試析數控銑削加工刀具選擇及進刀方式

李偉　郭濤

摘要正確地選擇數控加工刀具和進刀切入方式以保證數控加工的質量和效率。選擇標準數控刀具時，應結合實際情況，在數控銑削各種型面的加工中，合理地選用對應刀具、選擇切削加工方向、進刀切入方式，使零件的切削尺寸精度和表面粗糙度滿足要求。

關鍵詞數控加工刀具選用進刀方式保證質量

中圖分類號：TQ153 文獻標識碼：A

數控加工工藝要考慮正確地選擇數控加工刀具和進刀切入方式保證數控加工的質量和效率。數控銑削加工具有有較高的精度、速度快、可靠性好、效率高等特點，數控銑削加工對切削加工刀具的要求更高，銑削刀具的剛性、強度、耐用度和安裝調整方法及在數控銑削各種型面的加工中，應合理地選擇切削加工方向、進刀方式，避免接刀痕、過切等現象的發生保護刀具，保證零件的切削加工精度和加工效率。

1影響數控銑削加工刀具選擇的因素

數控銑削加工刀具選擇時，通常要考慮機床的加工能力、材料狀態、工序內容等因素，（1）被加工工件材料的類別。工件常用材料有:有色金屬、黑色金屬和非金屬等不同。（2）切削工藝的類別。粗加工、半精加工、精加工等。（3）被加工工件材料的性能，包括硬度、韌性、組織狀態等。（4）被加工工件的幾何形狀，連續或斷續切削、刀具切入和退出角度、尺寸精度、表面粗糙度。（5）切削用量:切削深度、進給量、切削速度。數控銑削加工刀具要結合實際情況優先選用標準刀具，才可選用特殊的專用刀具。如整體硬質合金刀具、陶瓷刀具、可轉位刀具、面銑刀、鼓形銑刀、立銑刀、端面銑刀、環形銑刀、球頭銑刀、錐形銑刀、盤形銑刀等。

2數控銑削加工刀具的選用

刀具的選擇應要求刀具的結構合理、幾何參數標準化、系列化。它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態、夾具和機床選用刀具的剛性。應考慮以下方面:

2.1孔加工刀具的選用

（1）數控機床孔加工是由于切削條件和鉆頭的剛性決定，選用鉆頭直徑D應滿足L/D≤5(L為鉆孔深度)的條件。（2）鉆孔前為了保證孔加工的定位精度先可用中心鉆鉆定位孔。（3）為了平衡徑向力，減少鏜孔振動，鏜孔時可選用對稱的多刃鏜刀頭進行鏜削。（4）鉸孔前孔口要倒角，精鉸孔可選用浮動絞刀。（5）為了以減少切削振動，可考慮選擇較粗和較短的刀桿。

2.2銑削加工刀具選用

（1）銑削平面的刀具可選用可轉位90 立銑刀，硬質合金刀片的立銑刀用于粗銑時銑刀直徑要選小一些，精銑時銑刀直徑要選大一些，當加工余量大且余量不均勻時，刀具直徑選小一些，否則會造成因接刀刀痕過深而影響工件的加工質量。（2）銑削加工中常采用球頭銑刀、錐形銑刀、鼓形銑刀、環形銑刀對變斜角輪廓和立體曲面外形工件進行加工。（3）銑削加工中可選用鑲硬質合金的玉米銑刀對毛坯表面或孔的粗加工進行強力切削。（4）加工凸臺和凹槽多用高速鋼立銑刀。（5）可選用鑲立方氮化硼刀片或鑲陶瓷刀片的端面銑刀，對加工余量較小，表面粗糙度要求較高工件進行加工。（6）對凹槽加工，要選用的立銑刀直徑比槽寬小，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊，以保證加工精度滿足要求。

3數控銑削加工進刀方式

3.1輪廓銑削加工的進刀方式

3.1.1法線進刀和切線進刀

輪廓銑削加工進刀方式分法線進刀和切線進刀兩種。（1）法線進刀方式用于粗加工、半精加工或者表面質量要求不高的工件，這是由于法線進刀方式容易產生刀痕。法線進刀的路線短，因而切削效率相應較高。（2）切線進刀方式是圓弧切入的方式能有效地保證輪廓加工工件的表面質量，不容易產生刀痕。在切削毛坯余量較大時離開工件輪廓一段距離下刀再切入，很好地起到了保護立銑刀的作用。

3.1.2挖槽和型腔加工中的進刀方式

在數控銑削挖槽和型腔零件加工中的進刀方式，有垂直下刀方式、螺旋下刀方式和斜線下刀方式三種進刀方式:

（1）垂直下刀方式。

挖槽和型腔加工中要使用鍵槽銑刀直接垂直下刀進行切削。通過鍵槽銑刀其端部刀刃進行切削，但垂直下刀進刀方式加工時的平穩性較差，因而表面粗糙度較差;同時在同等切削條件下，鍵槽鐵刀較立銑刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨損也就較大，在大面積切削中的效率較低。所以，采用鍵槽銑刀直接垂直下刀進行挖槽和型腔加工切削方式，一般用于被加工零件面積小的切削加工或對表面粗糙度要求不高的被加工零件使用。

（2）螺旋下刀方式。

螺旋下刀方式是現代數控加工應用較為廣泛的下刀方式，模具制造中常用螺旋下刀方式。進行高速切削時合金模具銑刀如采用垂直進刀時，大切深的能力較差。合金模具銑刀如采用垂直進刀可以通過螺旋下刃的方式，通過刀片的側刃和底刃的切削，能解決刀具中心除切削刃以外刀具別部分與工件的干涉，螺旋下刀方式使切削刀具沿螺旋朝深度方向漸進下刀，達到進刀切削的結果。這樣，采用螺旋下刀方式可以在切削的平衡性、可靠性與切削效率之間折中保證工件加工質量。

（3）斜線下刀方式。

在數控銑削挖槽和型腔零件加工中長條形的型腔工件的加工，無法用螺旋下刀方式下刀加工的零件，應考慮用斜線下刀萬式。在數控銑削挖槽和型腔零件加工中采用斜線下刀萬式下刀時刀具快速移動至加工零件上表面上方適當位置，然后刀具與零件加工表面形成一個進刀角度切入，刀具以斜線下刀方式切入工件， 斜線下刀方式進刀路線如字母Z字。

綜上所述，在生產實踐中正確理解數控加工對刀具選擇和數控銑削加工中各種進刀方式的特點和適用范圍，對提高零件加工效率及表面質量。數控銑削可結合加工零件的工藝性要求去選擇合適的刀具和進刀方式，保證零件的切削加工精度和加工效率。

參考文獻

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[2]陳研.數控銑削加工研究[J].中國金屬加工在線,2009.