数控刀具非标定制-数控刀具-昂迈工具(查看)

刀具的挑选是数控加工工艺中的重要内容之一，不只影响机床的加工功率，并且直接影响零件的加工质量。因为数控机床的主轴转速及规模远远高于一般机床，并且主轴输出功率较大，因而与传统加工办法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包含精度高、强度大、刚性好、*度高，并且要求尺度安稳，装置调整便利。这就要求刀具的结构合理、几许参数规范化、系列化。

1 数控刀具是进步加工功率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几许形状、资料状况、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面：

（1）依据零件资料的切削功能挑选刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议挑选*性较好的可转位硬质合金刀具。

（2）依据零件的加工阶段挑选刀具。即粗加工阶段以去除余量为主，应挑选刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以确保零件的加工精度和产品质量为主，应挑选*度*较高的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度蕞低、而精加工阶段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑选相同的刀具，建议粗加工时选用精加工筛选下来的刀具，定制数控非标刀具厂家，因为精加工筛选的刀具磨损状况大多为刃部细微磨损，涂层磨损修光，持续运用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。

（3）依据加工区域的特色挑选刀具和几许参数。在零件结构允许的状况下应选用大直径、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满意的向心角，以削减刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软资料零件时应挑选前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超越4齿。

选取刀具时，要使刀具的尺度与被加工工件的外表尺度相适应。出产中，平面零件周边概括的加工，常选用立铣刀；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；加工毛坯外表或粗加工孔时，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概括外形的加工，常选用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在进行自在曲面加工时，因为球头刀具的端部切削速度为零，因而，为确保加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在外表加工质量上还是在加工功率上都远远优于球头铣刀，因而，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，尽量挑选端铣刀。别的，数控车床刀具定制，刀具的*度和精度与刀具价格联系*大，有必要引起注意的是，在大多数状况下，挑选好的刀具尽管增加了刀具本钱，但由此带来的加工质量和加工功率的进步，则能够使整个加工本钱大大下降。

在加工中心上，一切刀具全都预先装在刀库里，经过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。有必要选用适合机床刀详细系标准的相应规范刀柄，以便数控加工用刀具能够敏捷、准确地装置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度、调整办法以及调整规模等方面的内容，以确保在编程时断定刀具的径向和轴向尺度，合理安排刀具的摆放次序。

特征造型不只能表达机械零件的底层几许信息，并且可从具有工程意义的较高层次上对产品进行表达和建模，有用支持产品整个生命周期内的各个环节。因而，特征造型是将规划与质量计算、工程分析、数控加工编程等环节联结起来的枢纽。

大多数特征造型体系均选用鸿沟表明法(B-rep)和结构几许法(CSG)相结合的办法来描绘零件的形状特征。鸿沟表明法首要用于描绘构成几许体的几许元素(顶点、线、面等)之间的拓扑联系，并可辅佐用户选取特定的几许元素；结构几许规律经过树形操作完结实体体素的拼合，构成终究规划特征。本文首要讨论结构几许法的扩展及其在数控镗刀特征造型体系中的使用。该办法对于其它数控刀具相同适用。

2 辅佐面切开法的引进

因为数控刀具的形体为不规矩的棱柱体，而结构几许法选用的拼合体素为规矩形体，因而，单纯选用结构几许法对数控刀具进行造型，既不灵敏功率又低。如引进辅佐面切开法，则可简化造型进程，进步造型功率，在某些状况下还可下降造型难度。

若选用辅佐面切开法解决上述问题，则只需结构原始长方体和辅佐面P，然后用

P面切开原始长方体，即可达到目的。

为取得形体Ⅰ，选用结构几许法需结构三个别素，即原始长方体、直棱柱Ⅱ和Ⅲ，且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中总有一个直棱柱需被结构为比实践需要的体素大，这也增加了不必要的存储空间。并且，如要确保图2中Pt点的空间方位，则需进步原始长方体和直棱柱Ⅲ的造型要求，经确规划原始体素的尺度，才能得到符合要求的Pt点。

若选用辅佐面切开法，为取得形体Ⅰ，则只须结构一个基本体素——原始长方体，然后结构切开辅佐面P1和P2，数控刀具非标定制，如需确保Pt点的方位，只要确保P1和P2平面均过Pt点即可，而这一点不难做到。

