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近幾年來,數(shù)控鉆孔設(shè)備的制造及使用已有很大的發(fā)展。為適應數(shù)控鉆孔設(shè)備加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件的裝夾次數(shù)少等要求,數(shù)控鉆設(shè)備對所用的刀具有許多性能上的要求,只有達到這些要求才能使數(shù)控機床真正發(fā)揮起作用。數(shù)控鉆孔設(shè)備上所使用刀具應具有以下特點。
(1)刀具有很高的切削效率
由于所使用的機床設(shè)備昂貴,所以要提高加工效率。機床向高速、高剛度和大功率等方向發(fā)展,所以現(xiàn)代刀具必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能。一些發(fā)達工業(yè)國家在數(shù)控機床上使用涂層硬質(zhì)合金刀具、超硬刀具和陶瓷刀具所占的比例不斷增加。據(jù)報道,在美國數(shù)控機床上陶瓷刀具應用的比例已達20%,涂層硬質(zhì)合金刀具已達40%?,F(xiàn)在輔助工時因自動化而大大減少。刀具切削效率的提高,將使產(chǎn)量直接提高并明顯降低成本,因此在數(shù)控加工中應盡量使用優(yōu)質(zhì)高效刀具。
(2)數(shù)控刀具有高的精度和重復定位精度
現(xiàn)在,高精密加工中心的加工精度可以達到3~5m,因此刀具的精度、剛度和重復定位精度必須和這樣高的加工精度相適應。另外,刀具的刀柄與快換夾頭間或與機床錐孔間的連接部分有高的制造、定位精度。所加工的零件日益復雜和精密,這就要求刀具必須具備較高的形狀精度,對數(shù)控機床上所用的整體式刀具也提出了較高的精度要求。有些立銑刀其徑向尺寸精度高達51m,以滿足精密零件的加工需要。
(3)刀具有很高的可靠性和耐用度
在數(shù)控鉆孔設(shè)備上為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,對刀具實行強迫換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命進行管理,所以刀具工作的可靠性提高為選擇刀具的關(guān)鍵指標。為滿足數(shù)控加工及對難加工材料加工的要求,數(shù)控鉆孔設(shè)備上所用刀具的材料應具有高的切削性能和很好的刀具耐用度,不但其切削性能要好,而且一定要性能穩(wěn)定,同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面不得有較大差異,以免在無人看管的情況下,因刀具先期磨損和破損造成加工工件的大量報廢甚至損壞機床。
(4)可實現(xiàn)刀具尺寸的預調(diào)和快速換刀合夏刀具結(jié)構(gòu)應能預調(diào)尺寸,以達到很高的重復定位精度。如果數(shù)控鉆孔設(shè)備采用人工換刀,則使用快換夾頭。對于有刀庫的加工中心,則實現(xiàn)自動換刀。
(5)具有一個比較完善的工具系統(tǒng)及刀具管理系統(tǒng)
模塊化工具系統(tǒng)能更好地適應多品種零件的生產(chǎn),且有利于工具的生產(chǎn)、使用和管理,能有效地減少使用廠的工具儲備。配備完善的、先進的工具系統(tǒng)是用好數(shù)控機床的重要一環(huán)。
加工中心和柔性制造系統(tǒng)出現(xiàn)后,刀具管理相當復雜,刀具數(shù)量多,要對全部刀具進行自動識別,記錄其規(guī)格尺寸、存放位置、已切削時間和剩余切削時間等數(shù)據(jù),還需要管理刀具的更換、運送,刀具的刃磨和尺寸預調(diào)等。
(6)應有刀具在線監(jiān)控及尺寸補償系統(tǒng)面
其作用是解決刀具損壞時能及時判斷、識別并補償,防止工件出現(xiàn)廢品和意外事故。