刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容空盼，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率衰抑，而且直接影響加工質(zhì)量饼记。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展香伴，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接具则，使得設(shè)計(jì)即纲、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過(guò)程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專(zhuān)門(mén)的工藝文件博肋。

　　現(xiàn)在低斋，許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問(wèn)題刹震，比如司逗，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃环自、切削用量設(shè)定等改佛，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工辰襟。因此遵奇，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則锤知，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì)的刀具選擇和切削用量確定問(wèn)題進(jìn)行了探討快檀，給出了若干原則和建議贩纵，并對(duì)應(yīng)該注意的問(wèn)題進(jìn)行了討論。

　　一都晶、數(shù)控加工常用刀具的種類(lèi)及特點(diǎn)

　　數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速懒叛、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具耽梅、通用連接刀柄及少量專(zhuān)用刀柄薛窥。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化眼姐。數(shù)控刀具的分類(lèi)有多種方法诅迷。

　　根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式众旗，采用焊接或機(jī)夾式連接罢杉，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式贡歧，如復(fù)合式刀具滩租，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具利朵；②硬質(zhì)合金刀具律想；③金剛石刀具；④其他材料刀具绍弟，如立方氮化硼刀具霸碰，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車(chē)削刀具读铁，分外圓囱蕴、內(nèi)孔、螺紋砂两、切割刀具等多種朋堪；②鉆削刀具，包括鉆頭汪汰、鉸刀盹扮、絲錐等；③鏜削刀具步盼；④銑削刀具等字拒。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)投嫂、可換等的要求捏章，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%川梅，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%疯兼。

　　數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求贫途，

　　主要有以下特點(diǎn)：

　“杀搿⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高丢早，抗振及熱變形幸搪恪；

　≡乖汀⑵互換性好傀缩，便于快速換刀；

　∨┾⑶壽命高扑毡，切削性能穩(wěn)定、可靠盛险；

　∶樘⑷刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間颅婴；

　【崩隆⑸刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?/p>

　『骨⑹系列化梧货，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理磺瓤。

　　二镐催、數(shù)控加工刀具的選擇

　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力设连、工件材料的性能椅豆、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄蛀蜀。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便沽叠，剛性好，耐用度和精度高报斗。在滿足加工要求的前提下菊榨，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。

　　選取刀具時(shí)函卒，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)辆憔。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工报嵌，常采用立銑刀躁愿；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀沪蓬；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)来候，選高速鋼立銑刀跷叉；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀营搅；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工云挟，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀转质、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀园欣。

　　在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零埠限，因此幔膝，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密旦珊，故球頭常用于曲面的精加工抑驹。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此昵诅，只要在保證不過(guò)切的前提下盈侣，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀貌梦。另外瘩穆，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是尸饵，在大多數(shù)情況下自驹，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高苔寝，則可以使整個(gè)加工成本大大降低饿呢。

　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上堪遂，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作介蛉。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜币旧、擴(kuò)践险、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速吹菱、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去巍虫。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍鳍刷，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸占遥。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種输瓜，共包括16種不同用途的刀柄瓦胎。

　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨尤揣、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行敛意，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此蝇莲，必須合理安排刀具的排列順序胶勾。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后闭腊，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位爹窥；③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具哀呕；④先銑后鉆相吭；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工领末；⑥在可能的情況下郊拄，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等痘涧。

　　三楚陶、數(shù)控加工切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)纤壁，一般以提高生產(chǎn)率為主左刽，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)酌媒，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下欠痴，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本秒咨。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)喇辽、切削用量手冊(cè)掌挚，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。

　∑凶伞⑴切削深度t吠式。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下抽米，t就等于加工余量特占，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度云茸，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工是目。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。

　∶慈怠⑵切削寬度L耗亮。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比呐品。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d逸铆。

　±莺骸⑶切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施苦钱，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切盛闻。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降避晾，故v的選擇主要取決于刀具耐用度悼晨。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系啥匀，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)蛙梆，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)催首，v可選200m/min以上扶踊。

　　⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)郎任。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定秧耗。計(jì)算公式為：式中，d為刀具或工件直徑（mm）舶治。

　　數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開(kāi)關(guān)分井，可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。

　∶姑汀⑸進(jìn)給速度vF 尺锚。vF應(yīng)根據(jù)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(lái)選擇珠闰。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)缩麸，vF可選擇得大些铸磅。在加工過(guò)程中，vF也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開(kāi)關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整杭朱，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制阅仔。

　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一窑笑。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中秕射，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此综界，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則瞎角，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)贴祷，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平覆靖。

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