为叙说便利和清楚，以上所举二例都是经化简的模型，实践造型中所遇到的问题要杂乱得多，并且用结构几许法结构一个空间形体能够经由不同的拼合路径。与一切拼合办法相比，选用辅佐面切开法都具有明显的优越性。

3 辅佐面切开法的完结

尽管选用辅佐面切开法可大大简化结构几许法，但并非在一切状况下都能完结。如图3所示状况，为取得形体Ⅰ，有必要在原始长方体上减掉长方体Ⅱ，在此状况下辅佐面切开法就无法运用。因而，辅佐面切开法只能作为结构几许法的弥补和扩展，而无法*取代结构几许法。

辅佐面切开法的使用条件为：

1) 结构几许法中两体素有必要作差拼合运算；

2) 拼合构成的终究形体有必要坐落辅佐面一侧。

因而，为了蕞大限度地使用辅佐面切开法，在构成终究形体时，应尽量选用差拼合办法。但凡能经机械加工得到的零件，均可经过精心规划基本体素而以差拼合办法完结其特征造型。

完结辅佐面切开法的关键是辅佐面的结构及体素被切开后两部分的取舍。

平面的几许界说为：经过空间一固*且垂直于一空间向量的曲面。即由一空间固*和一空间向量可仅有地断定一个平面，其中固*坐落平面上，空间向量为平面的法向量。因而，平面可由其点法度方程断定，即

A(X-X0) B(Y-Y0) C( Z-Z0)=0 (1)

其中 P0(X0，Y0，Z0)为一固*，而V={A，B，C}为平面的法向量。

依据界说，可用平面上一点和平面的法向量来结构平面。在某些状况下，如平面的法向量不易断定，但能较容易地找到平面上的三个点P0、P1、P2，则可经过结构向量V1=P0P1和V2=P0P2，然后求V1和V2的叉积而得到平面的法向量V0=V1×V2。

辅佐面结构完结后，切开后的形体如何取舍？在此作如下规则：凡切开后得到的两个形体，坐落法向量正方向的形体为所需形体，坐落法向量负方向的形体为舍弃形体。在结构平面时，一定要细心处理法向量的方向，使其指向所需形体。

4 数控刀具造型规划实例

结构几许法是实体造型中广泛使用的办法，但单纯选用结构几许法进行造型规划有时难度相当大。本文提出使用辅佐面切开法对结构几许法进行扩展并使用于数控刀具的特征造型进程，大大下降了造型规划的杂乱程度和难度，具有较好的使用价值。

1．数牲加工常用刀具的种类及特色

数控加工刀具有必要适应数控机床高速、和自动化程度高的特色，一般应包含通用刀具、通用连接刀柄及少量*刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因而已逐渐规范化和系列化。

车刀材料的选择

刀杆两部分组成，刀杆一般是用碳素结构钢制成。由于刀头担任切削作业，因此刀头资料有必要具有下列根本功能：

1）冷硬性。车刀在常温时具有较高的硬度，即车刀的*性。

2）红硬性。车刀在高温下保持切削所需的硬度，该温度的蕞高值称为"红热硬度"。

3）耐性。车刀切削部分接受轰动和冲击负荷所具有的强度和硬度。

车刀资料的以上三种功能是彼此联络、彼此制约的，在具体选用时，要根据工件资料的功能和切削要求分析选用，同时还要结合车刀资料在价格、工艺功能方面加以考虑，以便于以较低的本钱加工、刃磨和焊接制作车刀。

目前用来作车刀切削部分的资料主要有高速钢、硬质合金和非金属资料，碳素东西钢、合金东西钢多用作钻头、丝锥等东西，用作车刀的较少。现别离介绍作车刀刀头的两种主要资料：高速钢及硬质合金。

一、高速钢

高速钢是一种含钨、铬、钒较多的合金钢，又叫锋钢、风钢或白钢。常用的有Wl8Cr4V及W9Cr4V2两种牌号。其间用得多的是Wl8Cr4V高速钢。它们的化学成分如表4-2所示。

高速钢资料分为带黑皮的高速钢和表面磨光的高速钢两种。前者是未经热处理的高速钢，后者是经热处理的高速钢。高速钢硬度较高，具有必定的红热硬性，耐性和加工功能均较好。高速钢车刀制作简略，刃磨方便，容易磨得锋利。由于高速钢耐性好，常用于加工一些冲击性较大、形状不规则的零件，它也常用于制作精车刀，但因红硬性不如硬质合金，故不宜用于高速切削。

