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数控加工中刀具的选择和切削用量的确定

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数控加工中心刀具及切削用量合理选择分析_1

数控加工中心刀具及切削用量合理选择分析_1

数控加工中心刀具及切削用量合理选择分析发布时间：2022-10-24T14:31:32.900Z 来源：《中国科技信息》2022年6月第12期作者：徐嘉辰李喆王爱玲魏茹[导读] 在当今的机床行业， CNC的地位是非常重要的徐嘉辰李喆王爱玲魏茹航空工业沈阳飞机工业（集团）有限公司摘要：在当今的机床行业， CNC的地位是非常重要的，它不但可以保证零件的加工精度，还可以提高零件的加工效率，以及对复杂零件的加工要求。

在选用 CNC机床时，应综合考虑零件材料、加工工艺、切削用量等诸多因素，确保切削工具的选用合理，总体上应遵循安装调整方便、高刚性、高耐用性和高加工精度等原则。

在确定 CNC中心切削量时，应从切削深度、切削速度、切削进给量三个角度来确定切削参数，从而使切削性能得到进一步的改善。

关键词：数控加工中心；刀具；切削用量随着社会经济的飞速发展，整个国家的生产技术水平得到了极大的提高，加工零件的外形变得更加复杂，对精度的要求也随之提高。

因此，数控机床已广泛地被应用于生产领域。

在使用 CNC加工零件时，刀具的选取和切削用量的确定是非常关键的，既保证了加工表面的精确度和尺寸，又可以大大提高加工速度，缩短加工周期。

同时，我们也意识到了加工工具和切削用量的选取对加工作业的影响，并将其作为一个独立的研究领域，通过科学的选择和程序设计来保证它能适应现代加工生产的需要。

只有在满足工艺要求的前提下，数控机床的质量和速度才能逐渐提高。

文章着重对 CNC机床的刀具选用进行了详细的分析，并指出了如何合理地选用 CNC中心的切削用量，以进一步提高其切削质量和精度，以适应当今社会的生产制造需要。

1.数控加工中心刀具选择原则数控机床的刀具选用采用 CNC程序进行人机交互。

针对 CNC加工性能、材料属性、加工工艺、切削用量等因素，科学地选取刀具和刀柄。

总体上， CNC机床的选择应遵循以下几个基本原则：安装调整方便，刚性好，耐用性好，加工精度高。

数控加工刀具的选择和切削用量的确定

数控加工刀具的选择和切削用量的确定
维普资讯
第 ８卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ９月
长 沙 航 空 职业 技 术 学 院学 报 ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｈ Ｎ Ｓ ＡＡ Ｒ Ｎ ＵＩＡ Ｏ Ａ ＩＮ Ｎ Ｅ Ｈ ＩＡ Ｏ ＬＧ Ｏ Ｒ Ａ ＦＣ Ａ ＧＨ Ｅ Ｏ Ａ ＴＣ ＬＶ Ｃ Ｔ Ａ Ａ ＤＴ Ｃ ＮＣ ＬＣ ＬＥ Ｅ ＯＬ
０ 引言
位和 可 转位 两 种 ； 特殊 型式 ， 复合 式刀 具 ， ③ 如 减 震式 刀具等 。 ２ 根据制造 刀具 所 用 的材 料 可分 为 ： 高 速 ） ① 钢刀 具 ； 硬质合金 刀具 ； 金刚石刀具 ； 其他 ② ③ ④ 材料 刀具 ， 如立 方氮化硼 刀具 ， 刀具 等 。 陶瓷 ３ 从切 削 工 艺 上 可分 为 ： 车 削 刀具 ， ） ① 分外 圆、 内孔 、 螺纹 、 割刀 具 等 多种 ； 钻 削 刀 具 ， 切 ② 包 括钻 头 、 刀 、 锥 等 ； 镗 削刀 具 ； 铣 削 刀具 铰 丝 ③ ④
意 的 问题 进 行讨 论 。 关 键 词 ： 控 加 工 ； 具选 择 ； 给 量 ； 削 速 度 数 刀 进 切 中 图分 类 号 ：Ｐ ９ ．３ Ｔ ３ １７ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ９ ５ （０ ８ ０ ０ ５— ３ １７ — ６４ ２０ ）３— ６ ０
规划及编程 的整个过 程全部 能在计 算机 上完成 ， 一 般 不需要输 出专 门的工艺文件 。
ｌ 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 ， 般应 包括 通用 刀 具 、 一 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 。

