数控加工刀具费用占多少比例
数控加工中刀具选择与切削量的确定
刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展,使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能,特别是微机与数控机床的联接,使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成,一般不需要输出专门的工艺文件。
现在,许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能,这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题,比如,刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等,编程人员只要设置了有关的参数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的,这与普通机床加工形成鲜明的对比,同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨,给出了若干原则和建议,并对应该注意的问题进行了讨论。
一、数控加工常用刀具的种类及特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为:①整体式;②镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;③特殊型式,如复合式刀具,减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为:①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为:①车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削刀具;④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用,在数量上达到整个数控刀具的30%~40%,金属切除量占总数的80%~90%。
数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的要求,主要有以下特点:
⑴刚性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振及热变形小;
⑵互换性好,便于快速换刀;
⑶寿命高,切削性能稳定、可靠;
⑷刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;
⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;
⑹系列化,标准化,以利于编程和刀具管理。
二、数控加工刀具的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。
选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很能密,故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。
在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具,迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种,共包括16种不同用途的刀柄。
在经济型数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
三、数控加工切削用量的确定
合理选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
⑴切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下,t就等于加工余量,这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度,一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
⑵切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比,与切削深度成反比。经济型数控加工中,一般L的取值范围为:L=(0.6~0.9)d。
⑶切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施,但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大,刀具耐用度急剧下降,故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外,切削速度与加工材料也有很大关系,例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时,v可采用8m/min左右;而用同样的立铣刀铣削铝合金时,v可选200m/min以上。
⑷主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为:
式中,d为刀具或工件直径(mm)。
数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关,可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
⑸进给速度vF
。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时,vF可选择得大些。在加工过程中,vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整,但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
随着数控机床在生产实际中的广泛应用,数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中,要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此,编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则,从而保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点,提高企业的经济效益和生产水平。
㈡ 数控加工切削用量如何确定
数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度;并充分发挥机床的性能,最大限度提高生产率,降低成本。
1、主轴转速的确定
主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:
n=1000v/πD
式中:
v----切削速度,单位为m/min,由刀具的耐用度决定;
n-- -主轴转速,单位为 r/min;
D----工件直径或刀具直径,单位为mm。
