由于加工中心加工時(shí)離心力和振動(dòng)的影響,要求安威刀具具有很高的幾何精度和裝夾重復(fù)定位精度以及很高的剛度和高速動(dòng)平衡的安荃可靠性。由于數(shù)控銑床加工時(shí)較大的離心力和振動(dòng)等特點(diǎn),傳統(tǒng)的7:24錐度刀柄系統(tǒng)在進(jìn)行高速切削時(shí)表現(xiàn)出明顯的剛性不足、重復(fù)定位精度不高、軸向尺寸不穩(wěn)定等缺陷,主軸的膨脹引起夾緊機(jī)構(gòu)質(zhì)心的偏離,影響刀具的動(dòng)平衡能力。
目前應(yīng)用較多的是HSK高速刀柄和國(guó)外現(xiàn)今流行的熱脹冷縮緊固式刀柄。熱脹冷縮緊固式刀柄有加熱系統(tǒng),刀柄一般都采用錐部與主軸端面同時(shí)接觸,其剛性較好,但是可換性較差,一個(gè)刀柄只能安裝一種連接直徑。此類加熱系統(tǒng)比較昂貴,在初期時(shí)采用HSK類的刀柄系統(tǒng)即可。當(dāng)企業(yè)的數(shù)控銑床數(shù)量超過3臺(tái)以上時(shí),采用熱脹冷縮緊固式刀柄比較合適。
安威刀具是加工中心加工中*活躍重要的因素之一,它直接影響著加工效率、制造成本和產(chǎn)品的加工精度。在高速加工過程中要承受高溫、高壓、摩擦、沖擊和振動(dòng)等載荷,高速切削刀具應(yīng)具有良好的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,即具有良好的抗沖擊、耐磨損和抗熱疲勞的特性。數(shù)控銑床加工的刀具技術(shù)發(fā)展速度很快,應(yīng)用較多的如金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金、(碳)氮化鈦硬質(zhì)合金TIC(N)等。
在加工鑄鐵和合金鋼的切削刀具中,硬質(zhì)合金是zui常用的刀具材料。硬質(zhì)合金耐磨性好,但硬度比立方氮化硼和陶瓷低。為提高硬度和表面光潔度,采用刀具涂層技術(shù),涂層材料為氮化鈦(TiN)、氮化鋁鈦(TiALN)等。涂層技術(shù)使涂層由單一涂層發(fā)展為多層、多種涂層材料的涂層,已成為提高加工中心切削能力的關(guān)鍵技術(shù)之一。直徑在10~40mm范圍內(nèi),且有碳氮化鈦涂層的硬質(zhì)合金刀片能夠加工洛氏硬度小于42的材料,而氮化鈦鋁涂層的能夠加工洛氏硬度為42甚至更高的材料。
加工中心高速切削鋼材時(shí),安威刀具材料應(yīng)選用熱硬性和疲勞強(qiáng)度高的P類硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、立方氮化硼(CBN)與CBN復(fù)合材料(WBN)等。切削鑄鐵,應(yīng)選用細(xì)晶粒的K類硬質(zhì)合金進(jìn)行粗加工,選用復(fù)合氮化硅陶瓷或聚晶立方氮化硼(PCNB)復(fù)合進(jìn)行精加工。精密加工有色金屬或非金屬材料時(shí),應(yīng)選用聚晶金剛石PCD或CVD金剛石涂層刀具。選擇切削參數(shù)時(shí),針對(duì)圓刀片和球頭銑刀,應(yīng)注意有效直徑的概念。
加工中心銑削刀具應(yīng)按動(dòng)平衡設(shè)計(jì)制造。前角比常規(guī)刀具的前角要小,后角略大。主副切削刃連接處應(yīng)修圓或?qū)Ы牵瑏碓龃蟮都饨牵乐沟都馓師崮p。應(yīng)加大刀尖附近的切削刃長(zhǎng)度和刀具材料體積,提高刀具剛性。在保證安荃和滿足加工要求的條件下,懸伸盡可能短,刀體韌性要好。
加工中心刀柄要比刀具直徑粗壯,連接柄呈倒錐狀,以增加其剛性。盡量在系統(tǒng)留有冷卻液孔。球頭立銑刀要考慮有效切削長(zhǎng)度,刃口要盡量短,兩螺旋槽球頭立銑刀通常用于粗銑復(fù)雜曲面,四螺旋槽球頭立銑刀通常用于精銑復(fù)雜曲面。