数控铣削加工刀具选择和切削用量确定

数控铣削加工刀具选择和切削用量确定

0引言刀具选择与切削用量确定是数铣加工中十分重要的环节,直接关系到加工精度、加工表面质量、加工效率。

选择合适的刀具和切削用量可使加工以最低的成本、最短的时间达到最佳的加工质量。

随着CAD /CAM 技术的发展,许多软件都有自动编程功能,数铣加工刀具的选择和切削用量的确定都在计算机上使用软件完成。

编程人员只要在CAD/CAM 软件的工艺规划中设置了刀具和切削用量等参数,就可通过后置处理自动生成NC 程序。

数铣加工中是在人机交互状态下完成加工刀具的选择和切削用量的确定,因此要求编程人员必须懂得刀具选择和切削用量确定的基本原则和方法。

1数控铣削加工的刀具选择[1]编程人员应按数控铣床的加工能力、工件的材料性能、加工工序、切削用量、相关因素正确地选用刀具。

(1)数控铣床常用的刀具种类。

按铣刀形状可分为:1)平刀;2)球刀;3)牛鼻刀;4)异形刀等。

按铣刀用途可分为:1)立铣刀;2)端铣刀;3)键槽铣刀等。

按铣刀材料可分为:1)高速钢铣刀;2)硬质合金铣刀;3)金刚石铣刀;4)立方氮化硼铣刀;5)陶瓷铣刀等。

(2)选择刀具应考虑的主要因素。

1)工件的材料和性能:有色金属、黑色金属、复合材料、塑料等;及其硬度、刚度、塑性、韧性、耐磨性等。

2)加工工艺类别:粗加工、半精加工、精加工等。

3)工件的几何形状、加工余量、零件精度等。

4)机床的加工能力、刀具能承受的切削用量等。

(3)铣刀类型的选择。

数铣加工CAD/CAM (如:M asterCAM )中可选用的刀具种类很多,数铣中常用刀具的用途如下:1)平刀(r =0)用于加工凸台、凹槽、小平面,开粗和光刀时都可使用,平刀主要用于开粗、平面光刀、外形光刀、清角(清根)。

2)球刀(r =D/2)主要用于曲面光刀,对平面开粗及光刀时粗糙度大,效率低。

3)牛鼻刀(<D )主要用于开粗、平面光刀,适合于加工硬度较高的材料,常用的牛鼻刀圆角半径为R0.2～R6。

4)面铣刀用于较大平面的加工。

数控加工中切削用量的确定

数控加工中切削用量的确定

削用量 ， 又要 将理 论 上 得 出 的切 削 用量 运 用 到 实 际
中去 ， 这样才能综合机床、 刀具、 加材料确定最佳 的切 削用 量 。 ２ １ 切削用量的具体参数 ． 零件 的切削过程可看作是刀具从零件的毛坯上 切除多余工件材料 的过程 。刀具和工件之间的相对
运 动包 括 主运 动和 进给运 动 。主运 动 的速 度 即为切
刀 的大小 称为切 削深 度 口 。切削 速度 、 给 量和 切 进
工； 高速化 、 高精度 、 高效率 ； 工艺复杂 、 一机多用 ； 柔
性化高 。“ 工欲善其 事， 必先利其器 ” 。刀具的切削 用量的确定是数控加工工艺中的重要 内容 ， 它不仅
削深度称为切削用量的三要素。
１切 削速 度 ）
在切削加工中， 刀刃上选定点相对于工件的主
运动 速度 表示 为 ：
＝ｎ ｎ ｌ ０ （ ｍ ｎ ｄ ／Ｏ ０ ｍ／ ｉ）
影响数控机床的加工效率 ， 而且直接影响加工质量 ，
因此 ， 控加 工 中切 削 用 量 确定 至 关 重 要 。编 程 人 数 员 必须掌 握切 削用 量 确 定 的基 本 原 则 ， 编 程 时 充 在 分 考虑数 控加 工 的特点 。
２２ １ 切 削速 度 的选取 ．．
作者简介 ： 曹永志 （９ ７ ， ， １７ 一）男 助理讲师 ， 北省廊坊市人 ， 河 从
事 机 械 制 造 及 自动 化 方 面 的研 究 。
一
提高 是提高生产率 的一个措施 ， 但 与刀 具耐用度 的关系 比较密切 ， 当切削深度 口 和进 给
削深 度的增加 ， 给 速度 应该 适 当 减低 。 因为进 给 进 速度 提高后 ， 每齿进 给量加大 ， 就容 易造成打刀 。为 了避 免打刀 ， 又要提 高转速来 减小每齿 进给量 ， 这样 又会 使切削速 度 的提 高加速刀 具 的磨 损 。所 以在 进

