淺談數(shù)控銑刀具和切削用量的選擇原則

于洋

遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院(沈陽 110161)

刀具選擇與切削用量確定是數(shù)控銑加工中十分重要的環(huán)節(jié), 直接關(guān)系到加工精度、加工表面質(zhì)量、加工效率。選擇合適的刀具和切削用量可使加工以最低的成本、最短的時(shí)間達(dá)到最佳的加工質(zhì)量。

1 數(shù)控銑加工刀具的選擇

數(shù)控銑床的加工效率，加工質(zhì)量與銑刀的選擇有直接的關(guān)系。在數(shù)控銑床加工工藝中有著重要意義。數(shù)控銑床加工對刀具的要求更高，要求具備精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。刀具及刀柄正確選擇應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量等因素來選擇。刀具選擇應(yīng)遵循的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、壽命和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工時(shí)的剛性。

1.1 數(shù)控銑削加工常用刀具的種類

數(shù)控銑削刀具按結(jié)構(gòu)可分為整體式、鑲嵌式。鑲嵌式包括焊接式、機(jī)夾式。刀具按材料可分為特殊形式、高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具。加工工藝分為鉆削刀具、銑削刀具、鏜削刀具。按刀具形狀分為平底刀、球頭刀、錐度刀、T 形刀、桶狀刀、異形刀。

1.2 數(shù)控銑床刀具的選擇應(yīng)考慮的主要因素

工件的材料和性能：有色金屬、黑色金屬、復(fù)合材料、塑料等；硬度、剛度、塑性、韌性、耐磨性等。

加工工藝類別：粗加工、半精加工、精加工等。

工件的幾何形狀、加工余量、零件精度等。

機(jī)床的加工能力，應(yīng)實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序的加工，盡可能減少刀具數(shù)量，先銑后鉆，粗、精加工刀具要分開，曲面精銑加工優(yōu)先、輪廓精銑加工隨后。

1.3 銑刀類型的選擇

數(shù)控銑床常用刀具的用途：

(1)立銑刀（R=0)主要用于加工平面凸臺(tái)、凹槽、開粗和光整加工、清根等加工時(shí)使用。

(2)鍵槽銑刀主要用于型腔挖槽、加工鍵槽等。

(3)球刀（R=D/2)主要用于曲面光整加工，粗糙度小、效率低。

(4)面銑刀主要用于較大平面的加工。

1.4 數(shù)控銑刀具參數(shù)的選擇

1.4.1 立銑刀、鍵槽銑刀的選擇原則

銑刀半徑R 應(yīng)小于零件最小內(nèi)輪廓面一般取R=0.8-0.9Rmin 零件的加工深度不能太深，要保證刀具有足夠的剛性。在深槽或通孔加工時(shí)選取L=H+R+(5-10)mm,針對不通孔或深槽加工時(shí)應(yīng)選取L=H+（5-10）mm,L 為刀具切削部分的長度，H 為零件的加工深度。

1.4.2 球頭銑刀的選擇原則

球頭銑刀主要用于曲面精加工、圓弧槽加工、圓角加工等。加工零件的外輪廓或凸臺(tái)曲面時(shí)，球刀的刀角半徑R 可大些，便于增加銑刀剛性。加工內(nèi)輪廓和凹槽曲面時(shí)，球刀的刀具半徑應(yīng)小于應(yīng)小于內(nèi)輪廓曲面的最小曲率半徑。

1.4.3 面銑刀的選擇原則

面銑刀主要用于加工較大平面，粗銑時(shí)直徑選小的，精銑時(shí)直徑選大的。

綜上所述數(shù)控銑加工刀具的選擇應(yīng)遵循以下原則：安裝調(diào)整方便，剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。生產(chǎn)中被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù)。銑刀在使用前需對銑刀的尺寸進(jìn)行測量，得出精準(zhǔn)尺寸，以便于刀具半徑補(bǔ)償值的輸入和加工過程中參數(shù)的調(diào)用，滿足所需加工過程，從而加工出合格的零件。

2 銑削加工切削用量的選擇原則

銑削加工切削用量包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量、側(cè)吃刀量。切削用量主要影響切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本。切削用量的選擇應(yīng)遵循以下原則：在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，應(yīng)充分發(fā)揮刀具的切削性能和刀具的耐用度，同時(shí)充分發(fā)揮機(jī)床的性能，對于不同的加工方法需選用不同的切削用量，編程人員在編程時(shí)應(yīng)確定每到工序的切削用量，這樣可最大限度提高生產(chǎn)效率、降低加工成本。

2.1 根據(jù)加工實(shí)際情況確定切削用

(1)切削速度的確定 在粗加工時(shí)根據(jù)工件材料和刀具材料確定切削速度，在切削深度和進(jìn)給量確定的前提下充分發(fā)揮刀具的性能。粗加工時(shí)切削速度一般選中等或較低的數(shù)值。精加工時(shí)，切削速度的選擇應(yīng)避開積屑瘤區(qū)域，硬質(zhì)合金刀具一般采用較高的切削速度，高速鋼刀具則采用較低的切削速度。切削速度的確定應(yīng)綜合考慮刀具材料、工件材料、刀具壽命、切削深度與進(jìn)給量、刀具的形狀、機(jī)床的剛性等。

(2)進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，進(jìn)給量的選擇應(yīng)是在能夠保證質(zhì)量要求的前提下，為了提高生產(chǎn)效率可選用較大的進(jìn)給速度。一般應(yīng)在100-200 mm/min 范圍之內(nèi)選取。在切斷，加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20-50 mm/min 范圍內(nèi)選取。當(dāng)加工

（3)背吃刀量（側(cè)吃刀量）的確定 背吃刀量（側(cè)吃刀量）主要受機(jī)床剛度的限制在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于零件的加工余量，可提高生產(chǎn)效率，減少走刀次數(shù)。對于精度和粗糙度要求較高的零件應(yīng)留有足夠的加工余量，數(shù)控機(jī)床的精加工余量可比普通機(jī)床的加工余量小些。

3 結(jié)語

在數(shù)控銑加工中，刀具及切削用量的確定直接影響工件的加工質(zhì)量和數(shù)控機(jī)床本身性能的發(fā)揮。通過實(shí)踐證明選擇合理的刀具和切削用量，可提高切削效率和加工質(zhì)量，還可降低成本獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。