五轴联动加工中心操作与基础编程 第2版 课件 1.2.2多轴与高速加工刀具应用

使用多轴机床的综合加工多轴及高速加工刀具多轴及高速加工刀具自动换刀的刀柄系统高速加工的刀具应用常用钻铣加工刀具高速加工的概念自动换刀的刀柄系统刀柄代号表示为：自动换刀机床通用7：24MAS403标准的BT圆锥工具柄，锥柄为40号，前部为弹簧夹头ER，最大夹持直径32mm（若为MT3则代表有扁尾莫氏3号锥柄），刀柄工作长度（锥柄大端直径处到弹簧夹头前端面的距离）为100mm。

自动换刀的刀柄系统两端面键键槽与主轴轴心的间距不对称，刀柄在主轴上应按刀柄上的缺口标记进行单向安装JT型（DIN69871-A）自动换刀的刀柄系统两端面键键槽与主轴轴心的间距对称，刀柄在主轴上可双向安装，重装时需要关注刀具有无方向要求。BT型（MAS403）常用钻铣加工刀具1、5、8、13—套式结构9、15、16—整体式

其它—机夹刀片结构数控铣削加工刀具常用钻铣加工刀具面铣刀端铣刀

球头铣刀键槽铣刀钻头加工较大的平面应选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等多选用模具铣刀（球刀）；加工封闭的键槽选择键槽铣刀；加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀；加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀。钻铣刀具的选用铣削平面时，一般采用两次走刀，一次粗铣、一次精铣。粗铣刀直径选小些可减小切削扭矩；精铣刀直径宜大，最好能包容待加工表面的整个宽度。余量大且表面不均匀时，刀具直径宜小，可避免粗切刀痕过深而影响加工质量。高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因为毛坯面有硬化层和夹砂现象，会加速刀具的磨损。余量小且要求表面粗糙度较低时，应采用立方氮化硼(CBN)刀片端铣刀或陶瓷刀片端铣刀。铣刀选用及注意事项镶硬质合金的立铣刀可强力刀削，常用于加工凹槽、窗口面、凸台面和毛坯表面及粗切孔。高精度凹槽加工，可采用直径稍小于槽宽的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀补铣槽两边，直到达到精度要求为止。钻深孔时容易折断钻头、应采用断屑钻或啄钻循环，以利于冷却和排屑。钻孔前最好点钻中心孔或锪窝，同时也可用于孔口倒角。钻铣刀具选用及注意事项高速加工的概念HighSpeedMachining高速切削的实用定义：HSM不是简单意义上的高切削速度(Vc)，它是一种用特定方法和设备进行加工的工艺。高速切削无需高主轴转速，许多高速切削是用中等转速并采用大尺寸刀具进行的加工。高速切削更适合于对淬硬刚实施精加工，其切削参数可为常规4~6倍。如果小零件从粗到精都采用高速切削，则意味着极高的生产效率。

高速切削（HSM）一般是指在高转速和高进给下的铣削加工。高速切削定义的观点：高切削速度的加工（比传统高5~10倍）高主轴速度的加工高（大）进给加工高主轴速度和高进给加工高生产率加工

高速切削理论含义：Vc一定时De↓则n↑,即fn↑。De↓则ae↓或ap↓。常用于小刀具精修反之：Dc不变，ae↓或ap↓则De↓，即n↑,fn↑。高速加工的概念高速切削的缺点：起始过程的加减速较大，易造成导轨、丝杠和轴承的磨损。需针对性的工艺、刀路设计，快速配套的数据传送接口（预读要求）。合理的调试较费时，对操作者技术要求高。急停保护效果小，人为操作失误及软硬件故障易造成严重后果，安全保护措施要求高。高速切削的优势：薄层切削温升小，可延长刀具寿命,适于加工细长件低切削力使刀具弯曲小，机床部件损伤小生产率高，振动小加工平稳，精修表面质量好，利于薄壁加工适于淬硬材料的加工，可简化工艺过程“干切削”，易于实现“绿色”制造使用安全外罩及防碎片盖避免刀具大悬伸不能用“重”刀具及接杆定期检查刀具、接杆和螺栓的疲劳裂纹不要使用整体高速钢刀具大离心力需考虑刀具对主轴限速要求

高速切削需要具备的要素：高速通信技术：系统需要高速通信来适应高达1GB数据信息的传送控制技术：控制系统必须能处理包含许多超高速运动的大程序、高速进给的插补运算等机床设计：机床要按照重工件高速运动所需的驱动、加减速设计，如高速电主轴、高速精密轴承、直线电机及新型滚珠丝杠副等平衡精密切削刀具和刀柄：需要动平衡性能好、平衡精度高的刀具系统，如HSK高速刀柄及热装或液压刀柄等加工技巧：需要有针对性的切削策略生成刀轨的CAM系统：能针对高速加工走刀特点生成刀具轨迹高速加工的概念高速加工的刀具系统

传统7：24的刀具锥柄轴向尺寸大且刀具较重，不利于快速换刀及机床小型化的实现。高速加工采用HSK刀柄接口，为一小锥度（1：10）空心短锥结构，使用时端面与锥面同时接触（过定位），其接触刚性更高。

大锥度7：24DIN69871空心短锥1：10DIN69893与主轴端面间有间隙，相对稳定性较低（会晃动）、不适合高转速轴向精度低、有限的径向精度重量大，换刀较慢高的静态及动态稳定性高的轴向及径向精度非常适合在高转速下使用，定心准确重量轻，易于换刀传统锥柄刀具与HSK高速加工刀具比较

高速加工的刀具系统热装收缩刀柄利用刀柄（特殊钢）和刀具（硬质合金）