数控加工中刀具的选择和切削用量的确定

数控加工中刀具的选择和切削用量的确定

构成 ， ￣ ｎ ｇ ｏ ｏ 内外 圆车刀、 左 右端面车刀、 切槽 （ 切断） 车刀及刀 点放 到对刀点上， 即“ 刀位 点” 与“ 对刀点” 的重合。 所谓 “ 刀位
尖倒棱很小的各种外圆和 内孔车刀。 尖形车刀几何参数 （ 主要是 点” 是指刀具的定位 基准 点， 车刀 的刀位 点为刀尖或 刀尖 圆弧
圆弧形车刀是以一 圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削 等， 以减少对刀时间， 提 高对刀精度。 加工过程 中需要换刀时， 刃为特征 的车刀。 该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖， 应规定换刀点。 所谓 “ 换刀点” 是指刀架转动换 刀时的位置 ， 换 应此 ， 刀位 点不在圆弧上 ， 而在该圆弧的圆心上 。 圆弧形车刀可 刀点应 设在 工件或夹具 的外部 ， 以换刀 时不碰工件及其它部件
工时， 为保证至少完成一次走刀， 避免切削时中途换 刀， 刀具寿 序 执行 的一开始 ， 必须 确定刀具在 工件坐标 系下开始 运动 的 命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
１ ． ２选择数控车削用刀具
数控 车削车刀常用 的一 般分成型车刀、 尖 形车刀、 圆弧形 所 以， 该点又称对刀点。 在编制程序 时， 要正确选择对刀点的位 车刀以及 三类 。 成型车刀也称 样板车刀， 其加 工零 件的轮廓形 置。 对刀点设置 原则是： 便于数值 处理和简 化程 序编制 。 易于
Ｓ Ｇ ￣Ｔ ， 直柄刀具系统 的标准代号为Ｄ Ｓ Ｇ ￣Ｚ ， 此 外， 对所选择的 充分发挥其切削性能， 提高生产效率， 刀具寿命可选得低些， 一 Ｔ 刀具 ， 在使用前都需对刀具尺寸进行严格 的测量 以获得精确数 般取 １ ５ — ３ ０ ｍ ｉ ｎ 。 对于装刀、 换刀和调刀 比较 复杂的多刀机床、 组 并 由操 作者将这些 数据输入数 据系统， 经程序调用而完成 合机床与 自动化加工刀具 ， 刀具寿命应 选得高些 ， 尤应保证刀具 据， 从而加工出合格的工件。 可靠 性。 车 间内某—工序 的生产率 限制 了整个车间的生Fra bibliotek率的 加工过程 ，

4.4切削用量的选择数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量

4.4切削用量的选择数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量

图4-24为车圆弧的阶梯走刀路线。
图4-25（a）为车圆弧的同心圆弧走刀路线。
图4-24 阶梯走刀路线车圆弧
图4-25
同心圆弧走刀路线车圆弧
图4-27为车圆弧的车锥法切削路线
即先车一个圆锥，再车圆弧。
图4-27 车锥法走刀路线车圆弧
（2）车圆锥的走刀路线分析
图4-26 车圆锥走刀路线
（3）车螺纹时轴向进给距离的分析
（4）按安装次数划分工序 以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适
用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。
如图4-21所示工件，工序一：以毛坯的粗基准定位加工左端轮廓； 工序二：以加工好的外圆表面定位加工右端轮廓。
图4-21 轴类零件分析
4.5.3加工顺序的确定
在对零件图进行认真和仔细的分析后，制定加工方案应遵循以 下基本原则——先粗后精，先近后远，内外交叉，程序段最少，走
表4-4 常用切削用量推荐表
工件材料
加工内容
背吃刀量 ap／mm 5-7
切削速度 vc／m· min-1 60～80
进给量 f/mm· r-lσb>600MPa
粗加工
精加工 钻中心孔
2-3
2-6
80～120
120～150 500～800r· min-1
0.2～0.4
表4-3 硬质合金刀具切削用量推荐表
粗 加 工 刀具 材料 工件材料 切削速度 （m／min） 220 180 120 80 80 40 120 100 1600 进给量 （mm／r） 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 背吃刀量 mm 3 3 3 3 3 3 2 切削速度 （m／min） 260 220 220 160 140 · 140 120 精 加 工 进给量 （mm／r） 0.l 0.l 0.1 0.l 0.l 0.1 0.l 背吃刀量 mm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5

加工刀具和切削用量的选择

加工刀具和切削用量的选择

技师评审论文专业：数控车工浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定姓名：刘胜华班级：074101学号：07指导老师：陈兵单位：江苏省盐城技师学院邮编：2240022010-3-17浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定【摘要】：在切削加工中不仅要确定刀具的几何参数，还需选择切削用量的参数。

