浅谈Creo数控加工中刀具选择

浅谈Creo数控加工中刀具选择

崔荣荣   王同珍  张瑞珊

济南职业学院

摘要：本文探讨creo数控加工中刀具选择，刀具总体的选择就是从粗到细，从大到小，从简单到复杂。通过加工类型介绍Creo系统中提供的几种常见的铣削刀具，例如外圆角铣刀、端铣刀、球铣刀等，还有一些加工特殊特征的刀具：槽铣削、倒角、拐角倒圆角、陷入铣刀等。刀具的播放路径和仿真模拟可以及时修改加工中遇到的问题。

关键词：Creo；数控加工；端铣刀；球铣刀；孔加工；刀具路径

现代科技发展推动工业进步，Creo、UG、SolidWorks等软件在现代工业发展中起到越来越多的作用。用户应用Creo对零件进行数控加工模拟，提早预测数控加工失误及时修改，有效预防数控加工缺陷等，Creo在数控加工中能自动生成G代码，大大减少了编程时间，提高生产效率。Creo数控加工中刀具的选择是数控加工中非常重要的一个环节，选择合适的刀具，能减少加工时间、提高加工零件的表面质量等优点。本文就creo数控铣削加工中常见刀具选择进行分析和探讨，希望读者能从中初步了解creo数控加工中的刀具选择。数控机床加工高柔性，即灵活、通用、万能，可以适应加工不同形状工件。数控机床一般能完成钻孔、铰孔、镗孔、铣平面、攻螺纹、铣曲面、铣槽和铣削螺纹等加工，一般情况下，可以在一次装夹中完成所需的加工工序。加工对象改变，除相应更换刀具和解决工件装夹方式以外，只需改变相应的加工程序即可。特别适应于目前多品种、小批量和变化快的生产需求。一般不需要使用专用夹具和工艺装备。在更换工件时，只需调用存储于计算机中的加工程序、装夹工件和调整刀具数据即可，可大大缩短生产周期。

Creo数控加工中有很多种加工方法，每一种加工方法都需要选择自己的刀具。一般来说，利用creo进行数控加工都需要多步完成。刀具总体的选择就是从粗到细，从大到小，从简单到复杂。Creo数控加工中，刀具有很多种，有铣削刀具、车削刀具、线切割等，本文着重介绍creo数控加工中的铣削刀具。Creo系统中提供了几种常见的铣削刀具，例如外圆角铣刀、端铣刀、球铣刀等，还有一些加工特殊特征的刀具：槽铣削、倒角、拐角倒圆角、陷入铣刀等。这些刀具一般默认材料是高速钢（简称HSS），以适应普通加工需求。如果有特殊刀具加工需求，可以保存刀具参数文件为*.xml格式的文件，需要用的时候直接把刀具参数调入就可以。

在creo操作菜单中选择加工机床的类型，有铣床、车床、线切割等可选。铣床也有3轴、4轴和5轴，本文着重介绍3轴数控加工中的刀具选择，选择之后要用的刀具，夹具配置等。在第一步操作设置中最重要的是选择铣床和设置加工坐标系，一般需要新建加工坐标系，新建坐标系的Z轴必须要指向上方，就是指向刀具初始的位置。之后还需要设置退刀曲面，退刀面可以是平面、圆柱面、球面等，一般三轴数控铣床加工就选择退刀平面就可以，以新建的坐标系为参考，在Z轴的正方向选一定距离的的平面就可以。这一步就相当于数控加工中的对刀，退刀平面是还可以防止刀具空走，这样能缩短加工时间。

Creo数控加工中，表面加工是一种常见的加工方法。加工平面的时候，一般选择端铣刀，一般的加工方法中刀具越小加工精度越高，但是平面加工不是，在选择端铣刀加工表面的时候，端铣刀直径越大，一个平面的走刀次数越少，加工精度反而越高。但是如果选择很大直径的端铣刀，端铣刀就不是一个刀具，而是多个刀具的组合，所以并不是直径越大越好，端铣刀的直径只能在一个范围段来选择，一般选择直径18mm-30mm比较合适。另一个类型，表面加工是曲面，只能用球铣刀或是外圆角铣刀等，以球铣刀为例，球铣刀底部是球状，在加工曲面的时候，按照曲面相切的位置走刀，走刀间距参数太小，加大运算量，耗时太多；走刀间距太大，每两次走刀之间会留有较多的加工余量，降低加工后的表面质量。选择球铣刀进行曲面加工时，除了选择合适的刀具直径以外，还需要调试加工参数，有的时候仿真模拟得到结果不满意，获得的表面质量不高，除了可以修改刀具的类型、刀具直径以外还可以修改加工参数。用球铣刀加工三维空间曲面，球头铣刀的刀头半径应该选得大一些，有利于降低表面粗糙度、增加刀具刚性以及散热等，但刀头半径应小于曲面的最小曲率半径。

