合理选择与数控机床匹配的刀具
数控车床是一种高精度、高效率的主动化机床装备多工位刀塔或动力刀塔,具有广泛的加工工艺性能,可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等杂乱工件,具有直线插补、圆弧插补各种补偿功用,并能在批量出产中发挥**的作用。它集通用性好的**型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的**型一般车床的特色于一身,能很好地满意企业进步产品质量、下降出产本钱、进步经济效益的要求。所以数控车床是国内运用量蕞大、覆盖面较广的一种机床。在数控车床加工中,产品质量和劳动出产率在很大程度上遭到刀具的限制,尽管其车刀的切削原理与一般车床根本相同,可是如何依据加工零件的实际情况,合理选择和运用与数控车床匹配的刀具,是充分发挥数控车床功用和优势、确保加工精度、进步劳动效率以及操控加工本钱的关键。
1.零件剖析
客户要求加工的产品是轮轴盖(见图1),外形A、B两处现已加工好,内孔粗加工至90mm,产品的精度要求不是很高,形状也不太杂乱,但批量较大(每月8 000件)。材料为灰铸铁HT200,毛坯直径150mm,长40mm。技能要求:未注倒角为1×45°,未注公役按GB/T
1804―2000中m级加工。设备是用广州机床厂的GSK980T经济型数控车床,共6台。
2.原加工中存在的问题
原出产加工选用两把焊接式合金车刀,分别进行粗车、精车外圆、端面、内孔的加工。焊接式合金刀易磨损,一般适合于粗车,轮轴盖零件用的材料是铸铁,表皮较硬,刀具易磨损。刃磨精度得不到确保,且占用时刻长,还会使被加工轮轴盖零件的外表精度大大下降。换刀需求整刀换,添加了刀具本钱。GSK98T刀架不能按加工要求主动装、卸刀,需求人工换刀。因定位销钉受力不均匀等原因,螺纹也简单损坏,并且是用两把刀,精度得不到确保,费时较多。加工过程中需求频频旋转刀架换刀,导致刀架很简单磨损,定位精度出现差错,还简单出现毛病(均匀4天一台)。机床厂的修理人员多次上门修理也不能处理问题,造成停产及修理费用添加。由于换刀后需从头对刀、试车、调试的辅助时刻添加,且两把刀加工、刀架主动换刀和空运行行程时刻也较长,对加工效率造成很大的影响。合金刀具
3.改善刀具的依据
经过剖析、研讨刀具结构、工艺规划、程序编写等方面问题,以为本来所运用的刀具非常需求改善,具体考虑如下。
(1)选用标准化刀具,改为机夹可转位车刀。由于轮轴盖是批量出产,数控车刀应选用机夹可转位车刀,原因在于:①精度高。确保刀片重复定位精度高,便利定位,确保刀尖方位精度,这样刀尖磨损不需求换整刀而只需换刀片就行。②可靠性高。结构可靠的车刀,选用复合式夹紧结构以习惯刀架快速移动和换位以及整个主动切削过程中不会松动。*替换不同形式的切削部件,完结多种切削加工,进步出产效率。③刀具本钱低。由于是批量出产,且刀片可替换,尽管机夹刀可转位刀片贵一些,但刀具的本钱不会添加,反而下降,衢州合金刀具,并且更经用。
(2)优化刀具结构。尽可能用少的刀具加工出工件上部分或大部分待加工外表,以减少装夹差错,进步加工外表的相互方位精度。在刀的结构上假如能把加工轮轴盖的两把刀合并成装在“一把刀”把上进行加工,则①不旋转刀架。只要“一把刀”在加工,那就不需求旋转刀架,刀架就不会由于磨损而影响精度,更不会引发停产、修理等问题。②维护定位销钉。“一把刀”定位只需求一组定位销钉,并且假如用了标准化刀具,换刀只松、紧刀尖的定位螺丝,不必松、紧刀架的定位销钉装、拆刀杆,刀架的定位销钉不会被损坏。
(3)若将选用标准化刀具和优化刀具结构合二为一,则不会存在占机时刻长的问题。由于:①选用标准化机夹可转位刀具,当刀片上的一个切削刃磨钝后,其刀片的装拆和转位都很便利、快捷,不需刃磨即可用新的切削刃持续加工,还大大进步了刀杆的利用率。只需快速做简单的对刀,编制程序时作恰当的处理就能够了。②选用优化刀具结构方案,两个刀尖相隔必定比本来两把刀刀尖的距离近,换刀和空运行的时刻大大缩短,再结合加工工艺、程序编写,规划较短的空行、切削进给道路,可有用进步出产效率,下降刀具损耗。
4.改善后的刀具
自己经过以上剖析、研讨,依据现有的认识和加工条件,从刀具结构的规划、工艺处理、程序的编制等方面去处理了轮轴盖零件加工中存在的问题,具体方法如下。