本文从加工零件的形状入手简单的讨论了数控加工中刀具的选择，从零件的加工质量和刀具的耐用度入手简单的讨论了切削用量的选择。

在切削深度A p和进给量F c初步选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本也有很大的影响。

【关键词】：数控加工；刀具选择；切削用量等。

无论在普通车床加工还是在数控加工中，刀具选择和切削用量的确定不仅影响加工效率，而且直接影响零件加工精度和表面粗糙度。

现在我们使用的许多机械设计与制造软件都提供自动编程功能，只要选择好所用的刀具、切削用量等有关的加工参数，就可以自动生成程序并传输至数控机床完成其加工。

这与普通车床的加工形成鲜明的对比，也是最大的不同点。

因此，本文在数控编程中必须面对的刀具如何选择和切削如何用量确定问题进行了论述。

一、数控加工常用刀具材料的类型及性能数控加工刀具必须适应数控机床高速旋转、高效率的特点，还需有较好的工艺性、经济性。

工具钢还应具有比较好的热处理工艺性。

在选择刀具材料时，很难找到各方面都很好的，因为材料硬度与韧性之间、综合性能和刀具价格之间都是相互制约的。

㈠、数控刀具的分类有多种方法具体如下。

1、根据结构可分为：整体式、镶嵌式。

2、根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、陶瓷刀具等。

3、从切削工艺上可分为：车削刀具、钻削刀具、铣削刀具等。

各类常用刀具材料的物理力学能如表1：表1各类常用刀具材料的物理力学性能材料种类相对密度硬度H R C抗弯能力冲击韧度导热率耐热性切削速度大体比值碳素钢7.6-8.160-652.16-----41.87200-2500.32-0.4合金7.5-760-6 2.35----41.8300-0.48-0.6钢.957400高速钢8.0-8.863-71.96-4.40.089-0.5715.7-25590-6902.1-3.2钨钴类14.3-15.389-91.51.08-2.160.02-0.0675-87.9800 3.15-4.76钨钛钴类9.35-13.29-92.50.789-1.20.03-0.0720.9-629004-4.8人造金刚石3.47-3.5610000.21-0.48-----146.54700-80025㈡刀具材料还应具备如下的性能：⑴高硬度刀具材料的硬度应大于工件材料的硬度，常温硬度应在H R C68以上;⑵足够的韧性承受较大切削力、冲击力；⑶高耐磨性刀具材料硬度越高，耐磨性越好；⑷高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧度的能力；⑸良好的工艺性与经济性二、数控加工中刀具的选择实际生产中，应考虑清楚硬质合金适合车削的材料、高速钢车刀适合车削什么样的材料。

浅谈数控铣加工中的刀具和切削用量的选择

浅谈数控铣加工中的刀具和切削用量的选择

理的刀具 ， 是决定它们 至关重要 的因素 。 数控铣机 床上对刀具的选择也尤为重要 ． 选择合适 的刀具 ， 能够带来最佳 的切 削用量 ， 以
此来缩短 工时， 降低生产成本、 提 高工作效率和产品加 工质 量。本文就刀具与切 削用量 的合理选择 ， 展 开论述 。
【 关键 词】 数控铣 ； 刀具种类； 选择； 切 削用量
通用铣床Ｊ ｇＷ ＇ 随机应变 ” ， 除非在编程 的过程 中能够预先考虑 比。经济型数控加工 中， 一般 Ｌ的取值范围为； Ｌ ＝ （ ０ ． ６ —０ ． ９ ） ｄ 。 到， 否则铣 刀就必须 返回原 点， 通过 改变切削 面高度 或增大刀 （ ４ ） 主轴转 速 ｎ （ ｒ ／ ｍｉ ｒ Ｄ。主轴 转速一般根据切削速度 ｖ和工 件 补值的方法再重新加工一遍 ， 多走几刀。第二 ， 铣 刀的耐用度要 的直径来选 定。 其计算公式 为 ｎ ＝ ｌ Ｏ ０ ０ ｖ ／ （ ３ ． １ ４ １ ３ ） 。 数控机床 的控 高 。根据被加 工材料 的热处理状态 以及切 削性能和加工余 量， 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
由于受机床 刚度与进给系统 的的性能限制 。第二 ， 确定进给速
现在不仅 要求 刀具 的精度要 高， 刚度好和 较高 的耐用度 ， 而且 度 的原则： （ １ ） 在能够保证质量要求 的前提下 ， 为了加大提 高生 还要求它的尺寸要稳定 ， 安装调整要方便 。这就要求 选用优质 产 效率 ， 可 以选用较大的进给速 度。 一般应在 １ ｏ ｏ ～２ ０ ０ ｍｍ／ ｍｉ ｎ
零 件 的周 边 轮 廓 加 工 时 ， 常 采用 立 铣 刀 。在 铣 削 平 面 时 应 该 选 选取 。 （ ３ ） 当加工精度 ， 对表面粗糙度 的要求较高 时， 进给速度

