刀具的選擇是在數(shù)控程序設計的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。
刀具選擇總的原則是:安裝調整方便,剛性好,耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。在進行自由曲面加工時,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般取得很能密,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀,因此,只要在保證不過切的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具,迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。程序設計人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍,以便在程序設計時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng),其刀柄有直柄(三種規(guī)格)和錐柄(四種規(guī)格)兩種,共包括16種不同用途的刀柄。
在節(jié)約成本數(shù)控加工中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則:
② 盡量減少刀具數(shù)量;
②一把刀具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工部位;
③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具;
④先銑后鉆;
⑤先進行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;
⑥在可能的情況下,應盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能,以提高生產效率等。
在程序設計時,程序設計人員還須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時,一定要充分考慮影響切削的各種因素,正確的選擇切削條件,合理地確定切削用量,可有效地提高機械加工質量和產量。影響切削條件的因素有:機床、工具、以及工件的剛性;切削速度、切削深度、切削進給率;工件精度及表面粗糙度;刀具預期壽命及最大生產率;切削液的種類、冷卻方式;工件材料的硬度及熱處理狀況;工件數(shù)量;機床的壽命等。只有更合理的利用才能更大的提高效率。