淺析如何選擇數控銑加工的刀具和切削用量

練向兵

摘 要：在借助CAM軟件進行編程的過程中，數控銑刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要的，它是提高加工質量和加工效率的關鍵。基于此，探究了數控銑加工中刀具選擇以及切削用量的設定問題，從而為提高數控銑加工質量提供參考。

關鍵詞：數控銑；自動編程；刀具；切削用量

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.120

隨著社會的進步，科學技術和生產力不斷發展，數控技術和數控機床得到了廣泛應用，人們對產品的質量與種類有著越來越高的要求。為了滿足這一要求，選擇正確、合理的刀具以及切削量至關重要。現階段內，數控銑加工是不可缺失的數控技術，配備了CAM的自動編程，在具體操作軟件時，對刀具的選擇尤為重要。選擇合適的刀具，不僅能夠帶來最佳的切削用量，以此來縮短工時、降低生產成本、提高工作效率和產品加工質量，同時，也能夠保障機床安全生產的順利進行。以下就刀具與切削用量的合理選擇展開論述。

1 數控銑刀的工藝特性

從刀具類型來看，數控銑加工包含了孔加工以及銑削類的刀具。在加工時，銑削的流程是較復雜的。為了順利加工，數控銑加工也配備了多樣的刀具種類。從結構本體來看，數控銑刀包含了整體性的、鑲嵌式及特殊式三類的刀具，從材質來看，包含了合金硬質的、金剛石及高速鋼刀具。從切削標準看，又可分成平端式的、圓角式及球頭的銑刀。

從加工角度來看，數控加工應能在根本上提升精確度，確保最優的加工實效。同時，還需縮減附帶性的刀具損耗。對于數控機床，需要判斷機床的耐久性及剛度，依照設定好的指標來具體判定。具體來看，選取刀具的規格應當吻合總體的刀具剛性，優選切削用量較大的刀具。依照切削量來適當調整，優選耐久性最佳的刀具類型。具體在加工時，還需判斷刀具表層是否遭受到磨損。如果因磨損影響到了精度，則應替換為其他類刀具。及時查看銑刀的偏差，優選最佳耐久性的銑刀用來加工。這樣做符合了高層次的加工指標。

2 適當刀具的選取

機械加工當中應用數控技術，可以明顯提升加工效率。與傳統加工比較而言，數控加工更加強調了加工的質量和速度，需要使用計算機來調整刀具的位置，從而保證加工過程當中的持續、快速加工。當前數控銑加工當中的刀具包括銑削刀具以及孔加工刀具，如圖1所示。

針對數控加工，選取刀具的過程中應符合剛性需要，在此基礎上再實時調整參數。通常而言，可設置為分層式的銑削用來加工，依照設定好的編程進行。然而，如果銑刀留出了較大的余量，則還需重新篩選更大直徑的刀具。銑刀要具備優良的耐久性，避免防控表層刀具的損毀。更換刀具時，還需實時調整原先的刀具位置。銑刀的選擇要符合新式數控加工的總體要求。選擇加工時，程序員需要選取最佳型號的刀具。在開始加工前，應綜合判定工件材質、機床的特性、切削加工的流程、切削用量等。優選耐久、精確的刀具，可便于實時加工調整。具體而言，針對多類型刀具設定了以下選擇方式。

2.1 銑削刀具

銑削刀具適合用來制作曲面式的零件。具體加工時，刀具的切削應當吻合精確的加工輪廓，這樣即可控制工件輪廓及刀刃的切割。通常狀態下，可選取球頭刀，如果設定了粗加工，則可選取雙刃式的銑刀。精細式的加工可設置四刃式的數控銑刀。某些情況下，銑刀有著較大的表層面積。為了避免粗糙，通常選取盤狀的鑲嵌式刀具。遇到銑加工過程中的臺階面或是較小平面時，優先選通用式的銑刀。對于鍵槽位置，可選取雙刃的加工銑刀。

2.2 孔加工類的刀具

要設定以下的選擇規則：通常而言，數控式的孔加工都無需配備鉆模。切削條件若處于不利的狀態下，鉆頭剛性也是較差的。此時，鉆孔深度及鉆頭直徑的比值可設置為5.開始鉆孔之前，先要確認中心鉆的精確位置，符合定位的精度。鉸孔選取了浮動式的刀具，前期還需經過倒角；后期的鏜孔步驟中，選取了鏜刀的對稱性刀頭，這樣做可減小平衡性的振動。刀桿設置為短粗的形態，避免切削帶來的振動。