数控车削中切削用量的选择

数控车削中切削用量的选择

数控车削中切削用量的选择
数控车削中，切削用量的选择是确保加工效率和质量的重要因素之一。

合理的切削用量可以有效地避免切削过热和剧烈碰撞等问题，并保证达到预期的工件质量和加工效率。

一般来说，选择正确的切削用量需要考虑以下几个方面：
1. 工件材料：不同材料的切削用量不同。

硬度和韧性大的材料往往需要较大的切削用量，而硬度和韧性小的材料需要较小的切削用量。

2. 切削刀具：不同切削刀具的切削用量不同，因此需要根据刀具的类型和特性进行选择。

3. 加工表面的光洁度要求：如果需要较高的表面光洁度，则切削用量应适当减小，以减少表面粗糙度。

4. 机床性能：切削用量还需要结合机床的性能进行选择，包括机床的刚性、功率、切削速度等因素。

5. 加工过程中的震动和共振情况：过大的切削用量容易引起加工过程中的震动和共振，因此需要适当减小切削用量，以保证加工的稳定性和精度。

选择合适的切削用量可以帮助实现加工效率和质量的平衡，提高数控车削加工的效率和质量。

简析数控加工刀具及切削用量的确定

简析数控加工刀具及切削用量的确定
高加 工 精 度 ， 采 用 此类 刀 具 ； 多 （） ４ 内冷 式 （ ） 够 满 足 高 切 削 速 度 和大 进 给量 的要 求 ； ３能
（ ） 具 耐 磨 性 及 刀 具 的 使 用 寿 命 长 ， 具 材 料 和 切 削 参 数 与 被 ４刀 刀 加工件材料之间要适宜 ： （ ） 片 与 刀柄 要通 用 化 、 格 化 、 列 化 、 准 化 ， 对 主 轴 耍 有 ５刀 规 系 标 相 较 高 位 置 精 度 ， 位 、 装 时要 求 重 复定 位精 度 高 ， 装 调 整 方便 。 转 拆 安
加 工 质量 。 目前 ， 现 了 许 多 绘 图 设 计 软 件 如 Ｐ — Ｕ Ｃ ＴＡ 等 出 ＲＯ Ｅ、Ｇ、Ａ Ｉ
理 的工 艺 规 划 并 设 置 合 理 的 参 数 值 ． 可 以 自动 生 成 ＮＣ程 序 并 传 输 就 至 数 控 机 床 完 成零 件 的加 工 操作 ， 然 与 普 通 机 床 加 工 形 成 鲜 明 的 对 显
切 削 用量 ． 是 编 制 高 质 量加 工程 序 的 前提 。 又 【 键 词 】 具 ； 削 用量 ； 料 ； 艺 关 刀 切 材 工
合 理 选 择 地 选 择数 控 刀 具 和 切 削 用 量 的确 定是 数 控 加 工 中 不 可 高速 钢 或 硬 质 合 金 ， 刀体 为 ４ Ｃ 。 ０ｒ 缺 少 的 环 节 ， 但影 响 着数 控 机 床 的 加 工 效 率 ， 不 而且 直 接 影 响 零 件 的 ２ 立 铣 刀 ）
１２ ．． 数 控 刀具 的选 择 ２ 应 根 据 机床 的加 工 能 力 、 件 材 料 的性 能 、 工 工 序 、 削用 量 以 工 加 切
切 削 液 通 过 刀体 内部 由喷 孔 喷 射 到刀 具 的切 削 刃 部 ： （ ） 殊 型式 ５特

关于数控加工中的刀具和切削用量的探讨

关于数控加工中的刀具和切削用量的探讨
２１ ． 背吃刀量 ａ １ Ｄｍｍ 的选择 背吃刀量 ａ ｐ根据加工余量和工艺 系统 的刚度确定 ．具体选择如 下：
粗加工时 ， 在留下精 加工 、 半精加工 的余量后 ， 尽可能一次走刀将 剩下 的余量切除 ：若工艺系统 刚性不足或余量过大不能一次切除 ． 也 １刀 具 的选 择 ． 应按先多后少的不等余量法加工 第一刀的 ａ 应尽可能大些 ． 口 ｐ 使刀 数控铣 加工刀具种类很 多 ． 了适应数控机床 高速、 为 高效和 自 动 在 里层切 削． 避免工件表面不平及有硬皮 的铸锻件 化程度高的特点 ． 所用刀具 正朝 着标准化 、 用化和模块化的方 向发 通 当冲击载荷较 大 （ 如断续 表面） 或工艺系统刚度 较差 （ 如细长轴 、 展． 主要包括铣 削刀具和孑 加工刀具两大类 为 了满足高效和特殊 的 镗刀杆、 Ｌ 机床陈 旧） ， 时 可适当降低 ａ ， ｐ使切削力减小 。 铣 削要求 ． 又发展 了各种特殊用途 的专用刀具 数控铣刀具 的分类有 精加工时 ． 应根 据粗加工 留下的余量确定 。 ａ ｐ 采用逐渐降低 ａ ｐ的 多种方法 。 根据刀具结构可分为 ： 整体式 ： ① ②镶嵌式 ， 采用焊接或机 方法 ．逐步提高加工精度 和表面质量 一般精加 工时 ．取 ａ ＝ ． ～ ｐ ０ ５ ０ 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 Ｏ８ 半精 加工 时． ａ＝ ．～ ．ｍ ． ｍｍ： 取 ｐ １ ３Ｏ ｍ ０
至可以决定着机床 功效 的发挥和安全生产的顺利进行 。 所以， 编制加 工程序 时， 在 选择合 理的刀具和切 削用量 ， 是编制高质 量加 工程序的前提 。 文章对数控机床加 工时切 削用量的合理选择进行 了详细 阐述 ． 【 关键词】 刀具； 高速加工； 数控 要求； ； 削用量 选择 切

