)硬质合金刀具;(3)金刚石刀具;
(4)其他材料刀具,如陶瓷刀具等。

刀具的切削过程是非常复杂的,影响因素很多。在铣削加工时,刀具材料的性能、刀具类型、
刀具几何参数、切削速度、切削深度和进给量等都影响切削力,从而影响整个工艺系统,最
终影响加工精度和质量。在加工中心机床上进行加工,其主轴转速比普通机床的主轴转速
一般至少要高 1 到 2 倍,因此,在加工中心上进行铣加工,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。

平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀,第一次走刀最好用
端铣刀粗铣,沿工件表面连续走刀。选好每次走刀的宽度和铣刀的直径,使接痕不影响精
铣精度。因此,加工余量大又不均匀时,铣刀直径要选小些。精加工时,铣刀直径要选大些,
最好能够包容加工面的整个宽度。在实际工作中,平面的半精加工和精加工,一般用可转