刀具选择在机械加工中的重要地位不言而喻。学会选择工具可以帮助你轻松工作。所以你一定要注意工具选择的15条军规!
1.机械加工中最重要的是刀具
如果任何工具停止工作,就意味着生产停止。但不代表每个工具都有同样重要的地位。切削时间最长的刀具对生产周期的影响更大,所以在相同的前提下,应该更加重视这种刀具。此外,还应注意对加工关键部件和加工公差要求最严格的工具。另外,切屑控制相对较差的刀具,如钻头、开槽刀具、螺纹加工刀具等也要注意。因为芯片控制不好会造成停机。
2.与机床配套
工具分为右手工具和左手工具,所以选择正确的工具非常重要。一般右手刀适用于逆时针(CCW)机床(沿主轴看);左手工具适用于顺时针(CW)机床。如果你有几台车床,有的握左手工具,有的兼容左手和右手,请选择左手工具。对于铣削,人们倾向于选择更通用的工具。但这种刀具虽然覆盖的加工范围较大,但也让你立刻失去了刀具的刚性,增加了刀具的挠度,降低了切削参数,更容易引起加工振动。此外,工具的尺寸和重量受到更换工具的机械手的限制。如果你买的机床主轴上有内冷通孔,也请选择有内冷通孔的刀具。
3.与加工材料相匹配
碳钢是机械加工中最常见的加工材料,因此大多数刀具都是基于优化的碳钢加工设计。刀片品牌要根据加工的材料来选择。刀具制造商提供一系列刀具本体和配套刀片,用于加工有色金属材料,如高温合金、钛合金、铝、复合材料、塑料和纯金属。当您需要加工上述材料时,请选择材料匹配的工具。大多数品牌都有各种系列的刀具,说明什么材料适合加工。例如,DaElement的3PP系列主要用于加工铝合金,86P系列用于加工不锈钢,6P系列用于加工高硬度钢。
4.工具规格
常见的错误是选择的车刀尺寸太小,铣刀尺寸太大。大型车刀刚性较好;然而,大尺寸铣刀不仅更昂贵,而且切削时间更长空。一般来说,大型工具的价格高于小型工具。
5.选择可更换的刀片或重新研磨刀具
原理很简单:尽量避免使用磨具。除了少数钻头和立铣刀,在条件允许的情况下,尽量选择可更换的刀片或可更换的刀头。这将节省您的人工成本,并实现稳定的处理结果。
6、刀具材料和牌号
刀具材料和牌号的选择与加工材料的性能、机床的最大速度和进给速度密切相关。待加工的材料组选择一个比较通用的工具品牌,一般选择涂层合金品牌。参考工具供应商提供的“品牌应用推荐图”。在实际应用中,常见的错误是试图通过更换其他刀具制造商的类似材料品牌来解决刀具寿命问题。如果你现有的刀具不理想,选择另一个和你比较接近的品牌,很可能会带来类似的结果。要解决问题,必须明确刀具失效的原因。
7.功率要求
指导原则是物尽其用。如果购买功率为20hp的铣床,在工件和夹具允许的情况下,选择合适的刀具和加工参数,使其实现机床80%的功率利用率。特别注意机床用户手册中的功率/转速表,根据机床功率的有效功率范围选择能达到更好切削应用的刀具。
8.切削刃数量
原则是越多越好。买一把刀刃两倍的车刀,不等于付出两倍的成本。在过去的十年里,先进的设计使切槽刀、切刀和一些铣削刀片的切削刃数量翻了一番。用具有16个切削刃的高级铣刀来替换原来只有4个切削刃的铣刀并不罕见。增加有效切削刃的数量也直接影响工作台进给和生产率。
9.选择整体工具或模块化工具
小尺寸工具更适合整体设计;大尺寸刀具更适合模块化设计。对于大型工具,当工具出现故障时,用户往往只想更换小而便宜的零件来重新获得新工具。对于开槽和钻孔工具来说尤其如此。
10、选择单一工具还是多功能工具
工件越小,越适合复合刀具。例如,多功能工具可用于复合钻孔、车削、内孔加工、螺纹加工和倒角。当然工件越复杂越适合多功能工具。机床只有在切削的时候才能给你带来利益,而不是停下来的时候。
11.选择标准工具或非标准专用工具
随着数控加工中心(CNC)的普及,人们普遍认为工件形状可以通过编程来实现,而不是依靠刀具,因此不需要非标准的专用刀具。事实上,今天,非标准工具仍然占工具总销售额的15%。为什么?使用专用工具可以满足精密工件尺寸要求,减少工序,缩短加工周期。对于批量生产,非标专用刀具可以缩短加工周期,降低成本。
12.芯片控制
记住,你的目标是加工工件,不是切屑,而是切屑能清晰地反映刀具的切削状态。一般来说,人们对芯片有刻板印象,因为大多数人没有受过解读芯片的训练。记住以下原则:好的切屑不会破坏加工,坏的切屑正好相反。
大多数刀片都设计有断屑槽,无论是轻切削精加工还是重切削粗加工,断屑槽都是根据进给速度设计的。
芯片越小,越难折断。芯片控制是难加工材料的难题。虽然加工材料不能更换,但刀具可以更新,切削速度、进给速度、切削深度、刀尖圆角半径等可以调整。优化切屑和加工是综合选择的结果。
13.设计
面对刀具、工件和数控加工机床,往往需要定义刀具轨迹。理想情况下,你应该知道基本的机器码,有高级的CAM软件包。刀具轨迹,必须考虑刀具特性,如铣削角度、旋转方向、进给量、切削速度等。每个刀具都有相应的编程技术,以缩短加工周期,提高切屑,降低切削力。好的CAM软件包可以节省劳动力,提高生产率。
14.选择创新工具或传统成熟工具
随着先进技术的发展速度,刀具的生产率可以每10年翻一番。对比一下10年前推荐的切削参数,你会发现现在的刀具可以让加工效率翻倍,但是切削功率降低了30%。新刀具的合金基体更强更韧,可以实现更高的切削速度和更低的切削力。断屑器及其品牌的应用特异性较低,通用性较广。与此同时,现代工具还增加了多功能性和模块化,这共同减少了库存并扩展了工具应用。刀具的发展也带来了新的产品设计和加工理念,如具有车削和开槽功能的霸王刀具、大型进给铣刀,并促进了高速加工、微润滑和冷却(MQL)加工和硬车削技术。基于上述因素和其他原因,你还需要跟进最首选的加工方法,学习最新的先进刀具技术,否则你会有落后的危险。
15.价格
虽然刀具的价格很重要,但由于刀具的原因,它不如生产成本重要。虽然刀具有自己的价格,但刀具的真正价值在于它们对生产力的责任。通常价格最低的工具是生产成本最高的工具。刀具的价格只占零件成本的3%。因此,请注意工具的生产率,而不是它们的购买价格。
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