刀具及切削用量在数控加工中的合理选用

１ 数 控 加 工 常 用 刀 具 的 种 类 及特 点
数控加 工的特点是高速 、 高效 以及 自动化程 度高 ． 所 以刀具的选 择要符合其特点 。 包括 通用刀具 、 通用连接刀柄及少量专用刀柄 （ 刀柄 要联结刀具并安装在机床动刀头上） １ ． １ 数控刀具 的分类方法 根据刀具 的结 构、 材料 以及切 削工艺可分为诸 多类别 ． 在结构上 分： 整体式 、 镶嵌 式和特殊形式 ； 如果 选择焊接或 机夹式联结 的话 ， 机 夹式又分不转位和可转位两种 ： 在材料上的分为高速钢、 硬质合金 、 金 刚石和其他材料的刀具。切削工艺上分为车削刀具（ 分外 圆、 内孔 、 螺 纹、 切割刀具等 ） 、 钻削刀具（ 包括钻头 、 绞刀 、 丝锥等） 、 镗削刀具、 铣削 刀具等。数控机床对刀具有一系列的要求 ， 耐用 、 稳定 、 易调 、 可换等 ， 为 了符合这些要求 ． 最近几年夹式 可转位刀具被广 泛使用 ． 占整 个数 控刀具的 ３ ０ ％～ ４ ０ ％． 金属切 除量 占总数 的 ８ ０ ％～ ９ ０ ％ １ ． ２ 数控刀具与普通机床上所用刀具 相比 ． 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 ； （ ２ ） 互换性 好 ， 便 于快速换 刀 ； （ ３ ） 寿命高 ， 切 削性能稳 定 、 可靠 ； （ ４ ） 刀具 的尺 寸便于调 整 ， 以减 少换刀调 整时 间 ： （ ５ ） 刀 具应能可 靠地断 屑或 卷屑 ， 以利于切 屑的排 ： （ ６ ） 系列化 、 标 准化 ， 以利于编 程和刀具 管
加 工 中刀具的分 类和特 点， 把 刀具在数控 自动编程 中的合理选用做 了详细的分类与说 明。
【 关键词 】 刀具 ； 编程 ； 数控加 工； 合理选用
现如今 ． Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ软件包几乎都是可以提供 自动编程的服务 ． 类 似 的软件 的都会在编程 的界面 中提供工艺规划的相关问题 ． 像切削用 量设定 、 刀具选择 、 加工路径规划 等 ， 因此现在 的编程人员 ， 只需将先 关 的数据 和参数输入后则可 以 自动形成数控 程序并且传输 至数控机 床加工完成 。在实践 中． 很显然的是刀具选择和切削用量确定是人机 的有效配合 而完成 ． 这就是与普通 的机场加工不 同之处 ． 也 是优势所 在 。以此 同时 ， 掌握刀具选择和切削用量确定是作为编程人员必须要 掌握 的基本原则 。在编程时充分考虑数控技术加工的特点 ， 正确选择 刀 具 及 切 削 用 量 序可 以减少辅助时间。 应遵循 以下要求 ： （ １ ） 刀具数量尽量 减少 ； （ ２ ） 一 把刀具装夹后 ， 应完成其所 能进行 的所有加工步骤 ； （ 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 ） 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 ．
理。
１ － ３ 数 控 加 工 刀 具 的 选 择
在数控编程的人机交互状态下进行选择 刀具 ． 选择 时应 注意机床 的加工能力 ． 工序 ． 材料等有关的因素。 不论怎么选择都不可以脱离总 原则 ． 即安装调整方便 ， 耐用 ． 精度高。选取 时还要注 意道具 的尺 寸要 和工件的尺寸一致 在选择刀柄时要在能够满足加工要求的条件下选 择短的刀柄 ， 这样可以提高刀具的刚性 。 砸死生产过程 中． 经常会选 用 立铣刀对平面零件的周边 轮廓进行加工 铣 削平 面用硬质合金 铣刀 ． 凸台 、 凹槽则用高速钢 立铣 刀 ． 毛坯表 面或粗加工孔 选取的则是镶 硬 质合金的玉米铣刀 立体型面和变斜角轮廓外形加工时一般选用球 头 铣刀 、 环形铣刀 、 锥形铣刀和盘形铣 刀。 因为球头刀具端部的切削速度 为零 ， 所 以， 在加工 自由曲面（ 模具 ） 时， 为了确保加工精 度 切削行 距 基本上实用顶端密距 ， 故球头 常用 于曲面的精加工 。平头刀具不 管是 表面加工质量还是切削 效率都 比球头 刀要优越 ．所 以曲面 的粗加 工 也． 精加工也好 ． 只要保证不 过切 ． 平头 刀都是最好 的选择 。刀具 的刃 磨、 测量和更换基本上都是 人为进行 ． 合 理有效 的安排 刀具 的排列顺
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刀具及切肖 Ｉ Ｊ 用量在数控加工中的合理选用
王豫浙 （ 鹤煤 技师 学 院 实 习科 ， 河南 鹤壁 ４ ５ ８ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 数控加 工工艺中的主要 内容是刀具上的选择和切削用量的确定， 它直接影 响着数控加工的效率和加 工质量。本文作 者根据数控
合理选用现如今cadcam软件包几乎都是可以提供自动编程的服务类似的软件的都会在编程的界面中提供工艺规划的相关问题像切削用量设定刀具选择加工路径规划等因此现在的编程人员只需将先关的数据和参数输入后则可以自动形成数控程序并且传输至数控机床加工完成
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
２ 加 工 过 程 中 切 削 用量 的确 定
２ ． １ 合理选择切削用量的原则 粗加工 时． 一般 以提高生产率为 主 ． 同时也应考虑经 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。 ２ － ２ 具体要考虑的因素 （ １ ） 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。 （ ２ ） 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。 经济型数控机床 的加工过程 中， 一般 Ｌ的取值 范 围为 ： Ｌ ＝ （ ０ ． ６ ～ ０ ． ９ ） ｄ 。（ ３ ） 切削速度 ｖ。另外 ， 切削速度与加工材料也 有很大关系 ． 如用立铣刀铣 削合 金钢时 ． 可采 用 ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 左右 ； 而用 同 样的立铣刀铣削铝合金 时 ． ｖ可选用 ２ ０ ｍ ／ ｍｉ ｎ以上。（ ４ ） 主轴转速 ｎ （ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ） 。主轴转速一 般根据切 削速度 ｖ来 选定 。计 算公式 为 ： Ｖ ＝ Ⅱ ｎ ｄ ／ １ ０ ０ ０ 。数控机床的控制 面板上一般备有主轴转速倍调（ 倍率） 开关 ， 可 在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整 。 （ ５ ） 进给速度 ｖ Ｆ 。 Ｖ Ｆ 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 。 ｖ Ｆ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． ｖ Ｆ 也可通过机床控制 面板上 的倍凋开关进 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的限 制