數控加工中心刀具和切削用量的選擇探討

胡慧

摘 要：刀具是機床實現切削加工的直接執行者，刀具的選擇以及切削用量的控制是否合理，不僅會是加工零件的質量受到影響，還會是機床的功效發揮受到一定程度的影響，從而無法順利、安全的進行生產。在對加工的程度進行編寫的過程中，要合理的配制刀具和切削用量，這樣不僅可以使切削加工的質量與效率得到有效的提升，還可以有效控制生產成本，使企業獲得更好的經濟效益。

關鍵詞：數控加工中心;刀具選擇;切削用量

引言：現在很多CAD軟件中都包含了自動編程功能，這些軟件都是子啊編程界面顯示以工藝規劃相關的參數，比如，刀具的選擇、加工流程的規劃、切削用量等，編程人員只需要進行對應參數的設置就好了，軟件會自動生成NC程序，并將其傳輸至數控機床加工中心完成零件的加工。由此，我們可以知道數控加工過程中，刀具選擇與切削量的確定是子啊人機交互的狀態下進行的，與普通的數控機床加工方式有一定的差異，編程人員子啊選擇刀具和切削用量時，一定要掌握其基本原則，在進行編程的過程中，要充分考慮數控加工的特點。下面本文就對數控加工中心，刀具和切削用量的選擇進行相關的分析，探討參數選擇和確定的原則與方法。

1.數控加工常用刀具的種類及特點

數控加工刀具的選擇，首先要能夠滿足數控機床高速、自動化生產的特點，一般包括通用刀具、通用連接刀柄、少量專用刀柄。刀柄需要與刀具連接并將其裝在機床動力部位。現階段刀具的選擇已經逐漸的走向的標準化和系列化。數控刀具的也出現了多種分類方式。按照刀具的結構可以將刀具分為整體式;鑲嵌式、;焊接或機夾式，機夾式有包含了不轉位和可轉位這兩種;還有特殊式的刀具比如復合刀具，減震刀具等。如果按照刀具制造材料來進行劃分，又可以將其劃分為高速鋼刀具;硬質合金刀具;金剛石刀具;以及其他材料的刀具比如陶瓷刀具等。如果按照切削的工藝來進行劃分的話，又可以將其劃分為車削刀具，其中包含有外圓、內孔、螺紋等多個種類;鉆削刀具，其中包括鉆頭、鉸刀等多個種類;其次還有鏜削刀具等。為了能夠使刀具滿足數控機床穩定、易調、可換的要求，近幾年數控機床生產中大多使用機夾式可轉位刀具，高類型刀具的使用率十分高。數控機床使用的刀具與普通的機床有很大的差異，主要表現在這幾個方面：

第一，剛性好，尤其是對于一些粗加工的刀具，高精度，抗振性能高，不易受熱變形。

第二，換刀操作十分便捷。

第三，壽命較長、工作性能穩定、可靠。

第四，尺寸調節十分便捷，可以有效降低刀具調整的時間。

第五，刀具能夠及時的處理斷屑或者卷屑，便于清理切屑。

第六，刀具的管理和編程十分便捷。

2.數控加工刀具的選擇

刀具的選擇需要在數控編程的人機交互狀態下完成 ，首先要考慮到機床的加工能力、零件加工材料的特性，加工程序，切削用量等有關的因素，其次還需要對配套的刀柄進行選擇。其次是，要考慮刀具選擇的原則，要確保刀具的安裝以及調整操作的便捷性，刀具的剛性、耐用度以及精度都需要嚴格的控制。在確保符合加工需求的前提之下，盡量選擇刀柄較短的刀具，這樣可以使刀具的加工剛性得到提升。在選取刀具時，需要注意一個問題，要確保刀具的尺寸與被加工零件的表面尺寸是相符的，在數控加工中，我們常常采用的方式是立銑刀，銑削平面時，應該選用硬質的合金刀片，加工凸臺，凹槽時可以選用高速剛立銑刀，加工毛坯表面的零件或者是粗加工的零件時，可以選擇鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對于一些立體的或者是便斜角的輪廓外形的零件加工，在選擇刀具是可以使用球頭銑刀，或者是環形、錐形、盤形銑刀。由于球頭刀具的端部切削度為零因此在對自由曲面的零件進行加工時，為了保障其加工的精度，在選擇切削的行距時，需要將其密度控制小一些。平頭刀具不管獅是在零件的表面加工或者是切削加工方面都比球頭刀具好，因此在確保切削工藝符合要求的條件下，不管是曲面粗加工還是精加工，最好都優先考慮使用平頭刀具。另一方面，刀具的耐用度與精度是決定刀具加工的一個很重要因素，雖然我們選擇性能較好的加工刀具，在一定程度上加大了刀具的成本，但是由此帶來的加工質量與加工效率提升成果卻是十分可觀的?？梢酝ㄟ^提高加工的質量與效率來彌補刀具購置成本高的問題。各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。

3.切削量的

合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本;半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。

（1）切削深度t。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，切削深度就等于加工余量，這是提高生產率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留---定的余量進行精加工。數控機床的精加加工余量課略小于普通機床。

（2）切削寬度。一般切削寬度與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經濟型數控加工中，一般切削寬度的取值范圍為： L= （0.6～0.9） d。

（3）切削速度。提高速度也是提高生產率的一個措施，但速度與刀具耐用度的關系比較密切。隨著切削速度的增大，刀具耐用度急劇下降，故切削速度的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，切削速度可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，切削速度可選200m/min以上。

（4）主軸轉速n（r/min）。主軸轉速一般根據切削速度來選定。計算公式為：式中，d為刀具或工件直徑（mm）。數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整。

（5）進給速度vF。進給速度應根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。進給速度的增加也可以提高生產效率。加工表面粗糙度要求低時，進給速度可選擇得大些。在加工過程中，進給速度也可通過機床控制面板.上的修調開關進行人工調整。但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統性能等的限制。

結束語：數控機床加工生產中，在確定了加工工藝的情況之下，加工刀具和切削用量的合理控制是數控加工生產的一個關鍵環節?？梢源_保數控加工生產的效率與加工質量，切削用量的合理選擇可以確保切削刀具的性能能夠得到良好的發揮，充分展現數控機床加工的效率與質量。

參考文獻：

[1]尚辰.試析如何選擇數控銑加工的刀具和切削用量[J].內燃機與配件，2019（03）：215-216.

[2]萬銀生.數控加工中心刀具和切削用量的選擇探討[J].中國設備工程，2018（20）：95-96.

[3]彭湘，彭小彥.試論如何選擇數控銑加工的刀具和切削用量[J].科技創新導報，2018，15（01）：93+97.

[4]王磊，王心怡.數控加工中心刀具和切削用量的選擇探討[J].內燃機與配件，2017（24）：63-64.