计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。
2、进给速度的确定
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。
确定进给速度的原则:
1)当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100——200mm/min范围内选取。
2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20——50mm/min范围内选取。
3)当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20——50mm/min范围内选取。
4)刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
3、背吃刀量确定
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量,一般0.2——0.5mm。
总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。
㈢ 数控加工有哪些刀具选择要求
由于数来控加工与传统加工的方源法与工艺都有很大不同,因此在刀具的选择上也有很大不同。数控加工过程中使用的是高速切削,而传统加工中使用的是速度切削,在这一点上有很大优势,高速切削在加工质量、效率上有很大提高,切削变形情况小,提高加工周期,因此,在加工制造中,应该对高速切削进行适当的增加。目前,使用较多的还有干切削,此方式只需要加入少量的切削液或者是不加切削液,只是刀具要有超高的耐热性。数控加工与传统加工相比,对刀具的要求更高。另外,刀具制造商的地位发生转变,使得刀具行业的作用和地位都有了很大的变化:以往只是单独进行刀具生产与供应,而现在,不仅对刀具进行生产,而且还对切削工艺进行开发与创新,并制造出相应的配套产品与技术;从原来的刀具供应商提升到企业生产制造提高效率、提高质量的重要合作伙伴。
㈣ 数控加工刀具大小的选择
数控加工刀具大小的选择:
1、根据加工零件的被尺寸、精度来选择;
如:加工台阶面宽度为内40毫米,选择容直径为50的盘铣刀或立铣刀;
宽度16毫米且键槽有精度要求,选择直径14毫米的立铣刀粗铣,直径16毫米并且与被加工尺寸公差一致的键槽铣刀精加工。
2、根据加工机床的切削功率,刀柄的型号来选择;
如:不同的机床,主轴端部的孔的尺寸也不同,选择刀具必须与机床主轴孔一致;另外,每种机床对于所安装的刀具也有:刀具的最大重量,刀具的最大直径,刀具的长度等都有限制要求。
3、对于标准加工刀具,必须按标准要求选择。
如:公制螺纹的底孔直径、丝锥型号必须按标准选择,M8公制普通螺纹,底孔直径为6.7毫米,丝锥选M8-6h或M8-6g;等等。
总之,刀具的选择是根据被加工零件的尺寸、精度及机床安装要求来选择。
(仅供参考)
㈤ CNC刀具成本占营业额的15%合理吗
这个不大好去说。每个厂根据利润生产成本来看不一样。我觉得如果刀具版占你成本的15还行。权如果是你的营业额的15%这个感觉有点大啊。
假设你的利润为20%。除去刀具成本,那么你的人工成本及原材料等等成本则在65%。这样看你刀具成本与其他的成本相比还是有点大。可以去改善下看看
㈥ 数控加工中如何根据材质选择刀具呢
这个问题回答起来困难比较大。
首先一点的是。如何选择刀具。其实所有的刀具无非是硬度和塑性两个重点。如果你的被加工材料硬度高。那就需要选择硬度高的刀具作为加工刀具。(物质有个共性。硬度越高塑性就越低,比如我们生产中经常用的淬火,就是提高硬度降低塑性)相反如果你的被加工材料硬度不高但是塑性好,你就没必要去选择高硬度的刀具。只要保证刀具的锋利就可以了。因为刀具硬度高的话就会降低塑性,容易嘣刃。
在有一点有些刀具具有很强的硬度和良好的塑性。但是由于材料稀少。所以价格比较昂贵。一般加工中很少使用。
在有一点就是我们为了提交加工效率。通常都会用提高切削参数的方法来达到。相应的。对刀具要求也就比较高。就要考虑刀具的耐磨性。高速加工中对刀具的耐磨性有很高的要求。与上面所提到的硬度相关。一般情况下。刀具硬度越高耐磨性就越好。
最后一点就是刀具刀尖圆角的问题。主要是根据你进行的加工方式。如果是粗加工。刀尖圆角就要大。提高刀具的耐磨性及耐冲击性。
相反如果是精加工。为了更好的保证尺寸和零件的表面质量就要选择锋利且刀尖圆角小的刀具。
比如加工A3钢的时候。由于材料硬度低基本上就选择刀具硬度一般的材料用于加工。住友 牌号AC2000就完全可以用于大余量的切削。
加工球漠铸铁的时候由于工件材料硬度比较高所以选择AC700G
㈦ 数控加工刀具应该如何选用
数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具,在选择刀具需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等,必须根据具体情况合理选择。数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。下面简单介绍下数控加工刀具选购时的注意事项:
一、数控加工常用刀具的种类
(1)数控刀具根据刀具结构可分为:①整体式;②镶嵌式。
(2)根据制造刀具所用的材料可分为:①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④陶瓷刀具等。
(3)从切削工艺上可分为:①铣削刀具;②钻削刀具;③镗削刀具;④车削刀具等。
二、数控刀具应具备的性能
(1)高硬度刀具材料的硬度应高于工件的硬度;
(2)足够的韧性承受切削力、振动和冲击;
(3)高耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的能力;
(4)高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力;
(5)良好的化学稳定性,不会在加工过程中与切削油以及工件发生化学反应。
三、数控加工刀具的选择
刀具的选择应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
(1)平面轮廓的加工,常采用立铣刀;
(2)铣削平面时,应选镶硬质合金刀片面铣刀;
(3)加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的铣刀;
(4)对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和梯形铣刀等。
四、刀具的切削排序问题
在数控加工中由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先面后孔;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
五、数控加工切削用量的确定
合理选择切削用量的原则是:粗加工时一般以提高生产率为主;半精加工和精加工时应在保证加工质量的前提下兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床性能、切削用量手册,并结合经验面定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应,以形成最佳切削用量。