斜轮廓铣削或是拐角边铣削时，选择刀具不能选球铣刀，因为球铣刀加工侧面时得不到好的表面质量，一般选择外圆角铣刀。外圆角铣刀的参数有5-6个，可以改变外圆角铣刀的几个参数实现加工目的。外圆角铣刀包括一定范围的不同尺寸和外形的外圆角铣刀，有很多种形态可以实现不同的加工目的。如果选择外圆角铣刀不能加工侧面特征，可以在加工参数中添加拐角偏移等实现侧面的加工，或是直接用5轴铣削加工侧面特征。保证铣刀端面始终与曲面贴合。

腔槽加工是指底部有加工面的加工，在选取加工特征的时候，需要同时选取侧面和底面。腔槽加工如果选择端铣刀，加工的底面特征表面质量好，但是去除不掉底面和侧面交接处材料，加工完成后会在底部和侧面交接处留有圆角状的加工余量；腔槽加工如果选择外圆角铣刀，加工后的底部平面表面质量差，而底面与侧面交接处材料去除要比端铣刀好。腔槽加工选择不同的刀具，后期的加工效果不同，可以根据需要选择合适的刀具，或是在腔槽加工后再增加一步别的加工，以获得更好的表面质量或加工效果。

孔加工是creo数控加工中常用的加工方法，孔加工一般还不是一个，而是一系列的孔，孔加工时，第一步先选最小直径的孔作为刀具的直径，选择基本钻头铣刀，基本钻头前面有锥度，加工时需要把锥度考虑进去，把每一个孔都打一个最小直径的孔。第二步选择镗孔，选择端铣刀，做沉头孔和盲孔的数控加工，这一步可以去除第一步中基本钻头前面锥度不能去除材料的部分。第三步做铰孔，选择铰孔刀具，把前两步需要铰孔的特征做出来。第四步做埋头孔，选择沉头孔刀具，选择刀具合适的参数，做埋头孔上面的特征。第五步做螺纹孔，选择螺纹铣削刀具，修改合适螺纹铣削刀的参数，把螺纹孔做出来。攻螺纹加工也是一种常见的孔加工类型，在进行攻螺纹加工时，用端铣刀或基本钻头铣刀先做直孔，这一步可以去除多余的材料，为攻丝做准备，能更好的保护后续的攻丝刀具；之后选择攻丝铣刀进行攻螺纹。在进行攻螺纹加工时，应注意刀具和进给速度的设定。

Creo数控加工加工零件时一般需要很多步，每一步的加工方法和参数都不一样，这就需要每一步都有对应的刀具，一般刀具就按照加工的顺序从T0001、T0002到T000n，一般建议用户每一步加工都新建其顺序名称的刀具，这样既明显又清晰，保存后再打开不会出现问题；有时两步加工用同一个刀具，保存后打开会显示红色，出问题。在实际数控加工中，每一次换刀都要耗费时间，需要根据实际情况区别对待。一个零件的加工有很多步，只要不换铣床，设置操作就做一次就可以，参考的坐标系也是就只有一个就可以。但是如果加工过程中换机床，或是把零件转动一定角度再进行加工时，这时需要新建一个坐标系，设置新的NC序列也需要换新的坐标系进行加工。一般来说，如果换新的坐标系或是换机床，需要把加工分开来做，一个坐标系下的好几步NC加工可以视作是一系列连贯的加工，就算换刀也不需要再对刀。

设置完所有的加工参数后，可以演示刀具轨迹。在播放路径对话框中选择播放，观察刀具的行走路线，在屏幕中以红色的线表示刀具的行走路线。单击“CL数据”可以在打开窗口查看生成的CL数据。在播放路径中选择NC检查，可以观察刀具切割工件的运行情况。播放路径可以很直观的模拟刀具的行走路线和仿真加工，通过仿真模拟可以及时修改加工中遇到的问题。

参考文献

[1]北京兆迪科技有限公司，CREO2.0数控加工教程[M].机械工业出版社，2013.03

[2]北京兆迪科技有限公司，CREO4.0模具设计教程[M].机械工业出版社，2017.1