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如何給數控機床選配（pèi）刀具？

2013-4-6 來源：作者：

對於很多加工應用，不必擔心機床是否有足夠（gòu）的（de）功率來完成你所要加（jiā）工的任務；然而，有（yǒu）些情形（通常是粗加工應用）則要求編程員／操作人員得明確某一給定的刀（dāo）具需求（qiú）多大的功率。當使（shǐ）用裝備高速主軸（zhóu）的機床時，由於在較低轉（zhuǎn）速下通常（cháng）輸出的功率非（fēi）常（cháng）低，因此計算功率消耗的需要（yào）變得非常重要。對於這些機床，為了使（shǐ）機床、刀（dāo）具和被加（jiā）工材料運行在優化的參數下（xià），應用較小直徑的刀具通常是必要的（de）。下（xià）述信息將討論一些需要指出的領域，如模具製造業今天所（suǒ）使用的刀具新技術，如何（hé）在（zài）粗加工應用中獲得最大效（xiào）率。

了解機床特（tè）性

為了確定機床是（shì）否具備在某一給定（dìng）參數下加工的（de）功率，相關（guān）人員必須熟悉他們的機床主（zhǔ）軸功率圖。主（zhǔ）軸功率圖將揭示機（jī）床的功率和扭矩特性，而（ér）且（qiě）它通常被分成兩個（gè）獨立的額定值（30分鍾與連續功率額定值）。這個（gè）圖（tú）應該（gāi）常備在手邊作參考。

估算功率消耗

如前所述，確定某一給定的刀具在（zài）加工時必（bì）需的功率值是非常重要的。有關如何估算（suàn）加工某給定材料必需的功率值已經有很（hěn）多著述。下述信息將覆蓋基本理論。

確定某給定刀具功率消耗的常用方法是金屬切（qiē）除（chú）率（mrr）與功（gōng）率因子相乘。金（jīn）屬切除率（mrr）通過所使用刀具的切（qiē）削（xuē）寬（kuān）度、切削深度與進給量相乘（mrr=woc*doc*F）得到（dào）。功率因子（p因子）是一個預定的功率常數，隨材料不同而變化（huà）。它取（qǔ）決於切削一立方英寸某給（gěi）定（dìng）材料每分（fèn）鍾所需要的功率值（顯示材料在各種硬度（dù）值下的功率常數圖可在諸如機械師手冊的（de）出版物上找到）。

注意到這種表示功率的方法僅是估算值是重（chóng）要的，而且許多其它因（yīn）素也會影響功率計算。機床主軸（zhóu）效率、材料硬度、刀具與刀片的幾何形狀、切削液、刀具磨損等都會（huì）影響功率需求。

當進（jìn）行功率計算時需要考慮很多因素，而且刀（dāo）具正是諸多因素之一，這是很明顯的。在某些場合，當使用針對粗加工應用的高進給（gěi）刀具時，主軸將是確定所使用（yòng）的刀具直徑和加工（gōng）參數的決定性因素。對於任何機床的（de）粗加工，特別是（shì）諸如CAT/BT40和HSK40之類的較小主軸連接的機床，為了在獲得（dé）最大生產率的同時（shí）避免不希望有的主軸（zhóu）負載和切削工況，知道如何著手，因此進行需（xū）求功（gōng）率計算是很重要的。已經開發（fā）了（le）加工功率計算（suàn）器，它能覆蓋這些新型（xíng）高進給刀具並大幅減少銑削、鑽（zuàn）削和車削功率消耗估算所需的時間和精力。通過從下拉菜單進行選擇並填入（rù）一些關於刀具名稱、刀具形狀、切削速度、進給量等（děng）輔助信（xìn）息，編程員（yuán）／操（cāo）作人（rén）員能迅速確定機床對（duì）於（yú）手邊（biān）的應用是否大概具備足夠的（de）功率。

既然你知道（dào）粗加工時如何使機床（chuáng）產出最大，該是討論如何使刀具產出最大的時候了。已經開發出特別針（zhēn）對粗加工金屬切除率最大（dà）化（huà）的新型設（shè）計（jì）的刀（dāo）具，它允許（xǔ）使用非常（cháng）高的進給量，並在粗加工時獲得（dé）能顯著減（jiǎn）少加工周期和成本的金屬切除率。

用戶的另一種選擇是采用模塊化刀具，通（tōng）過使用頭（tóu）部帶螺紋孔的不同刀杆所獲得的柔性，使得操作工對每個應用都能設定（dìng）懸（xuán）伸（shēn）長度並（bìng）獲得最大的剛（gāng）性。

對於較小的應用，已（yǐ）經開發出針對高進給應用（yòng）的帶可換刀片設（shè）計的刀具。已供應（yīng）的（de）有10、12和16mm，這些刀具能勝任非常高的（de）進給（gěi）量（12mm刀具加工（gōng）鋼件時（shí），在切深為0.025英（yīng）寸時進給速度可達300 i.p.m.），而且（qiě）能有效提高裝備告訴主軸機床（chuáng）的金屬切除率並消耗較（jiào）低的功率。與整體（tǐ）硬質合金刀具相比，可換的刀片（piàn）還是一個經濟性更好的解決方案，並且能成功地銑削硬度不超過HRC54的淬硬工具鋼。

擁有範圍很大的刀具使得員工能有效地讓刀具和機床及零件形狀相匹配，在傳統和（hé）高速加工中心的粗加工應用均（jun1）獲得最大的金屬切除率和生產（chǎn）率。在很多場合，通過使用較小直徑（jìng）的刀具，在金屬切除率和生產率方麵不損失（shī）很多（如果存在的話）的前提下，使用高進給粗加工刀具（jù）就（jiù）能獲（huò）得接近最終形狀的粗加工。

實際上，當（dāng）與其它常用粗加工刀（dāo）具（jù）相比，較（jiào）小直（zhí）徑的高進給粗加工刀具的金屬切除（chú）率大大超過使用傳統加工（gōng）參數和（hé）方（fāng）法的較大直徑的刀具。使用較小直徑的高進給刀具的另一個好處是較小的（de）刀具能更加接近零件的最終形狀並減少精加工開始之前（qián）去除剩餘加工餘量所需的再加工與編程次數。

總結

你如何知道是否對每個應用都做到了（le）產（chǎn）出最大？為了使編程員／操作人員優化應用並避免（miǎn）高代價的失誤，了解機床（chuáng）能力和刀（dāo）具新技術並知道如何應用是（shì）重要的。通過使用高進給刀具並（bìng）讓這些刀具（jù）與機（jī）床、零件形狀、材料正確地配合，公司能對粗加工應用實現時間成本的顯著節約。總之（zhī），金（jīn）屬切除得越多，高進給刀具獲得的金屬切除率超出得（dé）越多（duō），將保證多個方麵的節約。

語錄：

各式各（gè）樣的刀具使得模具製造（zào）商能讓刀具與機床、零件幾何形狀相匹（pǐ）配，其結果是在傳統及（jí）高速加（jiā）工中心上針對粗加工應用的金（jīn）屬切除率和生產率最大化。

金屬切除得越多，高進給刀（dāo）具獲得的金屬切除率超出得越多，將（jiāng）保證多方麵的節（jiē）省。

機床主軸效率、材料硬度、刀具與刀片的幾何形狀、切削（xuē）液、刀具磨損等都會影（yǐng）響功率需求（qiú）。

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