(1)将两把机加刀合为一把机夹刀。刀杆经热处理,用螺丝固定刀尖A、B,这样“一把刀”相同能够完结本来两把刀的工作,并且装、卸“一把刀”比本来两把刀省时一半。
(2)用改善后的刀具加工时无须转化刀架,很好地处理了由于要频频旋转刀架换刀所带来的毛病和修理问题。
(3)刀具磨损后只需求松开螺丝将不重磨刀片转过恰当视点或替换,做简单的刀补行程修正即可持续加工,大大进步了效率。
5.加工中的注意事项
(1)将不重磨刀片A、B用螺丝固定在左、右两边,要确保两刀片尖在同一平面上。
(2)编写程序时有必要要以A、B两个刀尖为两个独立刀位点设两组刀补(01、02),在转化刀尖执行时刀具要离开工件必定距离,避免刀具和工件发生碰撞。
(3)刀具每班要转动一次,以确保刀架的锁紧力。
6.程序的编写
编写的程序及说明如附表所示。
程序内容及说明
程序内容 程序说明
O1212 程序名
G00X100Z100 定位到起刀点
T0101M3S200 调用地一组刀补A号刀尖
G00X150Z0
加工端面
G01X80F80
G00X150Z5 定位到(150,5)
G71U1R0.5 加工φ145mm外圆及倒角
G71P1Q2U0W0F100
N1G00X143
G01Z0
X145Z-1
Z-16
G00X100Z100T0101 回到起刀点取消地一组刀补
T0102M3S250 调用*二组刀补B号刀尖
G00X80Z5
G71U1R0.5 粗加工φ112mm与φ98mm内孔与倒角
G71P3Q4U-0.5W0F80
N3G00X114
G01Z0F50
X112Z-1
Z-11
X100
X98Z-11
N4Z-48
G70P3Q4 精加工N3-N4段内容
G00X100Z100T0102 回到起刀点取消*二组刀补
M30 程序完毕
一、钻孔与扩孔
1. 钻孔
钻孔是在实心资料上加工孔的地一道工序,钻孔直径一般小于 80mm 。钻孔加工有两种办法:一种是钻头旋转;另一种是工件旋转。上述两种钻孔办法发作的差错是不相同的,在钻头旋转的钻孔办法中,因为切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时,被加工孔的中心线会发作偏斜或不直,但孔径根本不变;而在工件旋转的钻孔办法中则相反,钻头引偏会引起孔径改变,而孔中心线仍然是直的。
常用的钻孔刀具有:麻花钻、中心钻、深孔钻等,其中较常用的是麻花钻,其直径规格为 Φ0.1-80mm。
因为构造上的约束,钻头的曲折刚度和扭转刚度均较低,加之定心性不好,钻孔加工的精度较低,一般只能到达 IT13~IT11;外表粗糙度也较大,
Ra
一般为 50~12.5μm;但钻孔的金属切除率大,切削功率高。钻孔首要用于加工质量要求不高的孔,例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。对于加工精度和外表质量要求较高的孔,则应在后续加工中经过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来到达。
2. 扩孔
扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工,非标硬质合金刀具,以扩大孔径并进步孔的加工质量,扩孔加工既能够作为精加工孔前的预加工,进口合金刀具,也能够作为要求不高的孔的终究加工。扩孔钻与麻花钻类似,但刀齿数较多,没有横刃。
与钻孔比较,扩孔具有下列特色:(1)扩孔钻齿数多(3~8个齿)、导向性好,切削比较稳定;(2)扩孔钻没有横刃,切削条件好;(3)加工余量较小,容屑槽能够做得浅些,钻芯能够做得粗些,刀体强度和刚性较好。扩孔加工的精度一般为
IT11~IT10
级,外表粗糙度Ra为12.5~6.3μm。扩孔常用于加工直径小于
的孔。在钻直径较大的孔时(D ≥30mm ),常先用小钻头(直径为孔径的 0.5~0.7 倍)预钻孔,然后再用相应尺度的扩孔钻扩孔,这样能够进步孔的加工质量和出产功率。
扩孔除了能够加工圆柱孔之外,还能够用各种特殊形状的扩孔钻(亦称锪钻)来加工各种沉头座孔和锪平端面示。锪钻的前端常带有导向柱,用已加工孔导向。
二、铰孔
铰孔是孔的精加工办法之一,在出产中运用很广。对于较小的孔,相对于内圆磨削及精镗而言,铰孔是一种较为经济实用的加工办法。
1. 铰刀
铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为直柄,作业部分较长,导向作用较好,手用铰刀有整体式和外径可调整式两种结构。机用铰刀有带柄的和套式的两种结构。铰刀不仅可加工圆形孔,也可用锥度铰刀加工锥孔。
2. 铰孔工艺及其运用
铰孔余量对铰孔质量的影响很大,余量太大,铰刀的负荷大,切削刃很快被磨钝,不易取得光洁的加工外表,尺度公役也不易确保;余量太小,不能去掉上工序留下的刀痕,**也就没有改进孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.35~0.15mm,精铰取为
01.5~0.05mm。
为防止发作积屑瘤,铰孔一般选用较低的切削速度(高速钢铰刀加工钢和铸铁时,v <8m/min)进行加工。进给量的取值与被加工孔径有关,孔径越大,进给量取值越大,高速钢铰刀加工钢和铸铁时进给量常取为
0.3~1mm/r。
铰孔时必须用恰当的切削液进行冷却、光滑和清洗,以防止发作积屑瘤并及时铲除切屑。与磨孔和镗孔比较,铰孔出产率高,*确保孔的精度;但铰孔不能校对孔轴线的方位差错,孔的方位精度应由前工序确保。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。
铰孔尺度精度一般为 IT9~IT7级,外表粗糙度Ra一般为
3.2~0.8
μm。对于中等尺度、精度要求较高的孔(例如IT7级精度孔),钻—扩—铰工艺是出产中常用的典型加工计划。
三、镗孔
镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工办法,镗孔作业既能够在镗床上进行,也能够在车床上进行。
1. 镗孔办法
镗孔有三种不同的加工办法。
(1)工件旋转,刀具作进给运动 在车床上镗孔大都属于这种镗孔办法。工艺特色是:加工后孔的轴心线与工件的反转轴线一致,孔的圆度首要取决于机床主轴的反转精度,孔的轴向几许形状差错首要取决于刀具进给方向相对于工件反转轴线的方位精度。这种镗孔办法适于加工与外圆外表有同轴度要求的孔。
(2)刀具旋转,工件作进给运动 镗床主轴带动镗刀旋转,作业台带动工件作进给运动。
(3)刀具旋转并作进给运动 选用这种镗孔办法镗孔,镗杆的悬伸长度是改变的,镗杆的受力 变形也是改变的,靠近主轴箱处的孔径大,远离主轴箱处的孔径小,构成锥孔。此外,镗杆悬伸长度增大,主轴因自重引起的曲折变形也增大,被加工孔轴线将发作相应的曲折。这种镗孔办法只适于加工较短的孔。
2. 金刚镗
与一般镗孔比较,金刚镗的特色是背吃刀量小,进给量小,切削速度高,它能够取得很高的加工精度(IT7~IT6)和很光洁的外表(Ra为
0.4~0.05
μm)。金刚镗较初用金刚石镗刀加工,现在普遍选用硬质合金、CBN和人造金刚石刀具加工。首要用于加工有色金属工件,也可用于加工铸铁件和钢件。
金刚镗常用的切削用量为:背吃刀量预镗为 0.2~0.6mm,终镗为0.1mm ;进给量为
0.01~0.14mm/r
;切削速度加工铸铁时为100~250m/min ,加工钢时为150~300m/min ,加工有色金属时为
300~2000m/min。
为了确保金刚镗能到达较高的加工精度和外表质量,所用机床(金刚镗床)须具有较高的几许精度和刚度,机床主轴支承常用精细的角触摸球轴承或静压滑动轴承,高速旋转零件须经经确平衡;此外,进给机构的运动必须十分平稳,确保作业台能做平稳低速进给运动。
金刚镗的加工质量好,出产功率高,在大批大量出产中被广泛用于精细孔的终究加工,如发动机气缸孔、活塞销孔、机床主轴箱上的主轴孔等。但须引起留意的是:用金刚镗加工黑色金属制品时,只能运用硬质合金和CBN制造的镗刀,不能运用金刚石制造的镗刀,因金刚石中的碳原子与铁族元素的亲和力大,刀具寿数低。
3. 镗刀
镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。
一、阀门的挑选及设置部位:
(一)给水管道上运用的阀门,一般按下列准则挑选:
1、管径不大于50mm时,宜选用截止阀,管径大于50mm时选用闸阀、蝶阀
2、需调理流量、水压时宜选用调理阀、截止阀
3、要求水流阻力小的部位(如水泵吸水管上),宜选用闸板阀
4、水流需双向活动的管段上应选用闸阀、蝶阀,不得运用截止阀
5、设备空间小的部位宜选用蝶阀、球阀