CNC数控加工中刀具的选用

CNC数控加工中刀具的选用
料 刀 具 ， 立 方 氮 化 硼 刀 具 、 瓷 刀 具 ， 等 。 切 削 工 艺 上 如 陶 等 从
可分 为 ： 车 削刀具 ， 外 圆 、 ① 分 内孔 、 螺纹 、 切割 刀具等 多种 ； ② 钻 削 刀具 ， 包括 钻 头 、 刀 、 锥等 ； 镗削 刀具 ； 铣 削 铰 丝 ③ ④
关键词 ： 编程
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 ． 不 仅 影 响 数 控 机 床 的加 工 效 率 。 它 而且 直 接 影 响 加 工 质 量 。 Ａ ／Ａ Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ技 术 的发 展 ， 得在 数控 ／３ 中直 接 利 用 Ｃ Ｄ 使 Ｊ ： ｔ： ￣ Ａ 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 、 艺规 划 与 编 程 的 整 个 过 程 全 部 在计 算 机 上 完 成 ， 工 一般 不 需 要 输 出专 门 的工 艺 文 件 。 现 在 ， 多 Ｃ ＤＣ 许 Ａ ／ＡＭ软 件 包 都 提 供 自动 编 程 功 能 ． 些 这 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 、 工 路 径 规 划 、 削 用 量 设 定 等 ， 程 人 员 只 要 设 置 加 切 编 有 关 的参 数 ， 可 以 自动 生 成 Ｎ 程 序 并 传 输 至 数 控 机 床 完 成 就 Ｃ ： －。因此 ， 控 加 工 中 的 刀 具 选用 和 切 削用 量 确定 是 在人 机 ￣ｒ Ｄ 数 交 互 状 态 下 完 成 的 ， 与 普 通 机 床 加 工 形 成 鲜 明 的对 比 ． 时 这 同 也 要 求 编 程 人 员 必 须 掌 握 刀 具 选 用 和 切 削 用 量 确 定 的基 本 原 则 ， 编 程 时充 分 考 虑 数 控 加 工 的 特 点 。 在 本文 对 数 控 编 程 中必

浅谈数控加工中刀具选择与切削用量的确定

浅谈数控加工中刀具选择与切削用量的确定
位 刀 具 得 到 广 泛 的应 用 。 现 在 数 控 加 工 刀 具 必 须 适 应 数 控 机 床 高速 、 高 效 和 自动 化程度 高的许多特点 ，一般应包 括通用刀具 、通用 连接刀柄
（ ）数 控加 工 常用刀 具 的种 类 及特点 一
根据制造刀具所用 的材料 可分为 ：①高速钢 刀具；②硬
性指标。 ２ 精度 高 ．
现在 ，许 多 ｃ Ｄ ｃ Ｍ软件包都提供 自动编程功能，这些 Ａ／Ａ 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 Ｎ 程 序 并传 输 至数 控 机 ｃ 床完成加工 。因此 ，数控加工 中的刀 具选 择和切削用量确定
济寿命指标 的合 理性；⑦ 刀具或刀片几何 参数 和切削参数 的
规范化 、典 型化 ；⑧ 刀柄的强度要高 、刚性及 耐磨性要好 ； ⑨刀柄或工具系统 的装机 重量有限度 ；⑩刀片及 刀柄切入的
位 置 和 方 向 有要 求 。 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 ：
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 。 ３ 能 自动 换 刀 ． 可 以减少换 刀停 机时间 ，提 高生产加 工时 间。在加 工中
心上，各种数控 刀具要分别装在刀库上 ，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。刀柄与刀要相 互配合 。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 。 ４ 耐用度高 ． 数控加工 的刀具不论在粗加工 或精 加工中 ，都应具 有比 普通机床加工所 用刀具更高 的耐用度 ，以尽量减少更换或修 磨 刀具及对刀 的次数，从而提高数控机床 的加工效率和保证 加 工质 量 。应该采用 切削性能好且耐磨 性高的涂层刀片 以及 合 理地 选择切削用量 。当刀加工的 内容很 多时，如刀具不耐 用而磨损较 快，就会影 响工件 的表面质量与加 工精度，而且 会增加换 刀引起 的调刀与对刀 次数 ，也会使工作表 面留下因

