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| 数控车床刀具的选刀过程及方法 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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数控车床刀具的选刀过程，如图14所示。从对被加工零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过十个基本步骤，以图14中的10个图标来表示。选刀工作过程从第1图标“零件图样”开始，经箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标“选定刀具”，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。下面将讨论每一图标的内容及选择办法。
图14 数控车床刀具的选刀过程 (1) 机床影响因素 “机床影响因素”图标如图15所示。为保证加工方案的可行性、经济性，获得最佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素： ①机床类型：数控车床、车削中心； ②刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄； ③主轴功率； ④工件夹持方式。
图15 机床影响因素 (2) 选择刀杆 “选择刀杆”图标如图16所示。其中，刀杆类型尺寸见表3。 选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大的刀杆，同时要考虑以下几个因素： ①夹持方式； ②切削层截面形状，即背吃刀量和进给量； ③刀柄的悬伸。 (3) 刀片夹紧系统 刀片夹紧系统常用杠杆式夹紧系统，“杠杆式夹紧系统”图标如图17所示。 ①杠杆式夹紧系统 杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为：定位精度高,切屑流畅,操作简便, 可与其它系列刀具产品通用。 ②螺钉夹紧系统 特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工。
表3 刀杆类型尺寸
(4) 选择刀片形状 “选择刀片形状”图标如图18所示。主要参数选择方法如下：
①刀尖角 ②刀片形状的选择 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。 正三角形刀片可用于主偏角为600或900的外圆车刀、端面车刀和内孔车刀。由于此刀片刀尖角小、强度差、耐用度低、故只宜用较小的切削用量。 正方形刀片的刀尖角为900，比正三角形刀片的600要大，因此其强度和散热性能均有所提高。这种刀片通用性较好，主要用于主偏角为450、600、750等的外圆车刀、端面车刀和镗孔刀。 正五边形刀片的刀尖角为1080，其强度、耐用度高、散热面积大。但切削时径向力大，只宜在加工系统刚性较好的情况下使用。 菱形刀片和圆形刀片主要用于成形表面和圆弧表面的加工，其形状及尺寸可结合加工对象参照国家标准来确定。
(5) 工件影响因素“工件影响因素”图标如图19所示。选择刀具时，必须考虑以下与工件有关的因素： ①工件形状：稳定性； ②工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型； ③毛坯类型：锻件、铸件等； ④工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等； ⑤表面质量； ⑥加工精度； ⑦切削深度； ⑧进给量； ⑨刀具耐用度。
图19 工件影响因素
(6) 选择工件材料代码 “选择工件材料代码”图标如图20所示。 按照不同的机加工性能，加工材料分成6个工件材料组，他们分别和一个字母和一种颜色对应，以确定被加工工件的材料组符号代码，见表4。
表4 选择工件材料代码
(7) 确定刀片的断屑槽型 “确定刀片的断屑槽型”图标如图21所示。按加工的背吃刀量和合适的进给量，根据刀具选用手册来确定刀片的断屑槽型代码。
(8)选择加工条件脸谱 “选择加工条件脸谱”图标如图22所示，三类脸谱代表了不同的加工条件:很好、好、不足。表5表示加工条件取决于机床的稳定性、刀具夹持方式和工件加工表面。
图22 加工条件脸谱 (9) 选定刀具 “选定刀具”图标如图23所示。选定工作分以下两方面：
①选定刀片材料 表5 选择加工条件
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