2.3 其他刀具

要注意確保刀具的精度。優選耐久且精確的銑刀種類，防止刀具表層的損毀。這是因為表層損毀后的刀具將很難順利切削，進而減緩了切削速度。刀具被更換后，還需再次調整。銑刀要具備優良的可替換性，縮短換刀消耗的時間。切削過程應確保不耗費更長的總時間。從數控機床的情況來看，要設置標準式的銑加工操作。

3 切削用量的設定

從機床本身來看，切削選用的刀具、加工的原材料、切削用量都被看作核心點，是不可忽視的。設置切削用量時，要遵照以下指標來設定用量：對于特定的刀具，應確保符合設置好的粗糙度以及刀具精確度，以滿足切削性能。在刀具加工的流程內，也應適當配備各規格的刀具。此外，還應正確應用刀具，在根本上降低數控成本，確保優質的加工切削質量。在各個切削階段內，都要選用最合適的切削刀具總量，降低總體的切削成本。

3.1 確定切削深度

由于機床類型、加工材料存在著明顯的區別，在確定切削深度時，也需要做好匹配工作。工作人員確定切削深度時，應根據具體條件，比如加工材料、機床類型以及加工刀具等進行切削。通常情況下，粗加工時可以加深切削深度，這樣就能夠通過一次切削切掉更多的材料，前提條件是要保證刀具剛度滿足標準，避免因為刀具的剛度太低或材料厚度過厚而發生切不斷的問題。切削時需要讓刀口朝里，防止刀刃與機床的金屬物直接接觸。如果刀具剛度降低、材料太厚或沖擊荷載較大，則應適當減小切削深度，從而準確改進切削，最大限度地避免造成刀具損傷。除此之外，還應當根據加工余量來合理確定切削深度，如果余量小，就需要減小切削深度，從而防止浪費資源，并保證加工效率以及加工質量。通常情況下，切削深度為0.05～1.0 mm，半精加工的深度是1～3 mm。工作人員應當在此范圍當中結合具體條件來靈活調整。

3.2 設定切削速度

在銑削加工步驟中，刀具的耐用狀態密切關系到切削速度，二者是不可分割的。確定切削速度時，需要衡量綜合性的吃刀量、銑削的總齒數、側面的吃刀量。其中，如果設定了較多的銑加工齒數，則與之相應的刀刃負荷以及切削時的熱能都會增加，刀具也會遭受到更快的磨損。由此可見，如果要從根本上提升切削時速，則需要優選最耐用的一類刀具，并延長刀具的直徑，改善刀具切削時的散熱狀態。

3.3 設定進給速度

在數控機床中，進給速度被看作必要參數。在加工時，確定精確的進給速度就要參照工件精確度及粗糙程度，經過綜合考慮再設定合適的進給速度。一旦選取了較慢或較快的進給速度，則機床剛性就會表現出制約性。針對工件邊框，加工至拐角處時，有必要減慢原先的進給速度。這樣做是為了避免不適當的邊框加工。制作工件時，應確保短時加工出合適的工件產品。對于回程的刀具，最好設定較快的進給速度，這符合編程的情況。

3.4 確定側邊的吃刀量

要想確保加工質量，就要妥善確定側面及背側的吃刀量。在設定好的剛度條件下，要適時增加背向吃刀的余量。針對零件側邊，可適當減少總體的走刀次數。從粗糙度來看，數控銑的工序包含了粗銑、半精銑及精銑這樣三類。具體來看，可分別設置為0.3 mm、1.5 mm以及0.5 mm的側向吃刀深度，也可結合實情靈活調整。

4 結束語

綜上所述，在數控銑加工編程步驟中，應確保刀具的匹配性，選擇最適當的切削用量，這是數控加工范圍內的要點。從目前的情況看，數控銑加工仍未得到完善，有待長期改進。在未來的實踐中，還需繼續摸索，服務于數控加工總體質量的提升。本文針對數控銑削的特點，探討了銑削加工中選擇刀具的方式以及切削用量的設定，僅供參考。

參考文獻

[1]林翔.試論數控銑加工中刀具和切削用量的選擇[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（24）.

[2]郝瑞友.淺談數控銑加工中的刀具和切削用量的選擇[J].企業導報，2013（03）.

〔編輯：張思楠〕