二、硬质合金

硬质合金是由难熔资料的碳化钨、碳化铁和钴的粉末在高压下成形，经l350～1560"（2高温烧结而成的资料，具有*高的硬度，仅次于陶瓷和金刚石。硬质合金的红硬性很好，在1000℃左右仍能保持杰出切削功能；具有较高的运用强度，其*弯强度可高达1000--1700MPa，但脆性大、耐性差、怕震，以上这些缺点可通过刃磨合理的角度加以克服，因此，硬质合金现已被广泛应用。

1.问题提出

试制时规划制作了图2所示的小端钻模，在摇臂钻床Z35上加工喷油器体的3mm×φ2.5mm斜油孔。先用小端钻模引钻出3mm×φ2.5mm孔点位，再将全能分度头倾斜一定视点，装夹喷油器体大端法兰，别离将待钻孔位旋转到低点，顺次钻出3mm×φ2.5mm斜油孔与已钻3mm×φ3mm长油孔贯穿。

图2 小端钻模

试制时按此办法加工的3mm×φ2.5mm斜油孔与φ3mm孔接通状况不好。工艺上要求用φ1.5mm钢丝检测贯穿油孔，φ1.5mm钢丝应能穿过衔接油孔。咱们对试制的这批喷油器体斜油孔贯穿状况进行全数检查，φ1.5mm钢丝不能穿过的孔位超越50%。

咱们剖析了斜油孔接通状况不好的主要原因：用全能分度头装夹，旋转方向*靠划线对正，*误差较大；用中心钻对正预制孔有误差，中心孔偏移影响对中精度；摇臂钻床Z35主轴锁定精度差，钻小孔时简略走偏，不适宜加工细长孔。因此规划制作了喷油器体钻斜孔辅具，将钻3mm×φ2.5mm斜油孔工序安排到台钻Z512上进行。

2.利用钻斜孔辅具在台钻上加工斜油孔

台钻主轴固定，可挑选较高转速范围大，手轮进给使钻削更平稳，排屑冷却更方便快捷，有利于细长孔的加工。由于喷油器体的3mm×φ2.5mm孔是斜油孔，并且有较高的对接精度要求，因此规划制作了喷油器体钻斜油孔辅具。钻孔辅具的结构如图3所示。

图3 喷油器体钻斜油孔辅具

1.*斜块 2.菱形销 3.联接螺栓 4.放错销 5.衔接盘

如图3中，喷油器体经过大端面、中间螺纹孔M16×1和法兰孔φ18mm与衔接盘完结**，防错销确保喷油器体法兰*孔挑选正确，不然无法安装到位。衔接盘上铣了3个*旁边面，别离与3mm×φ2.5mm斜油孔方位对应。这样喷油器体与衔接盘装配后，就可经过衔接盘上的*旁边面与*斜块上的*旁边面靠齐，完结装夹*，钻一个φ2.5mm斜油孔与φ3mm长油孔接通后，转动衔接盘，使其他*旁边面别离与*斜块的*旁边面靠齐，钻出其他2个φ2.5mm斜油孔。

*斜块和衔接盘的结构如图4所示，经过衔接盘上的中间*孔、菱形销孔和端面*衔接，完结了喷油器体与衔接盘的*对定，再经过衔接盘上距离中心68mm的三个旁边面与*斜块靠齐，别离对应到3mm×φ2.5mm斜油孔的笔直状态。这样完结了*快速、经确牢靠。

图4 衔接盘和*斜块

喷油器体钻斜油孔辅具一次装夹，二次转位，完结了在台钻上加工3mm×φ2.5mm斜油孔与φ3mm长油孔对接。对接方位精度偏差小于0.5mm，才干确保φ1.5mm钢丝能经过相贯处。加工好的喷油器体油孔用φ1.5mm钢丝检查，均能正常穿过，产品质量得到了确保。此工装装夹简略，数控刀具，操作方便，*经确牢靠，确保了产品质量。

3.结语

喷油器体钻斜油孔辅具完结了在台钻上加工3mm×φ2.5mm斜油孔，不仅出产效率得到进步，并且产品质量得到确保，大大降低了废品率。此次工艺改善获得成功，油孔对接方位精度合格率到达95%以上，解决了困扰喷油器体加工的质量问题。我公司已完结船用喷油器批量出产，产品质量得到用户信任。此工艺办法也为相似件的加工提供了一个新的思路。