数控加工中的刀具选择和切削用量的确定

数控加工中的刀具选择和切削用量的确定

削 刚30C 合金 rN咖 oVA时， 采用书 心 F
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工 程 技 术
数 控 加 工 中 的 刀 具 选 择 和切 削 用 量 的 确 定
田先 亮
‘ 广东白 云学院》 摘 要 本文对数控加工中的刀具选择和切削用A 确定问0 进行了探讨 给出选择刀具和确定切削用赶的原则， 并对数控加工中应该注意 的问题进行了讨论。 关健词: 数控加工 刀具选择 切削用里 中图分类号:TG 722 文献标识码: A 文章编号:1672- 379 1(2007)08(c卜0057- 0 1 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。现在， 许 多 CAD/ CAM 软件都提供数控加工自动编捏 功能， 这些软件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 削用最设定等， 编程人员只要设置了有关的参 数.就可以自动生成N C 程序井传输至数控机 床完成加工。因此， 数控加工要求编程人员 必 须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则， 在编w 充分考虑数控加工的特点。 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， 常采用立铁刀。 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 A 行距一般取得很能密， i l 故球头常用于曲面的 精加工，而平头刀具在表面加工质最和切削 ，数 控加工常 具的 用刀 种类及特点 因此 只要在保证不 数控加工刀具必须适应数控机床高速、 效率方面都优于球头刀， 过切的前提下， 无论是曲面的粗加工还是精加 高效和自动化程度高的特点， 一般应包括通用 工， 都应优先选择平头刀。 刀 通用连接刀柄及少量专用刀柄。 具、 数控刀 在加工中心上， 各种刀具分别装在刀库 具的分类有多种方法。 上， 按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因 根据刀具结构可分为: ①整体式 。 ②镶嵌 此必须采用标准刀 以便使钻、锤、扩、铣 柄 式， 采用焊接或机夹式连接 ， 机夹式又可分为 削等工序用的标准刀具 迅速、准确地装到机 不转位和可转位两种， ③特殊型式， 如复合式 床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上 刀 ， 具 减震式刀具等。根据制造刀具所用的材 所用刀柄的结构尺寸，调整方法以及调整范 料可分为: ①高速钢刀 .②硬质合金刀具 .③ 具 围， 以便在编程时确定刀其的径向和轴向尺 金刚石刀具; ④其他材料刀具， 如立方氮化翻 寸. 目 前我国的加工中心采用TSG 工具系统， 刀具 ， 陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为: ① 其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两 车削刀具， 分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等 共包 多种。 ③钻削刀具， 包括钻头、铰刀、丝锥等， 种 ， 括 16 种不 同用 途的 刀柄 。 在经济型数控加工中. 由子刀具的刃磨、 ③憧削刀 ， 具 ④锐削刀 具等。为了适应数控机 测量和更换多为人工手动进行 占用辅助时间 床对刀具耐用，稳定、易调、可换等要求， 近 较长 ， 因此， 必须合理安排刀具的排列顺序. 几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用， 在数 f 上达到整个数控刀具的30%- 40% ， 金属切 一般应遵循以下原则: 0 尽t 减少刀具 数量皿 切一把刀具装央后， 应完成其所能进行的所有 除最占总数的 80'/.- 90%. 即 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比， 加工部位. ③粗精加工的刀具应分开使用， 使是相同尺寸规格的刀具. ④先铣后钻. ③先进 有许多不同的要求. 主要有以下特点: 行曲面精加工， 后进行二维轮廓精加工 . ⑥在 ( 1)刚性好《 尤其是粗加工刀具) ， 精度高， 可能的情况下， 应尽可能利用数控机床的自动 抗振及热变形小: 换刀功能， 以提高生产效率等。 (2)互换性好， 便于快速换刀， ( 3) 寿命高， 切削性能稳定、可靠. 3 数 工切削用里的确定 控加 (4)刀具的尺寸便于调整， 以减少换刀调整 合理选择切削用最的原则是， 粗加工时， 时间; 一般以提高生产率为主， 但也应考虑经济性和 (5)刀具应能可靠地断屑或卷屑， 以利于切 加工成本 .半精加工和精加工时， 应在保证加 屑的4 w s (6) 系列化， 标淮化， 以利于编程和刀具管 工质最的前提下.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 理. t 手册 ， 并结合经验而定。 (1 )切削深度t . 在机床、工件和刀具刚 2 数控加工刀具的选 择 度允许的情况下. t 就等于加工余量， . 这是提高 刀具的选择是在数控编程的人机交互状 生产率的一个有效措施。为了保证零件的加 态下进行的。应根据机床的加工能力、 工件材 工精度和表面粗糙度一 般应留一定的余t 进 料的性能、 加工工序、 9用量以及其它相关 切A 行精加工。数控机床的精加工余t 可略小于 因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原 普通机床 。 则是: 安装调整 便 . 刚性好， 耐用度和精度 (2)切 All* 度 L 。一 般 L 与 刀具直 径 d 成 高. 在满足加工要求的前提下， 尽量选择较短 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 . (3 )切削速度 v 。提高7 也是提高生产率 的一个桔施， 与刀具耐用度的关系比较密 但v 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