6、在常常启闭的管段上,宜选用截止阀
7、口径较大的水泵出水管上宜选用多功能阀
(二)给水管道上的下列部位应设置阀门:
1、居住小区给水管道从**给水管道的引进管段上
2、居住小区室外环状管网的节点处,应按分隔要求设置。环状管段过长时,宜设置分段阀门
3、从居住小区给水干管上接出的支管起端或接户管起端
4、入户管、水表和各分支立管(立管底部、笔直环形管网立管的上、下端部)
5、环状管网的分干管、贯通枝状管网的连接收
6、室内给水管道向住户、公用卫生间等接出的配水管起端,配水支管上配水点在3个及3个以上时设置
7、水泵的出水管,自灌式水泵的吸水泵
8、水箱的进、出水管、泄水管
9、设备(如加热器、冷却塔等)的进水补水管
10、卫生器具(如大、小便器、洗脸盆、淋浴器等)的配水管
11、某些附件,如主动排气阀、泄压阀、水锤消除器、压力表、洒水栓等前、减压阀与倒流避免器的前后等
12、给水管网的蕞低处宜设置泄水阀
(三)止回阀一般应按其设备部位、阀前水压、封闭后的密闭功能要求和封闭时引发的水锤大小等因素来挑选
1、阀前水压小时,宜选用旋启式、球式和梭式止回阀
2、封闭后的密闭功能要求紧密时,宜选用有封闭弹簧的止回阀
3、要求削弱封闭水锤时,宜选用速闭消声止回阀或有阻尼设备的缓闭止回阀
4、止回阀的阀掰或阀芯,应能在重力或弹簧力作用下自行封闭
(四)给水管道的下列管段上应设置止回阀:
引进管上;密闭的水加热器或用水设备的进水管上;水泵出水管上;进出水管合用一条管道的水箱、水塔、高地水池的出水管段上。
注:装有管道倒流避免器的管段,不需在装止回阀。
(五)给水管道的下列部位应设置排气设备:
1、间歇性运用的给水管网,其管网末端和蕞高点应设置主动排气阀
2、给水管网有显着崎岖积累空气的管段,已在该段的峰点设主动排气阀或手动阀门排气
3、气压给水设备,当选用主动卜气式气压水罐时,其配水管网的蕞高点应设主动排气阀
二、各种阀门的优缺陷:
1、闸阀:闸阀是指封闭件(闸板)沿通道轴线的笔直方向移动的阀门,在管路上首要作为堵截介质用,即全开或全关运用。一般,闸阀不可作为调理流量运用。它能够适用低温压也能够适用于高温高压,并可依据阀门的不同原料。但闸阀一般不用于运送泥浆等介质的管路中
优点:
①流体阻力小;
②启、闭所需力矩较小;
③能够运用在介质向两方向活动的环网管路上,也就是说介质的流向不受约束;
④全开时,密封面受作业介质的冲蚀比截止阀小;
⑤形体结构比较简单,制作工艺性较好;
⑥结构长度比较短。
缺陷:
①外形尺寸和敞开高度较大,所需设备的空间亦较大;
②在启闭过程中,密封面人相对冲突,摩损较大,乃至要在高温时*引起擦伤现象;
③一般闸阀都有两个密封面,给给加工、研磨和维修增加了一些困难;
④启闭时刻长。
2、蝶阀:蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来敞开、封闭和调理流体通道的一种阀门。
优点:
①结构简单,体积小,合金刀具品牌,重量轻,耗材省,别用于大口径阀门中;
②启闭敏捷,流阻小;
③可用于带悬浮固体颗粒的介质,依据密封面的强度也可用于粉状和颗粒状介质。可适用于通风除尘管路的双向启闭及调理,广泛用于冶金、轻工、电力、石油化工体系的煤气管道及水道等。
缺陷:
①流量调理规模不大,当敞开达30%时,流量就将进95%以上;
②因为蝶阀的结构和密封资料的约束,不宜用于高温、高压的管路体系中。一般作业温度在300℃以下,PN40以下;
③密封功能相对于球阀、截止阀较差,故用于密封要求不是很高的当地。
3、球阀:是由旋塞阀演化而来,它的启闭件是一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90°完成敞开和封闭的意图。球阀在管道上首要用于堵截、分配和改动介质活动方向,规划成V形开口的球阀还具有良好的流量调理功能。
优点:
①具有蕞低的流阻(实践为0);
②因在作业时不会卡住(在无润滑剂时),故能牢靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中;
③在较大的压力和温度规模内,能完成完全密封;
④可完成快速启闭,某些结构的启闭时刻仅为0.05~0.1s,以确保能用于试验台的主动化体系中。快速启闭阀门时,操作无冲击;
⑤球形封闭件能在边界方位上主动定位;