數控銑床加工刀具的選擇芻議

張健

摘要 數控銑床在制造業的應用范圍非常廣泛，而刀具的選擇會直接影響到最終生產的質量和效率。基于此本文就數控銑床在刀具選擇等方面進行探討。

關鍵詞 數控銑床；加工刀具：切削量

中圖分類號 TG5

文獻標識碼 A

文章編號2095-6363（2015）10-0063-01

數控銑床由于其特殊性，對所用刀具的要求較高，因而在選用刀具時要根據機床的性能、工件的材料、加工程序以及切削量等相關影響因素來選用合適的刀具和刀柄。

1 數控銑床對刀具的要求

數控銑床對刀具的要求首先一點就是銑刀的剛性一定要強。這是因為數控銑床在生產過程中不能隨意調整切削量，且為了提高生產效率，銑床使用的刀具要適應大切削用量這一特點。通常情況下，普通銑床遇到加工零件各部分的加工剩余量相差過大時，會采用分層銑削這一簡單的方法來解決。但數控銑床最初的編程一般是按照固定的程序來設計的，一旦遇到加工余量大，原先設計的走刀路線走不通時，就不能像通用銑床那樣采用簡易靈活的辦法解決，這時銑刀就只能返回原點，并采用較為復雜的方法從頭開始走刀。常用的方法有增加銑刀半徑補償值或者改變切削面高度。這樣的方法不僅繁瑣，而且在余量少的地方會出現走空刀的現象，影響了生產效率，而選用剛性好的刀具則可避免這一現象。除了要求刀具剛性好之外，刀具的高耐用度也是選擇銑刀時要考慮的一個重要條件。數控銑刀要加工的工件通常很多，如果刀具耐用度差就會使銑刀極易磨損，磨損的刀具會對工件的精度和準確度產生影響。同時，多次換刀也增加了對刀次數和調刀，這樣容易使表面出現因對刀而形成的接刀臺階，進而造成工件的質量下降。

2 常用數控銑床加工刀具的類型

數控銑床所用的刀具種類多種多樣，主要可以分為兩大類，銑削刀具和孔加工刀具。目前數控機床有著高效、高速和機械自動化程度高的特點，與之相應的數控銑刀也開始朝著標準化、常用化和模式化方向發展。如今，數控機床發展速度較快，面對一些特殊的加工銑削要求，為了提高生產效率，技術人員逐漸研制出了適用于不同特殊類型的專用刀具。數控銑刀具可以根據不同的分類方法分為不同的類型，根據刀具所用的材料可以分為高速鋼立刀具、金剛石銑刀具和合金刀具等，另外還有一些不常用材料制成的刀具，如陶瓷刀具、立方氮化硼刀具；根據刀具的結構又可以分為整體式、鑲嵌式、焊接連接式和機夾式，同時機夾式連接又有轉位式和不轉式；根據制作的特殊類型有復合式刀具和緩震式刀具等；根據切削工藝來劃分，有模具銑刀、成型銑刀、鼓型銑刀和面銑刀等。

3 數控銑床加工刀具的選擇

1）銑削刀具的選擇。刀具選擇應遵循安裝簡單、調整方便、剛性好、高耐用度和高精度的原則，在滿足加工需求的前提下選用比較短的刀柄，以此來增強加工刀具的剛性。在選擇銑削刀具時，需要根據加工材料的形態以及大小來確定。當加工的平面較大時應選擇面銑刀，面銑刀的應用較廣，可以用來進行細加工，也可以進行粗加工。當進行細加工時，應選擇較大直徑的銑刀，所選寬度盡量包含整個加工面，這樣才能使加工精度較為準確，降低加工面的粗糙程度，進而避免產生加工面的接刀痕跡。當進行粗加工時，應選擇較小直徑的銑刀，使其能夠增加切削深度，因為粗加工對生產率的要求較高，也就表明銑削量是比較大的。立銑刀主要有高速鋼立刀具和硬質合金銑刀，這類刀具主要用在加工平面、二維曲面、溝槽和臺階面上。高速鋼立銑刀可以用于加工凹槽、凸臺和曲面，但卻不能用于加工毛坯面。硬質合金銑刀則可以加工毛坯面，因為毛坯面的硬層等會加快刀具的磨損，因此需選用硬度較高的銑刀。模具銑刀主要用來加工曲面和模具型；成型銑刀主要用來加工各種特殊的斜角面、空洞以及弧形凹槽等。銑刀的角度需要根據切削的對象來確定，當間斷切削鋼鐵材料時可以選擇負前角銑刀；當連續切削碳素鋼等原料時則選擇正前角銑刀。為了延長銑刀的使用壽命，應用90度主偏角的面銑刀切削臺階平面，用75度主偏角的面銑刀銑削無臺階平面。

2）孔加刀具的選擇。數控銑床可以選用的孔加工刀具有鉆孔刀具、擴孔刀具、鏜孔刀具和攻絲刀具等。具體來說，鉆孔刀具又包含麻花鉆和中心孔鉆。數控機床在孔加工方面一般沒有鉆模，因為這類鉆頭剛性差，為了精確定位孔加工，需要在鉆孔前用中心鉆定位。擴孔刀具主要是對已成型的孔進行再加工，數控機床在擴孔時常選用擴孔鉆、立銑刀和鏜刀。鏜孔刀具的鏜孔是用鏜刀對成型孔進行加工，鏜孔適用的范圍較廣，可對不同大小的孔進行粗細加工，如盲孔、平行孔、階梯孔等。數控銑床上常用的鏜刀種類有單刃、雙刃鏜刀以及微調鏜刀。在進行鏜孔時，為了平衡鏜削震動應選擇多刃刀頭進行切削，刀桿則應該選擇粗短型刀桿來減輕震動。

數控銑床在加工時需要人工磨刀、測量和更換刀刃，這占用了較多的時間。為了避免時間的浪費，要合理設置刀具順序，這需要遵循一定的原則。首先應減少刀具使用數量，刀具裝夾后要發揮其最大效用；其次對刀具進行分類，精細加工區別使用，相同尺寸也應分類。最后應先銑后鉆，先對曲面進行精加工再對二維輪廓進行精加工，想方設法提高工作效率。一般情況下，價格與質量成正比，因此耐用度和精度較高的銑刀價格一般也比較貴。選用質量好的刀具雖然增加了成本，但在生產過程中卻可以提高效率，使整個生產成本相對降低。總之，在選用刀具時一定要根據不同的實際情況選用合適、優質的銑刀，這樣才可以保證加工質量，提高生產效率。

4 切削量的確定

切削量的確定一般根據機床加工的種類（粗加工、半精加工和精加工）而定，粗加工主要考慮成本及效率，半精加工和精加工則注重加工的質量。具體來說，切削量的確定需要考慮切削深度、寬度和速度。切削深度一般等于加工余量，為使加工零件達到質量標準需預留合適的余量來進行精加工，且數控機床余量應小于普通機床；切削寬度一般與刀具直徑成正比，與切削深度成反比，數控機床的切削深度一般在0.6d到0.9d之間；速度有切削速度和進給速度兩種，增加這兩種的速度可以有效提高生產效率。

5 結論

數控銑床的加工刀具種類較多，在實際操作過程中需要根據不同情況，考慮相關的影響因素，按照一定的原則來選用合適的刀具，這樣才可以在保證質量的前提下提高生產效率。