以上就是数控刀具的选用方法,编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则,从而保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点。
㈧ 如何确定CNC数控机床刀具的真实成本
当制造商面对一把刀具时,他们提出的第一个问题往往是,“这把刀具的价格是多少?”对于这个问题,确实只能有一个答案:“我可以告诉你它的价格,但在你使用它之前,我却无法告诉你它真实的成本。”
一把售价较高的刀具可能最终证明其成本要远远低于售价更便宜的同类刀具。例如,如果一把刀具的售价比其他刀具高3倍,但其加工性能却比其他刀具好5倍,那么,它的实际成本就要比售价较低的刀具低40%。
当然,高档刀具并不总是能够提供好5倍的加工性能,但同样,它的售价也并不总是贵3倍。通常,同类刀具的价格差距不会那么大,但上述原则却是一样的。难点在于如何精确地量化一把刀具的加工性能。
虽然从理论上说,对于一种特定的刀具,建立一系列性能评价指标是可能的,但是,其实际加工性能却可能因为各种变量(包括加工机床、工件材料、刀具夹持、工件夹持和冷却/润滑等)千差万别而大相径庭。这就意味着,评估一把刀具加工性能唯一精确的方法,就是在应用该刀具的特定加工的真实条件下进行切削试验。
对刀具加工性能进行定量评估是一种比较直截了当的方式(尤其是在大批量加工的生产环境中)。一把刀具的加工性能可以按照切削时间或加工的工件数量来衡量。然而,在一些加工批量较小的生产环境中(如模具加工),一把刀具在其寿命期内,可能会用于几种不同的加工,或者用于定期进行的重复加工,因此,为了实现对刀具寿命和加工性能的精确评估,可能需要付出更多的努力,甚至需要采用专门的新技术——如配备了射频识别(RFID)装置,用于监测刀具使用状况的刀具夹头。
刀具制造商向用户提供切削试验程序是一种常见的做法。这些程序可以产生“双赢”的效果,一方面,供应商可借此获得展示新产品的机会;另一方面,用户则有可能改进其加工工艺。获得的益处可能并不仅仅是延长刀具寿命:通过大大缩短换刀时间和停机时间,节约的加工成本也应该相当可观。此外,通过切削试验获得的刀具知识可能极具价值:可以实行新的加工理念、加工方法或加工策略;可以通过采用新的和正在开发的刀具技术,组合或省略加工工序。
以下例子表明了进行这种切削试验,以及选用合适的立铣刀(尽管这种刀具价格较高,但与比较便宜的刀具相比,却能够大幅度降低加工成本)的重要性。最近,某个制造商在加工中使用了一种性能先进的立铣刀,使每个工件的实际加工成本降低了50%。由于这种立铣刀采用了金刚石磨制刀槽、内冷却结构和预先制备的切削刃几何形状,使切削速度提高了22%,进给率提高了85%。在相同的时间内,这种价格较高的刀具可以加工41个工件,而廉价刀具只能加工9个工件。如果用恒定的刀具寿命和每小时机床成本来计算,即便高档刀具的价格是廉价刀具的2倍,其每件加工成本也可以降低51%。事实上,为了与高档刀具的总体性能水平相当,廉价刀具就必须将其价格再降低70%。
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㈨ 数控机床加工工件 如何正确选用刀具 对所选的刀具有什么要求
数控刀具的分类有多种方法
a.根据刀具结构可分为
(1)整体式;
(2)镶嵌式,采用焊接或机夹式联接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;
(3)特殊型式,如复合式刀具、减震式刀具等。
b.根据制造刀具所用的材料可分为:
(1)高速钢刀具;
(2)硬质合金刀具;
(3)金刚石刀具;
(4)其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
c.从切削工艺上可分为:
(1)车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;
(2)钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;
(3)镗削刀具;
(4)铣削刀具等。
为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用,在数量上达到整个数控刀具的30%一40%,金属切除量占总数的80%~90%。 2.2数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的要求,主要有以下特点:
(1)刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小;互换性好,便于快速换刀;
(2)寿命高,切削性能稳定、可靠;
(3)刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;
(4)刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;
(5)系列化标准化以利于编程和刀具管理。
3.数控加工刀具的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材科的性能、加
工工序切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。
(1) 选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀,加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
(2)在进行自由曲面(模具)加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般采用顶端密距,故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。
(3) 在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和按刀动作。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统,其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种,共包括1 6种不同用途的刀柄。 (4) 在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工步骤;粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
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不知道你的目的是什么,是为了预算,还是为了考核。机床设备不回同、工件材料不答同、刀具种类不同、加工内容要求不同,工艺不同、生产批量不同、刀具制造厂家品牌不同、进货渠道不同、刀具费用和消耗程度是大不同的。一般我们按产值估刀具费用,纯机加工企业中刀具费用一般会占到总产值的2~3%,以机加工为主的混合型企业刀具费用一般在总产值1~2%左右。机加工非主要工种的企业,刀具费用一般只占总产值的0.5~1%,甚至更少。这只能作为初步估算,正式生产时,必须对每台机床进行实际统计后才能确定。如果是单件小批量加工企业、或以维修等为主的工厂,刀具费的统计意义不大。