数控加工中刀具的选择与切削用量的确定

数控加工中刀具的选择与切削用量的确定

数控加工中刀具的选择与切削用量的确定作者：赵雪来源：《职业·中旬》2012年第02期摘要：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，尤其是在借助CAM 软件进行数控编程时，刀具的选择和切削用量的选择尤为重要，它不仅对被加工零件的质量影响巨大，甚至可以决定机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。

所以无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的刀具和切削用量，都是编制高质量加工程序的前提。

本文对数控编程中的刀具选择和切削用量确定两个问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。

关键词：数控加工刀具的选择切削用量一、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。

数控加工用刀具分为常规刀具和模块化刀具两大类。

由于模块刀具的发展，数控刀具已逐渐形成标准化和系列化。

数控刀具根据刀具结构可分为：整体式和镶嵌式。

镶嵌式又可分为焊接或机夹式，机夹式又可分为不转位和可转位两种；还有减振式、内冷式和特殊形式（如复合刀具）。

根据制造刀具所用的材料可分为：优质碳素工具；合金工具钢；高速钢；硬质合金；其他材料刀具，如陶瓷、金刚石、立方氮化硼刀具等。

从切削工艺上可分为：车削刀具，分为外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。

为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到了广泛应用，无论是在数量上还是金属切除量上都占据了较高的比例。

数控刀具与普通机床上用的刀具在使用上相比，有许多不同的要求。

主要有以下几个特点：第一，与普通机床上所用的刀具相比，数控加工刀具的刚性较好（尤其是粗加工刀具），精度高，耐磨性好。

第二，数控加工刀具互换性好，便于快速换刀或实现自动换刀。

第三，数控刀具的使用寿命及经济寿命指标较合理性。

第四，数控加工刀具刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。

第五，数控加工刀具刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。

切削用量如何选择

切削用量如何选择

粗加工或工件材料的加工性能较差时，宜选用较低的切削速度。 精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时，宜选用较高的 切削速度。
切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径（D）按公式 n=l000vc/πD 来确定主轴转速n（r/min）。
在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查 表的方式进行选取。
（2）先近后远 这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小
而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点 近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动 距离，减少空行程时间。
例如，当加工图4-23所示零件时，对这类直径相差不大的台阶 轴，当第一刀背吃刀量（图4-23中最大背吃刀量可为3mm左右） 未超限度时，宜按Φ34mm-Φ36mm-Φ38mm的顺序先近后远地安排 车削加工。
精加工
进给量 （mm／r）
0.l
0.l 0.1
0.l
0.l 0.1
0.l
0.l 0.1
0.15 0.15
0.15 0.15
0.l
背吃刀量 mm
0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
0.5
0.5 0.5
表4-4 常用切削用量推荐表
工件材料
碳素钢 σb>600MPa
碳素钢 σb>600MPa
铸铁 HBS<200
②车螺纹时的主轴转速 数控车床加工螺纹时，因其传动链的 改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴 （多为Z轴）方向位移一个螺距即可。
在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程） 大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素
影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。 大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n（r/min）为：
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数控加工中刀具的选择和切削用量的确定
作者：李宝旭
来源：《无线互联科技》2013年第09期
摘要：现代刀具显著特点是结构创新速度加快，随着计算机应用领域的扩大，机械加工也开始运用数控技术，这时刀具选择与用量提出了更高的要求，本文就如何确定数控加工中的刀具选择与切削用量进行探讨。

关键词：数控技术；机械加工；刀具选择
1 科学选择数控刀具
1.1 选择数控刀具的原则
刀具寿命与切削用量有密切关系。

在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。

选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。

复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。

对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。

对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。

车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。

大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。

1.2 选择数控车削用刀具
数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。

成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。

数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。

在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。

尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。

这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。

尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。

圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。

该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。

圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。

选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生
加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。

1.3 选择数控铣削用刀具
在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下：一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般取RD=（0.8一0.9）Rmin。

二是零件的加工高度H
目前，数控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为TSG-JT，直柄刀具系统的标准代号为DSG-JZ，此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。

2 设置刀点和换刀点
刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。

此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。

在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。

对刀点设置原则是：便于数值处理和简化程序编制。

易于找正并在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。

对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。

实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。

所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。

平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。

用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。

而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。

加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。

所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。

3 确定切削用量
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。

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。

3.1 确定主轴转速
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/3.14D 式中：v—切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决定；n一一主轴转速，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，最后要选取机床有的或较接近的转速。

3.2 确定进给速度（走刀速度）
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：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100一200mm/min范围内选取；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20一50mm/min范围内选取；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；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。

3.3 确定背吃刀量（切削深度）
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0.2一0.5m m，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。

切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。

所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。